第七章空间信息的可视化学习教案

1、会计学1第七章空间信息的可视化第七章空间信息的可视化第一页，共70页。1.1 1.1 基本概念基本概念第1页/共70页第二页，共70页。空间信息的可视化：空间信息的可视化： 指运用地图学、计指运用地图学、计算机图形算机图形(txng)学和图像处理技术，学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形及预测的数据及结果采用图形(txng)符号、图形符号、图形(txng)、图像，并结合图、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技示，并进行交互处理的理论、方法和

2、技术。术。1.1 1.1 基本概念基本概念第2页/共70页第三页，共70页。空间数空间数据库据库处处理理空间信息可视化示例空间信息可视化示例(shl)第3页/共70页第四页，共70页。地图地图(dt)(dt)硬拷贝硬拷贝 纸质或其它介质地图纸质或其它介质地图(dt)(dt)；软拷贝软拷贝 屏幕上的电子地图屏幕上的电子地图(dt)(dt)。第4页/共70页第五页，共70页。多媒体地学信息多媒体地学信息 综合、形象综合、形象(xngxing)地表现空间信息地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集动画、音频、视频

3、各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。要形式。第5页/共70页第六页，共70页。三维仿真三维仿真(fn zhn)地图地图第6页/共70页第七页，共70页。虚拟现实虚拟现实 由计算机和其它由计算机和其它(qt)设备如头盔、数设备如头盔、数据手套等组成的高级人机交互系统，以据手套等组成的高级人机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。地理空间环境之中并与之交互作用。 第7页/共70页第八页，共

4、70页。第8页/共70页第九页，共70页。地图可视化虚拟地图理论信息表达交流模型地理视觉认知决策模型技术动态地图交互交融地图超地图 地图可视化的概念框架地图可视化的概念框架 第9页/共70页第十页，共70页。 地理可视化研究框架地理可视化研究框架 Didase Didase1990 提出了地理可视化的作用框提出了地理可视化的作用框架，强调了地理研究过程中地图的作用，它包架，强调了地理研究过程中地图的作用，它包括数据探索，假设形成并确证，综合合成，到括数据探索，假设形成并确证，综合合成，到最后的结果最后的结果(ji gu)表达与呈现。表达与呈现。第10页/共70页第十一页，共70页。从从GISG

5、IS及其可视化的发展看及其可视化的发展看（1 1）GISGIS可视化着重于技术层次上，例如数可视化着重于技术层次上，例如数据模型据模型( (空间数据模型，时空数据模型空间数据模型，时空数据模型) )的设的设计，二维、三维图形计，二维、三维图形(txng)(txng)的显示，实时的显示，实时动态处理等；动态处理等；（2 2）可视化目标是用图形）可视化目标是用图形(txng)(txng)呈现地学呈现地学处理和分析的结果。处理和分析的结果。第11页/共70页第十二页，共70页。计算机可视化地球系统地学可视化地学多维图解虚拟地理环境虚拟现实+网络技术地球系统专题应用领域可视化（如海洋、大气、地质、城市

6、、社会经济等）地图可视化GIS 可视化 空间信息可视化研究框架空间信息可视化研究框架 第12页/共70页第十三页，共70页。第13页/共70页第十四页，共70页。成都市地图成都市地图(dt)第14页/共70页第十五页，共70页。北京市地图北京市地图(dt)第15页/共70页第十六页，共70页。可以表明各要素之间的相可以表明各要素之间的相 互关系及区域总体特征。互关系及区域总体特征。 第16页/共70页第十七页，共70页。n可表示出地面没有外形的许多可表示出地面没有外形的许多自然和社会经济自然和社会经济(jngj)现象。现象。第17页/共70页第十八页，共70页。 1）定位符号）定位符号: 指图

7、上有确定位置，一指图上有确定位置，一般不能任意般不能任意(rny)移动的符号，如河流移动的符号，如河流、居民地及边界等；、居民地及边界等； 2) 说明符号说明符号: 指为了说明事物的质量和数量特指为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号，它通常是依附于定位符号而存征而附加的一类符号，它通常是依附于定位符号而存在的，如说明森林树种的符号等。在的，如说明森林树种的符号等。 第18页/共70页第十九页，共70页。 1 1）点状符号）点状符号 是一种表达不能依比例尺表是一种表达不能依比例尺表示示(biosh)(biosh)的小面积事物（如油库等）和点的小面积事物（如油库等）和点状（如控制点）所采用

8、的符号。状（如控制点）所采用的符号。 点状符号点状符号 第19页/共70页第二十页，共70页。ArcGISArcGIS下点的表示下点的表示(biosh)(biosh)第20页/共70页第二十一页，共70页。 线状符号线状符号 第21页/共70页第二十二页，共70页。ArcGISArcGIS下线的表示下线的表示(biosh)(biosh)第22页/共70页第二十三页，共70页。 面状符号面状符号 第23页/共70页第二十四页，共70页。ArcGISArcGIS中面的表示中面的表示(biosh)(biosh)第24页/共70页第二十五页，共70页。颜色颜色 反映事物的质量、数量反映事物的质量、数量

9、(shling)特特征和等级。征和等级。形状形状 表示事物的外形和特征。表示事物的外形和特征。尺寸尺寸 和地图内容、用途、比例尺、目和地图内容、用途、比例尺、目 视分辨能力、绘图与印刷能力有关。视分辨能力、绘图与印刷能力有关。第25页/共70页第二十六页，共70页。 由形状、尺寸和颜色变化组成由形状、尺寸和颜色变化组成(z chn)的的各种地图符号并不是孤立的，它们具有内在的联各种地图符号并不是孤立的，它们具有内在的联系。通过符号的变化可以把地图内容的分类、分系。通过符号的变化可以把地图内容的分类、分级、重要、次要等不同情况表达出来。级、重要、次要等不同情况表达出来。 第26页/共70页第二十

10、七页，共70页。 地图符号使用了不同的视觉变量，如尺寸、形状、灰度、纹理、方向和颜色(yns)等，实现了不同的感受效果。 地图是由在不同地图是由在不同(b tn)位置上的符号图形所位置上的符号图形所组成的，符号的复杂排列能引起视觉的不同组成的，符号的复杂排列能引起视觉的不同(b tn)感受。感受。第27页/共70页第二十八页，共70页。地图符号效果地图符号效果(xiogu) (xiogu) 第28页/共70页第二十九页，共70页。 优先考虑地图内容各要素的分类、分优先考虑地图内容各要素的分类、分级要求，另需顾及级要求，另需顾及(gj)(gj)地图符号的构成地图符号的构成要素，及形状、尺寸和颜色

11、。要素，及形状、尺寸和颜色。第29页/共70页第三十页，共70页。 应使设计的符号图案化和系统化，并充分考虑到制图工艺(gngy)和屏幕可视化要求。图案化图案化 要使设计要使设计(shj)的符号图形或类似于的符号图形或类似于物体本身的实际形态，或具有象征会意的作用物体本身的实际形态，或具有象征会意的作用。系统化系统化 设计地图符号图形时要顾及彼此之间设计地图符号图形时要顾及彼此之间的联系并考虑符号图形与符号含义内在的的联系并考虑符号图形与符号含义内在的、有机的联系。、有机的联系。第30页/共70页第三十一页，共70页。与地图用途、比例尺、制图与地图用途、比例尺、制图(zh t)区域特点区域特点

12、和读取条件、屏幕分辨大小等方面联系。和读取条件、屏幕分辨大小等方面联系。与分辨能力与分辨能力(nngl)、绘图和复制技术能力、绘图和复制技术能力(nngl)相适应。相适应。注：分辨率大，符号尺寸可大一些，结构也注：分辨率大，符号尺寸可大一些，结构也可复杂些；反之亦反。可复杂些；反之亦反。第31页/共70页第三十二页，共70页。正确利用色彩的象征意义；正确利用色彩的象征意义；主题或主要要素的符号应施以鲜明、饱和的色主题或主要要素的符号应施以鲜明、饱和的色彩，对基础和次要要素则宜用浅淡的色彩；彩，对基础和次要要素则宜用浅淡的色彩；顾及印刷和经济效果。顾及印刷和经济效果。第32页/共70页第三十三页

13、，共70页。地图符号的使用地图符号的使用(shyng)第33页/共70页第三十四页，共70页。名称注记名称注记 说明各种事物的专有名称。 如居民点名称；说明注记说明注记 说明各种事物的种类、性 质或特征，常用简注表示；数字注记数字注记 用来说明某些事物的数量 特征，如高程等。注注记记种种类类第34页/共70页第三十五页，共70页。颜色颜色 只有只有(zhyu)色相的变化，颜色的选色相的变化，颜色的选用要与注用要与注 记所表示的事物类别相联系。记所表示的事物类别相联系。字级字级 以照相排字机注明的规格为标准，在以照相排字机注明的规格为标准，在 一幅图上，按照事物的重要程度和意一幅图上，按照事物的

14、重要程度和意 义，采用不同的字级，以便使注记大义，采用不同的字级，以便使注记大 小与图形符号相对应；小与图形符号相对应；第35页/共70页第三十六页，共70页。 几种可能的注记配置方式几种可能的注记配置方式 注记不压盖图上的重要部分。应与其注记不压盖图上的重要部分。应与其(yq)(yq)所说明的事物关系明确。不能遮盖所说明的事物关系明确。不能遮盖地物，注记之间也不能相互重叠。地物，注记之间也不能相互重叠。第36页/共70页第三十七页，共70页。甘孜州甘孜州SAKSAK含量含量(hnling)(hnling)分布图分布图citySAK content第37页/共70页第三十八页，共70页。第38

15、页/共70页第三十九页，共70页。 专题地图除了采用普通地图某些表示方法专题地图除了采用普通地图某些表示方法并使其得到进一步发展外，本身还需要有专并使其得到进一步发展外，本身还需要有专门反映各种要素门反映各种要素(yo s)(yo s)性质、数量、空间分性质、数量、空间分布和时间变化的表示方法。布和时间变化的表示方法。第39页/共70页第四十页，共70页。 在专题地图中，各种制图对象在专题地图中，各种制图对象(duxing)的的基本形状是由点、线、面及其过渡形态组成的，基本形状是由点、线、面及其过渡形态组成的，并以此反映现象的分布特点、现象的变化时刻、并以此反映现象的分布特点、现象的变化时刻、

16、质量和数量的特征及综合特征。质量和数量的特征及综合特征。第40页/共70页第四十一页，共70页。 专题地图是突出地表示一种或几种专题地图是突出地表示一种或几种自然现象自然现象(xinxing)(xinxing)和社会经济现象和社会经济现象(xinxing)(xinxing)的地图。的地图。概念概念(ginin)(ginin)第41页/共70页第四十二页，共70页。自然地图自然地图 表示自然界各种现象的特表示自然界各种现象的特征、地理分布及其相互征、地理分布及其相互(xingh)关关系，如地质图等。系，如地质图等。社会经济地图社会经济地图 表示表示(biosh)各种社各种社会经济现象的特征、地理

17、分布及其相会经济现象的特征、地理分布及其相互关系，如人口图、行政区划图等。互关系，如人口图、行政区划图等。其 他 专 题 地 图其 他 专 题 地 图 指 不 属 于 上 述指 不 属 于 上 述(shngsh)二类的专题地图，如航海二类的专题地图，如航海图、航空图等。图、航空图等。第42页/共70页第四十三页，共70页。等值线法等值线法质底法质底法范围范围(fnwi)(fnwi)法法点值法点值法符号符号(fho)(fho)法法动线法动线法统计图法统计图法 DEMDEM表示法表示法第43页/共70页第四十四页，共70页。等值线法等值线法 等值线指在地图上通过表示等值线指在地图上通过表示(bio

18、sh)一种现一种现象的数量指标的一些等值点的曲线。宜用于表示象的数量指标的一些等值点的曲线。宜用于表示(biosh)地面上连续分布而逐渐变化的现象，并地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。 等值线间隔大小等值线间隔大小(dxio)决定于现象决定于现象的数值变化范围。颜色可由浅到深，由寒的数值变化范围。颜色可由浅到深，由寒色过渡到暖色。色过渡到暖色。第44页/共70页第四十五页，共70页。等值线等值线 第45页/共70页第四十六页，共70页。质底法质底法 首先按现象的性质首先按现象的性质(xngzh)进行分类或分区进行分

19、类或分区，制成图例，在地图上绘出各分类界线，然后把，制成图例，在地图上绘出各分类界线，然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹。同一的晕纹。优点鲜明(xinmng)美观缺点不易表示各类现象(xinxing)的过渡第46页/共70页第四十七页，共70页。质底法质底法第47页/共70页第四十八页，共70页。范围范围(fnwi)(fnwi)法法 用于表示某种现象在一定范围用于表示某种现象在一定范围(fnwi)内的内的分布。分布。精确范围法精确范围法 有明确有明确(mngqu)的界线，可在的界线，可在界线内着色或填绘晕纹或文字注记。界线内着色

20、或填绘晕纹或文字注记。概略范围法概略范围法 用虚线、点线表示轮廓界线，用虚线、点线表示轮廓界线，或不绘轮廓界线，只以文字或单个符号表示或不绘轮廓界线，只以文字或单个符号表示概略范围。概略范围。(1) 分类分类第48页/共70页第四十九页，共70页。(2) 范围的表示范围的表示(biosh)方法方法v用一定图形的实线或虚线表示；用一定图形的实线或虚线表示；v用不同颜色普染区域；用不同颜色普染区域；v在不同区域范围内绘以不同晕线；在不同区域范围内绘以不同晕线；v在区域范围内均匀配置在区域范围内均匀配置(pizh)晕线符号；晕线符号；v在区域范围内加注说明注记或采用填充符号。在区域范围内加注说明注记

21、或采用填充符号。第49页/共70页第五十页，共70页。（a）精确范围）精确范围(fnwi)法（法（b）概略）概略范围范围(fnwi)法法 第50页/共70页第五十一页，共70页。点值法点值法 在图上用小点表示现象的分布和数量在图上用小点表示现象的分布和数量(shling)，适用于表示分布不均匀的现象，适用于表示分布不均匀的现象。均匀布点法均匀布点法 在一定的区划在一定的区划(qhu)(qhu)单位内均匀地布点单位内均匀地布点。定位定位(dngwi)(dngwi)布点法布点法 按照现象实际所在地布点。按照现象实际所在地布点。第51页/共70页第五十二页，共70页。点值法点值法 第52页/共70页

22、第五十三页，共70页。线状符号线状符号(fho)法法表示几何表示几何(j h)概念的线划，如分水岭、境界线；概念的线划，如分水岭、境界线；表示表示(biosh)线状分布不能依地图比例尺线状分布不能依地图比例尺表示表示(biosh)其宽度的地物，如河流、道其宽度的地物，如河流、道路等；路等；可强调图上按面积表示的地物的主要方向可强调图上按面积表示的地物的主要方向，如山脊，如山脊线、山脉走向线等。线、山脉走向线等。第53页/共70页第五十四页，共70页。线状符号法（地质线状符号法（地质(dzh)构构造线）造线） 第54页/共70页第五十五页，共70页。统计统计(tngj)图法图法 根据编图区域内各

23、区划单位或典型地点的根据编图区域内各区划单位或典型地点的统计资料，用地图统计资料，用地图(dt)形式表达出来。形式表达出来。图形统计图法图形统计图法 根据统计资料作成图形或根据统计资料作成图形或图表，绘在地图图表，绘在地图(dt)上该区划单位之内。上该区划单位之内。分级统计图法分级统计图法 按照统计资料，根据现象的密度、强度划分等级，在地图上填绘深浅不同的颜色或疏密不同的晕线。按照统计资料，根据现象的密度、强度划分等级，在地图上填绘深浅不同的颜色或疏密不同的晕线。定位统计图法定位统计图法 将固定地点的统计资料，用图表形式绘在地图上的相应地点。将固定地点的统计资料，用图表形式绘在地图上的相应地点

24、。第55页/共70页第五十六页，共70页。统计统计(tngj)图图法法 第56页/共70页第五十七页，共70页。法法 广泛运用于工程广泛运用于工程(gngchng)、规划和、规划和军事领域。军事领域。地貌地貌(dmo)晕染图晕染图第57页/共70页第五十八页，共70页。 三维曲面三维曲面(qmin)图图第58页/共70页第五十九页，共70页。 色彩能弥补单色图的缺陷，丰富(fngf)图幅内容，如实反映制图物体的自然面貌，扩大地图内容的感染力，增强地图内容的清晰易读性。 现有的表达手段可归纳为色彩、现有的表达手段可归纳为色彩、线条和注记三种。线条和注记三种。第59页/共70页第六十页，共70页。 各种线条样式各种线条样式 第60页/共70页第六十一页，共70页。 注记是上述两种手段的补充注记是上述两种