第七章地理信息可视化

1、第七章第七章 地理信息可视化地理信息可视化第第一一节节 地理信息可视化地理信息可视化第第二节节 地图符号与注记地图符号与注记第三三节 地理信息专题地图表达地理信息专题地图表达第一节第一节 地理信息的可视化地理信息的可视化 1.1 1.1 基本概念基本概念 可视化可视化(Visualization)：是指在人脑是指在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。建立概念等。地理信息的可视化：地理信息的可视化： 指运用地图学、计算指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、机图形

2、学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。交互处理的理论、方法和技术。空间数空间数据库据库处处理理地理信息可视化示例地理信息可视化示例1.2 1.2 地理信息可视化类型地理信息可视化类型( (按表现内容）按表现内容）1.2.1 1.2.1 地图地图主要形式主要形式常规地图与数字地图常规地图与数字地图（载体类型）（载体类型）全要素地图、专题地图、遥感影

3、像地图、统全要素地图、专题地图、遥感影像地图、统计图表与数据报表计图表与数据报表（输出内容与形式）（输出内容与形式）1.2.2 多媒体地理信息多媒体地理信息 综合、形象地表现空间信息所使用综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。化的重要形式。1.2.3 三维仿真地图三维仿真地图1.2.4 虚拟现实虚拟现实 由计算机和其它设备如头盔、数据手套由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级等组

4、成的高级人机交互人机交互系统，以系统，以视觉视觉为主，为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，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地理空间环境之中并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。与之交互作用。 1.2.5 网络地图与数字地球网络地图与数字地球网络地图网络地图Google map数字地球数字地球Google earth川农崇州基地川农崇州基地第二节第二节 地图符号与注记地图符号与注记 地图符号（Symbol）是地图的语言，它是表达地图内容的基本手段。地图符号由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成。成都市地图成都市地图北京市地图北京市地图可以

5、表示事物的空间位置、大可以表示事物的空间位置、大 小、质量和数量特征；小、质量和数量特征；可以反映各类要素的分布特点；可以反映各类要素的分布特点；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。 w 有选择的表示地理环境中的主要事物；有选择的表示地理环境中的主要事物；w 用平面的图形符号表示地面的起伏状况；用平面的图形符号表示地面的起伏状况；w 能表示出景物看不见的本质特征；能表示出景物看不见的本质特征；w 可表示出地面没有外形的许多自然和社会可表示出地面没有外形的许多自然和社会经济现象。经济现象。2.1.4 2.1.4 地图符号的分类地图符号的分类

6、分为分为定位符号定位符号和和说明符号。说明符号。 1）定位符号定位符号: 指图上有确定位置，一般不指图上有确定位置，一般不能任意移动的符号，如河流、居民地及边界等；能任意移动的符号，如河流、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量特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。符号而存在的，如说明森林树种的符号等。 分为分为点状符号、线状符号和面状符号。点状符号、线状符号和面状符号。 1 1）点状符号）点状符号 是一种表达不能依比例尺是一种表达不能依比例尺表示的小面积事

7、物（如油库等）和点状（如表示的小面积事物（如油库等）和点状（如控制点）所采用的符号。控制点）所采用的符号。 点状符号点状符号 ArcGISArcGIS下点的表示下点的表示 2 2）线状符号）线状符号 是一种表达呈线状或带状延伸是一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号，如河流，其长度能按比例尺表分布事物的符号，如河流，其长度能按比例尺表示，而宽度一般不能按比例尺表示，需要进行适示，而宽度一般不能按比例尺表示，需要进行适当的夸大。一般又称为半依比例符号。当的夸大。一般又称为半依比例符号。 线状符号线状符号 ArcGISArcGIS下线的表示下线的表示 3)3) 面状符号面状符号 是一种能按地图比例

8、尺表示是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号。并可以从图上量测其长出事物分布范围的符号。并可以从图上量测其长度、宽度和面积，一般又把这种符号称为依比例度、宽度和面积，一般又把这种符号称为依比例符号。符号。 面状符号面状符号 ArcGISArcGIS中面的表示中面的表示 视觉变量视觉变量 包括形状、大小、图案、纹理、包括形状、大小、图案、纹理、颜色（色相、色值、彩度）；符号与视觉变量颜色（色相、色值、彩度）；符号与视觉变量组合表示地理对象的属性数据。组合表示地理对象的属性数据。位置位置 表示地理对象的空间位置；表示地理对象的空间位置；形状形状 表示要素类别；大小和纹理大小和纹理 表示数据之

9、间的数量差别；颜色与图案颜色与图案 表示标称(nominal)或定性(qualitative)数据 。w 色相色相（色别色别）是一种色彩得以与另一种色彩相区别的性质。一般将不同的色相与不同类型的数据联系起来。w 色值色值是一种颜色的亮度或暗度，黑色为低值而白色为高值。在一幅地图上通常感到较暗的符号更重要。w 彩度彩度（饱和度饱和度或强度强度），指的是一种颜色的丰富程度或鲜明程度。完全饱和的颜色为纯色，而低饱和度的颜色则偏灰。通常颜色饱和度越高的符号其视觉重要性也越大。w 地图上色彩的应用要遵循感情色彩感情色彩、习惯用色习惯用色、色色彩方案彩方案等经验法则。地图符号的运用地图符号的运用 名称注记

10、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 地图上的文字和数字总称为地图注地图上的文字和数字总称为地图注记，它是地图内容的重要部分记，它是地图内容的重要部分 。2.2.2 2.2.2 注记的字体、字级和颜色注记的字体、字级和颜色 字体字体 宋体、等线体、仿宋体和横线体等；宋体、等线体、仿宋体和横线体等； 颜色颜色 只有色相的变化，颜色的选用要与注只有色相的变化，颜色的选用要与注 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 以以照相

11、排字机照相排字机注明的规格为标准，在注明的规格为标准，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； 几种可能的注记配置方式几种可能的注记配置方式 摆放位置应显示其所标识空间要素的摆放位置应显示其所标识空间要素的位置和范围；注记不压盖图上的重要部位置和范围；注记不压盖图上的重要部分；分；不能遮盖地物，注记之间也不能相不能遮盖地物，注记之间也不能相互重叠。互重叠。w 字样、字体颜色、罗马字体或斜体等方面的差异更适合于表现定性数据，而字体大小、字体粗细和大小写等方面的差

12、异则更适合于表现定量数据；w 一幅图上只选用12种字样，并选用另一些字体变化用于标注不同要素或符号来取得协调美观的效果；w 水系要素用斜体，行政单元名称用粗体，并且名称按规模大小有字体大小的区分；图名和图例等部分习惯用修饰性字体 ；w 点状要素的名称应放在其点状符号的右上方；线状要素的名称应以条块状与该要素走向平行；面状要素的名称应放在能指明其面积范围的地方。2.2.2 注记运用注记运用 甘孜州甘孜州SAKSAK含量分布图含量分布图citySAK content因此，图面配置中要注意：主题突出图面平衡图形-背景视觉层次第三节第三节 地理信息专题地图表达地理信息专题地图表达 专题地图专题地图除了

13、采用普通地图某些表示方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，法并使其得到进一步发展外，本身还需本身还需要有专门反映各种要素性质、数量、空要有专门反映各种要素性质、数量、空间分布和时间变化的表示方法间分布和时间变化的表示方法。 在专题地图中，各种制图对象的基本形状在专题地图中，各种制图对象的基本形状是由是由点、线、面及其过渡形态点、线、面及其过渡形态组成的，并以组成的，并以此此反映现象的分布特点、现象的变化时刻、反映现象的分布特点、现象的变化时刻、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。3.1 3.1 概念和分类概念和分类专题地图是突出地表示一种或几种自专题地图是突出

14、地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。然现象和社会经济现象的地图。3.1.1 3.1.1 概念概念自然地图自然地图 表示自然界各种现象的特征、表示自然界各种现象的特征、地理分布及其相互关系，如地质图等。地理分布及其相互关系，如地质图等。社会经济地图社会经济地图 表示各种社会经济现象表示各种社会经济现象的特征、地理分布及其相互关系，如人口的特征、地理分布及其相互关系，如人口图、行政区划图等。图、行政区划图等。其他专题地图其他专题地图 指不属于上述二类的专指不属于上述二类的专题地图，如航海图、航空图等。题地图，如航海图、航空图等。w 数学要素数学要素 坐标网、比例尺、地图定向等；坐标网、比

15、例尺、地图定向等；w 专题要素专题要素 主体，放于第一层；主体，放于第一层；w 地理底图要素地理底图要素 浅淡颜色表示，置于第二层。浅淡颜色表示，置于第二层。 制图综合是对制图区域客观事物的取制图综合是对制图区域客观事物的取舍和简化。经过概括后的地图可以显示舍和简化。经过概括后的地图可以显示出主要的事物和本质的特征。出主要的事物和本质的特征。 在科学分析研究内容要素特征的基础上，在科学分析研究内容要素特征的基础上，根据图幅的用途和比例尺，将图幅的专题内根据图幅的用途和比例尺，将图幅的专题内容加以概括化，容加以概括化，把最主要的要素、对象的基把最主要的要素、对象的基本轮廓、主要的特征和基本规律反

16、映在地图本轮廓、主要的特征和基本规律反映在地图上。上。专题地图制图综合的实质专题地图制图综合的实质 v 地图比例尺地图比例尺v 地图的主题地图的主题v 地图的用途地图的用途v 制图区域的地理特征制图区域的地理特征v 符号的图形尺寸符号的图形尺寸 v 可视化要求可视化要求 制图综合是一个高度智能化的和具有制图综合是一个高度智能化的和具有创造性的作业过程，它是一个整体任务，创造性的作业过程，它是一个整体任务，包含了一系列不同性质的操作，可以分包含了一系列不同性质的操作，可以分解为若干个子过程来实现。解为若干个子过程来实现。 制图综合的基本方法为内容的取舍、制图综合的基本方法为内容的取舍、数量化简、

17、质量化简和形状化简。数量化简、质量化简和形状化简。 点符号的综合点符号的综合取取舍舍移移位位合合并并 线符号的综合线符号的综合取舍取舍移位移位简化简化光滑光滑 面符号的综合面符号的综合简化简化移位移位光滑光滑合并合并 等值线法等值线法质底法质底法范围法范围法点值法点值法符号法符号法动线法动线法统计图法统计图法 DEMDEM表示法表示法3.4.1 3.4.1 等值线法等值线法 等值线指在地图上通过表示一种现象的等值线指在地图上通过表示一种现象的数量指标的一些等值点的曲线。数量指标的一些等值点的曲线。宜用于表示宜用于表示地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这

18、种现象在地图上任一点的数值或强度。这种现象在地图上任一点的数值或强度。 等值线等值线间隔大小间隔大小决定于现象的数值变决定于现象的数值变化范围。化范围。颜色颜色可由浅到深，由寒色过渡到可由浅到深，由寒色过渡到暖色。暖色。等值线等值线 3.4.2 3.4.2 质底法质底法 首先首先按现象的性质进行分类或分区，制按现象的性质进行分类或分区，制成图例，在地图上绘出各分类界线，成图例，在地图上绘出各分类界线，然后然后把把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜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。色或同一的晕纹。优点鲜明美观缺点不易表示各类现象的过渡质底法质底法3.4.3 3.4.3 范

19、围法范围法 用于表示某种现象在一定范围内的分布。用于表示某种现象在一定范围内的分布。精确范围法精确范围法 有明确的界线，可在界线内有明确的界线，可在界线内着色或填绘晕纹或文字注记。着色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或不绘轮廓界线，只以文字或单个符号表示概略范围。示概略范围。(1) 分类分类(2) 范围的表示方法范围的表示方法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

20、围内均匀配置晕线符号；在区域范围内均匀配置晕线符号；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或采用填充符号。（a）精确范围法（）精确范围法（b）概略范围法）概略范围法 3.4.4 3.4.4 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，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 在一定的区划单位内均匀地布点。在一定的区划单位内均匀地布点。定位布点法定位布点法 按照现象实际所在地布点。按照现象实际所在地布点。点值法点值法 3.4.5 线状符号法线状符号法表示几何概念的线划表示几何概念的线划，如分水岭、境界线；，如分水岭、境界线；表示线状分布不能依地图比例尺表示其宽表示线状分