武大遥感GIS教案 主题六

主题六GIS数据的输出及可视化章节安排6.1GIS产品的输出系统6.2GIS产品的类型6.3空间可视化技术6.1GIS产品的输出系统输出产品分类硬件输出设备:普通地图、专题地图、影像地图;统计报表、决策方案;三维数字模型、三维地图以及三维虚拟现实与仿真模拟演示;摄影胶片的硬拷贝等。软件系统:各类产品的专用软件设备驱动软件6.2GIS产品的类型普通地图专题地图影像地图统计报表三维数字模型三维虚拟地图决策方案一、普通地图分类：普通地图静态显示动态显示晕宣地图特点：可提供布局合理、比例适当、负载平衡、符号化明确、图例正确、易于出版印刷等地图产品。地图实例晕宣图线画图二、专题地图定义：按专题属性显示或某种专题应用的多种类型专题类别地图。专题地图房产地图分区地图专题地图道路交通地图统计专题地图美国生物量资源状况美国地热资源分布美国太阳能资源分布状况美国风能资源分布状况专题图的制图方法按分类码显示制图按计算量测值显示制图按整数属性值分色显示制图按数值分类显示制图分类统计显示1、按分类码显示制图根据地物的分类码查询检索显示制图专题图的制图方法2、按计算量测值显示制图可根据地物的计算量测值显示制图(如人口密度、建筑密度等)3、按整数属性值分色显示制图根据地物的整数属性值分色值显示制图(如森林覆盖类型、道路等级等)4、按数值分类显示制图某些数值可按一定的区间进行分组、分类显示制图。三、影像地图正射影像图栅格地图分类渐进色彩显示的地图多光谱影像图1、正射影像图经几何纠正后的遥感影像图。2、栅格地图3、分类渐进色彩显示的地图如污染程度、温度分布等。4、按光谱显示制图四、统计报表五、三维模型和虚拟环境虚拟数字产品数字高程模型数字景观模型数字城市模型三维仿真地图数字管线模型数字高程模型数字景观模型三维仿真地图数字管线模型数字城市模型三维虚拟场景六、决策方案应用：选址分析拆迁分析路径分析资源分配分析成果：地图报表选址分析决策方案输出动态地图是反映自然和人文现象变迁和运动的地图。如在地图上绘出不同历史时期河道改道的流径和河口延伸的海岸线痕迹。动态地图虽表现了客观事物动态形迹，但在视觉上仍是静止的，需要读者按不同的时间轨迹来联想，才能构成“动态”的概念。七、动态地图虚拟现实系统VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真。是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。八、虚拟现实系统6.3空间可视化技术可视化的概念GIS可视化过程可视化理论三维GIS的应用动态现象可视化技术虚拟现实技术一、可视化的概念定义：在人脑中形成对某物（人）的图象的一个心理过程，其目的是促使对事物的观察力及建立概念等。分类：科学计算可视化空间信息的可视化1、科学计算可视化定义：运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。主要功能：从复杂的多维数据中产生图形，也可以分析和理解存入计算机的图像数据。1、科学计算可视化快速、高精度医学图像的三维建模矢量场的可视化科学函数的可视化地形图可视化“科学计算可视化”概念提出以来，在地学相关学科受到了重视，产生了众多特定领域的可视化专业性概念。科学计算可视化与地球科学相结合产生了地学可视化，对地学数据进行视觉表达与可视分析。对地学而言，可视化技术在地图制图学已有应用，但在现代数字技术环境下，可视化的内涵与外外延都有扩展，在地图绘制、地貌晕渲、符号化、地学图谱、三维景观图等技术都有发展。地学可视化强调地学现象、事物的机理、过程、规律的视觉化表达，挖掘揭示深层的信息内容。例如，通过三维景观、体视化技术展示地质构造分布、发育，模拟水对水文现象的演变模拟，模拟对海洋、大气的运动过程运动规律模拟。2、科学计算可视化与地学可视化3、空间信息的可视化定义：空间信息可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、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。数字地图主要类型：虚拟地图动态地图交互交融地图空间信息可视化的形式多媒体地图（超地图）：定义：综合、形象地表现空间信息的使用文本、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成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。特点：各种多媒体形式能够形象、真实地表示空间信息某些特定方面。空间信息可视化的形式三维仿真地图定义：基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图。空间信息可视化的形式虚拟现实定义：由计算机和其它设备如头盔、数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。空间信息可视化的形式二、空间信息可视化过程空间信息与可视化的关系是密切的。首先从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息；通过预处理后，从符号库读取符号信息，从字符库读取汉字及字符信息，从色彩库读取色彩信息，这就是符号化步骤；接着就可面向不同应用领域输出各种形式的可视化图形（包括地图）。二、空间信息可视化过程数字技术、网络技术、多媒体技术以及虚拟现实技术的出现，推动了地图认知、信息传输理论的发展，也促使我们对地理你信息可视化理论进行重新认识。多维与动态可视化技术是地学可视化最新的发展趋势。目前代表的观点主要有：①

Taylor的现代地图学认知论（可视化三角形）；②

MacEachren的空间表达论（可视化立方体）；③

DiBiase的科学探索工具论；④

Kraak的探索论；⑤龚建华等人的认知与交流融合论。三、可视化理论Taylor（1993）将地图理论的原则放在三角形的底边，认知和传输放在三角形的另外两边，三角形中心连接处为可视化，可视化包含信息交流传输与认知分析两方面（如右图所示）。Taylor认为，可视化是现代地图学的核心，具有交互和动态特征，可视化的功能包括交流传输与认知分析两方面，同时需要计算机技术应用到地图制图中来。同时，他也指出：不能简单地将地图可视化与地图学等同起来，可视化不构成地图学的全部研究内容。从Taylor的观点来看，他强调的是“计算机技术基础支持下的地图可视化”。三、可视化理论MacEachren（1995）用立方体表达地图应用空间以及可视化和交流传输在立方体空间中不同的位置和作用。可视化与交流传输是处于不同的地位，发挥不同的作用。交流传输具有表达已知、面对大众、人图交互作用较低等特点。而可视化则具有呈现未知、面对个人、人图交互作用较高等特点，（如右图所示）。MacEachren强调了交流与可视化在地图学中的作用。三、可视化理论该立方体模型形象地描述了两个过程：在对地学过程、规律探索的早期，是为数较少的领域专家对地学问题探索，在逐步深化过程中认识从无知到有知，逐渐清晰化，该阶段人与图的交互频繁，通过图形绘制、分析进行多个过程图形化思考，这一过程可看着是探索发现。第二个阶段，探索结果出来后通过可视化图形载体进行交流传播，面向社会化大众