第七章地理信息可視化

第七章地理信息可視化第一節(jié)地理信息可視化第二節(jié)地圖符號與注記第三節(jié)地理信息專題地圖表達第一節(jié)地理信息的可視化

1.1基本概念

可視化(Visualization)：是指在人腦中形成對某物（某人）的圖像，是一個心理處理過程，促使對事物的觀察力及建立概念等?？茖W(xué)計算可視化：是通過研制計算機工具、技術(shù)和系統(tǒng)，把實驗或數(shù)值計算獲得的大量抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人的視覺可以直接感受的計算機圖形圖像，從而可進行數(shù)據(jù)分析。地理信息的可視化：

指運用地圖學(xué)、計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號、圖形、圖像，并結(jié)合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示，并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)?？臻g數(shù)據(jù)庫處理地理信息可視化示例1.2地理信息可視化類型(按表現(xiàn)內(nèi)容）1.2.1地圖——主要形式常規(guī)地圖與數(shù)字地圖（載體類型）全要素地圖、專題地圖、遙感影像地圖、統(tǒng)計圖表與數(shù)據(jù)報表（輸出內(nèi)容與形式）1.2.2多媒體地理信息

綜合、形象地表現(xiàn)空間信息所使用的文本、表格、聲音、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻各種形式邏輯地聯(lián)接并集成為一個整體概念，是空間信息可視化的重要形式。1.2.3三維仿真地圖1.2.4虛擬現(xiàn)實

由計算機和其它設(shè)備如頭盔、數(shù)據(jù)手套等組成的高級人機交互系統(tǒng)，以視覺為主，也結(jié)合聽、觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進入真實的地理空間環(huán)境之中并與之交互作用。

1.2.5網(wǎng)絡(luò)地圖與數(shù)字地球網(wǎng)絡(luò)地圖——Googlemap數(shù)字地球——Googleearth川農(nóng)崇州基地第二節(jié)地圖符號與注記2.1.1概念

地圖符號（Symbol）是地圖的語言，它是表達地圖內(nèi)容的基本手段。地圖符號由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成。2.1地圖符號成都市地圖北京市地圖單個符號可以表示事物的空間位置、大小、質(zhì)量和數(shù)量特征；2.1.2地圖符號的表示內(nèi)容同類符號可以反映各類要素的分布特點；各類符號的總和可以表明各要素之間的相互關(guān)系及區(qū)域總體特征。

2.1.3地圖符號的功效有選擇的表示地理環(huán)境中的主要事物；用平面的圖形符號表示地面的起伏狀況；能表示出景物看不見的本質(zhì)特征；可表示出地面沒有外形的許多自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象。2.1.4地圖符號的分類

（1）按照符號的定位情況分類

分為定位符號和說明符號。1）定位符號:指圖上有確定位置，一般不能任意移動的符號，如河流、居民地及邊界等；2)說明符號:指為了說明事物的質(zhì)量和數(shù)量特征而附加的一類符號，它通常是依附于定位符號而存在的，如說明森林樹種的符號等。

（2）按照符號所代表的客觀事物分布狀況分類分為點狀符號、線狀符號和面狀符號。

1）點狀符號

是一種表達不能依比例尺表示的小面積事物（如油庫等）和點狀（如控制點）所采用的符號。

點狀符號

ArcGIS下點的表示

2）線狀符號

是一種表達呈線狀或帶狀延伸分布事物的符號，如河流，其長度能按比例尺表示，而寬度一般不能按比例尺表示，需要進行適當?shù)目浯?。一般又稱為半依比例符號。

線狀符號

ArcGIS下線的表示

3)

面狀符號

是一種能按地圖比例尺表示出事物分布范圍的符號。并可以從圖上量測其長度、寬度和面積，一般又把這種符號稱為依比例符號。

面狀符號ArcGIS中面的表示2.1.5地圖符號運用

視覺變量包括形狀、大小、圖案、紋理、顏色（色相、色值、彩度）；符號與視覺變量組合表示地理對象的屬性數(shù)據(jù)。位置表示地理對象的空間位置；形狀表示要素類別；大小和紋理表示數(shù)據(jù)之間的數(shù)量差別；顏色與圖案表示標稱(nominal)或定性(qualitative)數(shù)據(jù)。色相（色別）是一種色彩得以與另一種色彩相區(qū)別的性質(zhì)。一般將不同的色相與不同類型的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。色值是一種顏色的亮度或暗度，黑色為低值而白色為高值。在一幅地圖上通常感到較暗的符號更重要。彩度（飽和度或強度），指的是一種顏色的豐富程度或鮮明程度。完全飽和的顏色為純色，而低飽和度的顏色則偏灰。通常顏色飽和度越高的符號其視覺重要性也越大。地圖上色彩的應(yīng)用要遵循感情色彩、習慣用色、色彩方案等經(jīng)驗法則。地圖符號的運用2.2地圖上的注記

名稱注記

說明各種事物的專有名稱。如居民點名稱；說明注記

說明各種事物的種類、性質(zhì)或特征，常用簡注表示；數(shù)字注記

用來說明某些事物的數(shù)量特征，如高程等。注記種類2.2.1地圖注記的種類

地圖上的文字和數(shù)字總稱為地圖注記，它是地圖內(nèi)容的重要部分。2.2.2注記的字體、字級和顏色

字體

宋體、等線體、仿宋體和橫線體等；顏色

只有色相的變化，顏色的選用要與注記所表示的事物類別相聯(lián)系。字級以照相排字機注明的規(guī)格為標準，在一幅圖上，按照事物的重要程度和意義，采用不同的字級，以便使注記大小與圖形符號相對應(yīng)；2.2.3注記的排列和配置

幾種可能的注記配置方式

擺放位置應(yīng)顯示其所標識空間要素的位置和范圍；注記不壓蓋圖上的重要部分；不能遮蓋地物，注記之間也不能相互重疊。字樣、字體顏色、羅馬字體或斜體等方面的差異更適合于表現(xiàn)定性數(shù)據(jù)，而字體大小、字體粗細和大小寫等方面的差異則更適合于表現(xiàn)定量數(shù)據(jù)；一幅圖上只選用1～2種字樣，并選用另一些字體變化用于標注不同要素或符號來取得協(xié)調(diào)美觀的效果；水系要素用斜體，行政單元名稱用粗體，并且名稱按規(guī)模大小有字體大小的區(qū)分；圖名和圖例等部分習慣用修飾性字體；點狀要素的名稱應(yīng)放在其點狀符號的右上方；線狀要素的名稱應(yīng)以條塊狀與該要素走向平行；面狀要素的名稱應(yīng)放在能指明其面積范圍的地方。2.2.2注記運用

甘孜州SAK含量分布圖citySAKcontent因此，圖面配置中要注意：主題突出圖面平衡圖形-背景視覺層次第三節(jié)地理信息專題地圖表達

專題地圖除了采用普通地圖某些表示方法并使其得到進一步發(fā)展外，本身還需要有專門反映各種要素性質(zhì)、數(shù)量、空間分布和時間變化的表示方法。在專題地圖中，各種制圖對象的基本形狀是由點、線、面及其過渡形態(tài)組成的，并以此反映現(xiàn)象的分布特點、現(xiàn)象的變化時刻、質(zhì)量和數(shù)量的特征及綜合特征。3.1概念和分類專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖。3.1.1概念自然地圖表示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如地質(zhì)圖等。社會經(jīng)濟地圖表示各種社會經(jīng)濟現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如人口圖、行政區(qū)劃圖等。其他專題地圖指不屬于上述二類的專題地圖，如航海圖、航空圖等。3.1.2分類數(shù)學(xué)要素

坐標網(wǎng)、比例尺、地圖定向等；專題要素主體，放于第一層；地理底圖要素淺淡顏色表示，置于第二層。3.2專題地圖的構(gòu)成

3.3專題地圖的制圖綜合

3.3.1概念

制圖綜合是對制圖區(qū)域客觀事物的取舍和簡化。經(jīng)過概括后的地圖可以顯示出主要的事物和本質(zhì)的特征。在科學(xué)分析研究內(nèi)容要素特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)圖幅的用途和比例尺，將圖幅的專題內(nèi)容加以概括化，把最主要的要素、對象的基本輪廓、主要的特征和基本規(guī)律反映在地圖上。專題地圖制圖綜合的實質(zhì)3.3.2影響制圖綜合的主要因素

地圖比例尺地圖的主題地圖的用途制圖區(qū)域的地理特征符號的圖形尺寸可視化要求

3.3.3制圖綜合的基本方法

制圖綜合是一個高度智能化的和具有創(chuàng)造性的作業(yè)過程，它是一個整體任務(wù)，包含了一系列不同性質(zhì)的操作，可以分解為若干個子過程來實現(xiàn)。制圖綜合的基本方法為內(nèi)容的取舍、數(shù)量化簡、質(zhì)量化簡和形狀化簡。點符號的綜合取舍移位合并線符號的綜合取舍移位簡化光滑面符號的綜合簡化移位光滑合并3.4面狀專題內(nèi)容的表示方法

等值線法質(zhì)底法范圍法點值法符號法動線法統(tǒng)計圖法

DEM表示法3.4.1等值線法

等值線指在地圖上通過表示一種現(xiàn)象的數(shù)量指標的一些等值點的曲線。宜用于表示地面上連續(xù)分布而逐漸變化的現(xiàn)象，并說明這種現(xiàn)象在地圖上任一點的數(shù)值或強度。等值線間隔大小決定于現(xiàn)象的數(shù)值變化范圍。顏色可由淺到深，由寒色過渡到暖色。等值線3.4.2質(zhì)底法

首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進行分類或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類界線，然后把同類現(xiàn)象或?qū)儆谕粎^(qū)劃的現(xiàn)象繪成同一顏色或同一的暈紋。優(yōu)點鮮明美觀缺點不易表示各類現(xiàn)象的過渡質(zhì)底法3.4.3范圍法

用于表示某種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)的分布。精確范圍法有明確的界線，可在界線內(nèi)著色或填繪暈紋或文字注記。概略范圍法用虛線、點線表示輪廓界線，或不繪輪廓界線，只以文字或單個符號表示概略范圍。(1)分類(2)范圍的表示方法用一定圖形的實線或虛線表示；用不同顏色普染區(qū)域；在不同區(qū)域范圍內(nèi)繪以不同暈線；在區(qū)域范圍內(nèi)均勻配置暈線符號；在區(qū)域范圍內(nèi)加注說明注記或采用填充符號。（a）精確范圍法（b）概略范圍法3.4.4點值法

在圖上用小點表示現(xiàn)象的分布和數(shù)量，適用于表示分布不均勻的現(xiàn)象。均勻布點法在一定的區(qū)劃單位內(nèi)均勻地布點。定位布點法按照現(xiàn)象實際所在地布點。點值法3.4.5線狀符號法表示幾何概念的線劃，如分水嶺、境界線；表示線狀分布不能依地圖比例尺表示其寬度的地物，如河流、道路等；可強調(diào)圖上按面積表示的地物的主要方向，如山脊線、山脈走向線等。線狀符號法（地質(zhì)構(gòu)造線）3.4.6統(tǒng)計圖法根據(jù)編圖區(qū)域內(nèi)各區(qū)劃單位或典型地點的統(tǒng)計資料，用地圖形式表達出來。圖形統(tǒng)計圖法根據(jù)統(tǒng)計資料作成圖形或圖表，繪