地理信息系統(tǒng)原理-空間信息的可視化與自動(dòng)制圖

空間信息的可視化與自動(dòng)制圖2

6.1空間信息可視化6.2空間實(shí)體的符號(hào)化6.3專題地圖制圖6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與制圖綜合6.5電子地圖37.1概述可視化是指利用計(jì)算機(jī)圖形圖象技術(shù)，將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，自然景觀及一些抽象的概念圖形化的過程?？梢暬康氖潜阌谌藗兝斫猬F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律和傳播知識(shí)?？梢暬夹g(shù)通常需要模型的支持，包含交流和認(rèn)知分析，是對(duì)人腦印象構(gòu)造過程的一種仿真，以支持用戶的判斷和理解。

6.1空間信息可視化（visualization)4

1.科學(xué)計(jì)算可視化可視化的概念首先有美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)員會(huì)圖形圖象專題組在1987年提出了科學(xué)計(jì)算可視化（visualizationinscientificcomputing)?？茖W(xué)計(jì)算可視化是研究如何將科學(xué)計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像信息，并可進(jìn)行交互式分析。1997年國(guó)際地圖學(xué)會(huì)成立了可視化委員會(huì)，提出將科學(xué)計(jì)算可視化和地圖可視化的連接與交流。52.空間信息可視化可視化能迅速、形象地表示空間信息，空間信息離不開可視化。因此，科學(xué)計(jì)算可視化之后，地學(xué)專家對(duì)可視化在地學(xué)中的地位和作用進(jìn)行了許多研究，提出了地圖可視化、地理可視化、GIS可視化、地學(xué)多維圖解、地理信息的多維可視化、虛擬地理環(huán)境等概念。62.空間信息可視化

空間信息可視化是指利用地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形圖象技術(shù)，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析數(shù)據(jù)，采用圖形、圖像，結(jié)合圖表、文字、報(bào)表，以可視化形式，實(shí)現(xiàn)交互處理和顯示的理論、技術(shù)和方法。所以，空間信息可視化是科學(xué)計(jì)算可視化在地學(xué)領(lǐng)域中的體現(xiàn)?？臻g信息可視化和科學(xué)計(jì)算可視化不同之處是空間信息可視化過程更強(qiáng)調(diào)數(shù)字化和符號(hào)化的概念，而且空間信息可視化描述的是地理空間內(nèi)的事物，可視化過程實(shí)際上是對(duì)地理空間信息的提取和綜合

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3.空間信息可視化特點(diǎn)交互性通過交互性，使用戶進(jìn)入事件的發(fā)展之中，并得到可視化結(jié)果。信息載體的多維性實(shí)現(xiàn)空間信息的可視化需要用多媒體表達(dá)方式。信息表達(dá)的動(dòng)態(tài)性實(shí)現(xiàn)空間信息的可視化可以描述空間信息的動(dòng)態(tài)變化。84.空間信息可視化的應(yīng)用空間位置的表示如表達(dá)空間物體的分布；空間分析的可視化描述，如緩沖區(qū)動(dòng)態(tài)制圖，如動(dòng)態(tài)仿真圖；空間信息的可視化查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息的查詢；面向?qū)嶓w的模型化顯示，如DTM模型。95.空間信息可視化的常用形式

電子地圖多媒體地圖三維仿真圖四維時(shí)空?qǐng)D交互式可視化界面106.空間信息可視化的方法

傳統(tǒng)的及新型的制圖軟件空間信息系統(tǒng)仿真系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)117.空間信息可視化的發(fā)展在GIS的發(fā)展歷程中，一開始就十分重視利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的圖形顯示和分析，以充分直觀的表示空間數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果。GIS可視化的發(fā)展過程：1）二維數(shù)據(jù)的可視化主要研究二維圖形的顯示算法，如畫線、符號(hào)庫(kù)和符號(hào)化、顏色設(shè)計(jì)、圖形輸出打印等。122）2.5維圖形的可視化2.5維圖形的可視化以地形分析為核心，研究用二維數(shù)據(jù)表示三維數(shù)據(jù)，即將三維數(shù)據(jù)投影到二維屏幕上，顯示之。2.5維圖形可視化的實(shí)質(zhì)是研究三維到二維數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換、隱藏線隱藏面消除、光照模型。2.5維圖形無法表示三維物體的體特征。133）真三維數(shù)據(jù)的可視化90年代以來，三維物體的體特征的可視化研究成了熱點(diǎn)。從發(fā)展看GIS可視化研究著重于技術(shù)層次上，如數(shù)據(jù)模型、圖形圖象顯示、圖形圖象的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)處理等。必須指出，為提高GIS可視化的實(shí)用性，在GIS可視化研究中一直十分注意在地形圖上顯示地物要素，研究點(diǎn)、線、面要素在三維景觀上的疊加算法。148.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）虛擬現(xiàn)實(shí)是一門涉及眾多學(xué)科的新的實(shí)用技術(shù)，它集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)于一體。在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，它又特別依賴于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。這些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)是空間信息可視化進(jìn)一步發(fā)展的新方式，它使人們好像進(jìn)入真實(shí)地理空間環(huán)境，并與之進(jìn)行交互作用。

15虛擬現(xiàn)實(shí)的三個(gè)特征

VR具有三個(gè)最突出的特征，即交互性(Interactivity)、想象性(Imagination)和沉浸感(Immersion)，稱“3I”特征。以此區(qū)分與其相鄰技術(shù)，如多媒體技術(shù)、科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)。

交互性指參與者用專門設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬環(huán)境的考察與操作程度，例如用戶可用手直接抓取模擬環(huán)境中的物體，且有接觸感，有重量感，視場(chǎng)中被抓起的物體也應(yīng)隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)。想象性是VR與設(shè)計(jì)者并行操作，為發(fā)揮它們的創(chuàng)造性而設(shè)計(jì)的，這極大地依賴于人類的想象力，。沉浸感即投入感，其目的是力圖使用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的感覺狀態(tài)，有身臨其境的感覺，即所謂“沉浸感”。168.虛擬地理環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和地學(xué)結(jié)合產(chǎn)生了虛擬地理環(huán)境。在虛擬地理環(huán)境中，可按個(gè)人的知識(shí)、意愿、假定設(shè)計(jì)分析模型，進(jìn)行交互，使在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下產(chǎn)生身臨其境的感覺。在虛擬地理環(huán)境中，利用地學(xué)分析模型可以實(shí)現(xiàn)虛擬模擬，從而加速相關(guān)理論的發(fā)展。17

在計(jì)算機(jī)環(huán)境下，可視化的中心問題是科學(xué)家能夠快速生成一系列相同或相關(guān)信息的圖像。計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的影像有助于信息處理，從而提高對(duì)二維或三維空間關(guān)系和空間問題的理解。目前，可視化技術(shù)成為信息爆炸時(shí)代人類分析和駕馭信息的有力工具。在可視化技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了仿真技術(shù)（simulation,imitation)和虛擬技術(shù)?！疤摂M現(xiàn)實(shí)”是仿真技術(shù)的一種特殊形式。256.2空間實(shí)體的符號(hào)化GIS與制圖的關(guān)系從GIS發(fā)展看，GIS行業(yè)起步于計(jì)算機(jī)制圖和地籍處理；從GIS的數(shù)據(jù)源看，地圖既是GIS的輸入數(shù)據(jù)又是GIS數(shù)據(jù)的主要輸出形式；從GIS的功能看，制圖是GIS的主要功能之一；從GIS的應(yīng)用看，開始以制圖形式廣泛被應(yīng)用，但隨著空間數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，表現(xiàn)為空間數(shù)據(jù)可視化問題。

可以說，計(jì)算機(jī)制圖的發(fā)展孕育了GIS的誕生，而GIS的發(fā)展又進(jìn)一步促使了計(jì)算機(jī)制圖的進(jìn)步。26一、地圖的符號(hào)和地圖符號(hào)系統(tǒng)地圖符號(hào)的定義地圖的符號(hào)是地圖的語言。廣義的地圖符號(hào)是指表示各種事物現(xiàn)象的線劃圖形、色彩、數(shù)學(xué)語言和注記的總和，也稱為地圖符號(hào)系統(tǒng)。狹義的地圖符號(hào)是在地圖上表達(dá)空間對(duì)象的圖形記號(hào)，它通過尺寸、形狀和顏色來表示事物空間的位置、形狀、質(zhì)量和數(shù)量特征，是表達(dá)地理現(xiàn)象與發(fā)展的基本手段。高質(zhì)量的地圖符號(hào)豐富了地圖的內(nèi)容、增加了地圖的可讀性。

地圖符號(hào)系統(tǒng)（在GIS中的地圖符號(hào)庫(kù)）是具有共性的、進(jìn)行了分類分級(jí)和抽象的地圖符號(hào)的集合。地圖符號(hào)系統(tǒng)明顯地反映了表達(dá)對(duì)象的層次關(guān)系。271.地圖符號(hào)的分類按定位分類定位符號(hào)、說明符號(hào)。按符號(hào)的幾何形態(tài)分類點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)、面狀符號(hào)。按結(jié)構(gòu)分類為矢量符號(hào)和柵格符號(hào)（GIS中）按符號(hào)與地圖比例尺的關(guān)系分類依比例符號(hào)、不依比例符號(hào)（非比例符號(hào)）和半依比例符號(hào)。28點(diǎn)狀符號(hào)點(diǎn)狀符號(hào)是定位于幾何上的點(diǎn)，點(diǎn)狀符號(hào)圖形通常較規(guī)則；圖形位置固定（不隨位置變化）；

符號(hào)大小與地圖比例尺無關(guān)，但有確定的定位點(diǎn)和方向。如居民點(diǎn)、礦區(qū)、氣象站等。點(diǎn)狀符號(hào)29線狀符號(hào)

線狀符號(hào)是定位于幾何上的線，符號(hào)沿某個(gè)方向延伸，寬度與地圖比例尺無關(guān)，長(zhǎng)度與地圖比例尺相關(guān)，具有具有定位線；

線狀符號(hào)常可進(jìn)一步分解成具有單一特征和組合特征的線狀符號(hào)。如河流、公路、航線等。線狀符號(hào)30

面狀符號(hào)面狀符號(hào)是定位于幾何上的面，它具有封閉的輪角線；符號(hào)所表達(dá)的范圍與地圖比例尺相關(guān)；通常在封閉區(qū)內(nèi)配置點(diǎn)狀符號(hào)、陰影線或顏色。如森林、土地等。面狀符號(hào)312.地圖符號(hào)的圖元地圖的點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)和面狀符號(hào)各自有自己的特點(diǎn)，又有共性。相同點(diǎn)是都有類似的繪圖參數(shù)和操作方法。不同點(diǎn)是構(gòu)成符號(hào)的基本圖素不同。32地圖符號(hào)的參數(shù)符號(hào)類別形狀尺寸方向點(diǎn)狀符號(hào)。ê

êê>線狀符號(hào)面狀符號(hào)331）點(diǎn)狀符號(hào)的圖元主要包括點(diǎn)、直線、折線、樣條曲線、圓弧、三角形、矩形、多邊形、子圖等。2）線狀符號(hào)的圖元主要包括實(shí)線、虛線、點(diǎn)虛線、雙虛線、雙實(shí)線、連續(xù)點(diǎn)符號(hào)、定位點(diǎn)符號(hào)、齒線符號(hào)等。343）面狀符號(hào)的圖元主要是指它的不同填充，包括陰影線填充、點(diǎn)符號(hào)填充、位圖填充。陰影線填充用不同線型，用不同間距、不同傾斜角、不同的顏色組成圖案。點(diǎn)符號(hào)填充用不同的布點(diǎn)形式、不同的旋轉(zhuǎn)角度等組成圖案。位圖填充用位圖長(zhǎng)度、位圖寬度、行間距、列間距、縮放系數(shù)、旋轉(zhuǎn)角組成圖案。353.符號(hào)的色彩地圖符號(hào)的色彩可幫助人們區(qū)分圖形，從而減少符號(hào)的數(shù)量，加強(qiáng)地圖要素的分級(jí)分類能力。通常一種符號(hào)用一種色彩來表示。1）RGB表示顏色

RGB三基色定理白色（RGB）=（100，100，100）黑色（RGB）=（0，0，0）

RGB組成的立方體是非線性的，即兩種顏色相近的程度不能簡(jiǎn)單地用歐氏距離來表示黑白GRB黃362）HLS表示顏色HLS表示更反映人類的感知。H（Hue)色度，反映顏色的分類，如純紅、品紅；L(Light)亮度，反映顏色黑的程度，如白色的亮度比黑色的亮度高。S(Saturation)飽和度，反映顏色的純度，如純紅的飽和度比粉紅的飽和度高。用HLS表示后，最后還是轉(zhuǎn)成RGB顯示。37GIS中都建立地圖符號(hào)庫(kù)。地圖符號(hào)庫(kù)是將地圖符號(hào)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存到計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，從而實(shí)現(xiàn)符號(hào)信息的存儲(chǔ)和查詢。在地圖符號(hào)庫(kù)中的符號(hào)其結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，便于擴(kuò)充和修改。4.

GIS中的地圖符號(hào)庫(kù)和漢字庫(kù)GIS中地圖符號(hào)的實(shí)現(xiàn)——信息塊法信息塊是描述符號(hào)的參數(shù)集，在繪圖時(shí)只要通過程序處理已存在符號(hào)庫(kù)中的信息塊，就可完成實(shí)體的符號(hào)化。通常有下列兩種方式：1）直接信息法信息塊中存貯符號(hào)圖形的向量資料(圖形特征點(diǎn)坐標(biāo))或柵格資料（足夠分解力的點(diǎn)陣資料），直接表示符號(hào)圖形的每個(gè)細(xì)節(jié)。這種信息塊占用存貯空間大，但繪圖程序的算法統(tǒng)一。2）間接信息法信息塊中只存貯符號(hào)圖形的幾何參數(shù)(如圖形的長(zhǎng)、寬、間隔、半徑、夾角等)，其余資料都由計(jì)算機(jī)按相應(yīng)繪圖程序的算法解算出來。這種信息塊占用存貯空間小，但需編制專門程序。一般使用直接信息法點(diǎn)狀符號(hào)的表示方法

在點(diǎn)狀符號(hào)信息塊中記錄圖形的顏色碼、圖形特征點(diǎn)坐標(biāo)及其聯(lián)系（一般用抬落筆碼來表示），信息塊采用以符號(hào)定位點(diǎn)為原點(diǎn)的局部坐標(biāo)系。

繪圖時(shí)，讀出信息塊，按圖上指定位置和方向，并指定旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)，調(diào)用基本繪圖語句直接聯(lián)機(jī)繪出。不難看出，各類點(diǎn)狀符號(hào)均可用同一繪圖程序輸出。線狀符號(hào)的表示方法

地圖上各類線狀符號(hào)往往是由某一圖案（線狀符號(hào)的基本單元），沿線狀要素的定位線串接而成，圖案坐標(biāo)系的x軸與線狀要素定位線重合，并在線狀要素拐彎處隨著彎曲而變形。繪圖時(shí)由程序完成圖案的定位、彎曲處理和串接等操作。圖案坐標(biāo)系的原點(diǎn)在圖案的首端。

……………...面狀符號(hào)的表示方法

面狀符號(hào)信息塊中存儲(chǔ)的是充填符號(hào)的圖案信息。它的結(jié)構(gòu)和線狀符號(hào)信息塊類似，但需增加三種信息：行距、行傾角、排列方式。其中行距為符號(hào)排列的行間距；行傾角是指行方向與x軸的夾角；排列方式一般有“井”型、“品”形和散列式三種方式空間實(shí)體符號(hào)化空間實(shí)體與符號(hào)的寬松聯(lián)系實(shí)體與符號(hào)庫(kù)中符號(hào)的具體聯(lián)系空間實(shí)體對(duì)照表符號(hào)UID1------SID1UID2------SID5UID3------SID1UID6------SID9UIDSID通過對(duì)照表建立地物類型與符號(hào)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系?？臻g實(shí)體與符號(hào)的緊密聯(lián)系空間實(shí)體符號(hào)UID地物類型與符號(hào)的直接的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。要求符號(hào)代碼與地物編碼嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)。445.矢量符號(hào)庫(kù)及其應(yīng)用使用矢量點(diǎn)狀符號(hào)時(shí)，符號(hào)化軟件讀取空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并經(jīng)過預(yù)處理模塊處理后得到分類特征碼數(shù)據(jù)及點(diǎn)符號(hào)空間定位數(shù)據(jù)。其過程主要包括中心化、旋轉(zhuǎn)、縮放、和繪制等。使用矢量線狀符號(hào)時(shí)，將線狀符號(hào)圖元沿線狀要素的中軸串接，其中X軸與中軸重合，在線狀地物的轉(zhuǎn)彎處，圖元同樣彎曲。使用矢量面狀符號(hào)時(shí)，將填充的圖符，按要求的方向和行距間隔逐行填充。456.柵格符號(hào)庫(kù)及其應(yīng)用使用柵格點(diǎn)符號(hào)時(shí)，由平移產(chǎn)生，對(duì)有向的點(diǎn)符號(hào)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)和平移變換輸出。使用柵格線符號(hào)時(shí)，由于線狀符號(hào)走向變化，不能對(duì)信息塊作整個(gè)操作，而是將柵格陣元從左到右逐列取出，并按線的走向作旋轉(zhuǎn)和平移變換輸出使用柵格面符號(hào)時(shí)，先在區(qū)域內(nèi)全部柵格點(diǎn)填實(shí)，然后，同柵格符號(hào)進(jìn)行邏輯與，從而得到所要求的填充圖案。467.地圖的注記

地圖上的注記是地圖上文字和數(shù)字的總稱，用來表示事物名稱、質(zhì)量和數(shù)量的特性。（1）注記的分類名稱注記說明事物專有名稱；說明注記補(bǔ)充圖形符號(hào)的不足；數(shù)字注記說明事物的數(shù)量特征。

原則:不應(yīng)該使注記壓蓋圖上的其它圖形符號(hào)部分。注記應(yīng)與其所說明的事物關(guān)系明確。47單點(diǎn)注記給定一個(gè)點(diǎn)，注記方向角為零的一串字符；雙點(diǎn)注記給定兩個(gè)點(diǎn)，注記方向角有兩點(diǎn)位置確定；布點(diǎn)注記注記一串字符，每個(gè)字符對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)位和方向參考線注記沿一參考線自動(dòng)布點(diǎn)注記。對(duì)地名的自動(dòng)注記，工作量和難度比較大。（2）注記的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注記的系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能確定地圖上的要素以及相應(yīng)的注記文字；對(duì)空間資料進(jìn)行搜索和顯示；產(chǎn)生試驗(yàn)性的注記點(diǎn)；選擇較好的注記位置；從要素屬性表中，提取待注記屬性域；在注記位置上按設(shè)置的字體、字號(hào)和顏色注記；解決壓蓋問題。498.地圖的漢字庫(kù)

地圖的漢字庫(kù)為地圖提供不同字體、不同字形、不同尺寸、不同顏色、不同排列方式的漢字。1）柵格漢字庫(kù),也稱點(diǎn)陣漢字庫(kù)。2）矢量漢字庫(kù)。在地圖上放大過大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)折。3）TrueType輪廓漢字庫(kù)。TrueType字庫(kù)的字型是一組用數(shù)學(xué)方法描述的，由直線和曲線描繪的字符圖形。由它組成的高質(zhì)量中西文輪廓漢字庫(kù)，最適合地圖使用，它可以提供高質(zhì)量的放大和旋轉(zhuǎn)字、能跨平臺(tái)地工作。目前都采用TrueType漢字庫(kù)，這是一種特殊的矢量漢字庫(kù)也稱輪廓字庫(kù)?？臻g實(shí)體符號(hào)化過程符號(hào)化過程符號(hào)化模塊GIS符號(hào)化指令制圖范圍地理數(shù)據(jù)庫(kù)符號(hào)標(biāo)識(shí)符號(hào)標(biāo)識(shí)符號(hào)庫(kù)符號(hào)化器實(shí)體信息符號(hào)描述信息地圖確定等高距確定等高線條數(shù)插值跟蹤連接光滑注記

在普通地圖制圖中，對(duì)地形要素進(jìn)行可視化表達(dá)的方式是等高線。當(dāng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了制圖區(qū)域的規(guī)則格網(wǎng)DTM或TIN時(shí)，必須根據(jù)這兩種DTM產(chǎn)生等高線要素，再與其它要素迭合后，生成全要素地圖。9.地形要素的制圖表示無論是在規(guī)則格網(wǎng)DTM還是在TIN中生成等高線，其步驟都基本相同：(1)確定等高距的大?。ㄓ捎脩糁付ǎ?；(2)在DTM中，搜索區(qū)域內(nèi)最大高程和最小高程，并由此確定待生成等高線的條數(shù)n；(3)從第一條等高線開始，計(jì)算等高線與網(wǎng)格邊或三角形邊交點(diǎn)的坐標(biāo)值；(4)找出等高線起始點(diǎn)并確定判別條件，以追蹤等高線的全部等值點(diǎn)；(5)連接各等值點(diǎn)，并形成等高線坐標(biāo)序列文件，記錄等高線的高程；(6)對(duì)等高線坐標(biāo)序列進(jìn)行曲線光滑；(7)返回（3），進(jìn)行其它等高線的生成，直到n條等高線全部生成完畢；(8)顯示所有等高線，并對(duì)計(jì)曲線加粗顯示，對(duì)等高線進(jìn)行高程的自動(dòng)注記。10.地圖整飾

在完成地圖符號(hào)化與注記生成之后，還需要繼續(xù)完成圖面的修飾工作，包括圖名、圖號(hào)、比例尺、圖幅結(jié)合表等圖廓外注記以及坐標(biāo)格網(wǎng)繪制與注記等。由于同一區(qū)域同一比例尺地圖的大小相同，圖廓外注記要素的內(nèi)容也基本相同，因此，可以預(yù)先制作一個(gè)地圖框架模板，在該框架模板中，有圖幅內(nèi)外圖廓線、坐標(biāo)格網(wǎng)線、比例尺、制圖日期、秘密等級(jí)、制圖單位、制圖坐標(biāo)系描述等固定內(nèi)容，而圖名、圖號(hào)、圖幅結(jié)合表及坐標(biāo)格網(wǎng)線的坐標(biāo)注記等變化的內(nèi)容，僅給出相應(yīng)位置和格式，具體內(nèi)容由用戶根據(jù)實(shí)際情況手工或自動(dòng)填入。11.遙感影像地圖的制圖羅馬路影像地圖是一種以航空或衛(wèi)星遙感影像和一定的地圖符號(hào)來表示制圖對(duì)象地理空間分布和環(huán)境狀況的地圖。在影像地圖中，圖面要素主要由影像構(gòu)成，輔助以一定的地圖符號(hào)來表現(xiàn)和說明制圖對(duì)象。與普通地圖相比，影像地圖具有豐富的地面信息，內(nèi)容層次分明，圖面直觀、清晰易讀，充分表現(xiàn)出影像與地圖的雙重優(yōu)勢(shì)，還能滿足對(duì)普通地圖的基本要求，如量測(cè)、分析等。

(1)遙感影像的選擇和處理遙感影像的選擇和處理是提高影像地圖質(zhì)量的關(guān)鍵，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)相和波段的遙感影像，影像的幾何分辨率應(yīng)與成圖比例尺相適應(yīng)。為了增加影像的可讀性，需要對(duì)選定的遙感影像進(jìn)行增強(qiáng)和去噪處理。(2)遙感影像的幾何糾正遙感影像幾何糾正的目的是對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地理編碼并消除地形起伏造成的幾何誤差，以提高遙感影像與向量空間數(shù)據(jù)迭置復(fù)合的精度。因此，幾何糾正應(yīng)利用區(qū)域的格網(wǎng)DTM，采用共線方程法進(jìn)行，即利用糾正控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)（其中Z坐標(biāo)從DTM中查找）來對(duì)遙感影像進(jìn)行糾正。(3)遙感影像的鑲嵌當(dāng)制圖區(qū)域范圍很大，一景遙感影像不能覆蓋全部區(qū)域時(shí)，就需要把覆蓋整個(gè)制圖區(qū)域的多幅具有重疊子區(qū)的遙感影像鑲嵌為完整區(qū)域的圖像。鑲嵌時(shí)以最中間一幅影像為基礎(chǔ)，兩兩拼接并保持拼接圖像的灰度平衡。(4)空間要素的選取在影像地圖中，不能把空間數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的多層要素都迭置到影像上，而應(yīng)從中選取那些在遙感影像上無法表示的要素，如等高線、重要點(diǎn)狀地物、線狀地物以及某些現(xiàn)象等。再對(duì)這些選取的要素進(jìn)行符號(hào)化處理，以便于與影像圖復(fù)合。(5)影像地圖的圖面配置在將遙感影像圖與空間向量制圖要素復(fù)合后，就基本形成了影像地圖，但是，圖面的可讀性可能較差，尤其是當(dāng)遙感影像是多波段彩色合成圖像，其色彩層次豐富，將向量地圖要素迭置上去后，易被遮蓋，無法閱讀使用。此時(shí)，需要對(duì)影像進(jìn)行淡化處理，減小影像的對(duì)比度，增加它的整體亮度，再將向量地圖要素與之迭置。在完成影像與向量空間要素迭置后，還需要進(jìn)行圖面整飾，包括圖廓線、坐標(biāo)控制格網(wǎng)、標(biāo)題、圖例、比例尺、指北線、圖內(nèi)地名等的繪制和注記。專題信息在GIS中專題信息是相應(yīng)的屬性信息。專題圖是專題信息圖形化的結(jié)果，用來反映自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)分布特性，它是強(qiáng)調(diào)某一特定要素或概念（專題信息）的地圖。專題圖表示的內(nèi)容通常是普通地圖上沒有的要素和現(xiàn)象。如人口、氣候等。隨著GIS的飛速發(fā)展，及專題圖在經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了以專題圖制作為主要目的的桌面GIS。GIS管理的地物不僅有空間位置特征，還管理非空間屬性數(shù)據(jù)。因此在顯示地物對(duì)象空間位置的同時(shí)，可用特定方式顯示某個(gè)或多個(gè)相關(guān)屬性，生成專題圖。專題圖是對(duì)于地物特征或者地理要素的特定的可視化表現(xiàn)，用戶通過專題圖可將數(shù)據(jù)圖形化，使屬性數(shù)據(jù)直觀地在地圖上體現(xiàn)出來。6.3專題地圖制圖6.3專題地圖制圖1.專題地圖的基本類型

專題地圖是著重反映某一種或幾種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的空間分布的地圖。地圖內(nèi)容的專門性自然現(xiàn)象地圖社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象地質(zhì)圖、地勢(shì)圖、地貌圖植被圖、氣候圖人口圖、行政區(qū)劃、歷史圖、旅游圖地圖內(nèi)容的概括程度解析型組合型綜合型只反映單要素的位置和分布將相互關(guān)系的指標(biāo)進(jìn)行組合和概括分別獨(dú)立地顯示幾種要素

專題圖的表示方法統(tǒng)計(jì)方法非統(tǒng)計(jì)方法相對(duì)數(shù)量級(jí)絕對(duì)數(shù)量級(jí)定性數(shù)據(jù)定量數(shù)據(jù)各類統(tǒng)計(jì)圖2.專題要素的表示方法2.專題要素的表示方法

專題地圖需要專門反映各種要素性質(zhì)、數(shù)量、空間分布和時(shí)間變化的符號(hào)。（1）定點(diǎn)符號(hào)法使用定點(diǎn)符號(hào)表示制圖對(duì)象的分布，主要用在對(duì)有精確定位的點(diǎn)狀地物的描繪。專題地圖上采用的點(diǎn)狀符號(hào)按其形狀可以劃分文字符號(hào)、幾何符號(hào)、特征符號(hào)和藝術(shù)符號(hào)。符號(hào)大小和分級(jí)，可采用按連續(xù)絕對(duì)增長(zhǎng)的比例或階梯增長(zhǎng)的比例等原則。使用符號(hào)編制專題地圖的主要問題是選擇和設(shè)計(jì)科學(xué)的符號(hào)系統(tǒng)，制定符號(hào)分級(jí)原則。一般要求符號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)反映制圖對(duì)象的內(nèi)在聯(lián)系，適應(yīng)于人們的視覺習(xí)慣，符號(hào)圖形不僅要簡(jiǎn)單明了，而且能反映和傳輸制圖對(duì)象較多的信息量。

（2）線狀符號(hào)法

線狀符號(hào)法用于表示呈線狀或帶狀延伸的專題要素。線狀符號(hào)包括不同顏色和形狀的線劃、箭頭、條帶等。地物的質(zhì)量特征可以用線狀符號(hào)的形狀和顏色加以區(qū)分，而數(shù)量特征則用符號(hào)大小表示。在專題圖上，有時(shí)線狀符號(hào)不僅表示現(xiàn)象的本身分布，而且反映這種現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)的軌跡，如臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)途徑、魚類回游路線等.（3）等值線法等值線法是用來表示連續(xù)分布并逐漸變化的制圖現(xiàn)象的數(shù)量特征。

將相同數(shù)量指標(biāo)點(diǎn)連線組成的一組等值線表示地區(qū)特征。如等溫線圖、等高線圖等。（4）質(zhì)底法（獨(dú)立值）為了反映制圖區(qū)域連續(xù)分布現(xiàn)象的質(zhì)量特征，通常把性質(zhì)有差異的不同類型對(duì)象在地圖上用不同顏色加以區(qū)分，這種表示方法稱質(zhì)底法（又稱定質(zhì)區(qū)域法）。質(zhì)底法是反映整個(gè)制圖地區(qū)的質(zhì)量差異，需按確定的原則劃分各種類型或進(jìn)行區(qū)劃。質(zhì)底法除了使用各種顏色外，還經(jīng)常采用面狀符號(hào)、暈線等表示手段。但其本質(zhì)問題是圖例類型的劃分和界線的確定。

根據(jù)圖層相關(guān)數(shù)據(jù)表（可以是屬性表，也可以是關(guān)聯(lián)表）中的一個(gè)字段或者一個(gè)表達(dá)式（可以是數(shù)值，也可以是字符串），任意一個(gè)不同的值都可以用不同的符號(hào)表示?；谠擃愋蛯ｎ}圖能夠進(jìn)行與圖層同樣的操作。（5）范圍法

對(duì)于集中分布在一定面積上，而在其它制圖地區(qū)不經(jīng)常出現(xiàn)的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，則使用范圍法（也稱區(qū)域法）表示。范圍法是用顏色、線條、閉合的界線以及符號(hào)、文字等表示手段來反映制圖現(xiàn)象分布的范圍。

根據(jù)圖層相關(guān)數(shù)據(jù)表（可以是屬性表，也可以是關(guān)聯(lián)表中的一個(gè)字段或者一個(gè)表達(dá)式（最終結(jié)果是數(shù)值），根據(jù)一定的規(guī)則來劃分一定數(shù)目的范圍，每種范圍用一種符號(hào)表示。范圍的數(shù)目可由用戶指定，表示要分多少個(gè)范圍。其中：點(diǎn)專題圖用漸變顏色或點(diǎn)符號(hào)大小來表現(xiàn)圖層中各個(gè)不同范圍的地物；線專題圖用漸變顏色或線符號(hào)寬度來表現(xiàn)圖層中各個(gè)不同范圍的地物；面狀專題圖用漸變的填充符號(hào)來表現(xiàn)圖層中各個(gè)不同范圍的地物；（6）點(diǎn)值法（點(diǎn)密度）

這種方法是用形狀和大小都相同的圓點(diǎn)（每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)單位值）來表示制圖現(xiàn)象的區(qū)域分布和數(shù)量特征，點(diǎn)數(shù)的多少對(duì)應(yīng)于該現(xiàn)象在表示范圍內(nèi)的數(shù)量規(guī)模，點(diǎn)密集的地方表示制圖現(xiàn)象集中，有較高的發(fā)展程度；點(diǎn)群稀疏的地區(qū)則說明發(fā)展程度不高。

根據(jù)圖層相關(guān)數(shù)據(jù)表（可以是屬性表，也可以是關(guān)聯(lián)表）中的一個(gè)字段或者一個(gè)表達(dá)式（最終結(jié)果是數(shù)值），用戶指定一個(gè)點(diǎn)所代表的數(shù)量，計(jì)算得到每一個(gè)區(qū)域所需要分布的點(diǎn)的數(shù)。點(diǎn)密度專題圖圖只基于多邊形圖層生成。點(diǎn)密度專題圖只有一個(gè)圖例項(xiàng)，即一個(gè)點(diǎn)代表多少量。（7）統(tǒng)計(jì)圖表法

統(tǒng)計(jì)圖表法是根據(jù)制圖區(qū)域內(nèi)各區(qū)劃單位或典型地點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)資料來制作地圖。可以分為圖形統(tǒng)計(jì)圖法、分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法和定位統(tǒng)計(jì)圖表法。基于圖層相關(guān)數(shù)據(jù)表（屬性表或關(guān)聯(lián)表）中的幾個(gè)字段或者幾個(gè)表達(dá)式（最終結(jié)果是數(shù)值），根據(jù)選擇的統(tǒng)計(jì)圖類型，在相應(yīng)的空間位置上生成統(tǒng)計(jì)圖。統(tǒng)計(jì)圖既要反映不同位置上量的差異，也要反映一個(gè)統(tǒng)計(jì)圖內(nèi)部不同項(xiàng)的量的差異。其中：點(diǎn)專題圖在各個(gè)地物點(diǎn)上顯示統(tǒng)計(jì)圖；線專題圖在地物線的某一個(gè)點(diǎn)上顯示統(tǒng)計(jì)圖；面專題圖在各個(gè)地物多邊形的中心顯示統(tǒng)計(jì)圖。分布特點(diǎn)狀況表示方法固定一點(diǎn)一定瞬間的狀態(tài)移動(dòng)符號(hào)法，運(yùn)動(dòng)線法空間變化符號(hào)法，定位圖表法固定一線一定瞬間的狀態(tài)移動(dòng)線狀符號(hào)法，線狀符號(hào)和運(yùn)動(dòng)符號(hào)法結(jié)合空間變化線狀符號(hào)法重疊固定面積一定瞬間的狀態(tài)移動(dòng)質(zhì)底法，等值線法，定位圖表法，范圍法，范圍法和等值線法結(jié)合，運(yùn)動(dòng)符號(hào)法空間變化等值線法，定位圖表和符號(hào)法結(jié)合散布一定瞬間的狀態(tài)移動(dòng)點(diǎn)值法，質(zhì)底法，區(qū)劃法，圖表統(tǒng)計(jì)圖法，范圍法與運(yùn)動(dòng)符號(hào)結(jié)合空間變化點(diǎn)值法結(jié)合區(qū)劃法，圖表統(tǒng)計(jì)圖法連續(xù)分布一定瞬間的狀態(tài)移動(dòng)質(zhì)底法，等值線法，定位圖表法，空間變化等值線法，定位圖表法按照專題制圖對(duì)象的分布特點(diǎn)選擇符號(hào)3.

GIS專題地圖的實(shí)現(xiàn)制作專題圖的過程是根據(jù)某個(gè)特定的專題對(duì)地圖進(jìn)行“渲染”的過程。制作專題圖可以是單變量專題圖（如范圍、獨(dú)立值、點(diǎn)密度等），也可以是多變量專題圖（如餅狀圖或柱狀圖等）制作專題圖的變量可以是字符變量，可以是數(shù)值變量、也可以是表達(dá)式。（1）專題圖類型選擇專題圖是對(duì)空間對(duì)象屬性數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)符號(hào)化表示。屬性數(shù)據(jù)是定性符號(hào)數(shù)據(jù)時(shí)常用質(zhì)底法（獨(dú)立值）專題圖。如根據(jù)空間對(duì)象的特性在空間內(nèi)填充相應(yīng)的色、符號(hào)、或暈線等。屬性數(shù)據(jù)是定量數(shù)值數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行符號(hào)表達(dá)，常用等級(jí)符號(hào)專題圖、范圍值專題圖、點(diǎn)密度專題圖及分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖和圖表統(tǒng)計(jì)圖等表示。這時(shí)，將屬性值的大小轉(zhuǎn)換為不同等級(jí)或直方圖的高度進(jìn)行描述。

（2）專題圖的要素底圖要素專題要素注記及圖例配置裝飾輸出（3）專題圖的設(shè)計(jì)1）輪廓設(shè)計(jì)2）圖名放置在圖幅中央上方，字體大小式樣合適。3）比例尺放置在圖例下方；或放置在圖廓外的中央下方；或放置在圖廓內(nèi)圖名下方。比例尺的表示可用文字或數(shù)字。如1:10000;比例尺可用單位長(zhǎng)度劃分或按實(shí)地公里數(shù)劃分。4）圖例圖例簡(jiǎn)要表示圖中符號(hào)內(nèi)容、尺寸、色彩。5）文字說明放置在圖例或圖的空處。4.專題圖制作例標(biāo)識(shí)碼植被土壤人口面積101農(nóng)4500102牧草1244103農(nóng)8900104林456105牧草1098106林680107農(nóng)10987108牧草2000109林200制作定性專題圖制作定量專題圖

制作過程中首先根據(jù)圖層選擇屬性表和屬性項(xiàng)，再確定制作的專題圖類型。圖與屬性字段6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與自動(dòng)綜合1.空間數(shù)據(jù)的多尺度特征（1）地理現(xiàn)象的多尺度描述概念的多尺度

地理現(xiàn)象具有尺度的含義，地理空間資料的內(nèi)容也是復(fù)雜多樣的，對(duì)于特定類型的空間資料可以用尺度的概念來反映資料的內(nèi)涵。

量綱的多尺度指描述地理現(xiàn)象或空間實(shí)體的單位及量測(cè)的數(shù)量級(jí)別，其尺度的單位主要有空間距離單位和時(shí)間長(zhǎng)度單位。

內(nèi)容的多尺度資料內(nèi)容多尺度表現(xiàn)為屬性變化的強(qiáng)弱幅度及內(nèi)容的層次性。強(qiáng)弱幅度可以用單位時(shí)間內(nèi)屬性特征的變化值表示；內(nèi)容的層次性是指數(shù)據(jù)描述過程中的級(jí)別可組合性。

6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與自動(dòng)綜合1.空間數(shù)據(jù)的多尺度特征（2）數(shù)據(jù)的多尺度特征

尺度是空間資料的重要特征，即空間數(shù)據(jù)表達(dá)的空間范圍的大小和時(shí)間長(zhǎng)短具有相對(duì)性，不同尺度所表達(dá)的信息密度有很大的差異。

空間多尺度空間資料按其表達(dá)的空間范圍之大小可分為不同的層次，或不同尺度，表現(xiàn)在資料的可綜合上，就是由相同的資料源可形成、再現(xiàn)不同尺度規(guī)律的表達(dá)形式，以反映空間現(xiàn)象內(nèi)在的規(guī)律性和相關(guān)性。時(shí)間多尺度時(shí)間多尺度指數(shù)據(jù)表示的時(shí)間周期及資料形成周期長(zhǎng)短不同。從一定意義上看，時(shí)間尺度與空間尺度是一致的，即較大的空間尺度往往對(duì)應(yīng)于較長(zhǎng)的時(shí)間周期。6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與自動(dòng)綜合1.空間數(shù)據(jù)的多尺度特征（3）資料尺度及其與地圖比例尺的關(guān)系數(shù)據(jù)模型是對(duì)地理現(xiàn)象的抽象表達(dá)，尺度越大抽象程度越高；在時(shí)間尺度上表現(xiàn)為對(duì)時(shí)間的依賴性，時(shí)間尺度越大，表現(xiàn)為對(duì)時(shí)間的依賴性越弱。對(duì)于空間資料，尺度則表現(xiàn)為分辨率或精度，大尺度資料意味著空間和時(shí)間分辨率和屬性精度較低，而中小尺度則是抽象水平和分辨率較高。一般地，資料尺度的大小與區(qū)域大小和資料使用要求有關(guān)。同樣，地圖比例尺大小與區(qū)域及地圖的用途有直接關(guān)系。也就是說，地圖比例尺與空間資料的基本關(guān)系是，資料尺度與相應(yīng)地圖比例尺呈反比變化。

6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與自動(dòng)綜合1.空間數(shù)據(jù)的多尺度特征（4）GIS中空間資料的多尺度表達(dá)與自動(dòng)綜合

“尺度”是與地理現(xiàn)象相關(guān)的最基本的但也是較難理解和容易混淆的概念之一，它有多種含義，這里一般是指信息被觀察、表示、分析和傳輸?shù)脑敿?xì)程度。

根據(jù)需要用多種尺度進(jìn)行表達(dá)。大多數(shù)具有制圖功能的空間數(shù)據(jù)庫(kù)都對(duì)應(yīng)于一定的比例尺，主導(dǎo)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能是可以進(jìn)行多比例尺的表示，這些比例尺一般都小于主導(dǎo)比例尺。

但是由于自動(dòng)綜合的發(fā)展“瓶頸”問題，需要保存多種尺度于是就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)冗余和不一致性。6.4空間數(shù)據(jù)的多尺度特征與自動(dòng)綜合1.空間數(shù)據(jù)的多尺度特征（5）從多尺度表達(dá)到不依比例尺GIS

無比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)只需存貯滿足需要的大比例尺地圖資料（主導(dǎo)地圖資料）。

在不依比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用大比例尺的主導(dǎo)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，就能根據(jù)需要通過綜合的方法實(shí)時(shí)產(chǎn)生不同比例尺的地圖資料。避免資料的重