GIS可視化及其產(chǎn)品輸出

第7章GIS可視化及其產(chǎn)品輸出7.1地理信息可視化理論7.1.1可視化定義7.1.2地理信息可視化概念7.1.3地理信息可視化理論7.2地理信息可視化技術(shù)7.2.1概念和形式7.2.2地理信息可視化過程7.2.3電子地圖GIS為用戶提供了許多表達(dá)地理數(shù)據(jù)的手段。其形式既可以是計(jì)算機(jī)屏幕顯示，也可以是諸如報(bào)告、表格、地圖、系列圖等拷貝圖件，還可以通過人機(jī)交互方式來選擇現(xiàn)實(shí)對象的形式。但要特別強(qiáng)調(diào)的是GIS的地圖輸出功能。GIS不僅可以輸出全要素地圖，還可以根據(jù)用戶需要，輸出各種專題圖、統(tǒng)計(jì)圖等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!7.3動態(tài)現(xiàn)象可視化7.3.1動態(tài)地圖概念7.3.2動態(tài)地圖符號7.3.3動態(tài)電子地圖分類7.3.4動態(tài)電子地圖的設(shè)計(jì)7.4GIS輸出7.4.1電子地圖的輸出7.4.2紙質(zhì)地圖（集）生產(chǎn)出版GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!7.1地理信息可視化理論7.1.1可視化定義可視化是將符號或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)。它的過程是一種轉(zhuǎn)換，它的目的是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質(zhì)地把握住地理空間信息的基本特征，便于最迅速、形象地傳遞和接收它們?？梢暬╒isualization）概念源自科學(xué)計(jì)算可視化(VisualizationinScienceComputing，簡稱ViSC），“科學(xué)計(jì)算可視化”概念，定義為：“一種計(jì)算方法，它將符號轉(zhuǎn)化為幾何圖形，便于研究人員觀察模擬和計(jì)算”。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!“科學(xué)計(jì)算可視化”概念提出以來，在地學(xué)相關(guān)學(xué)科受到了重視，產(chǎn)生了眾多特定領(lǐng)域的可視化專業(yè)性概念。科學(xué)計(jì)算可視化與地球科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了地學(xué)可視化，對地學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺表達(dá)與可視分析。對地學(xué)而言，可視化技術(shù)在地圖制圖學(xué)已有應(yīng)用，但在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)環(huán)境下，可視化的內(nèi)涵與外外延都有擴(kuò)展，在地圖繪制、地貌暈渲、符號化、地學(xué)圖譜、三維景觀圖等技術(shù)都有發(fā)展。地學(xué)可視化強(qiáng)調(diào)地學(xué)現(xiàn)象、事物的機(jī)理、過程、規(guī)律的視覺化表達(dá)，挖掘揭示深層的信息內(nèi)容。根據(jù)不同地學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)特征，結(jié)合專業(yè)原理分析和專業(yè)模型,產(chǎn)生了特殊地理信息可視化，例如，通過三維景觀、體視化技術(shù)展示地質(zhì)構(gòu)造分布、發(fā)育，模擬水對水文現(xiàn)象的演變模擬，模擬對海洋、大氣的運(yùn)動過程運(yùn)動規(guī)律模擬。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!“地圖可視化”沒有統(tǒng)一的定義。有人把“地圖可視化”概括為“首要的也是最重要的一種認(rèn)知行為，是人類在發(fā)展意念上表示的能力，它有助于辨別模型，創(chuàng)造和發(fā)展新秩序”。有人認(rèn)為應(yīng)該將視覺顯示和圖形傳輸?shù)脑瓌t列入可視化的定義中，并將可視化定義成”為識別、傳輸和解譯模式或結(jié)構(gòu)目的而概要地表示信息的過程，它的研究領(lǐng)域包括創(chuàng)建、組織、操作和理解視覺表示的計(jì)算、認(rèn)知和圖形設(shè)計(jì)方面。視覺表示區(qū)別于那些抽象文字和公式，可以符號化、圖形化和形象化地的表達(dá)”。有人定義“可視化為基于圖形環(huán)境的人和計(jì)算機(jī)之間的交互，并將數(shù)據(jù)的視覺表示為景（Scene），景實(shí)際上就是將數(shù)據(jù)表示成直接感知的視覺形式”。有人從地學(xué)計(jì)算（Geoputation）的角度考慮，認(rèn)為應(yīng)將可視化提升到獨(dú)立學(xué)科的地位來看待。……GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!圖7.1地圖可視化概念模型

GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!圖7.2地圖應(yīng)用的空間表達(dá)

GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!圖7.3探索型地圖理論GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!7.2地理信息可視化技術(shù)7.2.1概念和形式地理信息可視化是指將地圖學(xué)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、虛擬顯示技術(shù)和圖像處理技術(shù)相結(jié)合，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(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。地理信息可視化的形式主要有地圖、多媒體地學(xué)信息、三維仿真地圖、虛擬現(xiàn)實(shí)等。它們都可以是GIS的界面。地理信息可視化技術(shù)方法主要有以下幾種：GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!圖7.4集合圖形法表達(dá)地理信息GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!（3）多媒體表示法：用圖像、聲音、動畫等多媒體聯(lián)合表示地學(xué)研究中的特殊現(xiàn)象，如地震爆發(fā)、冰山漂移、海底擴(kuò)張、污染物擴(kuò)散。多媒體信息主要指“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(gè)整體概念，是空間信息可視化的重要形式。（4）虛擬現(xiàn)實(shí)可視化：指“由計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備如頭盔、數(shù)據(jù)手套等組成的高級人機(jī)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(jìn)入真實(shí)的地理空間環(huán)境之中并與之交互作用”。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!圖7.6地理信息可視化過程GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!電子地圖包含了GIS的主要功能，但不是全部功能。電子地圖側(cè)重于可見實(shí)體的顯示，其中較完善的空間信息可視化功能和地圖量算功能是一般GIS所欠缺的。但是相對而言,一些電子地圖(集)難于予使其可視子空間均具有統(tǒng)一的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因而空間分析相對GIS于GIS比較薄弱，這也是兩者最主要的區(qū)別。電子地圖（集）是一種新型的、內(nèi)容廣泛的GIS產(chǎn)品，而電子地圖（集）系統(tǒng)則是一些內(nèi)容廣泛、功能各異的新型GIS系統(tǒng)。電子地圖與紙質(zhì)地圖相比,最顯著的特征是數(shù)據(jù)的存貯與數(shù)據(jù)的顯示相分離,由此產(chǎn)生電子地圖的一系列新特點(diǎn)：:動態(tài)性、交互探究性、超媒體結(jié)構(gòu)。電子地圖設(shè)計(jì)仍要遵循傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的設(shè)計(jì)原則,但隨著電子地圖設(shè)計(jì)環(huán)境、,應(yīng)用環(huán)境的改變,又具備了如下一些新的特點(diǎn)：GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!2.多任務(wù)單圖幅由單任務(wù)多圖幅取代這是與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖內(nèi)容表達(dá)相比較而言的。過去，地圖內(nèi)容在紙面的展示是多層次圖形的融合，是各種用戶求內(nèi)容的并集。盡量提高圖面載負(fù)量，是地圖設(shè)計(jì)人員的初衷。對于電子地圖設(shè)計(jì)而言，為克服屏幕顯示的局限性和信息查詢地物標(biāo)識的不明確性，同時(shí)為不同專門用戶提供具有排他性的感興趣的信息，內(nèi)容結(jié)構(gòu)采用單任務(wù)多幅圖組織形式，任務(wù)的劃分可以是地圖的圖形層面，可以是用戶的分類，也可以是表示方法的不同，視具體情況而定。這種組織絲毫不破壞跨任務(wù)的內(nèi)容間的對比，電子地圖可以同時(shí)顯示相關(guān)任務(wù)的多幅圖，或者將基于同樣參考系范圍的任務(wù)疊加，前者是一種串行顯示，后者則是一種并行顯示。單任務(wù)多圖幅組織方式更能滿足讀圖用戶的需要。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!§7.3動態(tài)現(xiàn)象可視化7.3.1動態(tài)地圖概念電子地圖在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，與傳統(tǒng)技術(shù)相比,對地理現(xiàn)象可視化表達(dá)在內(nèi)容和形式上都有擴(kuò)展。過去紙質(zhì)地圖只能展現(xiàn)地理現(xiàn)象的狀態(tài)性信息,而電子地圖還可以跟蹤描述過程性信息，即動態(tài)特征，能形象地表示空間信息的時(shí)空變化狀態(tài)和過程，可以直觀而又逼真地顯示地理實(shí)體運(yùn)動變化的規(guī)律和特點(diǎn)。動態(tài)地圖是對實(shí)體世界運(yùn)動變化現(xiàn)象的動態(tài)可視化表達(dá)，隨著時(shí)間的延展,實(shí)體位置移動、形狀改變、屬性變化，這一過程通過地圖表達(dá)出來便是動態(tài)地圖。另一方面,實(shí)際空間的靜態(tài)現(xiàn)象表達(dá)到地圖后，在用戶看來，并不一定是靜止的,典型的例子便是在模擬飛行中,用戶視點(diǎn)沿著航線獲取地形地物的動感，在目前興起的虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，由于用戶視點(diǎn)的改變而獲取的運(yùn)動變化與時(shí)間無關(guān),只是空間狀態(tài)的變化，我們稱作相對變化。從以上分析可知，動態(tài)地圖涉及到時(shí)間、空間兩方面的變化,僅僅把動態(tài)地圖看作是地理實(shí)體時(shí)態(tài)特征的表現(xiàn)是不準(zhǔn)確的。動態(tài)地圖可定義為:基于讀圖角度，可以從中獲取關(guān)于地理實(shí)體空間位置、屬性特征運(yùn)動變化的視覺感受的地圖。動態(tài)地圖的表達(dá)通常采用以下方法：GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!7.3.2動態(tài)地圖符號傳統(tǒng)的地圖符號設(shè)計(jì)原則是基于Bertin視覺參量體系建立起來的,依據(jù)符號的七個(gè)視覺參量：大小、色相、方位、形狀、位置、紋理及飽和度來設(shè)計(jì)描述地理實(shí)體不同方面的性質(zhì)特征。為了表達(dá)動態(tài)特征，需要對地圖符號的參量進(jìn)行擴(kuò)展,引入動態(tài)特征描述。定義四個(gè)動態(tài)參量：發(fā)生時(shí)長、變化速率、變化次序、節(jié)奏。1.發(fā)生時(shí)長（1）發(fā)生時(shí)長描述觀察者從視覺上對符號感知到符號消失的時(shí)間長短,通常發(fā)生時(shí)長通過劃分很小的時(shí)段單位來計(jì)算，與多媒體技術(shù)中的幀的概念相應(yīng)。（2）發(fā)生時(shí)長反映了事件在時(shí)間軸上延展，與現(xiàn)象在空間X、Y或Z軸上的投影覆蓋范圍可建立映射關(guān)系。地圖設(shè)計(jì)中，發(fā)生時(shí)長可用于表現(xiàn)動態(tài)現(xiàn)象的延續(xù)過程,發(fā)生時(shí)長的幀值越大,現(xiàn)象生成的時(shí)間和出現(xiàn)的時(shí)間就越長，（3）如圖7.7所示。

GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2.變化速率（1）變化速率是一個(gè)復(fù)合參量，需要借助于符號的其他參量來表述，描述符號的狀態(tài)改變速度。（2）符號的狀態(tài)可以是前面定義的動態(tài)參量發(fā)生時(shí)長；可以是表態(tài)參量大小、方位、飽和度等?？梢越柚谝浑A微分公式來表達(dá)，變化速率v=dg(s)/df，其中g(shù)(s)為符號s的狀態(tài)，f為幀。當(dāng)g(s)為發(fā)生時(shí)長時(shí),變化速率描述符號“閃爍”的快慢。圖7.8表述了符號不同參量的變化速率。變化速率的大小與運(yùn)動過程的快慢相一致，變化速率可以是常量(加速度為零)；可以是變量(加速度為非為零)。加速度大小與運(yùn)動過程的平穩(wěn)與激烈性相應(yīng)?；谧兓默F(xiàn)象對人的視覺感受有較強(qiáng)的吸引力的事實(shí)。符號的變化速率除了用以描述地理現(xiàn)象的運(yùn)動過程外，還可用于靜態(tài)現(xiàn)象的重要性描述和顯式定位，閃爍速率大的符號描述發(fā)射功能強(qiáng)的電視塔，亮度變化率大的符號描述人口流動快的區(qū)域，天氣預(yù)報(bào)中用動態(tài)符號描述城市的天氣的變化情況。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!3.變化次序時(shí)間是有序的，可以類似于二維空間中的前后、鄰接關(guān)系建立時(shí)間段之間的先后、相鄰?fù)負(fù)潢P(guān)系。符號的變化次序描述符號狀態(tài)改變過程中各幀狀態(tài)出現(xiàn)的順序，依據(jù)時(shí)間分辨率，可以將連續(xù)變化狀態(tài)離散化處理成各幀狀態(tài)值，使其交替出現(xiàn)。符號的變化次序可以用于任意有序量的可視化表達(dá),，升序變化對應(yīng)著特征的顯著性增強(qiáng)，降序變化對應(yīng)著特征的顯著性減弱，符號色相依據(jù)灰――淡紅――紅――藍(lán)的次序反映天氣由陰變晴，反之反映天氣由晴變陰。此外，氣溫在四季中冷、暖、熱的交替也可用符號的某個(gè)參量的變化次序來體現(xiàn)。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!圖7.9動態(tài)符號大小變化（a1）和灰度變化（b2）節(jié)奏曲線GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!7.3.3動態(tài)電子地圖分類（1）根據(jù)變化的主體，動態(tài)地圖可視化的內(nèi)容可分為專題性質(zhì)變化（排放污水環(huán)境質(zhì)量超標(biāo)、航標(biāo)燈熄滅）。通過各種專業(yè)傳感器獲取被監(jiān)控目標(biāo)的性質(zhì)變化信息，由無線通訊傳回到電子地圖上表達(dá)空間位置移動變化（運(yùn)鈔車行進(jìn)、洪水淹沒面擴(kuò)展、森林大火蔓延、熱帶氣旋移動）。通過GPS或航測遙感獲取目標(biāo)的位置或空間狀態(tài)的變化信息。（2）根據(jù)運(yùn)行平臺，電子地圖系統(tǒng)可分為：多目標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)控。表現(xiàn)為在室內(nèi)大屏幕上實(shí)時(shí)監(jiān)控一定區(qū)域范圍內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)的變化，如110報(bào)警臺、航班運(yùn)行控制中心、船舶搜救報(bào)警站、污水排放環(huán)境監(jiān)測站等安裝的電子地圖系統(tǒng)當(dāng)前目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控。表現(xiàn)為移動目標(biāo)中安裝的對當(dāng)前目標(biāo)的變化狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控的電子地圖系統(tǒng)，如海船駕駛艙安裝的電子海圖導(dǎo)航系統(tǒng)、飛機(jī)上GPS定位顯示系統(tǒng)等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!7.3.4動態(tài)電子地圖的設(shè)計(jì)1.地理背景底圖設(shè)計(jì)動態(tài)電子地圖在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為地理背景信息與動態(tài)變化主題信息的疊加，地理背景信息為預(yù)處理存儲表達(dá)的電子地圖內(nèi)容，為后繼動態(tài)變化現(xiàn)象的表達(dá)提供定位支持，通過定位背景的上下文關(guān)系表達(dá)解釋現(xiàn)象發(fā)生的過程與原因。作為定位背景的底圖層就需要具備較高的可調(diào)性，以適應(yīng)不同監(jiān)控目標(biāo)的變化表達(dá)對定位背景的動態(tài)需要。需根據(jù)監(jiān)控對象的性質(zhì)特征實(shí)時(shí)導(dǎo)出相適應(yīng)的地理底圖。例如：服務(wù)于船舶導(dǎo)航的電子海圖根據(jù)水深變化有“安全區(qū)”與“非安全區(qū)”之分，電子海圖上該多邊形區(qū)域的劃分顯然不是固定的，取決于船舶的噸位與吃水深度，同樣的電子海圖安裝在不同船上后，根據(jù)當(dāng)前船的有關(guān)參數(shù)在等深線模型上實(shí)時(shí)導(dǎo)出不同的“安全區(qū)”與“非安全區(qū)”，作為導(dǎo)航的定位背景。更進(jìn)一步的要根據(jù)航行當(dāng)天的潮位數(shù)據(jù)對水深進(jìn)行改正，進(jìn)而計(jì)算出當(dāng)天的“安全區(qū)”與“非安全區(qū)”GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!2.動態(tài)符號設(shè)計(jì)由GPS、紅外探測儀、專業(yè)性傳感器獲取的位置、性質(zhì)變化信息并不是按專業(yè)化數(shù)據(jù)形式直接顯示在地圖上，而是經(jīng)過抽樣、分類、性質(zhì)分析、概括綜合后由地圖符號表達(dá)，通過符號參量來傳遞動態(tài)變化的性質(zhì)、幅度、趨勢等特征。當(dāng)排放污水環(huán)境質(zhì)量超標(biāo)、航行船舶即將撞上障礙物時(shí)，通過“警戒色”、“鳴笛鏑”等可視化、可聽化方式報(bào)警，而不是顯示由監(jiān)測器發(fā)回的一系列環(huán)境化學(xué)指標(biāo)。曾討論過發(fā)生時(shí)長、變化次序、變化速度和節(jié)奏四個(gè)動態(tài)參量，把它們分別用于變化現(xiàn)象的動態(tài)符號描述，這四個(gè)參量在變化表達(dá)的“度”上具有不同的功能。用動態(tài)符號來表現(xiàn)變化現(xiàn)象，首先依據(jù)時(shí)態(tài)綜合原則（抽樣規(guī)則等）在符號的動態(tài)參量與實(shí)際變化的特征之間建立映射關(guān)系,地理實(shí)體的時(shí)態(tài)特征和變化規(guī)律就可由符號動態(tài)參量體現(xiàn)出來。依據(jù)“過去、現(xiàn)在和將來“三種變化”與“發(fā)生時(shí)長、變化次序、變化速度和節(jié)奏”四種動態(tài)參量在度量刻畫上的對應(yīng)關(guān)系，監(jiān)控目標(biāo)在實(shí)體空間中生存的時(shí)間可由符號的發(fā)生時(shí)長表達(dá),屬性狀態(tài)的交替改變可由符號的變化次序表達(dá)，位置移動、屬性變化的快慢可由符號的變化速率表達(dá)，周期性變化現(xiàn)象（航標(biāo)燈在風(fēng)力、波浪作用下的位置晃動）則可由符號的變化節(jié)奏表達(dá)，節(jié)奏所蘊(yùn)涵的“振幅”與“頻率”分別刻畫變化的“強(qiáng)弱”與“速率”。用動態(tài)符號參量描述監(jiān)控目標(biāo)的變化特性時(shí),與空間表達(dá)一樣同樣存在著制圖綜合問題,包括時(shí)態(tài)比例尺確定、時(shí)間分辨率選取、跨比例尺時(shí)態(tài)變化的簡化或夸大等。對三種時(shí)態(tài)變化（歷史過程的再現(xiàn)、同步過程的實(shí)時(shí)跟蹤、將來過程的推演）動態(tài)符號的描述參量有不同的調(diào)節(jié)功效。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!時(shí)間比例尺的設(shè)計(jì)取決于時(shí)間分辨率的確定，在動態(tài)電子地圖中存在兩種時(shí)間分辨率：

①是變化過程數(shù)據(jù)采集分辨率d1，②是可視化表達(dá)分辨率d2，這里分辨率di定義為時(shí)間軸上的“粒度”或“刻度”。數(shù)據(jù)采集分辨率d1控制對連續(xù)變化離散化采集時(shí)的抽樣過程，可視化表達(dá)分辨率d2控制再現(xiàn)變化過程的快慢，時(shí)間比例尺分母T＝d2/d1。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)中每2秒鐘記錄一次GPS測得的位置，在回放時(shí)每0.1秒鐘顯示一記錄點(diǎn)的位置，則時(shí)間比例尺為1∶20。對變化現(xiàn)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控，兩時(shí)間分辨率相等，因此時(shí)間比例尺分母為1。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!5.交互式操作的設(shè)計(jì)動態(tài)地圖的顯著特點(diǎn)之一便是用戶閱讀時(shí)的交互式操作，下面區(qū)別四種顯著的動態(tài)變化過程。（1）變化模擬（模擬飛行），用戶的控制權(quán)最大。通過用戶視點(diǎn)的變化實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控目標(biāo)的變化模擬，變化過程完全由用戶來設(shè)計(jì)規(guī)劃，不僅可控制顯示狀態(tài),對運(yùn)行軌跡、變化速度、變化次序也由用戶選擇確定。在模擬飛行中,用戶視點(diǎn)變化的三維路線的選定、速度、加速度、方向調(diào)整都由用戶完成,是這一應(yīng)用的典型例子。（2）過程推演，用戶的控制權(quán)減小。在輸入監(jiān)控目標(biāo)的狀態(tài)參量、運(yùn)動參量后，依據(jù)一定的運(yùn)動模型，實(shí)現(xiàn)變化過程模擬推演，用戶可設(shè)計(jì)多套候選參量，但不能控制由模型決定的運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度等。（3）過程再現(xiàn)，用戶的控制權(quán)進(jìn)一步減小。交互式操作表現(xiàn)為改變時(shí)間分辨率控制變化過程再現(xiàn)的快慢。暫停運(yùn)行過程觀察某一個(gè)時(shí)間快照，在空間上變換觀察視點(diǎn)；獲取多角度三維景觀等；，選擇某一時(shí)間段觀察局部變化過程。圖7.11（a）展示了過程再現(xiàn)的用戶操作界面和參數(shù)設(shè)置。（4）實(shí)時(shí)跟蹤，用戶交互式操作的自由度最小，用戶的操作只能在顯示狀態(tài)上修改參量,不能控制實(shí)體或模型的運(yùn)行。對于復(fù)雜運(yùn)動過程的實(shí)時(shí)表達(dá)需占用機(jī)器較多的時(shí)間資源,要讓用戶設(shè)定合適的數(shù)據(jù)采集時(shí)間分辨率，得到連續(xù)的變化過程而又沒有數(shù)據(jù)的冗余。此外，對實(shí)時(shí)跟蹤的操作，還表現(xiàn)在監(jiān)控信息的在線式處理，根據(jù)不同級別的報(bào)警訊號作出后繼決策。，在什么條件下報(bào)警？由用戶實(shí)時(shí)定義。，圖7.11（b）表示了在船舶導(dǎo)航報(bào)警系統(tǒng)中，用戶對報(bào)警條件控制的操作菜單。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!§7.4GIS輸出GIS不僅是一個(gè)可操作的信息處理系統(tǒng)，同時(shí)可以輸出多種形式的信息產(chǎn)品。GIS輸出主要有：傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖(集)、以數(shù)字形式存貯的電子地圖(集)以及統(tǒng)計(jì)表、文本、圖表、數(shù)字模型等非地圖形式的信息產(chǎn)品。如圖7.12所示。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!7.4.1電子地圖的輸出電子地圖通過數(shù)字化形式貯存在CD-ROM等介質(zhì)中,應(yīng)用時(shí),由讀圖系統(tǒng)的界面提供符號化圖形，GIS空間數(shù)據(jù)庫同時(shí)也是地圖內(nèi)容的數(shù)字化貯存。在功能上電子地圖缺乏強(qiáng)的空間分析、輔助決策，更多的是一個(gè)信息查詢系統(tǒng)，但電子地圖的圖形可視化視覺效果比GIS強(qiáng)，圖形符號化整飾具有一定藝術(shù)化特色和美學(xué)效應(yīng)。GIS輸出電子地圖的主要工作就是要在圖形可視化方面再加工，達(dá)到圖形精美表達(dá)，通過與其他圖形處理系統(tǒng)接口彌補(bǔ)其不足?？梢酝ㄟ^以下途徑輸出電子地圖。①GIS與電子制圖系統(tǒng)接口，通過圖形數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化,將GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)貯到專門電子制圖系統(tǒng)作后繼處理,轉(zhuǎn)換中應(yīng)注意不要喪失GIS數(shù)據(jù)的屬性、結(jié)構(gòu)關(guān)系描述信息。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!7.4.2紙質(zhì)地圖（集）生產(chǎn)出版在GIS全數(shù)字化技術(shù)體系下，紙質(zhì)地圖生產(chǎn)從資料處理、內(nèi)容設(shè)計(jì)、符號設(shè)計(jì)、地圖整飾,到出版準(zhǔn)備、軟片制作都能基于電子技術(shù)實(shí)現(xiàn),在這一流程中,地圖不再以紙質(zhì)圖形和玻璃、軟片基面的形式在地圖設(shè)計(jì)室、編稿室、制版印刷車間傳輸,取而代之的是在計(jì)算機(jī)前將地圖以數(shù)字形式一次性集成處理完成，這就是現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)條件下的桌面出版（DesktopPublishing，簡稱DTP）系統(tǒng)。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!1.彩色地圖電子出版系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)彩色桌面出版系統(tǒng)簡稱為CDTP。它們系統(tǒng)的硬件部分包括地圖數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、主機(jī)、彩樣輸出設(shè)備、圖形數(shù)據(jù)存貯設(shè)備、激光照排機(jī)等。軟件部分包括圖形編輯軟件、圖像處理軟件、設(shè)色軟件、光柵圖像轉(zhuǎn)化RIP系統(tǒng)等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流程表述如圖7.13所示。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!2.基于DTP系統(tǒng)的地圖生產(chǎn)DTP系統(tǒng)將各種來源各種形式的信息資料在DTP系統(tǒng)中集成，包括矢量圖形、圖像、統(tǒng)計(jì)表格、ASCII文本等，經(jīng)加工RIP（光柵圖像處理）后,進(jìn)行分色軟片輸出，曬PS版上印刷機(jī)印刷。整個(gè)過程是一個(gè)人機(jī)協(xié)同的作業(yè)方式，DTP系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供交互式的電子作業(yè)環(huán)境和作業(yè)工具，這種集成化作業(yè)包含了地圖生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)，不象傳統(tǒng)技術(shù)方式那樣編繪、清繪、分色、照像、制版諸多工藝由不同人員在不同工序下完成。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!DTP系統(tǒng)下生產(chǎn)地圖作業(yè)步驟主要有：（1）數(shù)據(jù)錄入：地理底圖通過數(shù)字化生成矢量圖形，,作者原圖或有關(guān)的資料圖掃描進(jìn)入計(jì)算機(jī)后，為屏幕矢量化跟蹤作準(zhǔn)備，通過GIS的檢索功能，提取空間數(shù)據(jù)庫中相關(guān)的地理信息。一般的桌面出版系統(tǒng)圖形軟件不具備地圖數(shù)字化功能，可通過諸如AutoCAD、Arc/Info與地圖有關(guān)的軟件進(jìn)行采集。GIS的空間數(shù)據(jù)庫是以大地坐標(biāo)或者經(jīng)緯度為存貯單位，無比例尺概念，在向DTP紙張座標(biāo)系數(shù)據(jù)檢索輸出時(shí)，要作坐標(biāo)變換,要考慮地圖投影。（2）地圖內(nèi)容選取與設(shè)計(jì)：盡管自動化的地圖綜合系統(tǒng)還不能在生產(chǎn)中應(yīng)用，但在電子作業(yè)環(huán)境下可通過多種途徑的交互式選取工具操作圖形。應(yīng)用標(biāo)識器及幾何作圖、樣條光滑、裁剪等工具對圖形作簡化、移位、夸大處理，利用DTP圖形系統(tǒng)的電子表格處理功能自動生成統(tǒng)計(jì)圖表。其他關(guān)于地圖形式方面的設(shè)計(jì)有：色彩調(diào)配、地圖符號設(shè)計(jì)、字體選擇等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!3.DTP系統(tǒng)地圖集出版生產(chǎn)的同一協(xié)調(diào)原則在DTP系統(tǒng)下完成地圖集的生產(chǎn)出版，需要顧及地圖集統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則。（1）建立統(tǒng)一的電子作業(yè)環(huán)境：在地圖集進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)地圖特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，選定統(tǒng)一的初始化環(huán)境參量和一致的圖形生成工具。包括：選定統(tǒng)一的調(diào)色方式，從系統(tǒng)提供的RGB加色法、CMYK減色法、凡塞爾法等調(diào)色方式中選定一種，并在整個(gè)調(diào)色作業(yè)過程中保持不變。通過實(shí)驗(yàn)確定圖形描述有關(guān)參量，包括：Bezier曲線分辨率、單線河圖形漸變的速率、混和色過渡變化的級數(shù)、最細(xì)線劃寬度(顧及印刷工藝可實(shí)現(xiàn)性)等；選定統(tǒng)一的注記字體，目前國內(nèi)的漢字庫很多，同樣的字體在不同廠家的字庫中有一定形式結(jié)構(gòu)上的差別，應(yīng)認(rèn)定一種字庫；圖形尺寸單位（(厘米、英寸、點(diǎn)、字號等))的統(tǒng)一選定；注記定位方式、字間距、段落排版方式統(tǒng)一設(shè)定。一般大型地圖集的生產(chǎn)，由數(shù)十名作業(yè)員在多臺終端上并行作業(yè)，應(yīng)保持軟件系統(tǒng)的設(shè)置一致，尤其是基于微機(jī)的單機(jī)用戶。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!（3）跨圖幅多任務(wù)集成比較：DTP作業(yè)環(huán)境下的圖形多窗口操作工具是圖幅比較的有力手段，縱向上可將各種專題內(nèi)容疊置比較去發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象的不一致性，如將植被圖與土壤圖疊置后從而發(fā)現(xiàn)植被分布規(guī)律，并識別出地理邊界的不一致錯(cuò)誤。橫向上將相鄰圖幅拼接到一起，在屏幕窗口中進(jìn)行接邊處理，從而保證地圖集在內(nèi)容選取、圖形表達(dá)方面的一致性。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!可視化是一種工具，用來解釋輸入到計(jì)算機(jī)里的圖像數(shù)據(jù)和從復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)中生成圖像，它主要研究人和計(jì)算機(jī)如何一致的感受、使用和傳輸視覺信息。從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度出發(fā)，該定義側(cè)重于復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)圖形處理和表示，同時(shí)將人和計(jì)算機(jī)對視覺信息的感知行為作為研究對象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。例子。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!7.1.2地理信息可視化概念對地圖制圖和GIS而言,可視化不是新概念。地圖本身就是一種視覺產(chǎn)品,地圖生產(chǎn)過程被認(rèn)為是運(yùn)用視覺變量對現(xiàn)實(shí)世界抽象、綜合和表示的過程,地圖讀者又運(yùn)用視覺思維對感受和分析地圖這視覺化產(chǎn)品感受和分析；但在制圖新技術(shù)環(huán)境下“可視化”被賦予新的內(nèi)涵，地圖可視化不僅僅是圖形結(jié)果狀態(tài)表示,更主要地是一種高級的空間數(shù)據(jù)分析行為,它刻畫了一種思維過程。傳輸和認(rèn)知模型是地圖視覺化的重要內(nèi)容。地理信息可視化在地圖信息的認(rèn)知和傳輸方面賦予了新的特色?！翱茖W(xué)計(jì)算可視化”理論的豐富和技術(shù)發(fā)展對地圖可視化表達(dá)和分析產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。近10年來，許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)紛紛設(shè)立對應(yīng)的研究分支，相關(guān)學(xué)科的滲透及交叉等等，都推進(jìn)了地圖/地學(xué)可視化研究的進(jìn)程。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!7.1.3地理信息可視化理論數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)以及ViSC概念的提出，推動了地圖認(rèn)知、信息傳輸理論的發(fā)展，也促使我們對地理你信息可視化理論進(jìn)行重新認(rèn)識。多維與動態(tài)可視化技術(shù)是地學(xué)可視化最新的發(fā)展趨勢。目前代表的觀點(diǎn)主要有：①

Taylor的現(xiàn)代地圖學(xué)認(rèn)知論（可視化三角形）；②

MacEachren的空間表達(dá)論（可視化立方體）；③

DiBiase的科學(xué)探索工具論；④

Kraak的探索論；⑤龔建華等人的認(rèn)知與交流融合論。Taylor（1993）將地圖理論的原則放在三角形的底邊，認(rèn)知和傳輸放在三角形的另外兩邊，三角形中心連接處為可視化，可視化包含信息交流傳輸與認(rèn)知分析兩方面，如（見圖7.1所示）。Taylor認(rèn)為，可視化是現(xiàn)代地圖學(xué)的核心，具有交互和動態(tài)特征，可視化的功能包括交流傳輸與認(rèn)知分析兩方面，同時(shí)需要計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到地圖制圖中來。同時(shí)，他也指出：不能簡單地將地圖可視化與地圖學(xué)等同起來，可視化不構(gòu)成地圖學(xué)的全部研究內(nèi)容。從Taylor的觀點(diǎn)來看，他強(qiáng)調(diào)的是“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)支持下的地圖可視化”。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!MacEachren（1995）用立方體表達(dá)地圖應(yīng)用空間以及可視化和交流傳輸在立方體空間中不同的位置和作用?？梢暬c交流傳輸是處于不同的地位，發(fā)揮不同的作用。交流傳輸具有表達(dá)已知、面對大眾、人圖交互作用較低等特點(diǎn)；而可視化則具有呈現(xiàn)未知、面對個(gè)人、人圖交互作用較高等特點(diǎn)，如（見圖7.2所示）。MacEachren強(qiáng)調(diào)了交流與可視化在地圖學(xué)中的作用。該立方體模型形象地描述了兩個(gè)過程：在對地學(xué)過程、規(guī)律探索的早期，是為數(shù)較少的領(lǐng)域?qū)＜覍Φ貙W(xué)問題探索，在逐步深化過程中認(rèn)識從無知到有知，逐漸清晰化，該階段人與圖的交互頻繁，通過圖形繪制、分析進(jìn)行多個(gè)過程圖形化思考，這一過程可看著是探索發(fā)現(xiàn)。第二個(gè)階段，探索結(jié)果出來后通過可視化圖形載體進(jìn)行交流傳播，面向社會化大眾交流其成果，此時(shí)與圖的交互主要是接受其成果，交互操作量減少，這一階段主要是交流傳輸。例如，天氣預(yù)報(bào)圖的制作發(fā)布就是一個(gè)典型的例子，開始?xì)庀笕藛T要根據(jù)對各種氣象相關(guān)的參量數(shù)據(jù)繪制氣壓形勢圖、風(fēng)向圖、云層圖等，綜合分析得出未來一定時(shí)間段內(nèi)的天氣變化，氣象專家通過頻繁的圖形可視化思考后，其預(yù)報(bào)成果通過媒體發(fā)布，可為大多數(shù)人接受。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!DiBiase（1991）把可視化描述為科學(xué)探索的一個(gè)工具，包括數(shù)據(jù)探索、假設(shè)定義、驗(yàn)證、綜合合成、結(jié)果表達(dá)，強(qiáng)調(diào)地理研究過程中的地圖作用，并認(rèn)為可視化特征在研究過程的早期側(cè)重于個(gè)人特征的視覺思維，后期側(cè)重于研究結(jié)果的公眾交流的視覺傳輸，如（見圖7.3所示）。DiBiase強(qiáng)調(diào)了地理研究過程中可視化地圖的作用。這一認(rèn)識與MacEachren的立方體模型類似，都強(qiáng)調(diào)了可視化的兩個(gè)不同階段，只不過可視化立方體模型還考慮了交互式中參與人員的變化情況。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!定義比較：盡管各定義表述有差異，但都強(qiáng)調(diào)了地理信息可視化不僅僅是圖形結(jié)果狀態(tài)表示，更主要地是一種高級的空間數(shù)據(jù)分析行為，它刻畫了一種思維過程。在空間數(shù)據(jù)分析決策中，信息可視化是一種認(rèn)知工具，傳統(tǒng)地圖可視化技術(shù)主要表達(dá)地理現(xiàn)象的空間分布與空間定位，解決“在何處”、“有何物”問題。在數(shù)字條件下的可視化技術(shù)更主要地在于揭示深層次的地理現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律和內(nèi)在的物理機(jī)制，回答“為什么”、“怎么樣”問題。這一深層次的可視化不僅是用符號簡單地“裝飾”地理數(shù)據(jù)的過程，還在于探究、挖掘隱藏的信息內(nèi)容。空間信息表達(dá)的通常手段：文字注記（標(biāo)注）＋圖例表示＋專題表現(xiàn)＋專題制圖利用GIS可視化技術(shù)表達(dá)空間信息GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!（1）幾何圖形法:通過把三維圖形透視變換映射成二維圖形，用折線、曲線、網(wǎng)格線等幾何圖形表示數(shù)值的大小,包括：用等值線法表達(dá)地形、氣溫、降水量等；用矢量符號法表達(dá)氣壓梯度、梅雨峰線；用風(fēng)力玫瑰圖表示風(fēng)力發(fā)生頻率與風(fēng)向；用流線箭標(biāo)圖法表示洋流、氣旋；用等值面法表達(dá)地形起伏。集合圖形法表達(dá)地理信息，如圖7.4所示。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!（2）色彩、灰度表示法:用色彩、灰度來描述不同區(qū)域的數(shù)值，例如數(shù)字圖像法、區(qū)域填充渲染、地貌暈渲法等，如見圖7.5所示。圖7.5用數(shù)字圖像、地貌暈渲表達(dá)地理信息GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!7.2.2地理信息可視化過程空間信息與可視化的關(guān)系是密切的。步驟：首先，從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息；其次，通過預(yù)處理后，從符號庫讀取符號信息，從字符庫讀取漢字及字符信息，從色彩庫讀取色彩信息，即符號化步驟；第三，面向不同的應(yīng)用領(lǐng)域輸出各種形式的可視化圖形（包括地圖）。地理信息可視化過程如見圖7.6所示。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!7.2.3電子地圖作為地理信息可視化的主要形式，電子地圖是以地圖數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以數(shù)字形式存儲于計(jì)算機(jī)外存儲器上，并能在屏幕上實(shí)時(shí)顯示的可視地圖(有時(shí)也稱為“屏幕地圖”)。電子地圖可以實(shí)時(shí)地顯示各種信息，具有漫游、動畫、開窗、縮放、增刪、修改、編輯等功能，并可進(jìn)行各種量算、數(shù)據(jù)及圖形輸出打印，便于人們使用。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，電子地圖將與音像等內(nèi)容結(jié)合起來，極大地豐富地圖的表示內(nèi)容，全方位、多角度地介紹與地理環(huán)境相關(guān)的各種信息，使地圖更富有表現(xiàn)力。電子地圖集，是為了一定用途，采用統(tǒng)一、互補(bǔ)的制作方法系統(tǒng)匯集的若干電子地圖，這些地圖具有內(nèi)在的統(tǒng)一性，互相聯(lián)系，互相補(bǔ)充，互相加強(qiáng)。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!1.地圖符號視覺變量的擴(kuò)展Bertin（1967）及其他制圖專家,在對符號信息的感受性、傳輸性研究的基礎(chǔ)上建立的視覺變量體系,得到了制圖設(shè)計(jì)人員的廣泛認(rèn)可,在這個(gè)體系中,包含了符號的形狀、尺寸、色彩、結(jié)構(gòu)、方向、密度。在電子地圖設(shè)計(jì)中,為適應(yīng)其動態(tài)性、,交互探究性的超體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這一變量體系要進(jìn)行擴(kuò)展，包括以下性的符號參量：（1）時(shí)間(Time)：反映符號閃爍的頻率、移動的速率、顯示時(shí)間的長短等,通過符號時(shí)間變量可反映地理現(xiàn)象的動態(tài)特性,探究其變化規(guī)律。（2）交互操作(Interaction)：反映用戶對符號主動操作的程度。在面向?qū)ο蟮姆栐O(shè)計(jì)中，符號對象的操作與數(shù)據(jù)是封裝的,操作包含對符號的放大、旋轉(zhuǎn)、隱藏、視角變換等的規(guī)定。（3）寫實(shí)性(Realism)：與抽象性相對應(yīng)。描述符號與實(shí)際地物間的語義表達(dá)形象性特征，如植被類型用典型樹種外形表示,增加符號的寫實(shí)性特征。（4）焦點(diǎn)(Focus)：MacEachren建議將焦點(diǎn)列為符號變量之一。其表現(xiàn)為符號的視覺中心,動態(tài)性符號的變化原點(diǎn)，如煙霧狀動態(tài)擴(kuò)展符號的中心，旋轉(zhuǎn)符號的軸心等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3.制圖與讀圖過程的融合電子地圖具有的交互式探究特點(diǎn)要求地圖設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮讀圖者所扮演的角色。針對用戶的層次和興趣，可設(shè)計(jì)為讓用戶讀圖時(shí)3.制圖與讀圖過程的融合電子地圖具有的交互式探究特點(diǎn)要求地圖設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮讀圖者所扮演的角色。針對用戶的層次和興趣,可設(shè)計(jì)為讓用戶讀圖時(shí),調(diào)配自己已喜愛的顏色、選擇符號、布局圖面,甚至于地圖綜合原則的改變。如地物選取的閥值、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分級、背景層面篩選量。制圖與讀圖融合的程度是一個(gè)值得研究的課題,一般針對普通用戶，地圖內(nèi)容表示應(yīng)預(yù)先制作固定,地圖形式表達(dá)方面可以讓用戶參與。調(diào)配自已喜愛的顏色、選擇符號、布局圖面,甚至于地圖綜合原則的改變。如地物選取的閥值、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分級、背景層面篩選量。制圖與讀圖融合的程度是一個(gè)值得研究的課題,一般針對普通用戶，地圖內(nèi)容表示應(yīng)預(yù)先制作固定，地圖形式表達(dá)方面可以讓用戶參與。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!（1）利用傳統(tǒng)的地圖符號和顏色等表示方法，如運(yùn)動線表示氣流、行軍等路線。（2）采用定義了動態(tài)視覺變量的動態(tài)符號來表示，即用閃爍、跳躍、色度、亮度變化等手段反映運(yùn)動中物的矢量、數(shù)量、空間和時(shí)間變化特征。（3）采用連續(xù)快照方法作多幅或一組地圖。這是采用一系列狀態(tài)對應(yīng)的地圖來表現(xiàn)時(shí)空變化的狀態(tài)。（4）結(jié)合計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地圖動畫效果。面向動態(tài)變化現(xiàn)象可視化表達(dá)的動態(tài)電子地圖是一種新型的可視化，它強(qiáng)調(diào)動態(tài)、在線、多維特征，它對正在發(fā)生的變化或已經(jīng)發(fā)生的變化通過動畫、動態(tài)符號、模擬飛行等形式可視化顯示，以期揭示現(xiàn)象的時(shí)空演變規(guī)律、分析現(xiàn)象的時(shí)態(tài)特征，它具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：LBS系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能交通等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!圖7.7動態(tài)符號發(fā)生時(shí)長GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!圖7.8基于符號不同參量的變化速率GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!4.節(jié)奏符號的節(jié)奏描述符號周期性變化的特征，它是由發(fā)生時(shí)長、變化速率以及其他參量融合到一起而生成的復(fù)合參量,同時(shí)又表現(xiàn)獨(dú)出獨(dú)立的視覺意義，用于地理信息的時(shí)態(tài)特征及變化規(guī)律的描述。節(jié)奏與靜態(tài)符號的紋理相對應(yīng)，構(gòu)成紋理的原子符號之間的間隔對應(yīng)著發(fā)生時(shí)長，原子符號的排列順序?qū)?yīng)著變化次序。描述節(jié)奏的參量可以進(jìn)一步細(xì)分為頻率(周期)和振幅。符號的節(jié)奏變化可以用周期性函數(shù)表示并用周期性曲線顯示。如圖7.9所示，節(jié)奏的振幅對應(yīng)著地理現(xiàn)象變化的峰值，頻率則對應(yīng)著變化速度。符號的節(jié)奏參量可用于描述周期性變化現(xiàn)象重復(fù)性特征，也可描述質(zhì)量性質(zhì)，節(jié)奏越快對應(yīng)的地理實(shí)體越重要,等級越高等。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!

地理實(shí)體的時(shí)態(tài)特征和變化規(guī)律就可由符號動態(tài)參量體現(xiàn)出來。地理實(shí)體在空間中生存的時(shí)間由符號的發(fā)生時(shí)長表達(dá),位置移動、屬性變化的快慢由符號的變化速率表達(dá)。在實(shí)體與符號的時(shí)態(tài)映射關(guān)系上，與空間表現(xiàn)一樣同樣存在著制圖綜合問題，包括時(shí)態(tài)比例尺確定、時(shí)間分辨率選取，跨越比例尺時(shí)態(tài)變化的簡化或夸大等。動態(tài)符號表現(xiàn)動態(tài)變化可以用于歷史過程的再現(xiàn)、同步過程的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控及其他用途。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!（3）根據(jù)動態(tài)電子地圖的時(shí)態(tài)特性可分為：對正在發(fā)生變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控對已經(jīng)發(fā)生變化的過程再現(xiàn)對將要發(fā)生變化的模擬推演（4）根據(jù)用戶感知的變化內(nèi)容的真實(shí)性，動態(tài)電子地圖可分為實(shí)際變化的感知。是真實(shí)變化，在實(shí)體世界發(fā)生的變化映射到概念世界（地圖或地理信息系統(tǒng)）后，其變化映象為用戶世界感知。靜態(tài)現(xiàn)象的模擬感知。是模擬變化，實(shí)體世界的靜態(tài)現(xiàn)象映射到概念世界，通過相對改變概念世界與用戶世界之間的視點(diǎn)位置關(guān)系，讓觀察者獲得靜態(tài)現(xiàn)象的“動態(tài)”感覺，典型的例子便是“模擬飛行”觀察地物景觀。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!圖7.10根據(jù)不同船舶參數(shù)導(dǎo)出不同安全區(qū)表達(dá)的地理背景地圖，用于船舶導(dǎo)航。其中（a）圖的安全區(qū)為15M水深，（b）圖則為5M水深，圖面淺色調(diào)區(qū)域表示安全區(qū)GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!4.時(shí)間比例尺設(shè)計(jì)實(shí)際發(fā)生時(shí)態(tài)現(xiàn)象在動態(tài)電子地圖表達(dá)時(shí)也要通過一定比率關(guān)系1:T實(shí)施轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生時(shí)間比例尺的設(shè)計(jì)問題。與空間比例尺不同的是，時(shí)間比例尺分母T的取值有三種情形：

（1）T>1，長時(shí)間段完成的變化過程在短時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)或推演出來，，例如，在海上航行了數(shù)月的船舶，在幾秒鐘內(nèi)將其航行過程再現(xiàn)出來；，在一定風(fēng)力作用下未來12小時(shí)內(nèi)森林大火的蔓延過程通過20秒鐘模擬表達(dá)出來；（2）T=1，實(shí)時(shí)跟蹤表達(dá)正在發(fā)生的現(xiàn)象，主要用于導(dǎo)航系統(tǒng)中移動目標(biāo)的監(jiān)控；（3）T<1，變化發(fā)生的時(shí)間太短，需要延時(shí)用“慢鏡頭”夸大表達(dá)，例如，山體滑坡在數(shù)秒鐘內(nèi)完成，為詳細(xì)分析山體的變化過程，需要延長時(shí)間一幀一幀地展示該過程。GIS可視化及其產(chǎn)品輸出共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!表現(xiàn)運(yùn)動變化特征的動態(tài)地圖,在時(shí)間分辨率和時(shí)間比例尺控制下，存在時(shí)間綜合問題。主要包括：時(shí)間分辨率的重新劃分以表現(xiàn)運(yùn)動變化的詳細(xì)過程或粗略概況；隨著時(shí)間比例尺和時(shí)間分辨率的變化，對變化過程細(xì)節(jié)進(jìn)行選??；對變化過程重新分級或分類；依據(jù)一定模型簡化變化過程的軌跡,舍棄變化的細(xì)節(jié)；由空間比例尺的改變重新定義時(shí)態(tài)特征,如在實(shí)時(shí)跟蹤汽車行駛的電子地圖上,