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(hào)與注記第三節(jié)地理信息專(zhuān)題地圖表達(dá)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(duì)某物（某人）的圖像，是一個(gè)心理處理過(guò)程，促使對(duì)事物的觀察力及建立概念等?？茖W(xué)計(jì)算可視化：是通過(guò)研制計(jì)算機(jī)工具、技術(shù)和系統(tǒng)，把實(shí)驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算獲得的大量抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人的視覺(jué)可以直接感受的計(jì)算機(jī)圖形圖像，從而可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。地理信息的可視化：

指運(yùn)用地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢(xún)、分析以及預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號(hào)、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)。空間數(shù)據(jù)庫(kù)處理地理信息可視化示例1.2地理信息可視化類(lèi)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(lèi)型）全要素地圖、專(zhuān)題地圖、遙感影像地圖、統(tǒng)計(jì)圖表與數(shù)據(jù)報(bào)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(dòng)畫(huà)、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。1.2.3三維仿真地圖1.2.4虛擬現(xiàn)實(shí)

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(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，以視覺(jué)為主，也結(jié)合聽(tīng)、觸、嗅甚至味覺(jué)來(lái)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。

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(hào)與注記2.1.1概念

地圖符號(hào)（Symbol）是地圖的語(yǔ)言，它是表達(dá)地圖內(nèi)容的基本手段。地圖符號(hào)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(hào)成都市地圖北京市地圖單個(gè)符號(hào)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(hào)的表示內(nèi)容同類(lèi)符號(hào)可以反映各類(lèi)要素的分布特點(diǎn)；各類(lèi)符號(hào)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(hào)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(hào)表示地面的起伏狀況；能表示出景物看不見(jiàn)的本質(zhì)特征；可表示出地面沒(méi)有外形的許多自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。2.1.4地圖符號(hào)的分類(lèi)

（1）按照符號(hào)的定位情況分類(lèi)

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

（2）按照符號(hào)所代表的客觀事物分布狀況分類(lèi)分為點(diǎn)狀符號(hào)、線(xiàn)狀符號(hào)和面狀符號(hào)。

1）點(diǎn)狀符號(hào)

是一種表達(dá)不能依比例尺表示的小面積事物（如油庫(kù)等）和點(diǎn)狀（如控制點(diǎn)）所采用的符號(hào)。

點(diǎn)狀符號(hào)

ArcGIS下點(diǎn)的表示

2）線(xiàn)狀符號(hào)

是一種表達(dá)呈線(xiàn)狀或帶狀延伸分布事物的符號(hào)，如河流，其長(zhǎng)度能按比例尺表示，而寬度一般不能按比例尺表示，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目浯?。一般又稱(chēng)為半依比例符號(hào)。

線(xiàn)狀符號(hào)

ArcGIS下線(xiàn)的表示

3)

面狀符號(hào)

是一種能按地圖比例尺表示出事物分布范圍的符號(hào)。并可以從圖上量測(cè)其長(zhǎng)度、寬度和面積，一般又把這種符號(hào)稱(chēng)為依比例符號(hào)。

面狀符號(hào)ArcGIS中面的表示2.1.5地圖符號(hào)運(yùn)用

視覺(jué)變量包括形狀、大小、圖案、紋理、顏色（色相、色值、彩度）；符號(hào)與視覺(jué)變量組合表示地理對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)。位置表示地理對(duì)象的空間位置；形狀表示要素類(lèi)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(biāo)稱(chēng)(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(lèi)型的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。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(hào)更重要。彩度（飽和度或強(qiáng)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(hào)其視覺(jué)重要性也越大。地圖上色彩的應(yīng)用要遵循感情色彩、習(xí)慣用色、色彩方案等經(jīng)驗(yàn)法則。地圖符號(hào)的運(yùn)用2.2地圖上的注記

名稱(chēng)注記

說(shuō)明各種事物的專(zhuān)有名稱(chēng)。如居民點(diǎn)名稱(chēng)；說(shuō)明注記

說(shuō)明各種事物的種類(lèi)、性質(zhì)或特征，常用簡(jiǎn)注表示；數(shù)字注記

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

地圖上的文字和數(shù)字總稱(chēng)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(jí)和顏色

字體

宋體、等線(xiàn)體、仿宋體和橫線(xiàn)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(lèi)別相聯(lián)系。字級(jí)以照相排字機(jī)注明的規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)，在一幅圖上，按照事物的重要程度和意義，采用不同的字級(jí)，以便使注記大小與圖形符號(hào)相對(duì)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(biāo)識(shí)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(xì)和大小寫(xiě)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(biāo)注不同要素或符號(hào)來(lái)取得協(xié)調(diào)美觀的效果；水系要素用斜體，行政單元名稱(chēng)用粗體，并且名稱(chēng)按規(guī)模大小有字體大小的區(qū)分；圖名和圖例等部分習(xí)慣用修飾性字體；點(diǎn)狀要素的名稱(chēng)應(yīng)放在其點(diǎn)狀符號(hào)的右上方；線(xiàn)狀要素的名稱(chēng)應(yīng)以條塊狀與該要素走向平行；面狀要素的名稱(chēng)應(yīng)放在能指明其面積范圍的地方。2.2.2注記運(yùn)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(jué)層次第三節(jié)地理信息專(zhuān)題地圖表達(dá)

專(zhuān)題地圖除了采用普通地圖某些表示方法并使其得到進(jìn)一步發(fā)展外，本身還需要有專(zhuān)門(mén)反映各種要素性質(zhì)、數(shù)量、空間分布和時(shí)間變化的表示方法。在專(zhuān)題地圖中，各種制圖對(duì)象的基本形狀是由點(diǎn)、線(xiàn)、面及其過(guò)渡形態(tài)組成的，并以此反映現(xiàn)象的分布特點(diǎn)、現(xiàn)象的變化時(shí)刻、質(zhì)量和數(shù)量的特征及綜合特征。3.1概念和分類(lèi)專(zhuān)題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)地圖表示各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(zhuān)題地圖指不屬于上述二類(lèi)的專(zhuān)題地圖，如航海圖、航空?qǐng)D等。3.1.2分類(lèi)數(shù)學(xué)要素

坐標(biāo)網(wǎng)、比例尺、地圖定向等；專(zhuān)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(zhuān)題地圖的構(gòu)成

3.3專(zhuān)題地圖的制圖綜合

3.3.1概念

制圖綜合是對(duì)制圖區(qū)域客觀事物的取舍和簡(jiǎn)化。經(jīng)過(guò)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?jī)?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(zhuān)題內(nèi)容加以概括化，把最主要的要素、對(duì)象的基本輪廓、主要的特征和基本規(guī)律反映在地圖上。專(zhuān)題地圖制圖綜合的實(shí)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(hào)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(gè)高度智能化的和具有創(chuàng)造性的作業(yè)過(guò)程，它是一個(gè)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(gè)子過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。制圖綜合的基本方法為內(nèi)容的取舍、數(shù)量化簡(jiǎn)、質(zhì)量化簡(jiǎn)和形狀化簡(jiǎn)。點(diǎn)符號(hào)的綜合取舍移位合并線(xiàn)符號(hào)的綜合取舍移位簡(jiǎn)化光滑面符號(hào)的綜合簡(jiǎn)化移位光滑合并3.4面狀專(zhuān)題內(nèi)容的表示方法

等值線(xiàn)法質(zhì)底法范圍法點(diǎn)值法符號(hào)法動(dòng)線(xiàn)法統(tǒng)計(jì)圖法

DEM表示法3.4.1等值線(xiàn)法

等值線(xiàn)指在地圖上通過(guò)表示一種現(xiàn)象的數(shù)量指標(biāo)的一些等值點(diǎn)的曲線(xiàn)。宜用于表示地面上連續(xù)分布而逐漸變化的現(xiàn)象，并說(shuō)明這種現(xiàn)象在地圖上任一點(diǎn)的數(shù)值或強(qiáng)度。等值線(xiàn)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(guò)渡到暖色。等值線(xiàn)3.4.2質(zhì)底法

首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類(lèi)界線(xiàn)，然后把同類(lèi)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(diǎn)鮮明美觀缺點(diǎn)不易表示各類(lèi)現(xiàn)象的過(guò)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(xiàn)，可在界線(xiàn)內(nèi)著色或填繪暈紋或文字注記。概略范圍法用虛線(xiàn)、點(diǎn)線(xiàn)表示輪廓界線(xiàn)，或不繪輪廓界線(xiàn)，只以文字或單個(gè)符號(hào)表示概略范圍。(1)分類(lèi)(2)范圍的表示方法用一定圖形的實(shí)線(xiàn)或虛線(xiàn)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(xiàn)；在區(qū)域范圍內(nèi)均勻配置暈線(xiàn)符號(hào)；在區(qū)域范圍內(nèi)加注說(shuō)明注記或采用填充符號(hào)。（a）精確范圍法（b）概略范圍法3.4.4點(diǎn)值法

在圖上用小點(diǎn)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(diǎn)法在一定的區(qū)劃單位內(nèi)均勻地布點(diǎn)。定位布點(diǎn)法按照現(xiàn)象實(shí)際所在地布點(diǎn)。點(diǎn)值法3.4.5線(xiàn)狀符號(hào)法表示幾何概念的線(xiàn)劃，如分水嶺、境界線(xiàn)；表示線(xiàn)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(qiáng)調(diào)圖上按面積表示的地物的主要方向，如山脊線(xiàn)、山脈走向線(xiàn)等。線(xiàn)狀符號(hào)法（地質(zhì)構(gòu)造線(xiàn)）3.4.6統(tǒng)計(jì)圖法根據(jù)編圖區(qū)域內(nèi)各區(qū)劃單位或典型地點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)資料，用地圖形式表達(dá)出來(lái)。圖形統(tǒng)計(jì)圖法根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料作成圖形或圖表，繪