水系數(shù)據(jù)可視化

第一章緒論1.1研究背景我國水資源嚴(yán)重短缺我國水資源污染嚴(yán)重要用有效的技術(shù)手段支持水資源的管理水系數(shù)據(jù)的可視化1.2可視化——水系數(shù)據(jù)可視化1.2.1可視化：

人通過視覺觀察并在頭腦中形成客觀事物影像的過程，是一個心智處理過程。是一種算法，是將符號或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為直觀的幾何圖形以便于研究人員觀察和模擬的計算過程。1.2.2空間數(shù)據(jù)可視化:

空間數(shù)據(jù)可視化其主要形式有：紙質(zhì)地圖，電子地圖，多媒體地圖，三維仿真地圖，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

地圖學(xué)圖像處理處理查詢分析預(yù)測信息輸入圖像圖表文字表格符號空間數(shù)據(jù)生成應(yīng)用1.2.3水系數(shù)據(jù)可視化

“水資源-環(huán)境-社會經(jīng)濟(jì)”是一個巨大的系統(tǒng)，其時空分布，各狀態(tài)，各子系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜。傳統(tǒng)信息管理方法技術(shù)越來越不適應(yīng)現(xiàn)代水資源管理的需要：

龐大的空間數(shù)據(jù)(通常是三維的)難以分析應(yīng)用；數(shù)據(jù)及各個子系統(tǒng)具有時間變化特點(diǎn)；時空信息定量化分析的要求（圖形的多層次迭加，大規(guī)模水流污染物擴(kuò)散模擬，分布參數(shù)的流域模擬等）。

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有高效的空間數(shù)據(jù)的管理和處理能力，并提了供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)檢索功能和可視化功能，將GIS與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相銜接，應(yīng)用到水資源管理系統(tǒng)中，可以有效解決水系數(shù)據(jù)量龐大，隨時間動態(tài)變化的問題，并實(shí)現(xiàn)時空信息的定量化分析以及預(yù)測模擬。

第二章水系空間數(shù)據(jù)可視化理論基礎(chǔ)2.1數(shù)據(jù)的組織與處理

地理實(shí)體空間特征專題特征時間特征考慮到水系各個要素空間數(shù)據(jù)隨時間變化相對較慢，可以將時間信息當(dāng)作屬性數(shù)據(jù)來對待。2.1.1水系屬性數(shù)據(jù)的組織與管理㈠水系屬性數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變化速度快、與空間實(shí)體關(guān)系密切以及時間特征等。㈡水系屬性數(shù)據(jù)分類與編碼：

分類就是將具有共同屬性和特征的事物或現(xiàn)象歸并到一起，而把不同屬性和特征的事物或現(xiàn)象分開的過程，是認(rèn)識事物的一種方法。

編碼就是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程，其直接產(chǎn)物就是代碼。通過編碼，可以準(zhǔn)確的表達(dá)事物的各種屬性性，從而便于進(jìn)行GIS的分析，檢索，可視化等各項操作。水系屬性數(shù)據(jù)的分類分級

河流級別：1級，2級，3級，4級，5級，6級，7級，8級，9級

水質(zhì)分類：Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類、劣Ⅴ類水質(zhì)指標(biāo)：物理指標(biāo)（水溫、懸浮物（SS）、濁度、透明度及電導(dǎo)率等）

化學(xué)指標(biāo)（PH值、總堿（酸）度、總硬度等）氧指標(biāo)體系（溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總需氧量等）金屬元素及其化合物指標(biāo)體系（汞、鎘、鉛、砷、鉻、錳等）微生物學(xué)指標(biāo)（受致病微生物污染的細(xì)菌總數(shù)，腸菌群等）其他有害物質(zhì)的指標(biāo)（揮發(fā)酚、氰化物、油類、多環(huán)芳烴等）屬性文件*.dbf2.1.2空間數(shù)據(jù)的組織與管理用戶

水系管數(shù)理據(jù)系可統(tǒng)視化

空間數(shù)據(jù)庫

屬性數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)文件*.shp索引文件*.shxESRI提供的矢量數(shù)據(jù)格式Shapefiles坐標(biāo)文件*.shp索引文件*.shx屬性文件*.dbfShapefiles

空間數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫訪問：2.2水系空間數(shù)據(jù)的可視化2.2.1空間數(shù)據(jù)可視化的一般過程①從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息②預(yù)處理從符號庫讀取符號信息從字符庫讀取字符信息③符號化色彩庫色彩信息④地圖輸出2.2.2空間數(shù)據(jù)可視化表達(dá)方式㈠地圖可視化

①地圖的自然表達(dá)：“地圖是周圍環(huán)境的圖形表達(dá)”，該方法不適合于表達(dá)抽象的概念。②地圖的符號表達(dá)：一套完整的、科學(xué)的地圖符號系統(tǒng)，表示現(xiàn)實(shí)世界的典型特征.③地圖的美學(xué)效果表達(dá)：想要從地圖中獲取可靠的信息，不單單取決于地圖的圖形質(zhì)量而且取決于地圖的美學(xué)效果。

㈡地理信息可視化

①GIS的圖形表達(dá)：用不同的尺寸、色彩、紋理來區(qū)分不同屬性的地理數(shù)據(jù)，達(dá)不到數(shù)據(jù)形象化的效果

。②圖示表達(dá)

：依據(jù)地圖圖式規(guī)范，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的符號化③GIS的地圖表達(dá)：滿足表達(dá)信息的準(zhǔn)確性外還要滿足地圖審美特點(diǎn)。㈢空間分析結(jié)果的可視化。

2.2.3水系空間數(shù)據(jù)的符號化㈠符號化及其原則：在數(shù)字地圖轉(zhuǎn)換為模擬地圖過程中，地圖數(shù)據(jù)的符號化指的是將已處理好的矢量地圖數(shù)據(jù)恢復(fù)成連續(xù)圖形，并附之以不同符號表示的過程。

符號化形狀變量，尺寸變化，顏色變化反應(yīng)點(diǎn)狀實(shí)體的某些屬性信息尺寸與結(jié)構(gòu)配合反應(yīng)主次等級觀念尺寸變化主要是粗細(xì)的變化，用以表示河流的等級面狀符號反應(yīng)區(qū)域性特征，不同色彩的顏色區(qū)分不同的區(qū)域分級符號分級符號㈡符號化的分類：

一般來說符號化方法可分為以下幾類：單一符號、分類符號、分級符號、分級色彩、比率符號、組合符號、統(tǒng)計符號、彩色陰影等。單一符號：用點(diǎn)狀、線狀或者面狀符號來表達(dá)制圖要素。該方法忽略了要素在數(shù)量、大小等方面的差異，只能反映制圖要素的地理位置而不能反映要素的定量差異。分類符號：根據(jù)屬性值來設(shè)置地圖符號的方式。屬性值相同的采用相同的符號，屬性值不同的采用不同的符號。分級符號：采用不同的符號來表示不同級別的要素屬性數(shù)值。符號形狀取決于制圖要素的特征，而符號的大小取決于分級數(shù)值的大小或者級別高低。統(tǒng)計符號：用于表示制圖要素的多項屬性。有餅狀圖、柱狀圖、累計柱狀圖等。第三章空間數(shù)據(jù)可視化的實(shí)現(xiàn)工具ArcEngine與.NET3.1ArcEngine中的ArcGIS控件介紹MapControl和PageLayoutControl

MapControl控件主要應(yīng)用于地理數(shù)據(jù)的顯示和分析；PageLayoutControl用于地圖的修飾和整理，可以用于生成一副成品地圖。

二TOCControl和ToolbarControl

TOCControl和ToolbarControl控件分別對應(yīng)于ArcMap中的“TableofContents”和各種工具條，這兩個控件都要與一個“伙伴控件”協(xié)同工作。ToolbarContr