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重短缺我國水資源污染嚴重要用有效的技術(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)實技術(shù)。

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

“水資源-環(huán)境-社會經(jīng)濟”是一個巨大的系統(tǒng)，其時空分布，各狀態(tài)，各子系統(tǒng)間的相互作用關系相當復雜。傳統(tǒng)信息管理方法技術(shù)越來越不適應現(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)難以分析應用；數(shù)據(jù)及各個子系統(tǒng)具有時間變化特點；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，并提了供強大的數(shù)據(jù)檢索功能和可視化功能，將GIS與水質(zhì)標準相銜接，應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，并實現(xiàn)時空信息的定量化分析以及預測模擬。

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

地理實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：數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復雜、變化速度快、與空間實體關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，可以準確的表達事物的各種屬性性，從而便于進行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：物理指標（水溫、懸浮物（SS）、濁度、透明度及電導率等）

化學指標（PH值、總堿（酸）度、總硬度等）氧指標體系（溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、總需氧量等）金屬元素及其化合物指標體系（汞、鎘、鉛、砷、鉻、錳等）微生物學指標（受致病微生物污染的細菌總數(shù)，腸菌群等）其他有害物質(zhì)的指標（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)庫坐標文件*.shp索引文件*.shxESRI提供的矢量數(shù)據(jù)格式Shapefiles坐標文件*.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)可視化表達方式㈠地圖可視化

①地圖的自然表達：“地圖是周圍環(huán)境的圖形表達”，該方法不適合于表達抽象的概念。②地圖的符號表達：一套完整的、科學的地圖符號系統(tǒng)，表示現(xiàn)實世界的典型特征.③地圖的美學效果表達：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效果。

㈡地理信息可視化

①GIS的圖形表達：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)，達不到數(shù)據(jù)形象化的效果

。②圖示表達

：依據(jù)地圖圖式規(guī)范，實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的符號化③GIS的地圖表達：滿足表達信息的準確性外還要滿足地圖審美特點。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，顏色變化反應點狀實體的某些屬性信息尺寸與結(jié)構(gòu)配合反應主次等級觀念尺寸變化主要是粗細的變化，用以表示河流的等級面狀符號反應區(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：用點狀、線狀或者面狀符號來表達制圖要素。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)可視化的實現(xiàn)工具ArcEngine與.NET3.1ArcEngine中的ArcGIS控件介紹MapControl和PageLayoutControl

MapControl控件主要應用于地理數(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