可视化与地图学

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1、可视化与地图学柳佳佳(解放军信息工程大学测绘学院，河南，郑州，450052)摘要：地图可视化是现代地图学的核心内容之一。本文从阐述可视化的含义出发，介绍了地图可视化的特征，可视化与地图学之间的关系，以及可视化技术在地图学中的广阔应用领域，最后，总结了可视化可能给地图学带来的机遇和挑战。关键字：地图学科学可视化地图可视化CartographyandVisualizationLIUJia-jia(InstituteofSurveyingandMapping,InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450052)Abstract:Car

2、tographicvisualizationisoneofthefocusesofcartography.Thispapergivesthedefinitionofscientificvisualizationinthebeginning,andthenpresentssomecharacteristicsofcartographicvisualization.Italsotellsustherelationshipbetweenscientificvisualizationandcartography,andthewideapplicationthatscientific

3、visualizationusedincartography.Atlast,itintroducestheopportunitiesandchallengethatscientificvisualizationmakes.Keywords:cartography,scientificvisualization,Cartographicvisualization近年来，可视化（或称科学可视化）正受到越来越多的人的重视。这是由于视觉思维在科学研究和日常生活中所发挥的作用日益明显。研究表明，人通过视觉所获得的信息占获取信息总数的60%以上。于是国际地图学会（ICA）与计算机图形学

4、会在1996年进行合作，主要探索计算机图形学的技术如何更有效地应用于地图学方面，以促进科学计算可视化与地图可视化的连接和交流。在计算机技术飞速发展的今天，地图可视化（以下就简称可视化）已经成为现代地图学的一个核心内容之一。1、可视化的概念科学计算可视化是（VisualizationInScientificComputing）发达国家20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。1987年2月，美国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议，与会者有来自计算机图形学、图像处理以及从事不同领域科学计算的专家。会议认为“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全

5、新的领域”，并指出“科学家不仅需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算过程中数据的变化，而这些都需要借助于计算机图形学及图像处理技术”。会议将这一涉及多个学科的领域定名为“VisualizationInScientificComputing”，简称为“ScientificVisualization”。按照美国计算机成像专业委员会（CIP）所给出的定义，科学计算可视化是“一种计算方法，它将数据转化为图像，使研究者可以观察到他们的计算。这种方法使不可见的转变为可见的，给人们深刻的洞察力，丰富了科学发现的过程，在许多领域使科学家的研究方式发生根本变化”。在1987年，美

6、国国家科学基金会提出的“关于优先支持科学计算可视化”（ViSC）的报告中，可视化被称为“是一种将抽象符号转化为几何图形的计算方法，以便研究者能够观察其模拟和计算的过程和结果，包括图像的理解和综合。也就是说，可视化是一个工具，用来解释输入计算机中的图像数据和根据复杂的多维数据生成图像。主要研究人和计算机怎样协调一致地接受、使用和交流视觉信息”，直观地说，科学计算可视化是研究如何把科学数据转化为可视的、能帮助科学家理解的信息的计算方法。简而言之，科学计算可视化是把计算机图形学与图像处理技术应用于计算科学的学科。科学计算可视化的形成是当代科学技术飞速发展的结果。相信我们每个人都听

7、到、感受到这样的一个事实：现代社会是信息社会，当今时代是一个信息爆炸的时代，我们正置身于一个信息的海洋。但相对于所面对的信息，我们的信息处理与分析能力、手段就显得十分匮乏。对于科学工作者来说，这种尴尬的处境更为突出。上个世纪80年代以后，由于电子计算机的普及，科学数据的大量产生与缺乏有效地解释这些数据手段之间的矛盾日益尖锐。大量的计算和观测数据源源不断地产生，由于无法及时处理，只能将海量数据存储起来，造成了较大的浪费。另一方面，科学家应用计算机进行计算时，不仅仅需要对最终结果进行分析，而且希望能对计算的中间结果进行