第九章 GIS的可视化与地图制图

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1、第九章GIS的可视化与地图制图一、GIS的地图输出产品1、什么是地图？地图是地理数据的图形表达。地图是为阅读服务的，地图产品的设计原则包括：布局合理、比例适当、负载平衡、符号化明确、图例正确、易于出版印刷等。总之有利于人们阅读地理空间特征、形状、属性及其地理关系。地图表达的内容符合特定人群的数据视图。随着技术的发展，今天的地图不仅仅局限于静态表示地理数据，能够提供动态显示地理数据。2、地理数据的输出表达类型地理信息是指地球表面的人工（道路、建筑）或自然地理特征（河流、湖泊、植被等）。在地图方面，主要有三种表达方式：离散的适

2、量特征描述方法，连续的图象或栅格描述方法，表面模型描述方法等。（1）离散矢量表达复杂的地物特征可分解为点、线、面三类基本图形元素。21（1）图象或栅格表达地物可以以航空或卫星影象、栅格表达连续变化的特征。（2）表面模型地球表面的连续起伏变化的。3、地图属性的描述地图上的空间特征都具有若干属性。他们存储于数据库，可以被访问和显示。属性类型包括：字符串属性（名称等）编码属性（分类码等）非连续的整数数值（道路的车道数等）计算的实数数值（面积、长度等）标识编码（OID等）（1）按分类码显示21（1）按计算量测值显示（3）按整数属性

3、值分色显示（4）按字符字段注记显示（5）按比例显示21（6）符号库（7）数值分类显示21（1）分类统计显示（2）栅格数据显示A、按栅格值显示21B、分类渐进色彩显示C、按光谱显示21（1）表面模型显示A、TIN元素显示B、渲染显示21渐进分色显示等高线显示21C、坡度、坡向显示二、可视化1、可视化的概念可视化本意即是变成可被视觉所感知。在人脑中形成对某物（人）的图象，是一个心理过程，目的是促使对事物的观察力及建立概念等。212、科学计算可视化①概念科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据

4、及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它不仅包括科学计算数据的可视化，而且包括工程计算数据的可视化，它的主要功能是从复杂的多维数据中产生图形，也可以分析和理解存入计算机的图像数据。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域。它主要基于计算机科学的应用目的提出的，它侧重于复杂数据的计算机图形。②意义实现科学计算可视化将极大地提高科学计算的速度和质量，实现科学计算工具和环境的进一步现代化；由于它可将计算中过程和结果用图形和图像直观、形象、整体地表达出来，从

5、而使许多抽象的、难于理解的原理、规律和过程变得更容易理解，枯燥而冗繁的数据或过程变得生动有趣，更人性化；同时，通过交互手段改变计算的环境和所依据的条件，观察其影响，实现对计算过程的引导和控制。③应用领域科学计算可视化的应用领域十分宽广，几乎可包括自然科学和工程计算所包括的一切领域，也自然包括空间信息领域。地质勘探21：寻找矿藏其主要方式是通过地质勘探了解大范围内的地质结构，发现可能的矿藏构造，并且通过测井数据了解局部区域的地层结构，探明矿藏位置及其分布，估计蕴藏量及开采价值。由于地质数据及测井数据的数量极大且不均匀，无法依

6、据纸面上数据进行分析，利用可视化技术可以从大量的地质勘探及测井数据中构造出感兴趣的等值面，等值线，显示其范围及走向，并用不同色彩、符号及图纹显示出多种参数及其相关关系，从而使专业人员能对原始数据作出正确解释，得到矿藏存在、位置及储量大小等重要信息。它可以指导打井作业、节约资金，大大提高寻找矿藏效率。气象预报：气象直接影响国家经济，各种工程建设以及亿万人民的生活。气象预报的准确性依赖于对大量数据的计算和计算结果的分析。科学计算可视化一方面可将大量的数据转化为图像，显示某个时刻的等压面、等温面、风力大小与方向、云层的位置及运动

7、、暴雨区的位置与强度等，使预报人员对天气作出准确分析和预报；另一方面根据全球的气象监测数据和计算结果，可将不同时期全球的气温分布、气压分布、雨量分布及风力风向等以图像形式表示出来，从而对全球的气象情况及变化趋势进行研究和预测。计算流体动力学：汽车、船舶、收音机等的外形设计都必须考虑在气体、流体高速运动的环境中能否正常工作。过去必须将所设计的机体模型放入大型风洞中做流体动力学的物理模拟实验，然后根据实验结果修改设计，再实验修改，直至完成，这种做法设计周期长，资金耗费大。现在已可在计算机系统上建立机体几何模型，并进行风洞流体动

8、力学的模拟计算。为理解和分析流体流动的模拟计算结果，必须利用可视化技术尽快将结果数据动态地显示出来，并将各时刻数据（不管是全局的、局部的）精确显示及分析，将是机体设计关键性的步骤。分子模型构造21：分子模型构造是生物工程，化学工程中先进的最有创造的发展技术，今天科学计算可视化已经是学术界和工业界研究分子