7空间信息的可视化地理信息系统剖析.pptx

地理信息系统原理GIS第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 二二、空间信息可视化的形式、空间信息可视化的形式 一、基本概念一、基本概念 六、虚拟现实技术六、虚拟现实技术五、动态地图五、动态地图四、电子地图四、电子地图三、空间数据可视化的过程三、空间数据可视化的过程 地理信息系统原理GIS一、基本概念一、基本概念1 1、可视化、可视化：可视化是将可视化是将符号或数据符号或数据转化为直观的转化为直观的图形、图像图形、图像的技术，它的过程是一种的技术，它的过程是一种转转换换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。2 2、科学计算可视化、科学计算可视化 是指运用是指运用计算机图形学和图像处理技术计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的，将科学计算过程中产生的数据及计数据及计算结果算结果转换为转换为图形和图像图形和图像显示出来，并进行显示出来，并进行交互处理交互处理的的理论、方法和技术理论、方法和技术。3 3、空间信息的可视化、空间信息的可视化是是指指运运用用地地图图学学、计计算算机机图图形形学学和和图图像像处处理理技技术术，将将地地学学信信息息输输入入、处处理理、查查询询、分分析析以以及及预预测测的的数数据据及及结结果果采采用用图图形形符符号号、图图形形、图图像像，并并结结合合图图表表、文文字、表格、视频字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 空间数据库空间数据库处理处理地理信息系统原理GIS二、空间信息可视化的形式二、空间信息可视化的形式1 1、地图、地图：硬拷贝硬拷贝：纸质或其它介质地图；：纸质或其它介质地图；软拷贝软拷贝：屏幕上的电子地图。：屏幕上的电子地图。2、多媒体地学信息、多媒体地学信息综综合合、形形象象地地表表现现空空间间信信息息所所使使用用的的文文本本、表表格格、声声音音、图图像像、图图形形、动动画画、音音频频、视视频频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。3、三维仿真地图、三维仿真地图4、虚拟现实、虚拟现实它它是是由由计计算算机机和和其其它它设设备备如如头头盔盔、数数据据手手套套等等组组成成的的高高级级人人机机交交互互系系统统，以以视视觉觉为为主主，也也结结合合听听、触触、嗅嗅甚甚至至味味觉觉来来感感知知的的环环境境，使使人人们们有有如如进进入入真真实实的的地地理理空空间间环环境境之之中中并并与与之之交互作用。交互作用。第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 地理信息系统原理GIS三、空间数据可视化的过程三、空间数据可视化的过程第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 从从GISGIS数据库数据库中检索出的中检索出的要素、要素、特征特征及及定位信息定位信息 预预处处理理从从符符号号库库读读取符号信息取符号信息 符号化符号化 从从字字符符库库读读取取汉汉字字及及字字符符信信息息 地图输出地图输出 色彩库色彩库色彩信息色彩信息地理信息系统原理GIS符号库设计1、符号设计的实现途径有四种：文本编辑器设计方法，采用系统提供的二次开发语言编程实现，利用系统本身的图形编辑功能实现，提供符号设计界面。总之，他们都有各自的特点和不足，一致的看法是为系统提供一个符号编辑器，即符号设计系统。地理信息系统原理GIS2、空间实体符号化过程 在进行地图输出之前，应在GIS数据库中获取制图工作区范围内的空间实体，然后利用空间实体符号化命令进行符号化，过程如下：根据制图输出范围从地理数据库中获取要符号化的空间实体几何坐标和属性参数；根据属性参数表中的用户标识到地物类型参数表文件（通常一个工程只有一个文件）找到实体符号化时的符号代码或符号索引和符号显示颜色等参数；根据符号代码到符号库中获取符号描述信息；空间实体符号化模块根据实体对象的几何位置信息和符号描述信息对空间实体进行符号化，并将符号化结果输出。输出形式可以是直接输出到屏幕、绘图仪等硬件设备或GIS系统数据文件中的一个数据层，也可以是其他系统能接受的地图文件。地理信息系统原理GIS四、电子地图四、电子地图1 1、概念、概念：1 1）电电子子地地图图，是是以以地地图图数数据据库库为为基基础础，以以数数字字形形式式存存储储于于计计算算机机外外存存储储器器上上，并并能能在屏幕上在屏幕上实时显示实时显示的可视地图，又称的可视地图，又称“屏幕地图屏幕地图”、“瞬时地图瞬时地图”。2 2）电子地图集，）电子地图集，是为了一定用途，采用统一、互补的制作方法系统汇集的若干电是为了一定用途，采用统一、互补的制作方法系统汇集的若干电子地图，这些地图具有内在的统一性，互相联系，互相补充，互相加强。子地图，这些地图具有内在的统一性，互相联系，互相补充，互相加强。2 2、电子地图与、电子地图与GISGIS的区别的区别：电电子子地地图图包包含含了了GISGIS的的主主要要功功能能，但但不不是是全全部部功功能能。侧侧重重于于可可见见实实体体的的显显示示，其其中中较较完完善善的的空空间间信信息息可可视视化化功功能能和和地地图图量量算算功功能能是是一一般般GISGIS所所欠欠缺缺的的。但但是是相相对对而而言言,一一些些电电子子地地图图(集集)难难予予使使其其可可视视子子空空间间均均具具有有统统一一的的空空间间数数学学基基础础,因因而而空空间间分分析析相相对对GISGIS薄弱薄弱，这也是两者的，这也是两者的分水岭分水岭。电子地图（集）是一种新型的、内容广泛的电子地图（集）是一种新型的、内容广泛的GISGIS产品，而电子地图（集）系统则是产品，而电子地图（集）系统则是一些内容广泛、功能各异的新型一些内容广泛、功能各异的新型GISGIS系统。系统。第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 地理信息系统原理GIS五、动态地图五、动态地图1 1、概念：、概念：动动态态地地图图是是能能集集中中、形形象象地地表表示示空空间间信信息息的的时时空空变变化化状状态态和和过过程程的的电电子子地地图图。它它产产生生和和发发展展是是时时空空GISGIS的的发发展展的的必要基础必要基础和和前提前提。2 2、特征和作用、特征和作用：可可以以直直观观而而又又逼逼真真地地显显示示地地理理实实体体运运动动变变化化的的规规律律和和特点。特点。3 3、表示方法、表示方法1 1）利利用用传传统统的的地地图图符符号号和和颜颜色色等等表表示示方方法法，如如运运动动线线表示气流、行军等路线。表示气流、行军等路线。2 2）采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示）采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示用用闪闪烁烁、跳跳跃跃、色色度度、亮亮度度变变化化等等手手段段反反映映运运动动中中物物的的矢量、数量、空间和时间变化特征。矢量、数量、空间和时间变化特征。3 3）采采用用连连续续快快照照方方法法作作多多幅幅或或一一组组地地图图。这这是是采采用用一一系列状态对应的地图来表现时空变化的状态。系列状态对应的地图来表现时空变化的状态。4 4）地图动画）地图动画第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 地理信息系统原理GIS六、虚拟现实技术六、虚拟现实技术1 1、概念、概念：虚虚拟拟现现实实（Virtual Virtual RealityReality）是是一一种种最最有有效效地地模模拟拟人人在在自自然然环环境境中中视视、听听、动动等等行行为为的的高级人机交互技术高级人机交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。，是当代信息技术高速发展和集成的产物。本本质质上上，虚虚拟拟现现实实就就是是一一种种先先进进的的计计算算机机用用户户接接口口，通通过过计计算算机机建建立立一一种种仿仿真真数数字字环环境境，将将数数据据转转换换成成图图像像、声声音音和和触触摸摸感感受受，利利用用多多种种传传感感设设备备使使用用户户“投投入入”到到该该环环境境中中，用户可以如同在真实世界那样用户可以如同在真实世界那样“处理处理”计算机系统所产生的虚拟物体。计算机系统所产生的虚拟物体。2 2、VRVR应用应用VRVR技术最先进的应用领域就是技术最先进的应用领域就是军事国防军事国防。1 1）飞行模拟）飞行模拟 2 2）战斗模拟）战斗模拟 3 3、VR GISVR GIS 开发虚拟开发虚拟GISGIS已成为已成为GISGIS发展的发展的一大趋势一大趋势。-上海外滩示例上海外滩示例4 4、实现技术、实现技术第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 地理信息系统原理GIS4 4、实现技术、实现技术可可以以通通过过GISGIS软软件件支支持持的的DEMDEM功功能能、3DMAX3DMAX，AutoCADAutoCAD中中的的三三维维实实体体建建模模，以以及及VRMLVRML，OPENGLOPENGL或或Direct XDirect X，Java3DJava3D或或FlashFlash,ViewPointViewPoint等实现或辅助实现虚拟现实。等实现或辅助实现虚拟现实。1 1）VRMLVRML简介：简介：VRMLVRML作为一种开放的、可扩展的、工业标准的作为一种开放的、可扩展的、工业标准的虚拟景象描绘语言虚拟景象描绘语言，已广泛用于在，已广泛用于在InternetInternet中描述中描述3D3D景象或世界。景象或世界。VRMLVRML和和HTMLHTML是是紧密相连紧密相连的，是的，是HTMLHTML在在3D3D领域模拟和扩展。领域模拟和扩展。由于由于VRMLVRML在在InternetInternet具有良好模拟性的和交互性，显示出强大的生命力。具有良好模拟性的和交互性，显示出强大的生命力。2 2）具体具体实现实现-实例实例第七章第七章 空间信息的可视化空间信息的可视化 *.wrl*.wrlVRMLVRML浏览器插件浏览器插件如如Cosmo PlayerCosmo Player虚拟现实虚拟现实网络环境网络环境3 3）应用）应用 VRMLVRML作为实现作为实现VRVR的语言标准，与的语言标准，与GISGIS、DEMDEM、DTMDTM技术相结合，将在技术相结合，将在旅游娱乐旅游娱乐、商业商业营销、房地开发营销、房地开发、工程设计工程设计、数字地球数字地球、虚拟地理环境虚拟地理环境、军事等众多领域发挥巨大、军事等众多领域发挥巨大的作用。的作用。目前，它的最大问题是目前，它的最大问题是缺乏好的缺乏好的VRMLVRML语言编辑器语言编辑器。