第六章空间数据可视化及制图..ppt

6.1概 述 可视化是指利用计算机图形图象技术，将复杂的科学现象，自然景观及一些抽象的概念图形化的过程。 可视化目的是便于人们理解现象，发现规律和传播知识。 可视化技术通常需要模型的支持，包含交流和认知分析，是对人脑印象构造过程的一种仿真，以支持用户的判断和理解。 1、科学计算可视化 可视化的概念首先有美国国家自然科学基金会员会图形图象专题组在1987年提出了科学计算可视化（visualization in scientific computing)。 科学计算可视化是研究如何将科学计算过程及计算结果所产生的数据转换成图形或图像信息，并可进行交互式分析。 1997年国际地图学会成立了可视化委员会，提出将科学计算可视化和地图可视化的连接和交流。 2、空间信息可视化 可视化能迅速、形象地表示空间信息，空间信息离不开可视化。 因此，科学计算可视化之后，地学专家对可视化在地学中的地位和作用进行了许多研究，提出了地图可视化、地理可视化、GIS可视化、地学多维图解、地理信息的多维可视化、虚拟地理环境等概念。 3、空间信息可视化的特点 空间信息可视化是指利用地图学、计算机图形图象技术，将地学信息输入、处理、查询、分析数据，采用图形、图像，结合图表、文字、报表，以可视化形式，实现交互处理和显示的理论、技术和方法。 所以，空间信息可视化是科学计算可视化在地学领域中的体现。 空间信息可视化特点 交互性 通过交互性，使用户进入事件的发展之中，并得到可视化结果。 信息载体的多维性 实现空间信息的可视化需要用多媒体表达方式。 信息表达的动态性 实现空间信息的可视化可以描述空间信息的动态变化。 4、空间信息可视化的应用 空间位置的表示 如表达空间物体的分布； 空间分析的可视化描述，如缓冲区 动态制图，如动态仿真图； 空间信息的可视化查询，实现对空间信息的查询； 面向实体的模型化显示，如DTM模型。 5、空间信息可视化产品类型 6、空间信息可视化的方法 7、空间信息可视化的发展 在GIS的发展历程中，一开始就十分重视利用计算机技术实现空间数据的图形显示和分析，以充分直观的表示空间数据处理分析的结果。 GIS可视化的发展过程： （1）二维数据的可视化 主要研究二维图形的显示算法，如画线、符号库和符号化、颜色设计、图形输出打印等。 （2）2.5维图形的可视化 2.5维图形的可视化以地形分析为核心，研究用二维数据表示三维数据，即将三维数据投影到二维屏幕上，显示之。 2.5维图形可视化的实质是研究三维到二维数据的坐标变换、隐藏线隐藏面消除、光照模型。 2.5维图形无法表示三维物体的体特征。 （3）真三维数据的可视化 90年代以来，三维物体的体特征的可视化研究成了热点。 从发展看GIS可视化研究着重于技术层次上，如数据模型、图形图象显示、图形图象的实时动态处理等。 必须指出，为提高GIS可视化的实用性，在GIS可视化研究中一直十分注意在地形图上显示地物要素，研究点、线、面要素在三维景观上的叠加算法。 二、虚拟现实（virtual reality) 1、 虚拟现实（VR） 虚拟现实是一门涉及众多学科的新的实用技术，它集先进的计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术于一体。在计算机技术中，它又特别依赖于计算机图形学、人工智能、网络技术、人机接口技术及计算机仿真技术。这些相关技术的发展带动了虚拟现实技术的进步。 虚拟现实是空间信息可视化进一步发展的新方式，它使人们好像进入真实地理空间环境，并与之进行交互作用。 虚拟现实的三个特征 VR具有三个最突出的特征，即交互性(Interactivity)、想象性(Imagination)和沉浸感(Immersion)，称三“I” 特征。以此区分与其相邻技术，如多媒体技术、科学计算可视化技术。 交互性指参与者用专门设备，能实现对模拟环境的考察与操作程度，例如用户可用手直接抓取模拟环境中的物体，且有接触感，有重量感，视场中被抓起的物体也应随着手的移动而移动。 想象性是VR与