第六章 空间资料可视化与自动制图.doc

第六章 空间资料可视化与自动制图 地理信息系统产品是指经由系统处理和分析，可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图、图表、图象、数据报表或文字说明。地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程，其中，地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现形式。 第一节 空间信息输出系统 目前，一般地理信息系统软件都为用户提供三种图形、图像输出方式以及属性数据报表输出，屏幕显示主要用于系统与用户交互时的快速显示，是比较廉价的输出产品，需以屏幕摄影方式做硬拷贝，可用于日常的空间信息管理和小型科研成果输出；矢量绘图仪制图用来绘制高精度的比较正规的大图幅图形产品。喷墨打印机，特别是高品质的激光打印机已经成为当前地理信息系统地图产品的主要输出设备。 表6-1 主要图形输出设备一览表 设备 图形输出方式 精度 特点 矢量绘图机 矢量线划 高 适合绘制一般的线划地图，还可以进行刻图等特殊方式的绘图 喷墨打印机 栅格点阵 高 可制作彩色地图与影象地图等各类精致地图制品。 高分辨彩显 屏幕象元点阵 一般 实时显示GIS的各类图形、图象产品。 行式打印机 字符点阵 差 以不同复杂度的打印字符输出各类地图，精度差，变形大。 胶片拷贝机 光栅 较高 可将屏幕图形复制至胶片上，用于制作幻灯片或正胶片。 屏幕显示 由光栅或液晶的屏幕显示图形、图像，通常是比较廉价的显示设备，常用来做人和机器交互的输出设备，其优点是代价低、速度快，色彩鲜艳，且可以动态刷新，缺点是非永久性输出，关机后无法保留，而且幅面小、精度低、比例不准确，不宜作为正式输出设备。但值得注意的是，目前，也往往将屏幕上所显示的图形采用屏幕拷贝的方式记录下来，以在其它软件支持下直接使用。 图6-1为通过屏幕输出的地图。 由于屏幕同绘图机的彩色成图原理有着明显的区别，所以，屏幕所显示的图形如果直接用彩色打印机输出, 两者的输出效果往往存在着一定的差异。这就为利用屏幕直接进行地图色彩配置的操作带来很大的障碍。解决的方法一般是根据经验制作色彩对比表，依此作为色彩转换的依据。近年来，部分地理信息系统与机助制图软件在屏幕与绘图机色彩输出一体化方面已经做了不少卓有成效的工作。 二．矢量绘图 矢量制图通常采用矢量数据方式输入，根据坐标数据和属性数据将其符号化，然后通过制图指令驱动制图设备；也可以采用栅格数据作为输入，将制图范围划分为单元，在每一单元中通过点、线构成颜色、模式表示，其驱动设备的指令依然是点、线。矢量制图指令在矢量制图设备上可以直接实现，也可以在栅格制图设备上通过插补将点、线指令转化为需要输出的点阵单元，其质量取决于制图单元的大小。 矢量形式绘图以点、线为基本指令。在矢量绘图设备中通过绘图笔在四个方向(+X、+Y)、（-X、-Y)或八个方向((+X，0)、(+X，+Y)、(0，+Y)、(-X，+Y)、(-X，0)、(+X，-Y)、(0，-Y)、(+X，-Y))上的移动形成阶梯状折线组成。由于一般步距很小，所以线划质量较高。在栅格设备上通过将直线经过的栅格点赋予相应的颜色来实现。矢量形式绘图表现方式灵活、精度高、图形质量好、幅面大，其缺点是速度较慢、价格较高。矢量形式绘图实现各种地图符号，采用这种方法形成的地图有点位符号图、线状符号图、面状符号图、等值线图·、透视立体图等。 在图形视觉变量的形式中，符号形状可以通过数学表达式、连接离散点、信息块等方法形成；颜色采用笔的颜色表示；图案通过填充方法按设定的排列、方向进行填充。 三．打印输出 打印输出一般是直接由栅格方式进行的，可利用以下几种打印机： ①行式打印机：打印速度快，成本低，但还通常需要由不同的字符组合表示象元的灰度值，精度太低，十分粗糙，且横纵比例不一，总比例也难以调整，是比较落后的方法。 ②点阵打印机：点阵打印可用每个针打出一个象元点，点精度达0．141mm，可打印精美的、比例准确的彩色地图，且设备便宜，成本低，速度与矢量绘图相近，但渲染图比矢量绘图均匀，便于小型地理信息系统采用，目前主要问题是幅面有限，大的输出图需拼接。 ③喷墨打印机（亦称喷墨绘图仪）：是十分高档的点阵输出设备，输出质量高、速度快，随着技术的不断完善与价格的降低，目前已经取代矢量绘图仪的地位，成为GIS产品主要的输出设备（见图6-3）。 ④激光打印机：是一种既可用于打印又可用于绘图的设备，其绘图的基本特点是高品质、快速。由于目前费用较高，尚未得到广泛普及，但代表了计算机图形输出的基本发展方向。 第二节 地理信息系统输出产品类型 地理信息系统产品是指由系统处理、分析，可以直接供研究、规划和决策人员使用的产品，其形式有地图、图像、统计图表以及各种格式的数字产品等。地理信息系统产品是系统中数据的表现形式，反映了地理实体的空间