9.1 概 述 据研究，人类获取的信息中80％来源于视觉。 通过视觉获取信息，信息经过意识、思维化为知识 。因此，提供适宜视觉认知方式的信息和将其他形 式的信息视觉化具有非常重要的认识意义和应用价 值
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9.1.1 地理信息可视化的概念 （1）科学计算可视化及作用 ①实现人与机之间的图像通信，而不是目前的 文字或数字通信，从而使人们观察到传统方法难以 ②使科学家不再是被动地得到计算结果，而是 知道计算过程中发生了什么现象，并可改变参数， ③可提供在计算机辅助下的可视化技术手段， 从而为在分布环境下的计算机辅助协同设计打下基 础。
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9.1.2 人们之所以能够感知地理空间，是因为不同的 地理要素具有不同的属性特征，同质区域的突变勾 勒出物体的空间形态，所以有了蜿蜒的河流、起伏 的山峦、几何的建筑、广阔的草原,见表9.1
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图9.1 从地理要素到地理信息
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9.1.3 由于应用领域的需求不同，地理信息的可视化 表现形式也不同，主要有二维图形图像学方法、三 维图形图像学方法、虚拟现实技术、时空可视化。 通常意义上的GIS，其可视化采用的方法即是 二维图形图像学方法，其可视化方法主要是对传统 地图学以及制图学可视化方法的数字化实现。二维 图形图像学可视化方法目前仍然是地理信息可视化 的主流方法
1）地图符号的形状与尺寸 2 3)颜色运用 4)网纹 5）注记运用
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（3）运用符号表达空间对象时应注意的问题 1）符号的定位 2 3 4）
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(4)制图综合 ①地物形状的综合 ②地物数量的综合 ③地图显示 专题地图具有下列3 ①专题地图只将一种或几种与主题相关联的要 素特别完备而详细地显示，而其他要素的显示则较 ②专题地图的内容广泛，主题多样，在自然界 与人类社会中，除了那些在地表上能见到的和能进 行测量的自然现象或人文现象外，还有那些往往不 能见到的或不能直接测量的自然现象或人文现象均
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9.2 二维空间信息可视化 9.2.1 地理信息可视化可以解释为“使地理信息可见 ”，使这个世界形象化是几个世纪以来地图学一直 关注的问题。地图是空间信息最早的可视化方式， 它在古代交通、军事以及其他各种生产和社会实践 中发挥着重要的作用。到目前为止，地图仍然是人 类直观认识自然的最好的表现形式。
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9.3.2 目前GIS软件对地学真三维现象显得力不从心 ，其中最主要的原因在于：大多数GIS在几何模型( 数据结构模型)建立方面还存在着严重不足，再加 上地学领域中的三维地质实体多为不规则体，而不 规则体又是所有三维地理实体中最难描述的。因此 ，建立怎样的几何模型来描述不规则的三维地质实 体，是3DGIS理论本身及其在地学中应用研究中亟 目前能有效描述三维实体的几何模型有：三维 边界表示法(BR)、3D栅格(Array)、八叉树(Octree) 、实体结构几何表示法(CSG)和四面体格网(TEN)
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9.3.1 三维信息的常规表达 （1）等值线显示
图9.9明暗等高线图（左）和粗细等高线图（右）
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（2）分层设色显示
图9.10 分层设色图
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（3）地形晕渲显示 （4）剖面显示
图9.11 地形剖面图
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（5）数字高程模型 数字高程模型（Digital Elevation Model， DEM x ，y z 述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似 立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后
9.2.3 二维矢量数据的可视化 （1 （2）二维矢量数据可视化中的基本视觉变量
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图9.2 二维矢量数据可视化的一般流程
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图9.3 视觉变量的层次结构
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图9.4 点、线、面符号是视觉变量的函数
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地图符号系统表达和传递一切与地理空间相关 的信息，概括起来包括：自然与人文要素，可见与 不可见现象、定性与定量特征、空间分布与时间变 化，以及具体的、抽象的、局部的、整体的、现象 的、未来的、现实的、静态的、动态的一切空间信
第9章 地理信息可视化
学习指南 地理信息可视化是科学计算可视化的一部分， 其主要的表现形式有二维图形图像学方法、三维图 空间信息和时间信息是地理信息可视化的基本 对象。在从地理空间到符号空间的可视化过程中， 地理要素几何信息的表达是在坐标系的框架体系下 通过地图投影变换、比例变换等来实现的。属性信 息是空间划分的基础，属性信息符号化是可视化的 重点，属性观测中所采用的度量标准有定名量表、 顺序量表、间距量表和比率量表。 1
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（2）地理信息可视化的概念 地理信息可视化是运用图形生成技术和图像处 理技术，将具有复杂空间分布的科学现象、地理事 物、自然景观及十分抽象的概念图形图像化，并进 行交互处理的理论、方法和技术。地理信息可视化 是科学计算可视化的一部分，其范围是地学环境空 间中具有地理特性的事物，其可视化的过程具有数 字化和符号化的特征。它的主要功能是从复杂的地 理数据中产生图形图像，使许多抽象的、难以理解 的原理、规律和过程变得更加容易理解，以便发现 规律和传播知识
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9.2.2 二维空间信息可视化常见的数据结构 二维空间信息可视化常见的数据结构有矢量数据 结构和栅格数据结构。如前所述，矢量数据通过记录 实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边 形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、 长度和面积的精确定义。矢量数据结构直接以几何空 间坐标为基础，记录采样点的坐标。按照这种数据组 织方式，可以得到精美的地图。该结构具有数据精度 高、存储空间小等特点，是一种高效的图形数据结构 。矢量数据结构中，传统的方法是用几何图形及其关 系文件的方式组织，而属性数据通常采用关系型表文 件记录，两者通过对象标识符连接。由于这一特点使 10 得在某些方面有便利和独到之处
③专题地图不仅可以表示现象的现状及其分布
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9.2.4 1）影像数据可视化的常用方式 多于三通道数据的彩色合成可采用如下步骤： ①分组 ② ③规定位宽 ④合成
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（2）提高显示效率的相关技术 1）空间索引技术 2）影像金字塔技术
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图9.7 分层索引结构
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图9.8 金字塔数据结构
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9.3 三维信息可视化与虚拟地理环境 传统的2DGIS用点（x,y）线(x1,y1;x2,y2)和面 (线1，线2，…，线1)来表示地理实体，它在对3D z 面上进行处理，得到的实际上还是二维地图、图像 产品，其分析功能也是在二维基础上进行的