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点状符号的绘制
将分类特征码所对应的栅格符号信息块调入后，进行所 需的缩放，定位轴线旋转后，把符号平移，使符号中心点平 移到与所须符号定位处相符，即完成了点符绘制。其实质是 从符号空间取点符号平移至所须位置。
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线状符号的绘制
栅格线状符号绘制类同矢量线状符号信息块方法，仅仅基本 绘图元素为点像元
如双仿射变换
该方法适用于转换区域少，投影变形差异不大的情况
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数据压缩
• 数据压缩方法很多,可使用间隔取点法、垂距和偏角法，但 这些方法具有舍去特征点的严重缺点；道格拉斯-普克 （Douglas-peucuer）法能够保留各级特征点，因而得到广泛使 用。其原理如下图，它是按一个线目标为组织单元进行数据压缩， 其逻辑步骤为：（1） 连接曲线首、末点为直线，直线所涵盖点 序称全程；（2） 由全程各点对该直线作垂线； （3）求各点到 垂足的垂距，取垂距最大且大于给定限差的点； （4）连接首点 与所取点直线，及末点到所取点直线；对此两线分别递归进行 （2）、（3）、（4）进程，直至再取不到点。
第三章
第一节 概述
空间数据的二维可视化方法
GIS空间数据可视化实质是什么? 实质在于如何将存贮在GIS数据库中的空间数据以可以为 人们的视觉所感知的方式表现出来。 计算机中存贮的数据一般是二进制数据，不能为我们直 观识别，达不到可视化的需求，因此可视化实际包含了三部 三部 分的工作： 分的工作： 图形数据的检索及预处理 符号化 地图的输出。 地图的输出 空间信息可视化的数据流图如下：
对于点状符号符号化，符号化软件读取空间数据 库，并经过予处理模块处理后得到分类特征码数据及 点符空间定位数据，包括：符号定位点坐标、点符旋 转角、符号缩放率等。 根据分类特征码读取相应记录的点状符号信息块， 然后对信息块中取出的数据，顺次进行： ①中心化坐标平移；即把符号信息块中特征点坐标值 减去信息块中符号中定位点坐标值，该符号所有线划 坐标数据即归化为以定位点为坐标原点的数据； ② 旋转所需点符旋转角； ③ 按所需符号比例把①、②处理后的数据缩放；
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格式转换
• 由于空间信息来源的多样性，特别是在网络环境下，系统 检索的数据可能来自于不同的数据平台，其数据组织形式 具有较大的差异，为了完成空间信息的可视化表达，需要 对信息进行统一化处理，便于后续的图形可视化的实现， 这种将不同来源数据从格式上进行统一化处理的过程就称 为数据格式转换。
第三节 空间信息的符号化表达
空间数据检索的工作要求: 1、空间可视化数据检索是对一定区域，一定属性组合的 地理对象进行。 可视化目的一经确定，其相应区域及要素内容也随之确定， 相应的，必须组织属性检索、区域检索、拓朴检索和各种特 定检索、组合检索得到全部应表达的地理对象。这种检索最 好能在可视化界面下进行，使观察全面，易于查错、编辑及 修改。 2、根据可视化目的，对可视化要素的质量和数量上进行 适应的概括。 即：对检索出对象的质量和数量进行分级分类的调正、变 更和合并。当然，当可视化目的所要求的分级分类与空间数 据库完全一致情况下，并不需要此工作。但是由于GIS用途十 分广泛，总是完全一致是不可能的，这一步不可缺少。 3、根据变更后的分类分级编码，确定、切换或建立相应 符号库，并建立与新的分类分级编码对应的映射表，如下图
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面符的绘制
由于面符是一n1×n2矩阵，因而首先把面区域填实，取 出面内点阵，分块与n1×n2面符矩阵做"与"运算完成面符绘 图。当然也可再进行后续的底色及前景色彩设计。
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第四节 空间信息的色彩设计与输出
空间信息图形表示中，色彩是一个重要的信息表达手段， 是符号化中的一部分，同时也涉及到最终地图图形的输出。 色彩设计是一种很困难的，也是很专门的艺术工作。由于 GIS建立在计算机上，因此色彩的设计已完全改变了传统 用手工在纸面上设计的旧习，采用色彩数据库及计算机设 色在很大程度上改善了这一工作，但是色彩的最终结果， 仍要由人的视见感受来决定。这一过程可分为：色彩的屏
•例如：要在计算机上显示长江
首先需要在GIS数据库中找到有关长江的图形数据； 即：由离散点组成的河流中心线数据及所附带的宽度信 息等； 其次，数据必须经过必要的预处理(例如大比例尺显示可能 需要进行坐标插值和曲线光滑，小比例尺显示可能需要数 据压缩显示)； 三，根据可视化需要，参照图式规范按比例尺符号化(例如河 流哪些部分单线显示，哪些部分双线显示)； 四，在实际工作中不仅仅需要屏幕可视化，则涉及到地图输 出的问题(包括打印图件、输出文件等)。
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空间数据预处理
空间数据从数据库中检索出来，到符号化之前的阶段，均 为数据预处理阶段，它主要解决大量空间数据间的以下几方 面问题： 投影变换 数据压缩 光滑 格式转换
投影变换
• 当可视化数据来自多种不同投影的空间数据库或可视化目 的地图投影与空间数据库数据所用投影不同时，就须要进 行地图投影变换，即把具有一种空间投影的数据转换为另 一种空间投影数据。以空间数据库投影向可视化目的投影 转换为例，设空间数据库投影为：
栅格符号的缩放与旋转
栅格符号一个很大缺点就是难以缩放。实际上缩放技术 方法并不复杂，只是限于栅格须用整数表示象素，这样，一 般情况下，缩放的各部分相对变形就较大。但不少情况下仍 需对栅格符号进行缩放，可采用重采样方法解决此问题 栅格符号旋转，一般应在缩放完成后，找到其中心，把 所有栅格坐标归化到中心后，按一般的坐标旋转公式进行。 这两种变换是对符号本身进行的，其结果仍可认为是符号空 间中的符号。
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色彩实现
色彩实现有两种情况： 一种是色彩化仅在屏幕上进行，不需印刷制版，那末， 屏幕仿真设色即不需往下进行； 另一种情况需要印刷制版，由于印刷制版与屏幕设色的色 彩机制不同，采用的是黄、品（红）、青（Y、M、C）减色 法，因此，需要建立与颜色数据库相一一对应的印刷色彩数 据库。或通过理论模型和实验系数，结合实际的屏幕设色系 统和印刷色彩，予以实验修正后实施。
幕仿真设计和色彩的实现。
色彩的屏幕仿真设计
在空间数据可视化的过程中，对于点、线、面各类符号，必须选定 最适宜的表达色彩，以提高可视化的效果。 ① 色彩设计的若干规律与规则：符号化的色彩设计及选定不能随 心所欲应当遵循下列几点： a．国家及部门图式中有规定的要素符号，必须采用图式用色 b．约定俗成原则：这包括不同类型图的设色习惯及表示法。 例如：等值与分级统计图用连续色阶，行政区制图用四色法设色， 类型图用多个连续色阶。 c．需要印刷出版的地图色彩设计，应符合印刷制版的要求、 限定
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程序块方式
通过空间数据库检索并经预处理后的数据，调入分类特 征码对应的符号绘制程序块，并把点符或线符、面符的定位 数据输入，给出所要求的比例系数，旋转、行距、列距等参 数，即可完成绘图工作。但是这种绘图是很难动态扩展及变 更，使用人员必须是对软件设计训练有素的绘图人员。 在实际应用中，通常将两种符号绘制方法组合起来进行 应用。
• 符号化就是利用设计的符号库，将检索并经过预处理后的 空间信息进行可视化表达，根据符号类别的不同，地图符 号分为： 矢量符号 栅格符号 本节主要介绍两种符号的生成方法
矢量符号化
• 矢量符号是以点、线、面的组合实现图形的符号表达，它 的基本绘图元素是有向线段。在实际应用中，按使用符号 库方式的不同分为：
• 该方法中，取点限差由人根据可视化目的给出，为0则无 压缩，限差大则压缩量大；在进行数据压缩过程中，每次 均找出全程上最大特征点一个，整个线目标最后由各程最 大特征点组成，且这些点具有足够大的特征偏差。
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数据光滑
• 数据光滑主要是针对曲线数据，在获取线特征点的基础 上，根据可视化要求，利用一定的方法对曲线点进行加密， 使得可视化后生成的光滑曲线。 • 数据光滑时的基本要求是曲线中轴线通过所有的已知特 征点序列，且保证所形成的曲线在各特征点处有连续的一阶 导数。 •在曲线光滑方面已有大量方法，如正轴抛物线加权平均法， 斜轴抛物线法，五点求导分段三次多项式插值，三点求导分 段三次多项式插值、张力样条等法，它们各有特点。在此不 做介绍，有兴趣可查找有关计算机图形学方面书籍。
而目的地图投影为：
可通过解析法或数值法，求得
利用所求数字表达式，将检索后的所有数据进行转换，形成 符合可视化要求的数据。
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解析法
该方法适用于空间数据库数据所采用的投影具有反演 涵数，即对应用于3-1-1式有：
代入（3-1-2）式，即
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数值法
当空间数据库信息采用投影方法较复杂时，难以求出投 影涵数的反涵数，此时可采用图形信息内的格网或特征结点 为基础，采用某多项式方程作为两种投影的变换函数，利用 这些点在两种不同投影下的坐标，求取相应的多项式系数， 达到空间信息转换的目的。
符号信息块方式 程序块方结构信息存储在符号库中， 应用时只需给出定位信息，就可以通过平移、旋转等操作 实现空间信息的符号化。下面分别介绍不同类别符号的符 号化方法 点状符号信息块绘制 线状符号信息块绘制 面状符号信息块的绘制
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点状符号信息块绘制
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面状符号信息块的绘制 面状符号绘制同样步骤 ①读数据，读信息块； ②计算晕线端点，逐行配置线符点符，由于没有弯 曲处理，机械地位移即可绘出，但要注意排列方式。 采用信息块绘图或显示，使众多点、线、面符 号绘制只分别用点、线、面三个程序，程序通用， 数据复杂，它是代数方法绘图。也可以说是开放式 的绘图。
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④把上述③得到数据平移到点符所需位置定 点，这时符号全部几何数据已化为地图空 间下，而拓朴数据，抬落笔数据不变，进 行点状符号各线段显示和绘制。 ⑤定位； ⑥绘制。
线状符号信息块绘制
线符号信息块是由沿符号定位轴线轴向伸展的和 具有相应横向位移的线段组成。线状符号的绘制或把 符号从符号空间转换到地图空间的思想是：以空间数 据库中该目标定位点序串作为x轴，它是一曲线x轴或 折线x轴，而相应垂直于x方向的则是y轴，符号信息 块中各线段集端点坐标都以它来定位，只是由起点开 始绘制的第n个线符单元其x 值应是前(n-1)个单元线 符绘完后的终点x 约为（n-1）×L处。 线符号信息块绘制时，通过对线单元的灵活设计 可以绘出各类线状符号。