1、地理信息系统原理 空间信息可视化 翁 敏 武汉大学资源与环境科学学院 地理信息系统原理 分析 处理 管理 采集 空间信息可视化 (x1,y1) (x2 ,y2) 给数据以形象 给信息以智能 输出 地理信息系统原理 空间信息可视化 1 What ？ 空间信息可视化定义 2 Why ？ 空间信息可视化 目的 3 How ？ 空间信息可视化形 式 主要内容： 地理信息系统原理 计算机技术的迅猛发展，使人类产生与获取数据的能力成数量级增加，需要有新技术来帮助理解这些海量数据 人在日常生活中所接受的信息 75%以上来自视觉，而承载信息量最大的视觉材料是图像和图形 如何将现实世界的各种信息转化为图形图像的
2、形式，从而更加有效的发挥人的视觉作用 ? 空间信息可视化 1. 定义 可视化背景 地理信息系统原理 空间信息可视化 1. 定义 可视化定义 可视化 构成头脑情境的能力或过程，或不可直接觉察的某种东西的视觉。 牛津英语词典 可视化是一种将抽象符号转化为几何图形的计算方法，以便研究者能够观察其模拟和计算的过程和结果。 美国国家科学基金会 可视化 地理信息系统原理 科学计算数据 工程计算数据 （复杂数据） 普通数据 如金融数据、 通信数据 商业数据等 数据背后隐藏的信息 语义关系、 超文本的可视化 空间信息可视化 1. 定义 可视化分类 数据可视化 信息可视化 科学计算可视化 地理信息系统原理 空间
3、信息可视化 1. 定义 空间信息 与研究对象的空间地理分布有关的信息 要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律 属性特征 空间特征 时间特征 地理信息系统原理 空间信息可视化 空间信息 转换 图形图像 1. 定义 空间信息可视化 空间信息可视化 ：运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、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 地理信息系统原理 1 将空间数据分析和应用的结果以可视化的方式传输给人，由人检验其正确性，正确则接受，错误则否定或修正 空间信息可视化 人 评判者 2
4、. 目的 地理信息系统原理 空间信息可视化 2 人 使用者 以可视化的方式显示输出空间信息，通过视觉传输和空间认知活动，去探索空间事物的分布及其相互关系，以获取有用的知识，并进而发现规律 2. 目的 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 地图 多媒体信息 动态地图 三维仿真地图 虚拟现实 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 地图 地图 ： 是空间信息可视化的最主要形式，也是最古老的形式，是地理学的第二语言 专题地图 普通地图 地图 地理信息系统原理 普通地图 地理信息系统原理 空间信息的可视化 瑞士工业分布专题地图 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 多媒体信
5、息 多媒体信息 ： 使用文本、图形、图像、声音、录像、音频、视频等各种形式综合、形象地表现空间信息，是空间信息可视化的重要形式 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 多媒体信息 多媒体电子地图 ： 是一种处于运动状态的数字地图，借助于计算机综合处理多种媒体信息的功能，将文字、图形、图像、声音、动画及视频技术相结合，使多种信息逻辑地连接并集成一个有机的具有人性化操作界面的空间信息传输系统 地理信息系统原理 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 动态地图 动态地图 ： 利用地图动画技术 ,直观而又逼真地显示地理实体运动 变化的规律 和特点 动态模拟，使重要事物变迁过程再现 运动
6、模拟，对于运动的地理实体的运行状态及环境测定和调整 实时跟踪，在运动物体上安装 GPS，它能够显示运动物体各时刻的运动轨迹 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 动态地图 汶川8.0级地震破裂过程 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 动态地图 厄尔尼斯托飓风踪迹图 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 动态地图 印度洋海啸的传播过程 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 动态地图 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 三维仿真地图 三维仿真地图： 基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图 ,具有仿真的形状、光照、纹理等，也可以进行
7、各种三维的量测和分析 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 三维仿真地图 传统三维表示方法 晕渲法：通过光照下灰度的变化来反映高度的变化 等高线法：高程相等点的连线，高程间隔一定 分层设色法：用颜色系列来表示高程 地理信息系统原理 空间信息可视化 3.主要形式 三维仿真地图 三维地图模型 ：对现实世界或其中一部分的一个或多个方面的三维、抽象的描述（或综合）。而这些方面主要是地形以及基于地形的其它专题要素 三维地形图 三维城市模型 地理信息系统原理 汶川 Google Earth三维地形图 三维地形图 ：在 DEM的基础上进行三维建模，并进行光照计算、投影变换和纹理映射，实现三维地形的
8、显示 空间信息可视化 地理信息系统原理 空间信息可视化 三维模拟飞行 地理信息系统原理 空间信息可视化 E都市三维城市模型 三维城市模型 ：是对城市景观的三维表达，它反映景观对象的主要特征并包含从各个方向观察景观对象的重要信息。 地理信息系统原理 Google earth三维城市模型 空间信息可视化 地理信息系统原理 空间信息可视化 虚拟现实 ： 以视觉为主 ,也结合听、触、嗅甚至味觉来感知环境 ,使人们犹如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。除了对三维空间和一维时间仿真外，还包含对自然交互方式的仿真 3.主要形式 虚拟现实 三维地图：表面三维为主、追求逼真效果 虚拟现实： 追求真三维模型及沉浸感
