日韩有码亚洲专区|国产探花在线播放|亚洲色图双飞成人|不卡 二区 视频|东京热av网一区|玖玖视频在线播放|AV人人爽人人片|安全无毒成人网站|久久高清免费视频|人人人人人超碰在线

首頁 > 文章中心 > 地理空間數(shù)據(jù)可視化概念

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文第1篇

關(guān)鍵詞:GIS;廣播電視;網(wǎng)絡(luò)管理

一、概述

GIS是地理信息系統(tǒng)(Geog raphic Information System)的英文縮寫,它是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息學(xué)、管理科學(xué)等于一體的多學(xué)科綜合技術(shù),它獨(dú)具的空間地理信息、圖形處理能力,為與空間地理信息有關(guān)的領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的支撐,正被廣泛用于進(jìn)行城市規(guī)劃與建設(shè),通信、電力、交通、人口統(tǒng)計(jì),甚至于軍事、商業(yè)等領(lǐng)域。

地理信息系統(tǒng)顧名思義是是有關(guān)空間數(shù)據(jù)管理和空間信息分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在GIS中,現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象,這些地理特征至少有空間位置參考信息和非位置信息兩個(gè)部分組成。GIS技術(shù)的特點(diǎn)是按一定的空間拓?fù)潢P(guān)系,以數(shù)據(jù)庫的形式來儲存各種空間地理要素及屬性數(shù)據(jù),以圖形方式來描述各種空間地理要素,并利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的成熟技術(shù),將地理屬性數(shù)據(jù)管理和空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系相結(jié)合,使被描述的事物既直觀又生動(dòng)。GIS在空間拓?fù)潢P(guān)系上實(shí)現(xiàn)了地理的描述性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合。

廣播電視網(wǎng)是一個(gè)綜合覆蓋的概念,它包括由中波、調(diào)頻廣播和電視地而廣播與衛(wèi)星廣播組成的無線覆蓋網(wǎng),及有線廣播和有線電視廣播組成的有線覆蓋網(wǎng),還包括提供、傳輸信號源的微波、光纖網(wǎng)絡(luò),規(guī)模龐大,特別在三網(wǎng)融合背景下,全國統(tǒng)一成一張網(wǎng)也只是時(shí)間問題。

二、GIS在廣電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了圖形與數(shù)據(jù)的結(jié)合,為用戶提供了許多用于顯示地理空間數(shù)據(jù)的工具,以可視化的方式提供了一種嶄新的決策支持方法。

廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,從臺站規(guī)劃、臺址選擇到場強(qiáng)預(yù)測、覆蓋分析、干擾分析、頻率指配等一系列覆蓋網(wǎng)管理與建設(shè)工作,無不涉及到地理空間信息的表達(dá)、展示、處理與分析,但是采用人工在紙質(zhì)地圖上繪制的方法進(jìn)行規(guī)劃時(shí),缺乏精密性及使用的靈活性。尤其在地形復(fù)雜多變的地區(qū),在進(jìn)行干擾分析、覆蓋計(jì)算時(shí)對臺站位置信息的要求很高,往往失之毫厘,謬之千里。利用地理信息系統(tǒng)無縫集成屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的能力,可將在屬性數(shù)據(jù)庫中記錄的覆蓋網(wǎng)信息準(zhǔn)確地描繪在電子地圖上,將臺站分布信息準(zhǔn)確而又直觀地反映出來。

通過GIS的支持應(yīng)實(shí)現(xiàn)對廣播電視網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與管理的以下功能:

1.數(shù)據(jù)可視化表現(xiàn),基于空間電子地圖的廣播電視網(wǎng)絡(luò)資源的可視化查詢和分析功能、可視化用戶信息查詢與管理功能。

2.空間數(shù)據(jù)的檢索、轉(zhuǎn)換、維護(hù)與處理。

3.在網(wǎng)絡(luò)改造等業(yè)務(wù)中提供基于地理位置的分析與管理手段,提高在線路改造、故障搶修方面的綜合能力。

4.計(jì)算機(jī)智能輔助設(shè)計(jì)功能。

5.其他延伸功能。

三、廣電GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)目標(biāo)

緊緊圍繞廣播電視臺網(wǎng)管理與頻率規(guī)劃體系,結(jié)合現(xiàn)代高新技術(shù),建立一個(gè)方便操作、集成化程度高、具有較高技術(shù)水平,既能滿足日常信息管理與可視化查詢,又能按照特定的要求進(jìn)行空間分析、模型計(jì)算和提供科學(xué)決策支持的廣播電視臺網(wǎng)管理與頻率規(guī)劃地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件平臺的主要功能包括廣播電視的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)維護(hù)與處理、數(shù)據(jù)管理以及廣播電視分析結(jié)果的可視化;空間數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)可視化表現(xiàn)等。

2.系統(tǒng)框架

(1)系統(tǒng)組成:數(shù)據(jù)庫維護(hù)與支持系統(tǒng)和業(yè)務(wù)決策系統(tǒng)

(2)數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(3)數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(4)業(yè)務(wù)決策子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.數(shù)據(jù)編碼的銜接

廣電部門業(yè)務(wù)管理與決策活動(dòng)與地理空間的分布相關(guān)性非常高,如廣播覆蓋數(shù)據(jù)的計(jì)算等必須以地理依托才能獲得。因此,GIS在廣電覆蓋網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中,需將廣電信息與GIS空間數(shù)據(jù)進(jìn)行集成與融合。

用戶數(shù)據(jù)庫的建立要統(tǒng)現(xiàn)全局,確保其開放性,兼容性和可操作性,保證今后開發(fā)的諸多子系統(tǒng)也可完全與之兼容,首先要保證用戶ID的唯一性和統(tǒng)一性,可借鑒和參考國內(nèi)外廣電網(wǎng)絡(luò)資源管理的各種規(guī)范,結(jié)合行政區(qū)域和信號路由確定用戶ID。

系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容不同、類別多樣,要利用這些數(shù)據(jù),對其進(jìn)行管理和分析,必須對這些不同類型和形式的數(shù)據(jù)擬訂統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,為數(shù)據(jù)的統(tǒng)一編碼,制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范提供依據(jù)?;驹瓌t包括:

(1)科學(xué)性原則,客觀而充分地反映信息系統(tǒng)所研究和描述的對象及其內(nèi)部各成分之間的相互關(guān)系。

(2)現(xiàn)實(shí)性原則,充分考慮數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)可獲得性、數(shù)據(jù)分析運(yùn)算的方便程度,數(shù)據(jù)分類的級別數(shù)。

(3)繼承性原則,應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)分類或已經(jīng)為大多數(shù)人接受或經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)合理的分類。

采用地理編碼驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接:以地理編碼系統(tǒng)作為連接空間信息與屬性信息、空間信息與業(yè)務(wù)信息的橋梁,使各種數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。建立參考系統(tǒng),對系統(tǒng)的公共數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)一定義、統(tǒng)一編碼。建立數(shù)據(jù)交換、格式標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與專業(yè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)集成,建立統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)建立統(tǒng)一的編碼體系:按照上述原則,選取行政區(qū)劃代碼作為基本連接項(xiàng),并以此為基礎(chǔ)建立統(tǒng)一的編碼體系。編制臺站編碼和發(fā)射機(jī)編碼,以唯一確定系統(tǒng)內(nèi)的臺站與發(fā)射機(jī),并將其作為信息查詢檢索的關(guān)鍵字。由臺站類型、臺站所處地域的行政區(qū)劃代碼以及該行政區(qū)劃內(nèi)臺站序碼構(gòu)成臺站編碼,發(fā)射機(jī)編碼由臺站編碼加發(fā)射機(jī)序碼組成。該編碼的確定為廣播電視信息與的空間數(shù)據(jù)的融合創(chuàng)造了有利條件。

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文第2篇

【關(guān)鍵字】三維GIS;工程測量;應(yīng)用

近年來,隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和綜合國力的提高,人們越來越多地要求從真三維空間來處理問題。目前,三維GIS應(yīng)用在房產(chǎn)、旅游、安防、城市規(guī)劃等方面較多一些,但是他們的技術(shù)不夠成熟,只是針對自己的領(lǐng)域開發(fā)的, 沒有從理論上加以系統(tǒng)完整的研究。

1.三維GIS的概念

三維GIS從不同的視角出發(fā)有著不同的概念。從數(shù)據(jù)庫出發(fā)認(rèn)為GIS是一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),在數(shù)據(jù)庫里的大多數(shù)數(shù)據(jù)能被索引和操作,以回答各種各樣的問題。從工具箱角度出發(fā)認(rèn)為GIS是一個(gè)從現(xiàn)實(shí)世界采集、存貯、轉(zhuǎn)換、顯示空間數(shù)據(jù)的工具集合。從組織機(jī)構(gòu)出發(fā)認(rèn)為GIS是一個(gè)功能集合,能夠存貯、檢索、操作和顯示地理數(shù)據(jù),是一個(gè)集數(shù)據(jù)庫、專家和持續(xù)經(jīng)濟(jì)支持的機(jī)構(gòu)團(tuán)體和組織結(jié)構(gòu),提供解決環(huán)境問題的各種決策支持。各個(gè)定義的側(cè)重點(diǎn)不同,但是都能突出整個(gè)三維實(shí)體空間的高精度建模和準(zhǔn)確的度量分析。

三維GIS借助強(qiáng)大的地理空間數(shù)據(jù)庫,運(yùn)用地理模型分析,提供了多種信息資源,為地理研究和決策提供了依據(jù)。在三維GIS中,空間目標(biāo)通過X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸來定義,以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象,不僅能夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系,而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系。GIS在處理二維空間的應(yīng)用較多,但是隨著GIS應(yīng)用的深入,人們越來越多地要求從三維空間來處理問題。經(jīng)過三維GIS處理后所得到的圖形、圖像、表格等等,供工作人員參考得出結(jié)論的有用數(shù)據(jù)。三維GIS正常運(yùn)做需要各種不同的部件組合完成。三維GIS的核心是三維空間數(shù)據(jù)庫。三維GIS可以輸入數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),輸出數(shù)據(jù),通過對地理數(shù)據(jù)的輸入、分析,得出供工作人員參考的信息,為合理的利用土地資源、自然資源、環(huán)境、運(yùn)輸、城市設(shè)施和其它管理的規(guī)劃與管理提供決策支持。三維GIS記錄著整個(gè)地球或者部分區(qū)域的環(huán)境情況和資源的使用情況,可以說是對人類現(xiàn)實(shí)居住環(huán)境的描述記錄。從其深層內(nèi)涵上來看,三維GIS是一個(gè)由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)有機(jī)組合形成的地理空間信息模型。三維GIS能為管理和決策提供依據(jù)。三維GIS還具有對空間對象進(jìn)行三維空間分析和操作的特有功能,具有獨(dú)特的管理復(fù)雜空間對象能力及空間分析的能力等優(yōu)點(diǎn)。

2.三維GIS在工程測量的特點(diǎn)

2.1空間可視性

(1)空間地物輪廓特征的可視化。三維GIS是利用數(shù)據(jù)對現(xiàn)實(shí)世界空間關(guān)系的模擬,使我們能夠比較直觀的感受到空間各種事物的狀態(tài)。它利用現(xiàn)實(shí)的尺寸距離按照一定的比例縮放,而且對于現(xiàn)實(shí)事物空間的模擬都非常形象、逼真,清楚地反映事物的特征,比較清晰的看到地物的外形輪廓。

(2)地物屬性信息的可視化。三維GIS的空間可視化功能還包括對空間分布的地物的屬性信息可視化,它是將地理空間信息與對應(yīng)空間的屬性信息相結(jié)合的結(jié)果。例如,我們可以在地理信息系統(tǒng)中查出某地區(qū)的地理概況、人口密度、占地面積、資源使用情況,通過測量相應(yīng)的尺寸就可以換算為現(xiàn)實(shí)的距離,粗略的規(guī)劃設(shè)計(jì)施工方案,這樣空間地物的屬性信息實(shí)現(xiàn)了信息可視化,可以更全面的考慮到實(shí)際情況,使得定位更加準(zhǔn)確。

2.2空間導(dǎo)向性

利用三維GIS不僅可以縱覽研究區(qū)域的信息,還可以利用其所具有的其他功能帶領(lǐng)我們到更有趣、更令我們感興趣的潛在區(qū)域。

三維GIS能夠提供給我們比較全面的空間數(shù)據(jù),通過各種比例觀察地域的全局、局部和細(xì)節(jié)。在比例變換的過程中,系統(tǒng)就會不停的更新數(shù)據(jù)。就比如我們在瀏覽全國地圖信息時(shí),只會顯示一些大的山脈、河流,省份和地區(qū),重要鐵路、公路,在逐漸擴(kuò)大的過程中,系統(tǒng)會自動(dòng)更新,逐漸出現(xiàn)稍微小一些的河流、縣城、干路等,再放大比比例時(shí),甚至可以具體到村莊的建筑物、公園等,與文明實(shí)用的地圖差不多。三維GIS的導(dǎo)向功能主要表現(xiàn)在它能通過查詢得到我們想要的信息,如果我們在搜索內(nèi)容里填寫藥店,它就會在你指定的區(qū)域內(nèi)全部標(biāo)出,系統(tǒng)的寫出有多少家,通過擴(kuò)大和縮小來觀察。

2.3空間思維性

三維GIS不僅儲存有各地物的描述信息,而且還儲存有地物之間的空間位置關(guān)系,這非常便于空間的分析。

三維GIS的空間思維主要表現(xiàn)在,利用三維GIS固有的系統(tǒng)工具對輸入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理,得到直觀的數(shù)據(jù)分析圖。三維GIS中積聚許多處理工具,各個(gè)工具利用其具有的功能對數(shù)據(jù)分析,每個(gè)工具將結(jié)果交由系統(tǒng)處理,得出可視化的分析結(jié)果。三維GIS的空間思維功能能夠提供給我們空間關(guān)系、空間分布模式和空間發(fā)展趨勢等,這是其他信息系統(tǒng)不能達(dá)到的。如城市與區(qū)域規(guī)劃中,對于地理信息系統(tǒng)的使用特別多,是利用其空間思維的典范。

3.三維GIS在工程測量中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景

目前,三維GIS在工程測量中的應(yīng)用逐漸廣泛,標(biāo)志著工程測量技術(shù)的發(fā)展方向。它具有精度高、效率高、測試簡便等優(yōu)點(diǎn),能精確的測量工程數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)是地理信息系統(tǒng)的一種技術(shù),它是通過航空或衛(wèi)星利用可見光、紅外、微波等對地形地貌進(jìn)行攝影成圖的技術(shù)。三維GIS為國土資源的開發(fā)利用和城市規(guī)劃建設(shè)提供了寶貴的信息資料,廣泛應(yīng)用在繪制大比例尺地形圖和工程圖。三維GIS技術(shù)的應(yīng)用可以有效地避免環(huán)境的艱苦惡劣,而且工作效率高,精度高、準(zhǔn)確性有保障。利用三維GIS技術(shù),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與圖形編輯的同步完成,加之近年來出現(xiàn)了掌上電腦,小巧方便,操作簡單,功能齊全,可以與全站儀無線聯(lián)機(jī),采集數(shù)據(jù)成圖,加快了三維GIS在城市建設(shè)的工程測量中的應(yīng)用步伐。

三維GIS在工程測量上的應(yīng)用,對工程測量是一次革命性的轉(zhuǎn)變,也是工程測量必然的發(fā)展趨勢。三維GIS側(cè)重于對數(shù)據(jù)的讀取分析,是目前比較強(qiáng)大的數(shù)字地面模型的解析工具。通過對數(shù)據(jù)庫處理分析實(shí)現(xiàn)全球變化、環(huán)境監(jiān)測、海洋導(dǎo)航、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文第3篇

GIS(Geographical Information System,地理信息系統(tǒng))早已不限于地理學(xué)研究和應(yīng)用的領(lǐng)域,目前已與各行各業(yè)和我們的日常生活產(chǎn)生了千絲萬縷的聯(lián)系,更重要的是它的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大,甚至可伸及企業(yè)信息化的過程中。

一、GIS及其簡史

GIS是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)和地圖學(xué)等多門學(xué)科的交叉,它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),采用地理模型分析方法適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息,為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。

從表現(xiàn)形式來看,GIS表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng),其核心是管理、計(jì)算、分析地理坐標(biāo)位置信息及相關(guān)位置上屬性信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它表達(dá)的是空間位置及所有與位置相關(guān)的信息,所以,GIS又是地球空間實(shí)體的再現(xiàn)和綜合,其信息的基本表達(dá)形式是各種二維或三維電子地圖。因此,GIS也可簡單定義為“ 用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)”。

GIS最早起源于20世紀(jì)60年代“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖,便于計(jì)算機(jī)處理分析”這樣的目的。1963年,加拿大測量學(xué)家R.F Tomlinson首先提出了GIS這一術(shù)語,并建成世界上第一個(gè)GIS(加拿大地理信息系統(tǒng)CGIS),用于自然資源的管理和規(guī)劃。那時(shí)的GIS注重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理。

20世紀(jì)70年代以后,隨著計(jì)算機(jī)軟硬件水平的提高,以及政府部門在自然資源管理、規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)等方面對空間信息進(jìn)行分析、處理的需求,GIS得到了鞏固和發(fā)展。

進(jìn)入20世紀(jì)80年代,GIS的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大,商業(yè)化的軟件開始進(jìn)入市場,其應(yīng)用從基礎(chǔ)信息管理與規(guī)劃轉(zhuǎn)向空間決策支持分析,地理信息產(chǎn)業(yè)的雛形開始形成。

20世紀(jì)90年代以后,伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,GIS的應(yīng)用也日趨深化和廣泛,在國土資源、農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)境、城市規(guī)劃等領(lǐng)域成為常備的工作系統(tǒng)。尤其是1998年前美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”的概念以來,GIS在全球得到了空前迅速的發(fā)展,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

二、GIS的最新發(fā)展

1.日趨與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)融合

近年來隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,GIS技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展和更廣泛應(yīng)用,并日趨與主流IT技術(shù)融合,成為信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。

2.動(dòng)態(tài)、多源、多維化

最新GIS技術(shù)將逐漸擺脫先前的主要處理靜態(tài)的、二維的、數(shù)字式的地圖技術(shù)的約束,而從傳統(tǒng)的靜態(tài)地圖、電子地圖發(fā)展到能對空間信息進(jìn)行可視化和動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)模擬,支持動(dòng)態(tài)的、可視化的、交互的環(huán)境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數(shù)據(jù)。

其中,可視化仿真技術(shù),能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態(tài)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以三維圖形為主,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、多媒體、立體視覺、新型傳感技術(shù),能創(chuàng)造一個(gè)讓人身臨其境的虛擬的數(shù)字地球或數(shù)字城市。

先進(jìn)的對地觀測技術(shù)、互操作技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲和壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的發(fā)展都為GIS的發(fā)展和創(chuàng)新創(chuàng)造了新的手段。

3.第4代GIS技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的提高以及面向?qū)ο?、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)挖掘等主流IT技術(shù)的發(fā)展,在科技部有關(guān)部門的倡導(dǎo)下,目前國內(nèi)學(xué)術(shù)界又提出了第4代GIS技術(shù)的概念。第4代GIS技術(shù)將主要有如下特點(diǎn)。

支持“數(shù)字地球”或“數(shù)字城市”概念的實(shí)現(xiàn),從二維向多維發(fā)展,從靜態(tài)數(shù)據(jù)處理向動(dòng)態(tài)發(fā)展,具有時(shí)序數(shù)據(jù)處理能力。

基于網(wǎng)絡(luò)的分布式數(shù)據(jù)管理及計(jì)算、Web-GIS和B/S體系結(jié)構(gòu),用戶可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空間數(shù)據(jù)調(diào)用、檢索、查詢、分析,具有聯(lián)機(jī)事務(wù)管理(OLTP)和聯(lián)機(jī)分析(OLAP)管理能力。

面向空間實(shí)體及其相互關(guān)系的數(shù)據(jù)組織和融合,具有矢量和遙感影像數(shù)據(jù)互動(dòng)等多源數(shù)據(jù)的裝載與融合能力,多尺度比例尺數(shù)據(jù)無縫融合、互動(dòng)。

三、GIS的應(yīng)用及趨勢

1.GIS的應(yīng)用范圍

人類的信息中有80%與地理位置和空間分布有關(guān),所以GIS具有非常廣泛的應(yīng)用。目前,GIS已經(jīng)比較成熟地應(yīng)用于軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)、110和120快速反應(yīng)系統(tǒng)等。

今后,GIS的應(yīng)用將在市場分析、企業(yè)客戶關(guān)系管理、銀行、保險(xiǎn)、人口統(tǒng)計(jì)、房地產(chǎn)開發(fā)、個(gè)人位置服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,這些領(lǐng)域?qū)⑹荊IS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。實(shí)際上,GIS的應(yīng)用將加速度地深入人們的工作和生活的各個(gè)方面。

由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用,GIS在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭,成為IT高科技領(lǐng)域的核心技術(shù)。

2.GIS與數(shù)字城市

GIS、RS(Remote Sensing,遙感)和GPS(Global Positioning System,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))技術(shù)構(gòu)成了空間信息技術(shù)的主要部分,即通常所說的3S技術(shù),其中GIS技術(shù)是核心技術(shù)。

數(shù)字城市建設(shè)包括4部分內(nèi)容,即基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、電子商務(wù)及公眾信息服務(wù)。而GIS應(yīng)用貫穿上述4個(gè)部分和各個(gè)層面,從城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫到政府空間數(shù)據(jù)共享、電子商務(wù)物流配送以及基于網(wǎng)絡(luò)的公眾地理信息服務(wù),GIS都發(fā)揮著不可缺少的作用。

從具體的應(yīng)用來說,GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè),如城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)、電力、電信、公安、消防、急救等等方面。

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文第4篇

關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng) 水利水電工程 仿真 應(yīng)用

水利水電工程多數(shù)較為龐大而復(fù)雜。如何采用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方法以提高設(shè)計(jì)效率,怎樣直觀清晰地描述復(fù)雜工程建設(shè)的施工動(dòng)態(tài)過程,是提高工程設(shè)計(jì)和管理現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵。因此,尋求新的技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法成為必然趨勢。GIS是近年來迅速發(fā)展起來的一門地學(xué)空間數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的新型空間信息技術(shù),它把現(xiàn)實(shí)世界中對象的空間位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來,滿足用戶對空間信息的管理,并借助其特有的空間分析功能和可視化表達(dá),進(jìn)行各種輔助決策。

一、GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用綜述

將GIS應(yīng)用于水利水電工程建設(shè),以信息的數(shù)字化、直觀化、可視化為出發(fā)點(diǎn),可以將復(fù)雜施工過程用動(dòng)畫圖像形象地描繪出來,為全面、準(zhǔn)確、快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具,實(shí)現(xiàn)工程信息的高效應(yīng)用與科學(xué)管理,以及設(shè)計(jì)成果的可視化表達(dá),進(jìn)而為決策與設(shè)計(jì)人員提供直觀形象的信息支持。這給施工組織設(shè)計(jì)與決策提供了一個(gè)科學(xué)簡便、形象直觀的可視化分析手段,有助于推動(dòng)水利水電設(shè)計(jì)工作的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展,極大地提高工程設(shè)計(jì)與管理的現(xiàn)代化水平,促進(jìn)工程設(shè)計(jì)界的“設(shè)計(jì)革命”。

1.GIS應(yīng)用于施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化

采用GIS軟件系統(tǒng)與其他平臺結(jié)合的模式中集成模式與擴(kuò)展連接模式相結(jié)合的方式來開發(fā)施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真系統(tǒng)。將水文實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和大壩施工實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫存放在GIS平臺的表Table中,通過Windows的DDE技術(shù)將數(shù)據(jù)傳遞給調(diào)洪演算、日徑流模擬、導(dǎo)流實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)率計(jì)算等模塊,這些模塊用VC++、VB等平臺開發(fā)16,模擬所得數(shù)據(jù)再傳回GIS平臺,以圖形、報(bào)表的形式輸出。GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理和圖形顯示輸出能力在這種開發(fā)模式中得到了充分利用。數(shù)據(jù)在GIS平臺和VC++、VB等平臺間簡便迅速地傳遞,保證了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

通過系統(tǒng)分解,對各子系統(tǒng)分別進(jìn)行仿真計(jì)算和圖形建模,形成初始圖形數(shù)據(jù)庫。各子系統(tǒng)的圖形在GIS中以主題地圖Theme的形式分層存放,圖形有其對應(yīng)的屬性Attributesof Table與之對應(yīng),圖形與屬性信息具有一一對應(yīng)的聯(lián)系。

GIS中三維可視化過程具體表現(xiàn)為:首先創(chuàng)建和組裝三維場景,接著通過三維實(shí)體建模創(chuàng)建三維形狀。三維實(shí)體模型可以直接由其三維形體坐標(biāo)參數(shù)構(gòu)建,也可由二維形體生成,其高度由形體特征的幾何屬性提供,或由表面紋理數(shù)據(jù)提取。三維實(shí)體模型再經(jīng)過紋理、光照、消隱、陰影等計(jì)算顯示在三維場景中。

借助GIS強(qiáng)大的空間查詢能力可以方便地查詢?nèi)我鈺r(shí)刻施工導(dǎo)流面貌及相應(yīng)信息。具體實(shí)現(xiàn)途徑是:通過仿真模塊得到施工系統(tǒng)各方面的信息,包括主體及擋泄水建筑物幾何形體面貌及其屬性,各施工單元的開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、水流幾何形狀及其屬性,由此得到各施工單元任意時(shí)刻的面貌,組合起來得到施工導(dǎo)流系統(tǒng)任意時(shí)刻的整體面貌,把它貯存在施工圖形庫中并與其一一對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系,通過用戶輸入的查詢時(shí)刻,查找該時(shí)刻施工圖形庫對應(yīng)的記錄,激活其所對應(yīng)的圖素,利用GIS的條件查詢與圖形顯示機(jī)制,顯示出該時(shí)刻施工導(dǎo)流場景及導(dǎo)流信息,如圖1所示。

2.GIS應(yīng)用于地下廠房施工動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)

GIS三維空間數(shù)據(jù)模型主要是表達(dá)空間目標(biāo)的幾何信息和屬性信息,同時(shí)相對獨(dú)立的表達(dá)空間目標(biāo)的拓?fù)潢P(guān)系。動(dòng)態(tài)演示是依靠對任意時(shí)刻施工面貌的再現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的。首先運(yùn)行仿真程序得到確定方案下的洞室施工過程的信息,包括洞室開挖時(shí)間參數(shù)(持續(xù)時(shí)間、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間)、進(jìn)度參數(shù)、強(qiáng)度參數(shù),將這些參數(shù)按工序以電子表格的形式輸出。GIS讀取這些數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。利用其中的時(shí)間參數(shù),通過編程生成任一工序任意時(shí)刻的面貌Sit(i工序t時(shí)刻的面貌),則地下廠房系統(tǒng)任意時(shí)刻的整體面貌St=∑Sit。演示時(shí)通過對施工面貌數(shù)據(jù)庫的循環(huán),逐條讀取數(shù)據(jù)庫中每條記錄的形體數(shù)據(jù)及其他的相關(guān)信息,形體數(shù)據(jù)以圖形的形式顯示在三維圖上,其他信息以文本的形式顯示在信息框中。從地下廠房施工面貌動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)中可以獲得以下信息:

1虛擬的工程環(huán)境。應(yīng)用三維動(dòng)畫技術(shù),制作工程的三維模型,在計(jì)算機(jī)內(nèi)虛構(gòu)一個(gè)完整的工程布置,從各種各樣的視角和路徑都能看見。既能在遠(yuǎn)處觀看工程全貌,也能就近了解細(xì)部結(jié)構(gòu)。廠房、引水洞、母線洞、尾水管等建筑物結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系清晰、明了。由于GIS所特有的地形顯示功能,使得地下洞室群所處的地形地貌一目了然。

2地下洞室在各個(gè)時(shí)刻的形象進(jìn)度。在施工面貌動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)有時(shí)間坐標(biāo)軸,可觀察任意時(shí)刻的形象進(jìn)度和對應(yīng)于該時(shí)刻的地下洞室群施工面貌。

3單項(xiàng)洞室開挖過程、工作面數(shù)量和開挖程序等信息。

4洞室群施工中各單洞施工的邏輯關(guān)系。

5施工期間任一時(shí)刻同時(shí)施工的活動(dòng)。

實(shí)時(shí)演示能夠清晰地顯示單洞施工、洞群施工等時(shí)間、空間上的邏輯關(guān)系,幫助設(shè)計(jì)人員對施工方案的分析、確認(rèn)。有助于信息溝通,為決策者提供信息服務(wù)。

3.GIS應(yīng)用于混凝土壩施工全過程三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)

利用GIS強(qiáng)大的空間信息處理能力來表現(xiàn)混凝土壩的復(fù)雜施工過程具有極大優(yōu)越性。GIS特有的空間數(shù)據(jù)組織形式能夠充分反映混凝土壩施工系統(tǒng)復(fù)雜的空間關(guān)系和施工過程。在混凝土壩施工全過程三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)中,GIS的可視化過程,即實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)到圖像的變換,分為三個(gè)子過程:

(1)數(shù)據(jù)操縱。數(shù)據(jù)操縱主要完成數(shù)據(jù)的過濾,是原始數(shù)據(jù)的加細(xì)或增強(qiáng),并轉(zhuǎn)化為適合后續(xù)可視化操作的表示形式。

(2)可視化映射??梢暬成鋵?shù)據(jù)過濾導(dǎo)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為抽象可視化對象(AVO),體現(xiàn)為各種可視化技術(shù)。GIS的可視化過程是基于信息處理的,模型以信息鏈的形式表示,并存放在數(shù)據(jù)庫中。

(3)繪制。繪制將AVO轉(zhuǎn)換為可顯示的圖像??梢岳肎IS強(qiáng)大的動(dòng)畫及圖形圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)、仿真過程的可視化表達(dá)。

通過建立坐標(biāo)系,把現(xiàn)實(shí)世界的事物在計(jì)算機(jī)中對應(yīng)位置重現(xiàn)出來,及建立實(shí)體的數(shù)字模型,并按照一定方式將實(shí)體與其屬性一一對應(yīng),從而反映實(shí)體的靜態(tài)空間特征?;炷翂问┕は到y(tǒng)的三維可視化仿真數(shù)學(xué)模型的建立分為兩個(gè)步驟。首先建立數(shù)字地形模型。數(shù)字地形是整個(gè)施工系統(tǒng)布置和活動(dòng)的場所,是三維圖像展示的重要“背景”。通過人工輸入或掃描儀、數(shù)字化儀等將地形原始數(shù)據(jù)(等高線)輸入到系統(tǒng),經(jīng)過數(shù)據(jù)過濾后轉(zhuǎn)化為三維矢量數(shù)據(jù),進(jìn)一步生成三維地表面模型DTM。利用內(nèi)插手段,可以生成更高精度的DTM。DTM在經(jīng)紋理、光照等圖先渲染操作,即生成逼真的壩區(qū)數(shù)字地形模型,然后建立混凝土壩施工系統(tǒng)中建筑物的三維實(shí)體模型。GIS中提供了point,line,polygon三種最基本的形(shape),利用它們可以反映任意復(fù)雜的對象。GIS的3D模塊提供了實(shí)現(xiàn)三維圖形的拓?fù)溥\(yùn)算、繪制、渲染、紋理和顯示的功能。與地形模型不同的是,實(shí)體模型尚需反映其屬性信息。實(shí)體與屬性的一一對應(yīng)可以利用GIS的空間數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。另外為了體現(xiàn)施工的動(dòng)態(tài)過程,在反映實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中還應(yīng)包括時(shí)間特征,以便在三維演示中根據(jù)時(shí)間順序調(diào)用不同的實(shí)體單元組成施工面貌。把工程施工任意時(shí)刻的整體面貌儲存在圖形庫中,并與其一一對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)建立聯(lián)系,從而在動(dòng)畫演示時(shí),按時(shí)間順序讀取圖形庫中的形體數(shù)據(jù)及相應(yīng)的屬性信息,不斷更新繪圖變量和屬性變量賦值,并不斷刷新屏幕顯示。這樣高速地顯示一系列靜止圖像,當(dāng)圖像快速連續(xù)時(shí),由于視覺的暫留,從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)混凝土壩施工過程的三維面貌及相應(yīng)信息的動(dòng)態(tài)顯示。同時(shí)利用過程信息,生成三維動(dòng)畫,如圖2。

4.GIS應(yīng)用于水利水電工程施工總布置可視化動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)

以GIS軟件為平臺,建立數(shù)字化地形,施工場地布置系統(tǒng)中各系統(tǒng)部件的三維數(shù)字化模型。系統(tǒng)部件的數(shù)據(jù)信息與其他相關(guān)信息,通過映射關(guān)系聯(lián)系形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,成為系統(tǒng)的底層支持。這樣就實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)部件表層的獨(dú)立性和深層的耦合性。根據(jù)不同工程的施工期長短,選擇恰當(dāng)?shù)幕緯r(shí)間步長,再輔以典型時(shí)刻面貌,可以使施工生產(chǎn)管理者對工程進(jìn)展情況有一個(gè)全面直觀的了解。GIS中信息的可視化組織表現(xiàn)在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的操作及管理上。由于GIS特有的混合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),把數(shù)據(jù)貯存形式分為兩個(gè)部分:一是圖形數(shù)據(jù)庫,它主要是存放各種專題圖及組成它們的所有圖素。根據(jù)需要,可將不同性質(zhì)的圖素放在不同的圖層上,以便今后查詢或進(jìn)行圖層疊加分析。二是圖素的屬性數(shù)據(jù)庫,它主要用來存放描述圖素的屬性數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通過內(nèi)部代碼和用戶標(biāo)識碼作為公共數(shù)據(jù)項(xiàng)連接起來,使得描述圖素的屬性數(shù)據(jù)與其圖素建立一一對應(yīng)的關(guān)系。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體功能概括如下:

(1) 顯示樞紐施工總布置三維全景。

(2) 演示樞紐施工全過程三維動(dòng)態(tài)形象,直觀反映各組成部分空間上和時(shí)間上的相互關(guān)系。

(3) 基于三維樞紐布置模型上實(shí)現(xiàn)樞紐布置的各種信息可視化查詢,包括建筑物設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、附屬物信息、工程施工進(jìn)度等。

(4) 實(shí)現(xiàn)樞紐施工全過程總體施工強(qiáng)度的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果動(dòng)態(tài)的柱狀圖顯示,包括混凝土澆筑強(qiáng)度、施工機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)率、砂石料等原材料需求量及人力需求量等信息的統(tǒng)計(jì)顯示。

(5) 實(shí)現(xiàn)樞紐工程主要建筑物施工全過程動(dòng)態(tài)演示,包括地下洞室群施工全過程仿真及演示、大壩混凝土澆筑全過程仿真及演示、施工場內(nèi)交通運(yùn)輸系統(tǒng)仿真與演示等。轉(zhuǎn)貼于 二、討論與展望

GIS本身在不斷發(fā)展,它在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用亦需不斷發(fā)展。應(yīng)用的發(fā)展不僅要與GIS本身的發(fā)展相結(jié)合,還要與水利水電工程專業(yè)相結(jié)合。在水利水電工程未來的建設(shè)中,GIS與其他技術(shù)的結(jié)合將更加緊密,應(yīng)用更加廣泛。

1.三維建模

GIS中三維幾何造型技術(shù)已很成熟,對于三維地質(zhì)模型的建立、圖形顯示目前均有較多研究。但水利水電工程中三維數(shù)字地形模型的建立大多只是停留在面模型這一層面上。對諸如壩區(qū)地形模型等的地質(zhì)模型的構(gòu)造,除層狀地層外仍有一定難度。常用模型方法有兩種:表面模型和實(shí)體模型。兩種模型對復(fù)雜地質(zhì)體非均勻性的描述均感不足。GIS用于水利水電工程中地質(zhì)建模是今后應(yīng)用研究的主要內(nèi)容之一。但影響GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素繁多,存在許多不確定性,把握適度質(zhì)量有一定難度。若進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量過高,則造成浪費(fèi);反之,質(zhì)量偏低,則達(dá)不到要求。

2.4D GIS

三維GIS目前研究重點(diǎn)集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)技術(shù)的運(yùn)用,三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計(jì)等方面。但是,地理信息系統(tǒng)所描述的地理對象往往具有時(shí)間屬性,即時(shí)態(tài)。隨著時(shí)間的推移、地理對象的特征會發(fā)生變化,而目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地支持地理對象和組合事件維的處理。實(shí)際上許多用戶要求都是基于時(shí)間特征的,如洪水的最高水位變化等。對這樣的應(yīng)用背景,僅采取作為屬性數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)屬性不能很好地解決問題。故,如何設(shè)計(jì)并運(yùn)用4DGIS來描述、處理對象的時(shí)態(tài)特征也是個(gè)重要研究領(lǐng)域。

3.WebGIS

水利水電工程中地理信息和數(shù)據(jù)的交流范圍要求越來越廣泛。隨著Internet的發(fā)展,利用Internet技術(shù)在Web上空間數(shù)據(jù)供用戶瀏覽、使用是GIS發(fā)展的必然趨勢。網(wǎng)絡(luò)GIS(WebGIS),以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為應(yīng)用工作平臺,使得從WWW的任一個(gè)節(jié)點(diǎn),用戶可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù),制作專題圖,并進(jìn)行各種空間檢索和空間分析,且能在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)原來在本機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能。由于水利工程中地理信息和大量的空間數(shù)據(jù)都是以文字、數(shù)字、圖形和影像方式表示的,將它們數(shù)字化,便可方便、快速和及時(shí)地將地理信息傳遞到需要的地方,發(fā)揮GIS在整個(gè)水利水電工程中的應(yīng)用價(jià)值。數(shù)據(jù)的保密性需加以控制。

4.ComGIS

水利水電工程布置方案的可視化的要求已不局限在單純的表現(xiàn)上。對于布置方案交互式修改,組件式GIS(ComGIS)也是重要的應(yīng)用發(fā)展趨勢之一。

三、結(jié) 語

地理空間數(shù)據(jù)可視化概念范文第5篇

關(guān)鍵詞:淺析;數(shù)字地圖;制圖技術(shù)

中圖分類號:P282 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種在特指的范圍內(nèi)的信息體系,它在計(jì)算機(jī)軟件、硬件的支撐下,對所有領(lǐng)域當(dāng)中的地理展現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)施采集、存貯、經(jīng)管、運(yùn)算、淺析等的科學(xué)系統(tǒng)。它經(jīng)管的對象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系,包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)等,用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在地圖學(xué)中的應(yīng)用對地圖制圖產(chǎn)生了深刻影響。在應(yīng)用早期,計(jì)算機(jī)被作為模仿傳統(tǒng)手工生產(chǎn)地圖產(chǎn)品的工具。當(dāng)計(jì)算機(jī)引入到地圖學(xué)中后,便徹底改變了人們對地圖制圖的理解以及實(shí)踐的方式。同時(shí),由于任何擁有制圖軟件包和合適硬件的人都能生產(chǎn)地圖或類似地圖的產(chǎn)品,因而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也影響了專業(yè)地圖工作者對制圖原則和地圖學(xué)理論的重新思考,促使地圖學(xué)的概念發(fā)生了全新的改變,結(jié)束了只用紙、薄膜作為地圖信息承載的主體。

1.數(shù)字地圖制圖技術(shù)的發(fā)展

隨著 20 世紀(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起并迅速結(jié)合到各行各業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中,催生了許多新的應(yīng)用技術(shù),數(shù)字制圖就是其中之一。數(shù)字制圖使地圖學(xué)產(chǎn)生了深刻的技術(shù)革命,隨著全球定位系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感等技術(shù)的發(fā)展,使得人們能夠在第一時(shí)間獲取關(guān)于地球表面各種空間信息,解決了地圖制圖的數(shù)據(jù)源問題;同時(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地圖數(shù)據(jù)庫、多媒體等技術(shù)的發(fā)展,促使數(shù)字地圖制圖技術(shù)快速發(fā)展,也使得傳統(tǒng)的制圖技術(shù)有了重大的變革;各種通用和專業(yè)制圖軟件的發(fā)展也減輕了制圖者的工作量;地圖的形式越來越多元化,從平面地圖發(fā)展到三維地圖,從靜態(tài)地圖發(fā)展到動(dòng)態(tài)地圖,從模擬地圖發(fā)展到數(shù)字地圖。

2.GIS 數(shù)字地圖的制圖技術(shù)

2.1 數(shù)字地圖與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖對比

傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖具有以下明顯特征:地圖的靜態(tài)不可更改性,地圖的二維性,地圖的平面性,地圖的顯著精確性。但是地理空間數(shù)據(jù)的數(shù)字地圖和紙質(zhì)地圖受到的限制程度是不一樣的。對于GIS制圖的基礎(chǔ),地理空間數(shù)據(jù)比紙質(zhì)地圖有更多的優(yōu)勢,比如放寬假設(shè)、限制與約定。三維可視化技術(shù)使傳統(tǒng)二維的、靜態(tài)的地圖表示向三維的、動(dòng)態(tài)的場景表示方向發(fā)展,從而應(yīng)用地理空間數(shù)據(jù)建立三維虛擬景觀,來反映地表等多變的環(huán)境因素,以及社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),它更可以通過投影,表現(xiàn)地球的球體特性。并且隨著數(shù)字化輸入技術(shù)的不斷突破,地理空間數(shù)據(jù)有著紙質(zhì)地圖所不能比擬的高精度。數(shù)字地圖是一種可提供查詢、分析、應(yīng)用的多元化模式地圖,也是一種有著交互技術(shù)的新型地圖。

2.2 數(shù)字地圖的可視化

地圖可視化被認(rèn)為是為說明數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個(gè)重要的附件,地圖可視化數(shù)據(jù)有助于地圖數(shù)據(jù)的查詢、再表達(dá)、多重表達(dá)以及有助于可視化地圖的動(dòng)態(tài)與靈活多變的表達(dá)。通常 GIS 制圖與地圖制圖,特別是傳統(tǒng)地圖制圖的交叉,使 GIS 制圖在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中受到了與傳統(tǒng)制圖相似的束縛,而不能超越這些束縛。因?yàn)榈貓D可視化依靠的載體是各種地圖符號,由于紙質(zhì)地圖長久以來廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)地圖對地圖符號有著嚴(yán)格的大小、樣式、方向、位置等方面的規(guī)則,對于符號與符號間的關(guān)系也有著精確的規(guī)定,這也是為了保證紙質(zhì)地圖的清新易讀。而 GIS制圖已經(jīng)突破了紙張范圍的限制,從而逐漸淡化地圖比例尺的概念,數(shù)字地圖發(fā)展的趨勢必將趨向于各個(gè)比例尺數(shù)據(jù)的整合。另外,傳統(tǒng)的地圖符號,局限于紙質(zhì)地圖的二維點(diǎn),點(diǎn)、線、面符號都是平面符號,對于已經(jīng)多維化的數(shù)字地圖來說,不能滿足其可視化的要求。隨著計(jì)算機(jī)三維顯示技術(shù)的不斷發(fā)展,地圖符號形象化的要求日漸迫切。地圖符號的抽象化和形象化這對矛盾在相互對立而又螺旋式上升的發(fā)展過程中向三維形象化回歸,導(dǎo)致了空間信息三維可視化成為 GIS 數(shù)字地圖發(fā)展的重要特征之一?,F(xiàn)在很多 3D 甚至 4DGIS 系統(tǒng)已經(jīng)已經(jīng)定制多維地圖符號,因?yàn)槎嗑S地圖符號不僅僅反映地物的本質(zhì)特征和一般屬性,更重要的是還能描繪出地物復(fù)雜的表面屬性信息,所以數(shù)字地圖可視化的實(shí)現(xiàn),比傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖更加的直觀和實(shí)用。

2.3 數(shù)字地圖的圖形輸出

雖然數(shù)字地圖的可視化程度很高,但是依據(jù)比例尺的圖形輸出,今后仍然是 GIS 制圖的目的之一。數(shù)字化軟件的自動(dòng)化制圖技術(shù)的不斷發(fā)展,不僅僅為數(shù)字地圖的圖形輸出提供了便捷,也對圖形輸出的規(guī)范以及模式提出了更高的要求。從一些數(shù)字地圖圖形輸出的經(jīng)驗(yàn)看,如果機(jī)械地使用制圖規(guī)則,那么數(shù)字地圖將不能兼顧數(shù)據(jù)精度和制圖規(guī)則。比如傳統(tǒng)地圖符號的間距規(guī)定,規(guī)定在符號密集處,相距很近的情況下,允許符號縮小,位移,那么符號所代表的地物也被位移了,對于紙質(zhì)地圖來說,只要在限差內(nèi),是被允許的;但對于數(shù)字地圖來說,這樣做就直接地影響了地圖的原始精度。可是,從地圖圖形輸出的角度來說,對地圖符號不進(jìn)行綜合,移位,是不能保證圖面的可讀性的。并且數(shù)字地圖的符號庫相對手工配置的符號來說,是絕對規(guī)整的,所以地理空間數(shù)據(jù)符號化之后的關(guān)系處理,成為保證數(shù)字地圖圖形輸出合理性美觀性的障礙之一。此外,GIS 數(shù)字地圖的圖形輸出也開始挑戰(zhàn)傳統(tǒng)地圖的文字注記模式,單一的標(biāo)注模式已經(jīng)不能符合傳統(tǒng)圖式要求。一方面,需要人工干預(yù)才能輸出,之后作為文字格式保存,由于和數(shù)據(jù)不存在鏈接關(guān)系,當(dāng)數(shù)據(jù)更新后,需要再次處理;另一方面,要完全滿足地形圖圖式要求的字向,字隔、字列的規(guī)范,很多數(shù)字化軟件都采用了建數(shù)字庫,出圖數(shù)據(jù)的分離方式,盡力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制圖,但仍不可避免圖形輸出前較大的人工干預(yù)工作量,且脫離數(shù)字化軟件后,就不能實(shí)現(xiàn)圖形輸出。所以文字注記的人工干預(yù),以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性,也限制了GIS數(shù)字地圖圖形輸出快捷方便。

GIS 制圖的發(fā)展雖然是以傳統(tǒng)地圖為基礎(chǔ),但已經(jīng)在色彩以及符號上有了很大的突破,傳統(tǒng)地圖用色較為素雅,整體色調(diào)比較柔和,GIS數(shù)字地圖大膽實(shí)用橙色等鮮亮高對比的顏色來突出道路等地物,使得圖面更加富有層次感,地物分類更加突出。GIS 數(shù)字地圖的圖形輸出模式已經(jīng)不局限于單一各種比例尺地形圖的輸出,隨著 GIS 技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用、4D產(chǎn)品的覆蓋范圍的擴(kuò)展,逐漸開始向多樣化,多專題模式發(fā)展。

2.4 數(shù)字地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量

隨著數(shù)字地圖的普及,注重圖形可視化以及圖形輸出的同時(shí),更側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,因?yàn)閿?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,直接關(guān)系到可視化結(jié)果和圖形輸出產(chǎn)品的合理,美觀,實(shí)用等特性。合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)劃是提高數(shù)字地圖可視化程度的保證。單純的追求制圖效果,也會影響到數(shù)據(jù)質(zhì)量。地圖圖形輸出固然很重要,但是側(cè)重的應(yīng)該是數(shù)據(jù)本身的屬性。如果沒有相應(yīng)的屬性內(nèi)容,GIS 數(shù)字地圖可視化和輸出功能再完備,也會像是沒有內(nèi)容的空殼,不能完整和正確地反映出地物性質(zhì)。而現(xiàn)在的數(shù)據(jù)僅僅有基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),已不能夠滿足逐漸發(fā)展的GIS制圖的要求,如一些空間關(guān)系屬性,精確的地物三維屬性,都將直接影響到 GIS 制圖的地表表達(dá)力和實(shí)用。

3.結(jié)束語

如何才能夠降低數(shù)字地圖輸出是紙質(zhì)地圖的人工作業(yè),是 GIS 制圖科學(xué)技術(shù)進(jìn)展當(dāng)中一定要解決的矛盾。固然,這與確定的 GIS 數(shù)字地圖標(biāo)準(zhǔn)符號圖示及標(biāo)準(zhǔn)出圖方式存在非常緊密的聯(lián)系,之前較為保守的傳統(tǒng)地圖圖示符號將不再滿足當(dāng)下GIS制圖的可視化準(zhǔn)求,更加科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)將對數(shù)據(jù)生產(chǎn)的指導(dǎo)起到有力的推動(dòng)作用,從而才能科學(xué)完整數(shù)據(jù)構(gòu)造,使得GIS數(shù)字地圖和GIS制圖更為便捷的獲得發(fā)展 。

參考文獻(xiàn):

[1] 地理信息系統(tǒng),湯國安,趙牡丹著,科學(xué)出版社,2010.

[2] GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),李滿春著,科學(xué)出版社,2008.