空间数据的可视化第1节空间信息可视化概述

《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。

它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。

测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。

1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。

（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。

（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。

（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。

（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。

1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。

现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。

这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。

1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。

同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。

第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。

大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。

一、实验目的与要求1、对数字地图制图有初步的认识2、掌握了解符号化、注记标注、格网绘制以及地图整饰的意义3、掌握MAPGIS工程文件、点、线、面文件创建及保存方法4、掌握基本的符号化方法、自动标注操作以及相关地图的整饰和数据的操作通过综合实验，加深理解地理信息系统基本理论、核心技术，掌握GIS 图形输入、编辑、数据库建立、空间分析、地学分析、统计分析、专题图制作、制图输出等基本应用技能，结合环规专业进行开发区建设规划，为GIS 在资源环境与城乡规划管理中应用打下基础。

二、实验准备阅读PPT严格按照下面的符号特征要求来做:1 数据符号化显示A.地图中共有6个区，将这6个区按照ID字段来用分类色彩表示；B.将道路按class字段分类：分为1～4级道路，并采用不同的颜色表示；C.地铁线符号Color：深蓝色，Width：1.0；D.区县界线Color：橘黄色，Width：1.0 ；E.区县政府Color：红色，Size：10，样式：Star3;F.市政府符号在区县政府基础上改为大小182注记标记A.对地图中6个区的Name字段使用自动标注，标注统一使用Country2样式，大小：16；B.手动标注黄浦江（双线河），使用宋体、斜体、16号字，字体方向为纵向，使用曲线注记；C.地铁线使用自动标注，采用Country3样式；D.道路中，对道路的Class字段为GL03的道路进行标注，字体：宋体，大小：10；E.区县政府使用自动标注，字体:宋体，大小:10；F.市政府使用自动标注，字体:楷体，大小:143绘制格网采用索引参考格网，使用默认设置。

4 添加图幅整饰要素A.添加图例，包括所有字段；B.添加指北针，选择ESRI North 3样式；C.添加比例尺，选择Alternating Scale Bar 1样式三、实验内容与主要过程制作上海市行政区划图（一）数据符号化首先我们打开ArcMap，点击Add Data添加各数据，选取数据层所在位置，添加各图层。

《地理信息系统》课程教学大纲英文名称：Geography Information System课程编码：总学时：48 实验学时：32 学分4适用对象：水文水资源工程专业学生先修课程：数据库原理及应用，数字测图原理与方法，地图投影与变换，计算机图形学，数字地图制图原理，数字测图课程设计等。

大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务1、本课程是水文水资源工程专业学生一门选修课。

2、目的是使学生通过本课程的学习，能够掌握地理信息系统的基本理论和技术方法，了解它的主要应用领域和发展方向，为从事地理信息系统在水文水资源工程应用奠定理论与技术基础，以便更好地水文水资源工程服务。

二、课程的教学内容及要求第1章 GIS绪论授课学时：2基本要求：1-1、掌握GIS概念1-2、了解GIS构成1-3、熟悉GIS的功能与应用1-4、了解GIS发展动态重点：GIS概念、构成和功能。

难点：GIS概念和功能和应用模型的理解。

第2章GIS空间数据结构和数据模型授课学时：42-1、了解空间数据结构2-2、掌握矢量数据结构和栅格数据结构2-3、熟悉矢栅比较和矢栅一体化数据结构2-4、了解数据模型2-5、熟悉GIS数据模型2-6、掌握GIS数据库的设计重点：描述地理实体数据的类型、拓扑矢量数据结构、矢栅数据结构相互转换方法、对象数据模型和时空数据模型、空间数据库的设计。

难点：矢栅数据结构相互转换方法。

四叉树栅格编码方式、对象数据模型理解、空间数据库的设计。

第3章GIS数据采集和质量控制授课学时：23-1、GIS地理基础3-2、地理实体分类与数据编码3-3、空间数据采集3-4、空间数据质量3-5、空间数据标准重点：GIS数据源、空间数据的地理参照系和地图投影、属性数据的分类分级方法、常见的空间数据输入误差和检核方法、GIS数据质量内容和类型和常用数据质量的评价方法。

难点：空间数据的地理参照系和地图投影、空间数据交换标准。

第4章空间数据处理授课学时：44-1、掌握矢量拓扑的自动建立4-2、熟悉矢量数据的图形编辑4-3、掌握空间数据坐标转换4-4、了解空间数据的压缩处理和数据结构转换4-5、了解空间数据的插值方法重点：点、线、面的捕捉和图形编辑的数据组织、几何纠正和投影变换方法、矢栅转换难点：矢量和栅格数据压缩方法及矢栅转换、链的组织，结点匹配和建立多边形。

《地理信息系统导论》复习资料（要点）陈诗吉（编）《地理信息系统导论》复习资料（要点）第一章GIS概述第一节GIS概念一、数据、信息和地理信息1、数据（1）定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。

（2）数据项可以按目的组织成数据结构。

但数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。

2、信息信息源自数据，信息是经过加工后的数据，它对接受者有用，对决策或行为有现实或潜在的价值。

目前，学术界对信息尚未形成一致的定义。

广义的认为，信息是物质运动状态和状态改变的方式，它通过数字、语音、图像、文本、图形等媒体形式来表现，它蕴含着事物相互间联系、发展趋势、过程规律等。

3、信息的基本属性包括客观性、传输性、共享性、适应性、等级性、可压缩性、扩散性、增殖性、转换性等。

信息最主要的特点：（1）客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息正确性和精确度的保证。

（2）传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端）和以一定的形式或格式提供给有关用户，也包括信息在系统内各个子系统之间的流转和交换。

（3）共享性：信息与实物不同，信息可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。

（4）适用性：可为决策提供支持。

4、信息与数据既有区别又有联系（1）信息是与物理介质有关的数据表达；数据中所包含的意义就是信息。

（2）数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以由一种数据形式转换为其他数据形式，但其中包含的信息的内容不会改变。

（3）数据是信息的载体，但并不就是信息。

只有理解了数据的含义，对数据做出解释，才能提取数据中所包含的信息。

（4）数据是原始事实，信息是数据处理的结果。

信息必须是有意义或有用的；使用的信息必须是完整、精确、相关和及时的。

（5）人的知识、经验作用到数据上，可以得到信息，而获得信息量的多少，与人原有的知识水平有关。

山东科技大学课程论文题目：空间信息可视化课程名称空间信息可视化理论与方法学生姓名张迪专业班级硕研13-4班学号 2013020415二零一三年十一月空间信息可视化总结论文摘要文章分析空间信息可视化的基本概念和应用，国内外研究现状和存在的主要问题入手，分析了空间信息可视化的基本原理，探讨了与空间信息可视化有关的关键技术。

关键字：空间信息可视化、计算可视化、数据可视化、信息可视化空间信息可视化是运用计算机图形学、图像处理技术和地图学的表达方式将空间信息输入、处理、查询、分析的结果用图形、图像结合图表、文字、表格、视频等可视化方式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。

具体地说，就是利用可视化原理、技术和方法，可对大量的空间数据进行处理，形象地、具体地显示其空间特性，使研究人员能直观地观察和模拟，从而丰富科学发现的过程，给予人们深刻与意想不到的空间洞察力。

完整的空间信息可视化概念要包括科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)、数据可视化(Spatial Data Visualization)以及近年来国际上提出的信息可视化(InformationVisualization)3个方面。

科学计算可视化指空间数据场的可视化，人们需要在计算过程、数据处理流程中了解数据的变化，然后通过图形、图像、图表以及其它可视化手段来检查、分析处理结果数据。

空间数据可视化技术指的是运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。

近年来，随着网络技术的发展，进一步提出了信息可视化的要求，为了使发现知识的过程和结果易于理解和在发现知识过程中进行人机交互，要发展发现空间知识的可视化方法。

通过可视化可以扩展人类的视觉功能，对大量抽象的数据进行分析，人们通过可视化技术可以了解数据之间的相互关系及发展趋势。

同时，海量数据只有通过可视化变成形象特征，才能激发人的形象思维，才能在表面上看来是杂乱无章的海量数据中找出其中隐藏的规律，为科学发现、工程开发、医疗诊断和业务决策等提供依据。

地图可视化中的空间数据分析一、地图可视化概述地图可视化是一种将地理数据和空间信息以图形化方式展示的技术。

它利用地图作为基础，通过颜色、形状、大小等视觉元素来表达数据的特征和关系，使得复杂的空间数据更加直观易懂。

地图可视化在城市规划、交通管理、环境监测、公共卫生等多个领域都有广泛的应用。

1.1 地图可视化的核心特性地图可视化的核心特性主要包括以下几个方面：- 直观性：地图可视化通过图形化的方式展示数据，使得用户能够快速把握数据的分布和趋势。

- 交互性：现代地图可视化工具通常具备交互功能，允许用户通过点击、拖拽等操作来探索数据。

- 多维度：地图可视化可以同时展示多个维度的数据，如人口密度、经济指标等，为决策提供全面的信息。

1.2 地图可视化的应用场景地图可视化的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 城市规划：通过可视化展示城市的空间结构和功能分区，辅助规划者进行城市设计。

- 交通管理：利用地图可视化分析交通流量和拥堵情况，优化交通路线和信号控制。

- 环境监测：展示污染物分布、气候变化等环境数据，评估环境状况和制定保护措施。

- 公共卫生：通过地图可视化分析疫情分布、医疗资源分布等信息，指导公共卫生政策的制定。

二、空间数据分析的基本概念空间数据分析是指对具有地理空间属性的数据进行分析的方法和技术。

它不仅包括数据的收集、存储和处理，还包括对数据的解释和应用，以揭示空间数据的内在联系和规律。

2.1 空间数据分析的关键技术空间数据分析的关键技术包括以下几个方面：- 地理信息系统(GIS)：GIS是一种集成的计算机系统，用于捕捉、存储、分析和展示地理空间数据。

- 空间统计学：应用统计学方法分析空间数据的分布特征和相关性。

- 空间建模：构建数学模型来模拟和预测空间现象的发展变化。

- 空间数据挖掘：利用数据挖掘技术发现空间数据中的模式和关联规则。

2.2 空间数据分析的流程空间数据分析的流程通常包括以下几个阶段：- 数据收集：收集具有空间属性的数据，如地理坐标、地形地貌等。