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1、第八章 GIS数据显示与地图输出,主讲：吴会胜,GIS 输 出,？,采集和存储不是目的，是为输出服务的,主 要 内 容,数据输出类型与设备 地图符号系统 地图注记 地图设计 专题信息表达,输出产品类型,数据输出设备与类型,输出产品类型,数据输出设备与类型,输出产品类型,数据输出设备与类型,输出产品类型,数据输出设备与类型,地图地理数据最佳的表现方式,GIS中图形的输出的主要形式，是空间实体的符号化模型。,能有效地传递地理信息,输出产品类型,数据输出设备与类型,地图地理数据最佳的表现方式,图名、地图主体、图例、指北针、比例尺、文字说明、图廓,格网、地图投影名称、插图等,输出产品类型,数据输出设备
2、与类型,地图的分类（使用目的） 普通地图（很少用于GIS） 用于一般目的，如地形图 专题地图 用于特殊目的，如公交线路图 地图的分类（数据类型） 定性地图 描述不同的数据类型（标称和有序），如土地利用图 定量地图 表达排序和数值数据（区间和比率），如城市人口图,输出产品类型,数据输出设备与类型,图像空间实体的一种模型,采用人的直观视觉变量如色、灰度、模式表示空间实体的质量特性。通常将空间划分为规则的单元，并赋予视觉变量。,输出产品类型,数据输出设备与类型,统计图表非空间信息的可视化表达,统计图与地图综合使用，形成以统计符号表示的专题图,柱状图、扇形图、直方图、折线图、散点图等,空间数据可视化,
3、数据输出设备与类型,指利用计算机图形图象技术，将复杂的科学现象，自然景观及一些抽象的概念图形化的过程，其目的是便于人们理解现象，发现规律和传播知识。总之，可视化是对人脑印象构造过程的一种仿真，以支持用户的判断和理解。,空间数据可视化,数据输出设备与类型,在GIS的发展历程中，一开始就十分重视利用计算机技术，实现空间数据的图形显示和分析。以充分直观的表示空间数据处理分析的结果。因此，从某种意义上说GIS的可视化研究早于科学计算可视化的研究。,空间数据可视化,数据输出设备与类型,可视化技术包含交流和认知分析，它通常需要模型的支持。如对地图的可视化形成了虚拟地图、动态地图、交互式地图、及超地图等概念
4、。,空间数据可视化,数据输出设备与类型,二维数据的可视化 主要研究二维图形的显示算法，如画线、符号库和符号化、颜色设计、图形输出打印等。 2.5维图形的可视化 以地形分析为核心，研究用二维数据表示三维数据，即将三维数据投影到二维屏幕上，显示之。其实质是研究三维到二维数据的坐标变换、隐藏线隐藏面消除、光照模型。无法表示三维物体的体特征。 真三维数据的可视化 90年代以来三维物体的体特征的可视化研究成了热点 必须指出，为提高GIS可视化的实用性，在GIS可视化研究中一直十分注意在地形图上显示地物要素，研究点、线、面要素在三维景观上的叠加算法,数据输出方式,数据输出设备与类型,屏幕显示 矢量绘图 打
5、印输出,数据输出设备与类型,数据输出设备,地图符号,地图符号系统,地图符号,地图符号系统,大小：表征地图数据的数量差距 明度：颜色的明暗程度 彩度：颜色的丰富程度 纹理：表征地图数据的质量差距 形状：地图符号 色调：区别色彩的性质 图案：表征地图的标称或定性数据,符号色彩,地图符号系统,RGB表示，三基色定理 白色（R G B）= （255， 255 ，255） 黑色（R G B）=（0，0，0） R G B组成的立方体是非线性的 即两种颜色相近的程度不能简单地用欧氏距离来表示,黑,白,符号色彩,地图符号系统,色相（hue) 色值（value） 彩度（chroma),符号色彩,地图符号系统,色
6、别表示不同类型的空间对象 同类对象的色彩亮度和饱和度用来区分其重要程度 色别适合表示定性数据，饱和度和亮度表示定量数据,地图色彩运用规则,符号色彩,地图符号系统,单色相方案。最简单、最有效的表现定性数据的色彩方案。该方案采用单一色相而用不同色值和彩度的组合来生成一个系列的色彩方案。 单色调 + 明度 + 彩度定量数据,符号色彩,地图符号系统,双端色方案。采用两种主色的渐变色。例如，双端色方案可由深蓝到浅蓝然后再由浅红到深红。双端色方案适合于表现具有正、负值或者增加与减少的数据。,符号色彩,地图符号系统,部分光谱方案。用可见光光谱中相邻的颜色来表示数量差异。在该色彩方案下。,符号色彩,地图符号系
7、统,全光谱方案。采用了可见光光谱中的所有颜色。通常不推荐本方案用于定量数据的制图（高程和温度除外）。,注记内容,地图注记,1、名称注记 名称注记最重要，在地图上数量最大。而且。随着地图比例尺的缩小，单位面积上的名称注记数目(注记密度)往往会增大。 2、说明注记 说明注记常用于注释的简单表达，如图廓外的道路到达地的注记、用 “铁”表示铁矿、用“粮”来表示粮仓等。 3、数字注记 数字注记，比如高程、道路宽度、人口数、水深等。,地图注记由字体、字大或字级、字隔及排列方向、位置、色彩5个因素构成。用不同字体和颜色区分不同事物；用注记的大小等级反映事物分级以及在图上的重要程度；用注记位置以及不同字隔和排
8、列方向表现事物的位置、伸展方向和分布范围。,注记内容,地图注记,字体属性 字样字体的设计特征 字形字母形状 大小 颜色,注记方式,地图注记,单点注记，该方式给定一个点的坐标，以此点为起点注记一串字符，注记方向角一般为零。 双点注记，指给定两个点的位置坐标，注记的一串字符及其方向由这两个点位来决定。 布点注记，它将一个整体注记的每个字符对应一个点位和方向，其中单点布点时给定一个点位；双点布点时给定两个点位，方向由两个点来决定。 参考线注记，沿着一条已有的参考线如公路线，平行或垂直于参考线自动布点，效果与双点布点相类似。,注记方法,地图注记,交互式标注文字 指定字段值交互式标注 全自动属性值标注,
9、使用规则,地图注记,字样/颜色/罗马字体/斜体定性数据 大小/粗细/大小写=定量数据 点状要素的名称放在点状符号右上方 线状要素的名称与要素走向平行 面状要素的名称在要素范围之内,使用规则,地图注记,使用规则,地图注记,ArcGIS提供两种注记方式 动态标注：Label法 自动标注 不能单独选择或调整 交互式标注：Annotation法 单独调整或改变 动态标注可以转换为交互式标注 GIS实现自动标注仍有困难 比例尺转换时 标注相互压盖时,地图设计,GIS地图的设计是指在明确地图的主题、用途和输出或显示媒体的前提下，选择地图内容、投影、表示方法、数据分类分级和综合原则，设计地图符号和注记，进行
10、图面配置的过程。,地图设计,增强地图传递信息的功能 平衡、一致、有序、协调 与人的思维、美学等相关 版面布局、平面结构、视觉层次,地图设计,地图设计准备-地图内容设计-编写地图设计书-地图设计,地图设计步骤,确定地图的用途和对地图的基本要求； 分析借鉴已有的同类型地图； 研究分析制图资料； 研究分析制图区域的地理特点； 设计地图的数学基础；,地图设计,地图设计准备-地图内容设计-编写地图设计书-地图设计,地图设计步骤,地图的分幅和图面设计； 地图内容及表示方法设计； 各要素制图综合指标的确定； 地图制作工艺设计； 样图试验。,地图内容和形式设计,地图设计,地图内容的设计主要是根据地图的用途和要
11、求，制图对象的特点和成图比例尺，确定地图上表示的内容和形式。即表示哪些内容，用什么方法表示，哪些内容用主图表示，哪些内容用附图表示，哪些内容用文字说明等。,符号设计,地图设计,符号是地图内容的图形表达，地图内容和形式的设计要达到协调完美，除了对表示方法有深刻的了解外，还要能熟练地设计和恰当运用各种符号。,符号设计,地图设计,主观因素 符号视觉变量和视觉感受效果 符号构图的视觉生理、心理因素 地图信息的视觉感受水平 符号的传统习惯和标准,客观因素 地图资料的特点 地图的用途和内容 地图比例尺 地图的使用环境要求 印刷工艺和成本要求,符号设计,地图设计,与地图的用途相协调 层次分明突出重点内容 系
12、统协调突出特色 考虑用户的认知习惯 考虑地图显示设备或印刷材质,色彩设计基本要求,概括指标的设计,地图设计,地图概括指标的设计，主要是确定各要素的取舍指标和图形简化标准。如图上选取大于1cm长的河流；在全国政区图上只选取县级以上的居民点等。图形简化标准就是确定图形简化的原则和尺度，如规定内径小于0.5cm的弯曲海岸线进行舍弯取直，但有时为了保持要素的主要特征，对某些小的弯曲往往还要进行扩大表示。,地图数学基础设计,地图设计,地图投影的选择 除国家基本比例尺地形图外，其他类型的地图要根据地图的用途、制图区域位置、大小和形状等因素，选择适当的地图投影。,地图数学基础设计,地图设计,地图比例尺的选择
13、,选择比例尺的依据：地图用途、制图区域大小、图纸规格、要求精度等； 各种因素制约下，确定的比例尺应尽量大； 计算的比例尺数值，应向小里凑整并尽可能取整数。,地图数学基础设计,地图设计,地图比例尺的选择,单幅地图,长度估算法,经纬差概算法,精度近似计算法,地图集,套框法,参考数据法,地图数学基础设计,地图设计,Dmax表示制图区域南北或东西实地长度的最大值；dmax表示地图幅面长或宽的较大值； 表示取整； 一般M要为10的整倍数。,地图比例尺的选择长度估算法,地图数学基础设计,地图设计,地图比例尺的选择套框法,根据制图区域范围和地图幅面的大小，选定一幅小比例尺地图作为工作底图； 找出图集中制图区
14、域范围最大的一幅，以规定的幅面概算出该幅图的比例尺，初步拟定一个比例尺系列； 确定内图廓尺寸，并换算为各种比例尺地图上相应的实地长度； 将实地长度转换为设计用的工作底图上的尺寸； 根据计算出的尺寸在透明胶片上绘出相应的图框，以此在设计用的工作底图上框套确定各区域适用的地图比例尺。,地图分幅设计,地图设计,地图的图纸尺寸称为地图的开本或开幅，确定地图开幅大小的过程就叫分幅设计。,地图分幅设计,地图设计,统一分幅地图的分幅设计 国家统一分幅地图是按一定规格的图廓分割制图区域所编制的地图。 分幅地图的图廓可能是经纬线，也可能是一个适当尺寸的矩形。,地图分幅设计,地图设计,内分幅地图的分幅设计 内分幅
15、地图是区域性地图，特别是多幅拼接挂图的分幅形式，其外框是一个大的矩形，内部各图幅的图廓也都是矩形，沿图廓拼接起来成为一个完整的图幅。,地图分幅设计,地图设计,内分幅地图的分幅设计,纸张规格； 印刷条件； 主区在总图廓中基本对称，同时要照顾同周围地区的经济和交通联系； 内分幅中各图幅的印刷面积应尽可能平衡； 其他要求：分幅时还应照顾到图面配置，尽量不破坏重要目标的完整。,地图分幅配置设计,地图设计,图幅配置设计指图面主区、图名、图例、图廓、附图等内容的大小、位置及形式的设计。,保持整体图面清晰易读 保持整体图层的层次结构 保持整体图面的视觉对比度 保持图面的视觉平衡和整体协调,地图分幅配置设计,地图设计,主区：主要空间，视觉中心，饱满均匀； 图名：明确、有概括性，上方、横排为主； 图例：符号要完备、一致，标志说明（含义）要明确，系统要科学，边框设计合理； 比例尺：醒目，下方放置为主，注意视觉平衡； 图廓：内图廓简单，外图廓美观； 附图、图表和文字说明等，数量不宜太多，位置配置应注意图面的平衡。,地图拼接设计,地图设计,图廓拼接：使用时沿每幅图图廓拼接起来。分带投影图幅拼接困难，可采用设置重贴边带的方法解决； 重叠拼接：多福印刷的挂图拼接时，为避免因裁切不准导致的露白或切掉地图内容，就要在两幅相邻的图幅之间设置一个重叠带（通常1cm左右），即这条带的内容在两个相邻的图幅上
