11信息并揭示其規(guī)律，是關于信息表達和傳輸?shù)睦碚?、方法與技術的一門學科。地理信息系統(tǒng)中的空間信息可視化從表現(xiàn)內(nèi)容上來分，有地圖（圖形、多媒體、虛擬空間信息可視化的基本形式和技術?？臻g信息輸出方式與類型空間信息輸出方式11.1列出了主要的圖形輸出設備。表11.1主要圖形輸出設備一覽表設備圖形輸出方式精度特點矢量繪圖機矢量線劃高適合繪制一般的線劃地圖，還可以進行刻圖等特殊方式的繪圖。噴墨打印機柵格點陣高可制作彩色地圖與影象地圖等各類精致地圖制品。高分辨彩顯屏幕象元點陣一般實時顯示GIS的各類圖形、圖像產(chǎn)品。行式打印機字符點陣差以不同復雜度的打印字符輸出各類地圖，精度差，變形大。膠片拷貝機光柵較高可將屏幕圖形復制至膠片上，用于制作幻燈片或正膠片。屏幕顯示顯示的圖形采用屏幕拷貝的方式記錄下來，以在其他軟件支持下直接使用。方面已經(jīng)做了不少卓有成效的工作。圖11.111.1計算機屏幕顯示地圖矢量繪圖量制圖設備上可以直接實現(xiàn)，也可以在柵格制圖設備上通過插補將點、線指令轉(zhuǎn)化為需要輸出的點陣單元，其質(zhì)量取決于制圖單元的大小。常用的矢量制圖儀器有筆式繪圖儀，它一個為X方向，另一個是Y方向。利用一8個對角方向移圖11.3 噴墨繪圖

打印輸出打印輸出一般是直接由柵格方式進行的，可利用以下幾種打印機。的墨水印在紙上而達成打印的效果，點精度達0.141mm，可打印比例準確的彩色地圖，且設②噴墨打印機（亦稱噴墨繪圖儀：是高檔的點陣輸出設備，輸出質(zhì)量高、速度快，隨GIS產(chǎn)品主要的輸出設備（見圖11.。③激光打印機：是一種既可用于打印又可用于繪圖的設備，是利用碳粉附著在紙上而成地理信息系統(tǒng)輸出產(chǎn)品類型中數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，反映了地理實體的空間特征和屬性特征。地圖(如圖，根11.。圖11.4普通地圖 圖11.5暈渲地形圖圖像圖像也是空間實體的一種模型（如灰11.6、11.7圖11.6正射影像地圖 圖11.7三維模擬建筑圖統(tǒng)計圖表據(jù)直接表示在表格中，使讀者可直接看到具體數(shù)據(jù)值。見圖11.8，11.9，11.10。圖11.11表示統(tǒng)計圖表與地圖的綜合使用所形成的專題地圖。圖11.8 ARCVIEW制作的統(tǒng)計表格與直方圖圖11.9圓餅狀統(tǒng)計圖 圖11.10直方統(tǒng)計圖圖11.11 GIS輸出的專題地圖（以統(tǒng)計符號表示人口與GDP值）可視化的一般原則符號運用路，而細實線表示低等級公路。)表征了圖上數(shù)據(jù)之間的數(shù)量差別，例如，或定性（qualitative）數(shù)據(jù)，例如，在同一幅地圖上可用不同的面狀圖案代表不同的土地利用類型。據(jù)的表達就局限在用不同的顏色和顏色陰影來顯示。運用符號表達空間對象時，要注意以下幾點：⑴符號的定位11.12狀符號、線狀符號的定位可參見地圖學書籍。圖11.12 符號移位1000100001010個點是一個比較難解決⑵易讀性顏色和陰影要截然不同，并且形狀要清晰可辨。號可以使行人和駕駛員不必讀文字而獲得交通信息。⑶視覺差異性提高易讀性，但過多的符號差異會導致圖面的繁雜，也不利于符號的識別。⑷絕對數(shù)據(jù)與派生數(shù)據(jù)制圖中的符號配置顏色運用（又稱色別地圖上色彩的運用遵循一定的經(jīng)驗法則，一般有以下幾個原則：⑴感情色彩：色彩與人的情感有廣泛的聯(lián)系，而不同民族的文化特點和背景又賦予色考慮人的感情色彩和情緒，使得效果更人性化。⑵習慣用色：在長期的研究實踐中，制圖人員總結出一系列的習慣用色，有的已約定成俗，有的已形成規(guī)范。數(shù)據(jù)表達中，要充分考慮人們在長期閱圖中形成的習慣和專業(yè)背景。(nominaldata)(ordinal)、區(qū)間(interval)和比率(ratio)1015種易于色彩的配置方案主要是通過色相、色值（亮度）和彩度（飽和度）的綜合運用來表達性方案、二元方案、順序方案、分支方案四種等，它們又可組成不同的色彩配置方案。①單變量色彩方案定性方案：單變量的定性方案主要表示不同性質(zhì)的種類，方案中的色彩亮度應該相似而不相等；二元方案：單變量的二元方案也是定性數(shù)據(jù)的一種表達，數(shù)據(jù)一般被分為兩個相對的/白、紅深藍等；序列方案：序列化方案用來表達有高到低分類的序列化數(shù)據(jù)，可用序列化的色彩亮度何種，必須保證采用顏色所形成的亮度序列與數(shù)據(jù)類的順序相關。分支方案：分支方案也稱為兩極方案，主要用來強調(diào)由關鍵點（平均值、中值、零點）向兩側(cè)擴散的量化數(shù)據(jù)顯示，可用向兩側(cè)擴散的亮度階來表示。②雙變量色彩方案在交互可視化探索中，二變量色彩方案可以進行更詳細的分類對比。一致性。來表示。下的小亮度色階用來表達方案中每個大亮度色階內(nèi)的分支變量。案，因為此方案需色彩差異來表達兩種變量。③三變量色彩方案三變量色彩變量通常用于表達構成百分比的和為100％的三個變量。注記運用每幅地圖都需要用一定的文字或者注記來標記制圖要素目、和諧的地圖是制圖者所面臨的一項主要任務。、寬度((、大寫與小寫等方面的不同變化。1～2種字樣，并選用另一些字體變化用于標注不同要素或符號來取得協(xié)調(diào)美觀的效果±±0650 975 1,300±Meters0650 975 1,300Meters11.13下圖是調(diào)整后的注記，字體均勻，圖面要協(xié)調(diào)許多GIS式的、基于思維的反復調(diào)整才能最終確定（圖11.1。圖面配置圖面配置是指對圖面內(nèi)容的安排。在一幅完整的地圖上，圖面內(nèi)容包括圖廓、圖名、圖事。一般情況下，圖面配置應該主題突出、圖面均衡、層次清晰、易于閱讀，以求美觀和邏輯的協(xié)調(diào)統(tǒng)一而又不失人性化。⑴主題突出制圖的目的是通過可視化手段來向人們傳遞空間信息點，同時在線劃、紋理、細節(jié)、顏色的對比上要與其他要素有所區(qū)別。11.14所示。坡度分級圖 ± 坡度分級圖±SLOPESLOPE0-1313-2121-2828-3535-4343-75

0-1313-2121-2828-3535-4343-750290580 1,160 1,740 2,320Meters 0290580 1,160

2,320Meters圖11.14 圖面內(nèi)容與圖例轉(zhuǎn)換⑵圖面平衡如圖11.15所示。圖11.15視覺的平衡⑶圖形-背景背景并不是簡單地決定應該有多少對象和和背景一樣的顏色，則讀者就會分不清陸地和水體（圖11.1。圖11.16 圖形-背景關系圖形背景比率的分離出來，可以使人們立即識別出陜西的形狀，并將其注意力集中到焦點上。⑷視覺層次背景關系的擴展。視覺層次是指將三維效果或深度引入制圖的視覺設計與開發(fā)過程，它根據(jù)各個要素在制圖中的作用和重要程度，將制圖要素置于不同的視覺層次中。最重要的要素放在最頂層并且離從而突出了制圖的主體，增加了層次性、易讀性和立體感，使圖面更符合人們的視覺生理感受。視覺層次一般可通過插入、再分結構和對比等方式產(chǎn)生。是否帶修飾，看起來都會更突出（圖再分結構是根據(jù)視覺層次的原理，將制圖符號分為初級和二級符號，每個初級符號賦予不同的顏色，而二級符號之間的區(qū)分則基于圖案。例如在土壤類型利用圖上，不同土壤類型用不同的顏色表達，而同一類型下的不同結構成分則可通過點或線對圖案進行區(qū)分。再分結構在氣候、地質(zhì)、植被等制圖中經(jīng)常用到。

圖11.17插入法圖形配置可以將圖形從背景中分離出來，如圖11.18所示。使用就會很刺眼。圖11.18對比法突出制圖主體和重要性（陜西省）制圖內(nèi)容的一般安排主圖中，還應注意以下的問題：①在區(qū)域空間上，要突出主區(qū)與鄰區(qū)是圖形與背景的關系，增強主圖區(qū)域的視覺對比度。②主圖的方向一般按慣例定為上北下南。如果沒有經(jīng)緯網(wǎng)格標示，左、右圖廓線即指內(nèi)，就可考慮與正常的南北方向作適當偏離，并配以明確的指向線。③移圖制圖區(qū)域的形狀、地圖比例尺與制圖區(qū)域的大小難以協(xié)調(diào)時，可將主圖的一部分移到④重要地區(qū)擴大圖對于主圖中專題要素密度過高，難以正常顯示專題信息的重要區(qū)域，可適當采取擴大圖一般不必標注方向及比例尺。副圖造圖等。圖名間關系（如圖11.1。圖11.19圖名位置的安排圖例體等的調(diào)節(jié)，還會對圖面配置的合理與平衡起重要作用（圖11.2。圖11.20圖例位置的安排比例尺放置了比例尺，反而有可能會得出不切實際的結論。統(tǒng)計圖表與文字說明統(tǒng)計圖表與文字說明是對主題的概括與補充比較有效的形式。由于其形式（大小、色彩）圖廓緯度分劃注記，有的為檢索而設置了縱橫方格的刻度分劃?？梢暬憩F(xiàn)形式等值線顯示等高線是表示地面起伏形態(tài)的一種等值線根據(jù)等高線的疏密和圖形，可以判斷地形特征和斜坡坡度。用等高線法表示地形，總體來說立體感還是較差的。因此對等高線圖形的立體顯示方(象位置移動的等位移線（如霜等（圖11.2，11.2。圖11.21明暗等高線圖（左）和粗細等高線圖（右）圖11.22交通為五分鐘的交通等距線分層設色顯示使地圖具有了一定的立體感。設色有單色和多色兩種。單色是利用色調(diào)變化表示地形的高低，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。，ft地用ft）為白色或紫色；海洋部分采用淺藍到深藍圖11.23）地形暈渲顯示

圖11.23分層設色圖置分直照暈渲、斜照暈渲和綜合光照暈渲；按色調(diào)分墨渲和彩色暈渲。圖11.24由DEM產(chǎn)生的地面暈渲圖暈渲法的基本思想是：一切物體只有在光的作用下才能產(chǎn)生陰影，才顯現(xiàn)得更清楚，ft11.25所示。光 光光照點 陰影斜照 直照 綜合光照圖11.25三種不同光源的光影成的陰影相似。光的斜照使地形各部位分為迎光面、背光面和地平面三部分。ftft體總的形態(tài)和基本走向，使之脈絡分明，有利于增強立體效果。斜照暈渲立體感強，ft形結構明顯，所以多為各種地圖采用。其缺點是無法對比坡度，背光面陰影較重，影響圖上其他要素的表示。直照暈渲又叫坡度暈渲。光線垂直照射地面后，地表的明暗隨坡度不同而改變。平地只適合于表示起伏不大的丘陵地區(qū)。另一種來補充。它具備了兩種暈渲的優(yōu)點，彌補了兩者的不足。墨渲是用黑墨色的濃淡變化來反映光影的明暗。由于墨色層次豐富，復制效果好，應用廣泛。印刷時用單一的黑色作暈渲色的很少，印成青灰、棕灰、綠灰者居多。彩色暈渲又分為雙色暈渲、自然色暈渲等。雙色暈渲，常見的有陽坡面用明色或暖色區(qū)則有黃、棕、青、灰等色的變化，再加以明暗的區(qū)別，可構成色彩十分豐富的圖面。剖面顯示剖面是指地面沿某一方向的垂直截面（或斷面，它包含地形剖面圖和地質(zhì)剖面圖等。地形剖面圖是為了直觀地表示地面上沿某一方向地勢的起伏和坡度的陡緩11.27所示從地形剖面圖上可以直觀地看出地面高底起伏狀況。圖11.27地形剖面圖地質(zhì)剖面圖是用來顯示地質(zhì)構造的一種特殊地形圖（專題地圖顯示

圖11.28地質(zhì)剖面圖種或幾種要素，使地圖內(nèi)容專題化、形式各異、用途專門化的地圖。專題地圖具有下列3個特點：素的顯示則較為概略，甚至不予顯示。見到的和能進行測量的自然現(xiàn)象或人文現(xiàn)象外規(guī)律。專題地圖按照表現(xiàn)方式來分主要有以下幾種：圖11.28使用點位符號法的專題地圖的圖表有兩種，一種是方向數(shù)量圖表，一種是時間數(shù)量圖表。③線狀符號法：用線狀符號表示呈線狀、帶狀分布要素的位置、類別或等級。如河流、海岸線、交通線、地質(zhì)構造線、ft脊線等，左圖表示某地區(qū)湖泊水的流向情況，右圖表示某地區(qū)不同級別河流的分布狀況：圖11.28使用線狀符號法的專題地圖數(shù)量的差異，也可以用連續(xù)的動線符號表示面狀分布現(xiàn)象的動態(tài)。各地區(qū)商業(yè)發(fā)展狀況：圖11.28使用面狀符號法的專題地圖此外，在專題地圖上還常使用柱狀圖表、剖面圖表、玫瑰圖表、塔形圖表、三角形圖表等多種統(tǒng)計圖表，作為地圖的補充。上述各種方法，經(jīng)常是配合應用的。下圖所示為使用柱狀圖來表示某地區(qū)每個城市各個年齡段的人口比例：圖11.28使用柱狀圖的專題地圖專題用圖三個基本類型：①自然地圖包括如地質(zhì)圖、地球物理圖、地震圖、地勢圖、地貌圖、氣候氣象圖、水文圖、海洋圖、環(huán)境圖、植被圖、土壤圖和綜合自然地理圖等。歷史地圖、旅游地圖等。下圖為上海行政區(qū)劃專題圖：

圖11.28上海行政區(qū)劃專題圖GIS視圖、立體透視圖以及各種地形模型與圖像數(shù)據(jù)疊加而形成的地形景觀等等。（１）立體等高線模型H=f(x,y)11.2。圖11.29 平面等高線（左圖）與立體等高線（右圖）（2）三維線框透視模型線框透視圖或線框模型是計算機圖形學和CAD/CAM領域中較早用來表示三維對象的模型，至今仍廣為運用，流行的CADGIS軟件等都支持三維對象的線框透對象之間的關系（如點在形體內(nèi)、外等）（圖11.30）。圖11.30 DEM三維線框透視圖（３）地形三維表面模型信息，以及與遙感影像等數(shù)據(jù)疊加形成更加逼真的地形三維景觀模型（圖11.3。三維模型 疊加河流網(wǎng)絡后的三維模型圖11.31 DEM三維透視模型空間信息的三維建模三維地GIS和計算機視覺等領域在多源影像數(shù)據(jù)利用和自動三維重建方面取得了長足進步LOD模型所謂LOD(levelsof實時可視化描繪中。其類似于柵格影像數(shù)據(jù)處理中的多分辨率概念，即影像金字塔。LOD技術是指計算機在生成視景時，根據(jù)該物體所在位置離視點距離的大小，分別調(diào)入詳細程度不同的模型參與視景的生成(如圖11.35)。其實現(xiàn)方法如下11.35地形場景簡化（據(jù)陳剛等，2001）①為物體建造一組詳細程度不同的模型利用模型的簡化方法或工具，對目標進行簡化分級，形成一組詳細程度有別的LOD(為便于描述，以下引進LOD數(shù)據(jù)模型。將一組LOD(，2給以標識（圖11.3。某目標個體LOD1 LOD2 LOD3 LODn11.36某物體一組詳細程度不同的數(shù)據(jù)模型②立體模型與視距間的關系約定通過計算視點與目標點間的距離求出目標的視距，為每一個被觀察目標建立一組有關LOD首先判斷目標的當前視距處于哪個視距段，再找到該視距段所對應的該目標LOD數(shù)據(jù)模型的標識號，調(diào)用標識號所指向的LOD模型來代表該目標參與視景生成。還可以在最近和最遠處多分辨率建模方法根據(jù)不同細節(jié)層次建模需要，可以分別采用以下不同的數(shù)據(jù)源和建模策略重建三維場景模型。①根據(jù)DEM擬景觀。②直接使用CAD、3DS、3DMAX等設計數(shù)據(jù)，逼真表示規(guī)劃設計成果的精細結構和材質(zhì)特征；這種方法可以達到較高水平的細節(jié)程度，不僅能表示目標外觀，而且還能充分展現(xiàn)目標的內(nèi)部形態(tài)。③利用攝影測量、激光掃描或其他地面測量手段采集的三維編碼數(shù)據(jù)和實際影像紋理逼真表示建筑景觀的現(xiàn)狀；該方法一般不表示實體內(nèi)部特征，根據(jù)不同分辨率的圖像可以達到各種細節(jié)水平，廣泛用于大范圍場景模型的快速重建。傳統(tǒng)的二維線劃數(shù)據(jù)如GIS中的DLG)和相應的高度屬性法主要用于表現(xiàn)較低細節(jié)水平的景觀輪廓特征。基于上述不同細節(jié)層次模型的混合表示，便可以滿足多尺度表示的需要。因此，可以特征。攝影測量與遙感方法便于大范圍三維模型的快速重建，但不便實現(xiàn)“真三維進待CAD技術的強力支持。而基于各種距離的三維激光掃描得到的離散點數(shù)據(jù)建立各種復雜的表面模型正成為多分辨率建模的主要研究方向之一。CAD與三維GIS的集成城市規(guī)劃、建筑設計等領域廣泛應用著基于CAD的三維建模與編輯方法。將這種方法產(chǎn)生的三維模型數(shù)據(jù)納入GIS、實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的集成有兩個重要意義：一是城市規(guī)劃、建筑設計普遍采用CAD生產(chǎn)，CAD數(shù)據(jù)廣泛可得；二是CAD)利用CAD系統(tǒng)創(chuàng)建和編輯往往比較方便。因此，三維GIS的成功應用迫切需要與CAD進行有機的集成?；谟嬎銠C圖形學對三維形體的繪制與渲染方法，以下兩種數(shù)據(jù)模型在CAD系統(tǒng)中具有較廣泛的代表性：(CSG)：此模型在CAD)通過正則的()稱CSG樹)，以此表示復雜的幾何形體。②邊界表達模型(BR)：理論上能夠建立較大區(qū)域范圍內(nèi)的三維模型。一個CAD系統(tǒng)往往利用了幾種不同的數(shù)據(jù)模型(編輯CAD(的方便性，很少注意到對象之間的拓撲關系，但在GIS中這無疑是一個欠缺；更重要的是在GIS中的幾何對象需要同時具備幾何屬性和語義屬性，但CAD系統(tǒng)一般只需考慮單個模型的空間表達，追求模型在視覺上的逼真與美觀，不必關心其數(shù)據(jù)量。在GIS中需要大量的三維幾何模型，如不加以一定的優(yōu)化和簡化處理，就會帶來許多問題，如數(shù)據(jù)的調(diào)度與管理、重繪刷新速度與瀏覽平滑度等。三維景觀顯示基于紋理映射技術的地形三維景觀真實地物表面存在著豐富的紋理細節(jié)一般將景物表面紋理細節(jié)的模擬稱為紋理映射技術。紋理映射技術的本質(zhì)是：選擇與DEM同樣地區(qū)的紋理影像數(shù)據(jù)，將該紋理“貼”在通過DEM所建立的三維地形模型上，從而形成既具有立體感又具有真實性、信息含量豐富的DEM景物空間和圖像空間三者之間的映射關系基于遙感影像的地形三維景觀各類遙感影像數(shù)據(jù)(航空、航天、雷達等)記錄了地形表面豐富的地物信息，是地形景觀模型建立主要的紋理庫。DEM(6個)的明顯特征點，量測其影像坐標的精確值以及在地面的精確位置(航攝相片)DEM數(shù)據(jù)細分后的每一地面點可依透視變換參數(shù)確定其在航攝相片圖像中的位置，經(jīng)重采樣后獲得其影像灰度，。11.40（航空）正射影像+DEM(如圖。不同的是由于不同圖像建立相應的投影映射關系。11.41（遙感）正射影像+DEM需要說明的是，對大多數(shù)工程而言，用于建立地形逼真顯示的影像數(shù)據(jù)只有航空影像于一般大比例尺的地面重建?；诘匚锆B加的地形三維景觀將圖像的紋理疊加在地形的表面DEM真地反映地表的實際情況，而且這樣生成的地形環(huán)境還能進行空間信息查詢和管理。對于這些復雜的人工和自然地物的三維造型，可利用現(xiàn)有的許多商用地形可視化系統(tǒng)(如Multi