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篇地理空間數據可視化概念范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

地理空間數據可視化概念范文第1篇

關鍵詞：GIS；廣播電視；網絡管理

一、概述

GIS是地理信息系統(Geog raphic Information System)的英文縮寫，它是一項集計算機科學、地理學、信息學、管理科學等于一體的多學科綜合技術，它獨具的空間地理信息、圖形處理能力，為與空間地理信息有關的領域提供了強有力的支撐，正被廣泛用于進行城市規劃與建設，通信、電力、交通、人口統計，甚至于軍事、商業等領域。

地理信息系統顧名思義是是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統。在GIS中，現實世界被表達成一系列的地理要素和地理現象，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部分組成。GIS技術的特點是按一定的空間拓撲關系，以數據庫的形式來儲存各種空間地理要素及屬性數據，以圖形方式來描述各種空間地理要素，并利用關系數據庫管理系統的成熟技術，將地理屬性數據管理和空間數據的拓撲關系相結合，使被描述的事物既直觀又生動。GIS在空間拓撲關系上實現了地理的描述性數據和空間數據的有機結合。

廣播電視網是一個綜合覆蓋的概念，它包括由中波、調頻廣播和電視地而廣播與衛星廣播組成的無線覆蓋網，及有線廣播和有線電視廣播組成的有線覆蓋網，還包括提供、傳輸信號源的微波、光纖網絡，規模龐大，特別在三網融合背景下，全國統一成一張網也只是時間問題。

二、GIS在廣電網絡規劃與管理中的應用

地理信息系統的主要特點是實現了圖形與數據的結合，為用戶提供了許多用于顯示地理空間數據的工具，以可視化的方式提供了一種嶄新的決策支持方法。

廣播電視覆蓋網規劃與管理是一項復雜的工作，從臺站規劃、臺址選擇到場強預測、覆蓋分析、干擾分析、頻率指配等一系列覆蓋網管理與建設工作，無不涉及到地理空間信息的表達、展示、處理與分析，但是采用人工在紙質地圖上繪制的方法進行規劃時，缺乏精密性及使用的靈活性。尤其在地形復雜多變的地區，在進行干擾分析、覆蓋計算時對臺站位置信息的要求很高，往往失之毫厘，謬之千里。利用地理信息系統無縫集成屬性數據與空間數據的能力，可將在屬性數據庫中記錄的覆蓋網信息準確地描繪在電子地圖上，將臺站分布信息準確而又直觀地反映出來。

通過GIS的支持應實現對廣播電視網絡規劃與管理的以下功能：

1.數據可視化表現，基于空間電子地圖的廣播電視網絡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.空間數據的檢索、轉換、維護與處理。

3.在網絡改造等業務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.計算機智能輔助設計功能。

5.其他延伸功能。

三、廣電GIS系統設計

1.系統目標

緊緊圍繞廣播電視臺網管理與頻率規劃體系，結合現代高新技術，建立一個方便操作、集成化程度高、具有較高技術水平，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行空間分析、模型計算和提供科學決策支持的廣播電視臺網管理與頻率規劃地理信息系統。系統軟件平臺的主要功能包括廣播電視的數據傳輸、數據轉換、數據維護與處理、數據管理以及廣播電視分析結果的可視化；空間數據檢索、數據可視化表現等。

2.系統框架

(1)系統組成：數據庫維護與支持系統和業務決策系統

(2)數據存儲子系統結構設計。

(3)數據維護子系統結構設計。

(4)業務決策子系統結構設計。

3.數據編碼的銜接

廣電部門業務管理與決策活動與地理空間的分布相關性非常高，如廣播覆蓋數據的計算等必須以地理依托才能獲得。因此，GIS在廣電覆蓋網絡的應用中，需將廣電信息與GIS空間數據進行集成與融合。

用戶數據庫的建立要統現全局，確保其開放性，兼容性和可操作性，保證今后開發的諸多子系統也可完全與之兼容，首先要保證用戶ID的唯一性和統一性，可借鑒和參考國內外廣電網絡資源管理的各種規范，結合行政區域和信號路由確定用戶ID。

系統包含的數據內容不同、類別多樣，要利用這些數據，對其進行管理和分析，必須對這些不同類型和形式的數據擬訂統一的分類標準和規范，為數據的統一編碼，制定統一的數據規范提供依據。基本原則包括：

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

(2)現實性原則，充分考慮數據來源、數據可獲得性、數據分析運算的方便程度，數據分類的級別數。

(3)繼承性原則，應盡量采用標準分類或已經為大多數人接受或經過實踐檢驗合理的分類。

采用地理編碼驅動技術進行數據連接：以地理編碼系統作為連接空間信息與屬性信息、空間信息與業務信息的橋梁，使各種數據進行連接。建立參考系統，對系統的公共數據項進行統一定義、統一編碼。建立數據交換、格式標準，實現空間數據與專業數據的動態集成，建立統一的定位基準建立統一的編碼體系：按照上述原則，選取行政區劃代碼作為基本連接項，并以此為基礎建立統一的編碼體系。編制臺站編碼和發射機編碼，以唯一確定系統內的臺站與發射機，并將其作為信息查詢檢索的關鍵字。由臺站類型、臺站所處地域的行政區劃代碼以及該行政區劃內臺站序碼構成臺站編碼，發射機編碼由臺站編碼加發射機序碼組成。該編碼的確定為廣播電視信息與的空間數據的融合創造了有利條件。

地理空間數據可視化概念范文第2篇

【關鍵字】三維GIS；工程測量；應用

近年來，隨著我國科學技術的發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應用在房產、旅游、安防、城市規劃等方面較多一些，但是他們的技術不夠成熟，只是針對自己的領域開發的， 沒有從理論上加以系統完整的研究。

1.三維GIS的概念

三維GIS從不同的視角出發有著不同的概念。從數據庫出發認為GIS是一個數據庫系統，在數據庫里的大多數數據能被索引和操作，以回答各種各樣的問題。從工具箱角度出發認為GIS是一個從現實世界采集、存貯、轉換、顯示空間數據的工具集合。從組織機構出發認為GIS是一個功能集合，能夠存貯、檢索、操作和顯示地理數據，是一個集數據庫、專家和持續經濟支持的機構團體和組織結構，提供解決環境問題的各種決策支持。各個定義的側重點不同，但是都能突出整個三維實體空間的高精度建模和準確的度量分析。

三維GIS借助強大的地理空間數據庫，運用地理模型分析，提供了多種信息資源，為地理研究和決策提供了依據。在三維GIS中，空間目標通過X、Y、Z三個坐標軸來定義，以立體造型技術給用戶展現地理空間現象，不僅能夠表達空間對象間的平面關系，而且能描述和表達它們之間的垂向關系。GIS在處理二維空間的應用較多，但是隨著GIS應用的深入，人們越來越多地要求從三維空間來處理問題。經過三維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論的有用數據。三維GIS正常運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據庫。三維GIS可以輸入數據，分析數據，輸出數據，通過對地理數據的輸入、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、環境、運輸、城市設施和其它管理的規劃與管理提供決策支持。三維GIS記錄著整個地球或者部分區域的環境情況和資源的使用情況，可以說是對人類現實居住環境的描述記錄。從其深層內涵上來看，三維GIS是一個由計算機程序和地理數據有機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。三維GIS還具有對空間對象進行三維空間分析和操作的特有功能，具有獨特的管理復雜空間對象能力及空間分析的能力等優點。

2.三維GIS在工程測量的特點

2.1空間可視性

（1）空間地物輪廓特征的可視化。三維GIS是利用數據對現實世界空間關系的模擬，使我們能夠比較直觀的感受到空間各種事物的狀態。它利用現實的尺寸距離按照一定的比例縮放，而且對于現實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空間的屬性信息相結合的結果。例如，我們可以在地理信息系統中查出某地區的地理概況、人口密度、占地面積、資源使用情況，通過測量相應的尺寸就可以換算為現實的距離，粗略的規劃設計施工方案，這樣空間地物的屬性信息實現了信息可視化，可以更全面的考慮到實際情況，使得定位更加準確。

2.2空間導向性

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

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

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系，這非常便于空間的分析。

三維GIS的空間思維主要表現在，利用三維GIS固有的系統工具對輸入的數據信息進行處理，得到直觀的數據分析圖。三維GIS中積聚許多處理工具，各個工具利用其具有的功能對數據分析，每個工具將結果交由系統處理，得出可視化的分析結果。三維GIS的空間思維功能能夠提供給我們空間關系、空間分布模式和空間發展趨勢等，這是其他信息系統不能達到的。如城市與區域規劃中，對于地理信息系統的使用特別多，是利用其空間思維的典范。

3.三維GIS在工程測量中的應用現狀和前景

目前，三維GIS在工程測量中的應用逐漸廣泛，標志著工程測量技術的發展方向。它具有精度高、效率高、測試簡便等優點，能精確的測量工程數據。遙感技術是地理信息系統的一種技術，它是通過航空或衛星利用可見光、紅外、微波等對地形地貌進行攝影成圖的技術。三維GIS為國土資源的開發利用和城市規劃建設提供了寶貴的信息資料，廣泛應用在繪制大比例尺地形圖和工程圖。三維GIS技術的應用可以有效地避免環境的艱苦惡劣，而且工作效率高，精度高、準確性有保障。利用三維GIS技術，實現了數據采集與圖形編輯的同步完成，加之近年來出現了掌上電腦，小巧方便，操作簡單，功能齊全，可以與全站儀無線聯機，采集數據成圖，加快了三維GIS在城市建設的工程測量中的應用步伐。

三維GIS在工程測量上的應用，對工程測量是一次革命性的轉變，也是工程測量必然的發展趨勢。三維GIS側重于對數據的讀取分析，是目前比較強大的數字地面模型的解析工具。通過對數據庫處理分析實現全球變化、環境監測、海洋導航、防災減災等領域。

地理空間數據可視化概念范文第3篇

GIS(Geographical Information System，地理信息系統)早已不限于地理學研究和應用的領域，目前已與各行各業和我們的日常生活產生了千絲萬縷的聯系，更重要的是它的應用領域還在不斷擴大，甚至可伸及企業信息化的過程中。

一、GIS及其簡史

GIS是計算機科學、地理學、測量學和地圖學等多門學科的交叉，它是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法適時提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

從表現形式來看，GIS表現為計算機軟硬件系統，其核心是管理、計算、分析地理坐標位置信息及相關位置上屬性信息的數據庫系統。它表達的是空間位置及所有與位置相關的信息，所以，GIS又是地球空間實體的再現和綜合，其信息的基本表達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、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統”。

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數字形式的地圖，便于計算機處理分析”這樣的目的。1963年，加拿大測量學家R.F Tomlinson首先提出了GIS這一術語，并建成世界上第一個GIS(加拿大地理信息系統CGIS)，用于自然資源的管理和規劃。那時的GIS注重于空間數據的地學處理。

20世紀70年代以后，隨著計算機軟硬件水平的提高，以及政府部門在自然資源管理、規劃和環境保護等方面對空間信息進行分析、處理的需求，GIS得到了鞏固和發展。

進入20世紀80年代，GIS的應用領域迅速擴大，商業化的軟件開始進入市場，其應用從基礎信息管理與規劃轉向空間決策支持分析，地理信息產業的雛形開始形成。

20世紀90年代以后，伴隨著計算機技術和網絡技術的迅猛發展，GIS的應用也日趨深化和廣泛，在國土資源、農業、氣象、環境、城市規劃等領域成為常備的工作系統。尤其是1998年前美國副總統戈爾提出“數字地球”的概念以來，GIS在全球得到了空前迅速的發展，廣泛應用于各個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。

二、GIS的最新發展

1.日趨與計算機信息技術融合

近年來隨著計算機軟、硬件技術和通信技術的高速發展，GIS技術也得到了迅速的發展和更廣泛應用，并日趨與主流IT技術融合，成為信息技術發展的一個新方向。

2.動態、多源、多維化

最新GIS技術將逐漸擺脫先前的主要處理靜態的、二維的、數字式的地圖技術的約束，而從傳統的靜態地圖、電子地圖發展到能對空間信息進行可視化和動態分析、動態模擬，支持動態的、可視化的、交互的環境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數據。

其中，可視化仿真技術，能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態的信息進行實時交互操作；虛擬現實技術以三維圖形為主，結合網絡、多媒體、立體視覺、新型傳感技術，能創造一個讓人身臨其境的虛擬的數字地球或數字城市。

先進的對地觀測技術、互操作技術、海量數據存儲和壓縮技術、網絡技術、分布式技術、面向對象技術、空間數據倉庫、數據挖掘等技術的發展都為GIS的發展和創新創造了新的手段。

3．第4代GIS技術

隨著計算機硬件性能的提高以及面向對象、網絡和數據挖掘等主流IT技術的發展，在科技部有關部門的倡導下，目前國內學術界又提出了第4代GIS技術的概念。第4代GIS技術將主要有如下特點。

支持“數字地球”或“數字城市”概念的實現，從二維向多維發展，從靜態數據處理向動態發展，具有時序數據處理能力。

基于網絡的分布式數據管理及計算、Web-GIS和B/S體系結構，用戶可以實現遠程空間數據調用、檢索、查詢、分析，具有聯機事務管理(OLTP)和聯機分析(OLAP)管理能力。

面向空間實體及其相互關系的數據組織和融合，具有矢量和遙感影像數據互動等多源數據的裝載與融合能力，多尺度比例尺數據無縫融合、互動。

三、GIS的應用及趨勢

1.GIS的應用范圍

人類的信息中有80％與地理位置和空間分布有關，所以GIS具有非常廣泛的應用。目前，GIS已經比較成熟地應用于軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護、110和120快速反應系統等。

今后，GIS的應用將在市場分析、企業客戶關系管理、銀行、保險、人口統計、房地產開發、個人位置服務等領域得到廣泛的應用，這些領域將是GIS產業發展的新的增長點。實際上，GIS的應用將加速度地深入人們的工作和生活的各個方面。

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

2.GIS與數字城市

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

數字城市建設包括4部分內容，即基礎設施、電子政務、電子商務及公眾信息服務。而GIS應用貫穿上述4個部分和各個層面，從城市基礎地理信息數據庫到政府空間數據共享、電子商務物流配送以及基于網絡的公眾地理信息服務，GIS都發揮著不可缺少的作用。

從具體的應用來說，GIS已經廣泛應用于構成數字城市的眾多行業，如城市規劃、城市地下管網、電力、電信、公安、消防、急救等等方面。

地理空間數據可視化概念范文第4篇

關鍵詞：地理信息系統 水利水電工程 仿真 應用

水利水電工程多數較為龐大而復雜。如何采用科學有效的設計方法以提高設計效率，怎樣直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程，是提高工程設計和管理現代化水平的關鍵。因此，尋求新的技術和計算機輔助設計的方法成為必然趨勢。GIS是近年來迅速發展起來的一門地學空間數據與計算機相結合的新型空間信息技術，它把現實世界中對象的空間位置和相關屬性有機地結合起來，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，進行各種輔助決策。

一、GIS在水利水電工程建設中的應用綜述

將GIS應用于水利水電工程建設，以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點，可以將復雜施工過程用動畫圖像形象地描繪出來，為全面、準確、快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具，實現工程信息的高效應用與科學管理，以及設計成果的可視化表達，進而為決策與設計人員提供直觀形象的信息支持。這給施工組織設計與決策提供了一個科學簡便、形象直觀的可視化分析手段，有助于推動水利水電設計工作的智能化、現代化發展，極大地提高工程設計與管理的現代化水平，促進工程設計界的“設計革命”。

1．GIS應用于施工導截流三維動態可視化

采用GIS軟件系統與其他平臺結合的模式中集成模式與擴展連接模式相結合的方式來開發施工導截流三維動態可視化仿真系統。將水文實時數據庫和大壩施工實時數據庫等數據庫存放在GIS平臺的表Table中，通過Windows的DDE技術將數據傳遞給調洪演算、日徑流模擬、導流實時風險率計算等模塊，這些模塊用VC＋＋、VB等平臺開發16，模擬所得數據再傳回GIS平臺，以圖形、報表的形式輸出。GIS強大的數據庫管理和圖形顯示輸出能力在這種開發模式中得到了充分利用。數據在GIS平臺和VC＋＋、VB等平臺間簡便迅速地傳遞，保證了系統開發環境的協調統一。

通過系統分解，對各子系統分別進行仿真計算和圖形建模，形成初始圖形數據庫。各子系統的圖形在GIS中以主題地圖Theme的形式分層存放，圖形有其對應的屬性Attributesof Table與之對應，圖形與屬性信息具有一一對應的聯系。

GIS中三維可視化過程具體表現為：首先創建和組裝三維場景，接著通過三維實體建模創建三維形狀。三維實體模型可以直接由其三維形體坐標參數構建，也可由二維形體生成，其高度由形體特征的幾何屬性提供，或由表面紋理數據提取。三維實體模型再經過紋理、光照、消隱、陰影等計算顯示在三維場景中。

借助GIS強大的空間查詢能力可以方便地查詢任意時刻施工導流面貌及相應信息。具體實現途徑是：通過仿真模塊得到施工系統各方面的信息，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間、持續時間、水流幾何形狀及其屬性，由此得到各施工單元任意時刻的面貌，組合起來得到施工導流系統任意時刻的整體面貌，把它貯存在施工圖形庫中并與其一一對應的屬性數據建立聯系，通過用戶輸入的查詢時刻，查找該時刻施工圖形庫對應的記錄，激活其所對應的圖素，利用GIS的條件查詢與圖形顯示機制，顯示出該時刻施工導流場景及導流信息，如圖1所示。

2．GIS應用于地下廠房施工動態演示系統

GIS三維空間數據模型主要是表達空間目標的幾何信息和屬性信息，同時相對獨立的表達空間目標的拓撲關系。動態演示是依靠對任意時刻施工面貌的再現實現的。首先運行仿真程序得到確定方案下的洞室施工過程的信息，包括洞室開挖時間參數（持續時間、開始時間、結束時間）、進度參數、強度參數，將這些參數按工序以電子表格的形式輸出。GIS讀取這些數據并將其轉換成相應的數據庫。利用其中的時間參數，通過編程生成任一工序任意時刻的面貌Sit（i工序t時刻的面貌），則地下廠房系統任意時刻的整體面貌St＝∑Sit。演示時通過對施工面貌數據庫的循環，逐條讀取數據庫中每條記錄的形體數據及其他的相關信息，形體數據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態演示系統中可以獲得以下信息：

1虛擬的工程環境。應用三維動畫技術，制作工程的三維模型，在計算機內虛構一個完整的工程布置，從各種各樣的視角和路徑都能看見。既能在遠處觀看工程全貌，也能就近了解細部結構。廠房、引水洞、母線洞、尾水管等建筑物結構的相互關系清晰、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地下洞室在各個時刻的形象進度。在施工面貌動態演示系統有時間坐標軸，可觀察任意時刻的形象進度和對應于該時刻的地下洞室群施工面貌。

3單項洞室開挖過程、工作面數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系。

5施工期間任一時刻同時施工的活動。

實時演示能夠清晰地顯示單洞施工、洞群施工等時間、空間上的邏輯關系，幫助設計人員對施工方案的分析、確認。有助于信息溝通，為決策者提供信息服務。

3．GIS應用于混凝土壩施工全過程三維動態演示系統

利用GIS強大的空間信息處理能力來表現混凝土壩的復雜施工過程具有極大優越性。GIS特有的空間數據組織形式能夠充分反映混凝土壩施工系統復雜的空間關系和施工過程。在混凝土壩施工全過程三維動態演示系統中，GIS的可視化過程，即實現模擬數據到圖像的變換，分為三個子過程：

（1）數據操縱。數據操縱主要完成數據的過濾，是原始數據的加細或增強，并轉化為適合后續可視化操作的表示形式。

（2）可視化映射。可視化映射將數據過濾導出的數據轉換為抽象可視化對象（AVO），體現為各種可視化技術。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，并存放在數據庫中。

（3）繪制。繪制將AVO轉換為可顯示的圖像。可以利用GIS強大的動畫及圖形圖像處理技術實現模擬數據、仿真過程的可視化表達。

通過建立坐標系，把現實世界的事物在計算機中對應位置重現出來，及建立實體的數字模型，并按照一定方式將實體與其屬性一一對應，從而反映實體的靜態空間特征。混凝土壩施工系統的三維可視化仿真數學模型的建立分為兩個步驟。首先建立數字地形模型。數字地形是整個施工系統布置和活動的場所，是三維圖像展示的重要“背景”。通過人工輸入或掃描儀、數字化儀等將地形原始數據（等高線）輸入到系統，經過數據過濾后轉化為三維矢量數據，進一步生成三維地表面模型DTM。利用內插手段，可以生成更高精度的DTM。DTM在經紋理、光照等圖先渲染操作，即生成逼真的壩區數字地形模型，然后建立混凝土壩施工系統中建筑物的三維實體模型。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雜的對象。GIS的3D模塊提供了實現三維圖形的拓撲運算、繪制、渲染、紋理和顯示的功能。與地形模型不同的是，實體模型尚需反映其屬性信息。實體與屬性的一一對應可以利用GIS的空間數據組織結構來實現。另外為了體現施工的動態過程，在反映實體的數據結構中還應包括時間特征，以便在三維演示中根據時間順序調用不同的實體單元組成施工面貌。把工程施工任意時刻的整體面貌儲存在圖形庫中，并與其一一對應的屬性數據建立聯系，從而在動畫演示時，按時間順序讀取圖形庫中的形體數據及相應的屬性信息，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，當圖像快速連續時，由于視覺的暫留，從而實現了整個混凝土壩施工過程的三維面貌及相應信息的動態顯示。同時利用過程信息，生成三維動畫，如圖2。

4．GIS應用于水利水電工程施工總布置可視化動態演示系統

以GIS軟件為平臺，建立數字化地形，施工場地布置系統中各系統部件的三維數字化模型。系統部件的數據信息與其他相關信息，通過映射關系聯系形成基礎數據庫，成為系統的底層支持。這樣就實現了各系統部件表層的獨立性和深層的耦合性。根據不同工程的施工期長短，選擇恰當的基本時間步長，再輔以典型時刻面貌，可以使施工生產管理者對工程進展情況有一個全面直觀的了解。GIS中信息的可視化組織表現在對系統數據庫的操作及管理上。由于GIS特有的混合數據庫設計結構，把數據貯存形式分為兩個部分：一是圖形數據庫，它主要是存放各種專題圖及組成它們的所有圖素。根據需要，可將不同性質的圖素放在不同的圖層上，以便今后查詢或進行圖層疊加分析。二是圖素的屬性數據庫，它主要用來存放描述圖素的屬性數據。空間數據和屬性數據通過內部代碼和用戶標識碼作為公共數據項連接起來，使得描述圖素的屬性數據與其圖素建立一一對應的關系。

該系統實現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態形象，直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系。

（3） 基于三維樞紐布置模型上實現樞紐布置的各種信息可視化查詢，包括建筑物設計參數、設計圖紙、基礎數據、附屬物信息、工程施工進度等。

（4） 實現樞紐施工全過程總體施工強度的實時統計及統計結果動態的柱狀圖顯示，包括混凝土澆筑強度、施工機械設備生產率、砂石料等原材料需求量及人力需求量等信息的統計顯示。

（5） 實現樞紐工程主要建筑物施工全過程動態演示，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、施工場內交通運輸系統仿真與演示等。轉貼于 二、討論與展望

GIS本身在不斷發展，它在水利水電工程建設中的應用亦需不斷發展。應用的發展不僅要與GIS本身的發展相結合，還要與水利水電工程專業相結合。在水利水電工程未來的建設中，GIS與其他技術的結合將更加緊密，應用更加廣泛。

1．三維建模

GIS中三維幾何造型技術已很成熟，對于三維地質模型的建立、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。對諸如壩區地形模型等的地質模型的構造，除層狀地層外仍有一定難度。常用模型方法有兩種：表面模型和實體模型。兩種模型對復雜地質體非均勻性的描述均感不足。GIS用于水利水電工程中地質建模是今后應用研究的主要內容之一。但影響GIS數據質量的因素繁多，存在許多不確定性，把握適度質量有一定難度。若進入數據庫的數據質量過高，則造成浪費；反之，質量偏低，則達不到要求。

2．4D GIS

三維GIS目前研究重點集中在三維數據結構的設計、優化與實現技術的運用，三維系統的功能和模塊設計等方面。但是，地理信息系統所描述的地理對象往往具有時間屬性，即時態。隨著時間的推移、地理對象的特征會發生變化，而目前大多數地理信息系統都不能很好地支持地理對象和組合事件維的處理。實際上許多用戶要求都是基于時間特征的，如洪水的最高水位變化等。對這樣的應用背景，僅采取作為屬性數據庫中的一個屬性不能很好地解決問題。故，如何設計并運用4DGIS來描述、處理對象的時態特征也是個重要研究領域。

3．WebGIS

水利水電工程中地理信息和數據的交流范圍要求越來越廣泛。隨著Internet的發展，利用Internet技術在Web上空間數據供用戶瀏覽、使用是GIS發展的必然趨勢。網絡GIS（WebGIS），以網絡瀏覽器為應用工作平臺，使得從WWW的任一個節點，用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據，制作專題圖，并進行各種空間檢索和空間分析，且能在多個客戶端實現原來在本機上才能實現的功能。由于水利工程中地理信息和大量的空間數據都是以文字、數字、圖形和影像方式表示的，將它們數字化，便可方便、快速和及時地將地理信息傳遞到需要的地方，發揮GIS在整個水利水電工程中的應用價值。數據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上。對于布置方案交互式修改，組件式GIS（ComGIS）也是重要的應用發展趨勢之一。

三、結 語

地理空間數據可視化概念范文第5篇

關鍵詞：淺析；數字地圖；制圖技術

中圖分類號：P282 文獻標識碼：A 文章編號：

地理信息系統(GIS)是一種在特指的范圍內的信息體系，它在計算機軟件、硬件的支撐下，對所有領域當中的地理展現數據實施采集、存貯、經管、運算、淺析等的科學系統。它經管的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程。計算機技術的發展及其在地圖學中的應用對地圖制圖產生了深刻影響。在應用早期，計算機被作為模仿傳統手工生產地圖產品的工具。當計算機引入到地圖學中后，便徹底改變了人們對地圖制圖的理解以及實踐的方式。同時，由于任何擁有制圖軟件包和合適硬件的人都能生產地圖或類似地圖的產品，因而計算機的應用也影響了專業地圖工作者對制圖原則和地圖學理論的重新思考，促使地圖學的概念發生了全新的改變，結束了只用紙、薄膜作為地圖信息承載的主體。

1.數字地圖制圖技術的發展

隨著 20 世紀計算機技術的興起并迅速結合到各行各業的實際應用中，催生了許多新的應用技術，數字制圖就是其中之一。數字制圖使地圖學產生了深刻的技術革命，隨著全球定位系統、數字攝影測量、遙感等技術的發展，使得人們能夠在第一時間獲取關于地球表面各種空間信息，解決了地圖制圖的數據源問題；同時計算機圖形學、地圖數據庫、多媒體等技術的發展，促使數字地圖制圖技術快速發展，也使得傳統的制圖技術有了重大的變革；各種通用和專業制圖軟件的發展也減輕了制圖者的工作量；地圖的形式越來越多元化，從平面地圖發展到三維地圖，從靜態地圖發展到動態地圖，從模擬地圖發展到數字地圖。

2.GIS 數字地圖的制圖技術

2.1 數字地圖與傳統紙質地圖對比

傳統的紙質地圖具有以下明顯特征：地圖的靜態不可更改性，地圖的二維性，地圖的平面性，地圖的顯著精確性。但是地理空間數據的數字地圖和紙質地圖受到的限制程度是不一樣的。對于GIS制圖的基礎，地理空間數據比紙質地圖有更多的優勢，比如放寬假設、限制與約定。三維可視化技術使傳統二維的、靜態的地圖表示向三維的、動態的場景表示方向發展，從而應用地理空間數據建立三維虛擬景觀，來反映地表等多變的環境因素，以及社會經濟系統，它更可以通過投影，表現地球的球體特性。并且隨著數字化輸入技術的不斷突破，地理空間數據有著紙質地圖所不能比擬的高精度。數字地圖是一種可提供查詢、分析、應用的多元化模式地圖，也是一種有著交互技術的新型地圖。

2.2 數字地圖的可視化

地圖可視化被認為是為說明數據質量的一個重要的附件，地圖可視化數據有助于地圖數據的查詢、再表達、多重表達以及有助于可視化地圖的動態與靈活多變的表達。通常 GIS 制圖與地圖制圖，特別是傳統地圖制圖的交叉，使 GIS 制圖在大多數實際應用中受到了與傳統制圖相似的束縛，而不能超越這些束縛。因為地圖可視化依靠的載體是各種地圖符號，由于紙質地圖長久以來廣泛應用，傳統地圖對地圖符號有著嚴格的大小、樣式、方向、位置等方面的規則，對于符號與符號間的關系也有著精確的規定，這也是為了保證紙質地圖的清新易讀。而 GIS制圖已經突破了紙張范圍的限制，從而逐漸淡化地圖比例尺的概念，數字地圖發展的趨勢必將趨向于各個比例尺數據的整合。另外，傳統的地圖符號，局限于紙質地圖的二維點，點、線、面符號都是平面符號，對于已經多維化的數字地圖來說，不能滿足其可視化的要求。隨著計算機三維顯示技術的不斷發展，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展過程中向三維形象化回歸，導致了空間信息三維可視化成為 GIS 數字地圖發展的重要特征之一。現在很多 3D 甚至 4DGIS 系統已經已經定制多維地圖符號，因為多維地圖符號不僅僅反映地物的本質特征和一般屬性，更重要的是還能描繪出地物復雜的表面屬性信息，所以數字地圖可視化的實現，比傳統紙質地圖更加的直觀和實用。

2.3 數字地圖的圖形輸出

雖然數字地圖的可視化程度很高，但是依據比例尺的圖形輸出，今后仍然是 GIS 制圖的目的之一。數字化軟件的自動化制圖技術的不斷發展，不僅僅為數字地圖的圖形輸出提供了便捷，也對圖形輸出的規范以及模式提出了更高的要求。從一些數字地圖圖形輸出的經驗看，如果機械地使用制圖規則，那么數字地圖將不能兼顧數據精度和制圖規則。比如傳統地圖符號的間距規定，規定在符號密集處，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，對于紙質地圖來說，只要在限差內，是被允許的；但對于數字地圖來說，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，對地圖符號不進行綜合，移位，是不能保證圖面的可讀性的。并且數字地圖的符號庫相對手工配置的符號來說，是絕對規整的，所以地理空間數據符號化之后的關系處理，成為保證數字地圖圖形輸出合理性美觀性的障礙之一。此外，GIS 數字地圖的圖形輸出也開始挑戰傳統地圖的文字注記模式，單一的標注模式已經不能符合傳統圖式要求。一方面，需要人工干預才能輸出，之后作為文字格式保存，由于和數據不存在鏈接關系，當數據更新后，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、字列的規范，很多數字化軟件都采用了建數字庫，出圖數據的分離方式，盡力實現自動化制圖，但仍不可避免圖形輸出前較大的人工干預工作量，且脫離數字化軟件后，就不能實現圖形輸出。所以文字注記的人工干預，以及數據的統一性，也限制了GIS數字地圖圖形輸出快捷方便。

GIS 制圖的發展雖然是以傳統地圖為基礎，但已經在色彩以及符號上有了很大的突破，傳統地圖用色較為素雅，整體色調比較柔和，GIS數字地圖大膽實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 數字地圖的圖形輸出模式已經不局限于單一各種比例尺地形圖的輸出，隨著 GIS 技術在各行各業的廣泛應用、4D產品的覆蓋范圍的擴展，逐漸開始向多樣化，多專題模式發展。

2.4 數字地圖數據結構和質量

隨著數字地圖的普及，注重圖形可視化以及圖形輸出的同時，更側重數據的結構和質量，因為數據的結構和質量，直接關系到可視化結果和圖形輸出產品的合理，美觀，實用等特性。合理的數據結構規劃是提高數字地圖可視化程度的保證。單純的追求制圖效果，也會影響到數據質量。地圖圖形輸出固然很重要，但是側重的應該是數據本身的屬性。如果沒有相應的屬性內容，GIS 數字地圖可視化和輸出功能再完備，也會像是沒有內容的空殼，不能完整和正確地反映出地物性質。而現在的數據僅僅有基礎測繪數據結構，已不能夠滿足逐漸發展的GIS制圖的要求，如一些空間關系屬性，精確的地物三維屬性，都將直接影響到 GIS 制圖的地表表達力和實用。

3.結束語

如何才能夠降低數字地圖輸出是紙質地圖的人工作業，是 GIS 制圖科學技術進展當中一定要解決的矛盾。固然，這與確定的 GIS 數字地圖標準符號圖示及標準出圖方式存在非常緊密的聯系，之前較為保守的傳統地圖圖示符號將不再滿足當下GIS制圖的可視化準求，更加科學的標準將對數據生產的指導起到有力的推動作用，從而才能科學完整數據構造，使得GIS數字地圖和GIS制圖更為便捷的獲得發展 。

參考文獻:

[1] 地理信息系統，湯國安，趙牡丹著，科學出版社，2010.

[2] GIS設計與實現，李滿春著，科學出版社，2008.