第四章空间数据的可视化表达定稿(一次)教学提纲.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ARCGIS,应用,西安科技大学测量系,第四章空间数据的可视化表达,可视化，也称作科学计算可视化，它将符号或数据转换为直观的几何图形，便于研究人员观察其模拟和计算过程。可视化包括了图像综合，这就是说，可视化是用来解释输入到计算机中的图像数据，并从复杂的多维数据中生成图像的一种工具。是地图数据的屏幕显示。,1,1),地图数据的可视化表示,可以根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量,(,如形状、尺寸、颜色等,),，制作全要素或分要素表示的可阅读的地图，如屏幕地图、纸质地图或印刷胶片等等。,2,2),地理信息的可视化表示,是利用各种数学模型，把各类统计数据、实验数据、观察数据、地理调查资料等进行,分级处理,，然后选择适当的视觉变量以,专题地图的形式表示出来,，如分级统计图、分区统计图、直方图等。这种类型的可视化体现了科学计算可视化的初始含义。,3,3),空间分析结果的可视化表示,地理信息系统的一个很重要的功能就是空间分析，包括网络分析、缓冲区分析、叠加分析等，分析的结果往往以专题地图的形式来描述。,本章介绍的空间数据可视化表达主要包括地图数据和地理信息的可视化表示。,4,4.1,数据的符号化,根据数据的属性特征、地图的用途、制图比例尺等因素确定地图要素的表示方法，称为,地图数据的符号化,。,5,符号化有两个含义：在地图设计中，地图数据的符号化是指利用符号将连续的数据进行分类分级、概括化、抽象化的过程。在数字地图转换为模拟地图过程中，地图的符号化指的是将已处理好的地图数据恢复成连续图形，并附之以不同符号表示的过程。,6,符号化的原则是按实际形状确定地图符号的基本形状、以符号的颜色或者形状区分事物的性质。例如用点、线、面符号表示呈点、线、面分布特征的交通要素。,7,单一符号：采用大小、形状、颜色都统一的点、线、面来表达制图要素。忽略了要素在数量、大小等方面的差异，只能反应制图要素的地理位置。,8,分类符号：根据数据层要素属性值来设置地图符号的方式。将具有相同属性值和不同属性值的要素分开。相同属性采用相同的符号，不同要素采用不同的符号。,9,分级色彩：将要素属性值按照一定的分级方法分成若干级别之后，用不同的颜色来表示不同级别。每个级别表示数值的一个范围，从而可以明确反映制图要素的定量差异。色彩选择和分级方案是分级色彩表示方法重要环节。,10,分级符号：用不同的符号来表示不同级别的要素属性数值。符号形状取决于制图要素的特征，符号大小取决于分级数值的大小或者高低。一般用于点状和线状要素。,11,比率符号：按照一定的比率关系，来确定于制图要素属性数值对应的符号大小，一个属性数值就对应了一个符号大小，是一一对应的关系。但如果属性数值之间区别过大，不适宜用。,12,点值符号：使用一定大小的点状符号来表示一定数量的制图要素，表现出一个区域范围内的密度数值，数值较大的区域点多，反之较少。,13,统计符号：用于专题要素的多种属性，如饼图、柱状图、累计柱状图等。,以上均是矢量的表示方法，还由栅格图形的符号化方法。,14,点状要素 通过点状符号的,形状、色彩、大小,等表示不同的类型或不同的等级；,15,现状符号 通过线状符号的线划类型、粗细、色彩等表示不同的类型或不同的等级；,16,通过不同的面状图案或色彩，包括色彩的色度、亮度、饱和度的差别，来表示不同的类型或不同的等级。,面状要素,17,5.1.1,矢量数据符号化,无论点状、线状、还是面状要素都可以根据要素的属性特征,采取单一符号,(Single Symbol),、分类符号,(Unique Symbol),、分级符号,(Graduated Symbol),、分级色彩,(Graduated Color),、比率符号,(Proportion Symbol),、组合符号,(Multivariate Symbol),、统计图形,(Statistical Charts),等多种表示方法实现数据的符号化，编制符合用户需要的各种地图。,18,1.1,、单一符号,采用大小、形状、颜色都统一的点状，线状或者面状符号来表达制图要素。,特点：单一符号设置方法忽略了要素在数量，大小等方面的差异，只能反映制图要素的地理位置而不能反映要素的定量差异。,改变符号类型、大小、颜色,注意：这里只保存显示效果，下次打开文件时仍然是默认显示（将文件移除后重新添加查看效果），所以在作图时要将文件作为,ArcMap,文档的一部分保存；,1.2,、分类符号,根据数据层要素属性值来设置地图符号的方式；属性值相同的采用相同的符号，属性值不同的采用不同的符号。,利用不同形状，大小，颜色，不仅能反映空间位置，还能反映出地图要素的数量或者质量的差异，对地理信息的决策作用提供了支持。,分类表示方法常用于表示分类地图，如土地利用图、行政区划图和城镇类型图等。可见这种表示方法有利于反映地图要素的数量或质量差异，尤其是不同的类别。所以当需要完成某项行动计划时，分类地图有助于提供决策支持信息。,查看分类符号属性,双击红框中的线符号改变线类型；,单击类型红框中的名称改变标注名称；,查看符号化后的公路，以及内容列表中的变化；,将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别之后，用不同的颜色来表示不同级别。每个级别用来表示数值的一个范围，从而可以明确反映制图要素的定量差异。,1.3,、分级色彩,查看分类方法,分级属性中默认要素的分级方案是,Natual Breaks,，它是在分级数确定的情况下，通过聚类分析将相似性最大的数据分在同一级，差异性大的分在不同级，这种方法可以保持较好数据的统计特性，但分级界限往往是任意数，不符合常规制图需要。,31,选择分类方法为手动；,在中断值中依次输入数值,50,100,200,400,700,1500,9500,查看符号化后的地图。,美国各州人口密度分布图,1.4,、分级符号,类似于分级色彩设置方法，设置分级符号是将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别，然后用不同的符号表示不同的级别。,符号的形状往往是根据制图要素的特征来确定的，而符号的大小取决于分级数值的大小或是级别的高低。分级符号表示方法一般用于表示点状和线状要素，诸如城镇人口分级图、商业销售分级图以及道路等级图分布图等。,优点是可以直观地表达制图要素的数值差异。,查看分类方法,调整相关参数,自然间隔分类,38,等间隔分类渲染,39,分位数分类渲染,40,标准差分类渲染,41,制作分级符号,设置分级符号标注,美国各城市人口分级分布图,符号显示比例设置,在默认状态下，分级符号的大小是一定的，不随地图在屏幕上的缩放而变化。如果需要在屏幕缩放时分级符号发生相应的变化，可以通过单击菜单的,Set Reference Scale,菜单命令实现。如果想恢复原来的状态，只要选择,Clear Reference Scale,菜单命令就可以了。,1.5,、比率符号,比率符号表示方法是按照一定的比率关系，来确定与制图要素属性数值对应的符号大小，一个属性数值就对应了一个符号大小，这种一一对应的关系使得符号设置表现得更细致，不仅反应不同级别的差异，也能反映同级别之间微小的差异。,如果属性数值过大，则不适合采用此种方法，因为比率符号过大会严重影响地图的整体视觉效果。,1.6,、点值符号,点值符号表示法，就是使用一定大小的点状符号来表示一定数量的制图要素，表现出一个区域范围内的密度数值，数值较大的区域点较多，数值小的地区点较小。是一种用点的密度来表现要素空间分布的方法。,1.7,、统计符号,用于表示制图要素的多项属性。常用的统计图有饼状图，柱状图，累计柱状图等。,饼图主要用于表示制图要素的整体属性与组成部分之间的比例关系,柱状图常用于表示制图要素的两项可比较的属性或者是变化趋势,累计柱状图既可以表示相互关系与比例，也可以表示相互比较与趋势。,1.8,设置组合符号,实际应用中，几乎每个地图要素都会包含若干项相关的属性，如城镇数据层中既有反映城镇规模的城镇人口，还有城镇国民经济生产总值等。,如果要在反映城镇人口规模的同时，还需要反映城镇的行政等级，就可以选择组合符号表示方法，通过符号的大小表示人口规模，同时利用符号颜色表示行政等级。符号组合表示法其实就是利用不同的符号表示方法表示同一地图要素的不同属性信息。,4.1.2,栅格数据 的符号化,分类栅格符号设置,分级栅格符号设置,栅格影像地图设置,55,ArcMap,是,ArcGIS Desktop,中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的模块，包含一个复杂的专业制图和编辑系统。,ArcMap,提供两种类型的地图视图：地理数据视图（,Data View,）和地图布局视图（,Layout View),两种浏览数据的方法。两者的区别？,预备知识,在数据视图中，用户无须关心指北针等地图要素就可以与地图进行交互，对地理图层进行符号化显示、分析和编辑,GIS,数据集；,地图布局视图是一个包含制图要素的虚拟页，包含地理数据视图和其他地图元素，如比例尺、图例、指北针和参照地图等，它显示数据窗口中的所有数据。几乎所有能在数据视图中对数据进行的操作都可以在地图布局视图中完成。,56,4.2,专题地图编制,1,、地图尺寸设置,2,、图框与底色设置,3,、辅助要素的设置,4,、渲染图层要素唯一值符号,5,、标注图层要素,6,、渲染图层要素,分类渲染,7,、渲染图层要素,点密度渲染,8,、渲染图层要素,图表渲染,9,、创建地图版面,10,、出图,57,ArcMap,系统不仅为用户编制地图提供了非常丰富的功能和途径，而且从实际应用出发，将常用的地图输出样式制作成地图模板（,Map Template,），可以直接调用，减少了很多常规的设置。当然，也可以根据工作需要定制自己的地图模板,4.2.1,布局设计,一、地图模板操作,1,、调用地图模板,2,、创建地图模板,3,、保存地图模板,如果对已有的地图模板进行了一定的修改，或者您打算把编制好的一幅地图保存为模板文件，并且使所保存的模板文件可以随时出现在默认模板文件目录中，以便以后应用。,二、制图版面设置,制图版面设置包括图面尺寸设置、图框大小设置、地图底色设置等相关的几个方面。,（一）图面尺寸设置,ArcMap,窗口包括,数据视图,（,Data View,）和,版面视图,（,Layout View,），在正式输出地图之前，首先应该进入版面视图，并按照地图的用途、比例尺、打印机或绘图机的型号，设置图面的尺寸，也就是纸张的大小。,如果没有设置，系统将应用默认的打印机或绘图机，以及相应的默认纸张尺寸。,其具体步骤为：,1,、进入版面视图,2,、设置图面尺寸,进入布局视图,将鼠标移至,【,布局,】,窗口默认的纸张边沿以外，右键打开图面设置快捷菜单,【,根据页面大小的变化按比例缩放地图元素,】,，选中，则纸张尺寸自动调整比例尺。无论如何调整纸张的尺寸和纵横方向，系统都将根据调整后的纸张参数重新自动调整地图比例尺。,如果想完全按照自己的需要设置地图比例尺、符号尺寸、注记大小等，那就不能选择该项设置。,（二）图框与底色设置,地图文档是由一个或多个,数据组,组成的，相应地，输出地图也可以由一个或多个数据组构成。,这里所讲的图框与底色是与数据组相对应的，如果输出地图中只有一个数据组，则所设置的图框与底色就是整幅地图的图框与底色；,如果输出地图中包含若干数据组，则需要逐个进行设置，每个数据组可以有不同的图框与底色。,【,属性,】【,框架,】,1,、数据组底色设置,2,、数据组阴影设置,4.2.2,制图数据操作,如果一幅输出地图包含了若干数据组，就需要在版面视图直接操作制图数据，诸如增加数据组、复制数据组、调整数据组尺寸、生成数据组定位图等。,（一）增加制图数据组,（二）复制地图数据组,（三）设置总图数据组,（四）旋转制图数据组,（五）绘制坐标格网,（一）增加制图数据组,（二）复制地图数据组,（三）设置总图数据框,根据输出地图中现有的两个数据组，将一个数据组作为说明另一个数据组（样图数据组）空间位置或区位关系的总图数据组（,Overview Data Frame,）在实际应用中是非常有意义的。,说明：,当一幅地图包含若干数据组时，一个总图可以对应若干样图，一旦总图与样图的关系建立起来，调整样图范围时，总图中的定位样图将同时发生相应的调整，包括位置与大小。,在,ArcMap,窗口布局视图中，在将要作为总图的数据框上右键选择,【,属性,】,，打开数据框,【,属性,】,对话框，进入,【,范围指示器,】,选项卡，在,【,其它数据框,】,中选择“新建数据框”，点击右向箭头将其添加到右边的窗口。,78,（四）旋转制图数据组,由于制图区域的形状或其他原因，在实际应用中，有时候可能需要对输出的制图数据组进行一定角度的旋转，以满足某种制图效果。当然，制图数据组的旋转，只是对输出图面要素进行的，并不改变所对应的原始数据层。,加载,【,数据框工具,】,五、绘制坐标格网,地图中的坐标格网属于地图的三大要素（数学基础、符号系统、比例尺）之一，是重要的要素组成，反映地图的坐标系或地图投影信息。根据制图区域的大小，有不同类型的坐标格网；,在,小比例尺大区域,的地图上，坐标格网通常是经纬线格网；,在,中比例尺中区域,地图上，通常是投影坐标格网，又叫公里格网；,在,大比例尺小区域,的地图上，则可能是公里格网或索引参考格网。,1,、地理坐标格网设置,2,、地理公里格网设置,3,、索引参考格网设置,5.2.3,地图标注,地图上说明图面要素的名称、质量和数量特征的文字或数字，统称为地图注记。在地图上只有将表示要素和现象的图形符号与说明这些要素的名称、质量、数量特征的文字和数字符号结合起来了，形成一个有机整体，即地图的符号系统，才能使地图更加有效的进行信息传输。,100,地图注记分为三种：,名称注记,说明注记,数字注记,地图注记的形成过程就是地图的标注。根据添加标注的对象，可分为“逐个要素添加”、“部分要素标注”、“全部要素标注”、“多种属性标注”和“编程自动标注”等多种方式。,101,1,、注记参数设置,2,、注记,1,）全部要素标注,2,）逐个要素标注（以,SQL,查询输入条件表达式就可）,3,、多种属性标注,102,标注工具条,【,标注管理器,】,可以查看和修改地图中所有标注分类的标注属性，如指定、修改和管理各图层的标注，无需反复访问其对应的图层属性对话框。,【,标注分类,】,：只标注符合特定要求的属性,【,多属性字段标注,】,103,SQL,查询,104,4.2.6,、地图整饰操作,数据组是地图的主要内容，一幅完整的地图除了包含反映地理数据的线划及色彩要素以外，还必须包含与地理数据相关的一系列辅助要素，如图名、比例尺、指北针、统计图表等，所有这些辅助要素的放置，都作为地图整饰操作来说明。,（一）图名的放置与修改,（二）图例的放置与修改,图例符号是地图的语言，用于简单明了地说明地图内容的确切含义，对于地图的阅读和使用具有非常重要的作用。,图例通常,包括两个部分,，一部分是用于表达地图符号的点、线、面按钮（,patch,），另一部分则是对地图符号含义的标注（,Label,）和说明（,Description,）。,（三）比例尺的放置与修改,地图上标注的比例尺分为数字比例尺和图形比例尺两种：,数字比例尺非常精确地表达地图要素与所代表的地物之间的定量关系，但不够直观，而且随着地图的变形与缩放，数字比例尺标注的数字是无法相应变化的，无法直接用于地图的测量。,图形比例尺虽然不能精确地表达制图比例，但可以用于地图测量，而且随地图本身的变形与缩放一起变化。,由于两种比例尺标注各有优缺，所以在地图上同时放置两种比例尺。,（四）指北针的设置与放置,（五）图形要素的设置,1,、图形要素的设置,最有可能在,ArcMap,输出地图中放置的图形要素就是矩形，因为矩形常常作为地图的外图廓和背景要素。,2,、统计报告的放置,3,、统计图形的放置,（六）地图要素排列,1,、排列地图要素,2,、地图要素组合,七、地图输出操作,（一）地图打印输出,1,、地图分幅打印,2,、地图强制打印,（二）地图转换输出,