地理信息系统应用：可视化的地理信息

可视化的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。地图是空间信息可视化的最主要和最常用的形式。在GIS中，可视化则以地理信息科学、计算机科学、地图学、认知科学、信息传输学与GIS为基础，并通过计算机技术、数字技术、多媒体技术动态，直观、形象地表现、解释、传输地理空间信息并揭示其规律，是关于信息表达和传输的理论、方法与技术的一门学科。

目前，地理信息可视化形式主要有地图、多媒体地学信息、三维地图和虚拟现实等。地理信息可视化技术主要有以下几种。

1.几何图形法

通过把三维图形透视变换映射成二维图形，用折线、曲线、网格线等几何图形表示数值的大小；用矢量符号法表示气压梯度；用风力玫瑰图表示风力发生频率与风向；用流线箭标图法表示洋流；用等值线法表达地形起伏等。

2.色彩、灰度表示法

用色彩、灰度来描述不同区域的数值（图5-11）。

图5-11　用色彩表示数值(www.xing528.com)

3.多媒体表示法

使用声音、图像、图形、动画、文本、表格、视频等各种形式逻辑地联结并集成为一个整体概念，综合、形象地表达空间信息的一种形式。多媒体形式能够真实地表示空间信息的某些特定方面，是全面地表示空间信息的重要形式。

4.虚拟现实

虚拟现实（Virtual Reality，VR）是计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备（如数据手套、头盔等）以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。随着三维信息的可得和计算机图形学技术的发展，地理信息三维表示不仅追求普通屏幕上通过透视投影展示的真实感图形，而且具有强烈沉浸感的虚拟现实真立体展示日益成为主流技术之一。

VR技术正日益成为三维空间数据可视化通用的工具。VR系统把地理空间数据组织成一组有结构、有组织的具有三维几何空间的有序数据，使得VR世界成为一个有坐标、有地方、有三维空间的世界，从而与现实世界中可感知、可触摸的三维世界相对应。

VR建立了真三维的景观描述的、可实时交互作用、能进行空间信息分析的空间信息系统。用户可以在三维环境里穿行，观察新规划的建筑物并领会其在地形景观中的变化。VR技术通过营造拟人化的多维空间，使用户更有效、更充分的运用GIS来分析地理信息，开发更高层的GIS功能。

虚拟现实技术与多维海量空间数据库管理系统结合起来，直接对多维、多源、多尺度的海量空间数据进行虚拟显示，建立具有真三维景观描述的、可实时交互设计、能进行空间分析和查询的虚拟现实系统，是今后虚拟现实系统的一个重要发展方向。虚拟场景与真实场景的真实感融合技术——增强现实技术（Augmented Reality）也正在日益成为GIS与VR集成的重要方向。基于GIS信息融合技术、GPS动态定位技术以及其他实时图像获取与处理技术，便可以有机地将眼前看到的实景与计算机中的虚景融合起来，这将使空间数据的更新方式和服务方式发生革命性的变化。