第五章 空间数据的可视化表达

第五章空间数据的可视化表达“可视化是一种计算方法，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。”主要内容•数据符号化•专题地图编制一、数据符号化1.矢量数据符号化（1）单一符号：用统一的大小，形状，颜色的点状，线状或者面状符号来表达制图要素图5.1单一符号化一、数据符号化（2）分类符号利用不同形状，大小，颜色，图案的符号来表达不同的要素图5.2分类符号化一、数据符号化（3）分级符号分级色彩：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分级符号：采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图5.3单一符号化（a）（b）一、数据符号化（4）统计符号比率符号：按照一定比率关系，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，柱状图以及累计柱状图等（a）点值符号（b）统计符号图5.4统计符号化一、数据符号化（5）组合符号针对多个要素的一项或者多项属性来进行表达的符号化方式。图5.5组合符号化一、数据符号化专题栅格数据是栅格数据中的一种重要类型，如栅格类型的植被覆盖图，土地利用图。如何显示栅格文件依赖于它所包含的数据类型以及用户的需要，ArcMap可以自动选择合适的方法，用户也可以根据需求来调整它。图5.6专题栅格数据一、数据符号化矢量符号设置不论是单一符号，分类符号，分级符号，分级色彩，比率符号，组合符号还是统计符号的设置，都在LayerProperties对话框中进行。在需要进行符号化的图层上右键打开LayerProperties对话框：一、数据符号化在LayerProperties对话框左侧show列表框中，包含了所有矢量数据的符号化方法：Features-SinglesymbolCategories-UniqueValueQuantities-GraduatedColors，GraduatedSymbolsCharts-Pie，Bar/Columns，StackedMultipleAttributes图5.7LayerProperties对话框一、数据符号化分级色彩设置•打开一个城市图层的LayerProperties对话框。•单击Quantities，选中GraduatedColors•在Fields复选框的Value下拉菜单中选择POP1990，表示1990年的人口总数，在Normalization下拉菜单中选择Area，表示某一地区的总面积。做这两个选择实际上是将POP1990(人口数)除于一个AREA(面积)，得到一个人口密度的计算结果。图5.8分级色彩设置一、数据符号化•LayerProperties对话框中默认要素的分级方案为NaturalBreaks，这种方法可以较好保持数据的统计特性，但分级界限往往是任意数，不符合常规制图需要。•将Classification复选框中的Classes定为7，单击Classify按钮，打开Classification对话框：将分级方式选择为Manual，可以将原来的分级界限修改为符合制图需要的数。•确认新的方案之后返回LayerProperties对话框，将Label中的数字改为更加简洁直观的方式，确认应用。一、数据符号化图5.9运用分级色彩方法进行符号化的人口密度分布图分类符号，分级符号，点值符号，比率符号设置与分级色彩类似，可以参考分级色彩的方法。一、数据符号化统计符号设置•打开一个州图层和与州图层相关的城市图层：•在城市图层上单击右键进入LayerProperties对话框：•在Charts下选择Pie(饼图)，在FieldSelection字段中，挑选人种作为要进行符号设置的字段。•单击Symbol下的色块改变符号的颜色和轮廓线。•完成设置后，单击Properties按钮进入ChartSymbolEditor对话框对符号进行进一步设置。一、数据符号化•在LayerProperties对话框中单击Size按钮，打开PieChartSize对话框，可以调节统计符号的大小。•完成设置之后单击确定按钮其他统计符号方法，如柱状图，累积柱状图等方法与此类似，可以参考。图5.10统计符号设置的各城市人种比例分布图一、数据符号化栅格影像地图设置•打开一个多波段栅格图像。•进入LayerProperties对话框。•在Show列表框选择RGBComposite，在RedBand下面选择Layer_1，GreenBand下面选择Layer_2，BlueBand下面选择Layer_3。Stretch下拉列表中选择StandardDeviations。•单击histogram按钮打开直方图对话框。•在直方图对话框中分别调节红，绿，蓝三个波段的直方图改变影像的彩色效果。主要包含点，直线，曲线三种工具，并可选择直方图中某一区域读取它的信息，还可实现平滑和计算累计频率。图5.11多波段影像色彩设置后的图像一、数据符号化图5.11多波段影像色彩设置后的图像二、专题地图编制地图编制是一个非常复杂的过程，地图数据的符号化与注记标注，都是为地图的编制来准备地理数据的。然而，要将准备好的地图数据，通过一幅完整的地图表达出来，这个过程中涵盖了很多内容，包括版面纸张的设置，制图范围的定义，制图比例尺的确定，图名，图例，坐标网等等。二、专题地图编制1.版面设计(1)地图模板操作ArcMap系统不仅为用户编制地图提供丰富的功能和途径，还可以将地图输出样式制作成地图模板，用户只需要在在系统默认的模板文件夹路径目录下新建一个文件夹，将设置的模板文件保存在该文件夹中就能够实现让自己制作的地图模板像系统给定的模板文件一样出现在New对话框中。图5.12新建地图模板二、专题地图编制(2)图面尺寸设置进入版面视图，按照地图的用途，比例尺，打印机的型号等来设置版面的尺寸，其中注意关于尺寸设置中两种图面尺寸设置的差异问题图5.13图面尺寸设置二、专题地图编制(3)图框与底色设置各个数据组可以设置自己的图框和底色。在需要设置图框的数据组上右键，单击Properties选项，打开DataFrameProperties对话框，进入Frame选项卡进行设置。图5.14图框与底色设置二、专题地图编制2.制图数据操作(1)复制地图数据组单击Copy命令或者直接快捷键Ctrl+C将制图数据组复制到剪贴板中。鼠标移至选择制图数据组以外的图面上，右键打开图面设置快捷菜单，单击Paste命令或者直接快捷键Ctrl+V将制图数据粘贴到地图中。二、专题地图编制(2)设置总图数据组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空间位置关系的总图数据组织(OverviewDataFrame)。在将要作为总图的数据组上打开DataFrameProperties对话框，进入ExtentRectangles选项卡。在Otherdataframes选项组的窗口中选择样图数据组，单击右向箭头按钮将样图数据组添加到右边的窗口。二、专题地图编制(3)旋转制图数据组由于制图区域的形状或其他原因，需要对输出的制图数据组进行一定角度的旋转。在ArcMap窗口主菜单条中单击View下的Toolbar命令，打开DataFrameTools工具条。在FrameTools工具条上单击RotateDataFrame按钮。鼠标移至版面视图需要旋转的数据组上，左键拖放旋转。如果要取消刚才的旋转操作，只需要单击ClearRotation按钮。二、专题地图编制(4)绘制坐标格网小比例尺大区域的地图通常使用经纬线格网；中比例尺中区域地图通常使用投影坐标格网；大比例尺小区域地图，通常使用公里格网或索引参考格网。二、专题地图编制1）地理坐标格网设置图5.15地理坐标格网设置二、专题地图编制2）地图公里格网设置图5.16地理公里格网设置二、专题地图编制3）索引参考格网设置图5.17索引参考格网设置二、专题地图编制3.地图标注地图注记是一幅完整地图的有机组成都分，用以说明图形符号无法表达的定量或定性特征。地图注记的形成过程就是地图的标注根据标注对象的类型及标注内容的来源，可以分为：交互标注操作、自动标注操作、链接标注操作。应用最多的是自动标注操作。二、专题地图编制自动标注(1)注记参数设置借助ArcMap绘图工具栏中的注记设置工具来实现对注记字体，大小与颜色的设置等(2)注记内容放置二、专题地图编制1)要素的逐个标注•在需要放置注记的数据层上右键打开LayerProperties对话框，进入Label选项卡选择Method：Labelallthefeaturesthesameway。•选择需要标注的字段。•在ArcMap绘图工具栏中，单击属性注记放置按钮(Label)。•打开LabelOption对话框,单击注记放置方式(Placement)：Placelabelatpositionclicked。•在LabelsStyles窗口选择所需要的注记类型。•将鼠标指针放在需要注记的位置单击左键，相应的属性便标注在该位置。二、专题地图编制2)全部要素标注•在需要放置注记的数据层上右键打开Properties对话框，进入Label选项卡。•选中LabelFeaturesinthislayer复选框，确定在本数据层上进行标注。•确定标注方法Method：Labelfeaturesinthislayer。•选择需要标注的字段。•单击确定按钮完成全部要素的标注。•注：如果不需要全部要素标注，而只要标注一部分要素，可以在LayerProperties对话框的标注方法Method下选择Defineclassesoffeaturesandlabeleachclassdifferently，单击SQLQuery按钮输入条件表达式即可。二、专题地图编制3)多种属性标注•在需要放置注记的数据层上右键打开LayerProperties对话框，进入Label选项卡。•选中LabelFeaturesinthislayer复选框，确定在本数据层上进行标注。•确定标注方法Method：Labelfeaturesinthislayer。•单击Express按钮打开LabelExpression对话框：选择第一个需要标注的属性字段NAME，双击，该字段自动出现在Expression文本框内；然后双击第二个需要标注的属性字段，在两个字段之间用合法的表达式连接起来。用户可以按照此规律添加更多需要的属性字段。在Parser中可以选择不同的脚本来运行，包括VB和Java两种。•单击确定返回。二、专题地图编制(3)注记要素编辑1)自动标注的显示比例数据组上右键打开快捷菜单，单击SetReferenceScale命令。这样，数据组中所有注记都将以当前屏幕比例为参考缩放。2)重复注记的自动取舍•打开LayerProperties对话框，进入Label选项卡。LabelExpression对话框•单击LabelPlacementOption按钮：•进入Placement选项卡，设置DuplicateLabels中的选项RemoveDuplicateLabels，若选择该选项，系统就会自动舍弃重复注记。•单击确定完成设置。二、专题地图编制4.地图整饰所谓地图整饰，就是地图表现形式、表示方法和地图图型的总称。是地图生产过程的一个重要坏节。二、专题地图编制(1)图名的放置与修改•在ArcMap窗口菜单条上单击Insert命令。•在Insert下拉菜单中单击Title命令，出现EnterMapTitle矩形框。•在EnterMapTitle矩形框中输入所需要的图名字符串。•将图名矩形框拖放到图面合适的位置。•可以直接拖拉图名矩形柜调整图名字符的大小，或者在单击