第三章 空间数据的可视化表达.docx

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第三章空间数据的可视化表达

第三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。

包括地图数据的可视化，地理信息的可视化及空间分析结果的可视化。

地图数据的可视化：

是地图数据的屏幕显示。

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。

地理信息的可视化:

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。

空间分析结果的可视化：

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。

3.1地图数据的可视化

3.1.1矢量数据符号化

矢量数据符号化方法包括:

单一符号﹑分类符号﹑分级符号﹑分级色彩﹑比率符号﹑组合符号﹑统计符号等。

1.分类符号设置

打开一个道路图层。

1.在道路图层上点右键打开LayerProperties对话框。

2.在Show列表框中选择Categories，其下出现三个选项，分别是UniqueValue-按照一个属性值进行分类；UniqueValue,Manyfields-按照多个属性值的组合分类确定符号类型；Matchtosymbolsinastyle-按照事先确定的符号类型通过自动匹配来表示属性分类。

3.选择UniqueValue选项，在ValueField中选择CLASS,即街道的分级。

4.单击AddValues按钮，出现AddValues对话框，其中出现了三个等级字段，单击CompleteList,显示全部字段，即道路共被分为六个类型。

5.选中所需要的字段，单击确定之后，在Symbols列表框中会出现所选中的字段，字段前附有它们相应的符号样式。

如果想添加所有字段，单击AddAllValuea按钮。

6.至此已对不同类型的道路进行分类，若对系统默认的符号样式不满，可以双击Value名称前面的Symbol符号，打开SymbolSelector对话框。

设置Option中的Color,Width改换其颜色和宽度。

7.完成设置后返回LayerProperties对话框。

2.分级符号设置

（1）分级色彩设置

1.加载一个州图层和该州的城市图层。

2.打开城市图层的LayerProperties对话框。

3.在Show列表框中单击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。

其目的是将POP1990（人口数）除以Area（面积），得到人口密度的计算结果。

4.将Classification复选框中的Classes定为7，单击Classify按钮，打开Classification对话框：

选择分级方式为Manual（手工分级），将原来的分级界限一次修改为：

50，100，200.400，700，1500，15000。

单击ShowStd.Dev和ShowMean前的复选框，直方图中出现最新的分级界限、标准差和平均值。

5.确认新的方案后，点击OK按钮，返回LayerProperties对话框，可以看到新旧分级方案之间的差异。

单击Label中的数字，改为简洁直观方式，应用更改。

（2）分级符号设置

1.打开一个州图层。

2.在州图层上点击右键打开LayerProperties对话框，进入Symbology选项卡，选中Show列表框中Quantities里的GraduatedSymbols。

3.通过改变Fields里面的字段名称，这里选择Value:

POP1990,Normalization:

None.设置Classification中的Classes为7级。

在SymbolSize中设置符号的由小到大的尺寸。

4.设置分级符号：

在LayerProperties对话框中，单击Template按钮，打开SymbolSelector对话框，改变符号的尺寸、颜色，或者选择MoreSymbols丰富符号选择范围。

5.在SymbolSelector对话框中单击Properties按钮，打开SymbolPropertyEditor对话框。

6.SymbolPropertyEditor对话框中，通过Preview里的放大缩小按钮，或者显示比例的下拉菜单可以改变符号的显示大小；在Layers选项组内单击符号轮廓线，再单击Color修改颜色；在符号轮廓模板内，选择所需要的符号轮廓，可以根据需要改变符号的Font和Subset。

单击OK按钮，应用符号。

7.完成符号设置后，如果想将此符号样式保存下来以便日后使用，可以再SymbolsSelector对话框中单击Save按钮，填入符号名称和所在的组类名称，单击OK按钮，保存符号。

（3）统计符号设置

1.打开一个州图层和与州图层相关的城市图层。

2.在城市图层上单击右键打开LayerPrperties对话框，进入Symbology选项卡，选中Show列表框中Charts里的Pie。

3.在FieldSelection一系列字段中，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。

4.单击Properties按钮进入ChartSymbolEditor对话框。

5.在Outline选项组中选中show复选框，显示符号轮廓线，单击Color色块确定符号轮廓线的颜色，在Width窗口输入符号轮廓线的粗细；在Orientation选项组中选择Arithmetic确定按照几何坐标绘制统计图，选择Geographic则按照地理坐标绘制统计图；在3-D选项组中选择Displayin3D，确定绘制三维立体统计图，调节Til和Thickness滑动条可以调整符号显示的倾斜角度以及饼的厚度。

6.单击Properties按钮打开LineCallout对话框。

7.在LineCallout对话框中设置符号拖出线的长度，在Style选项组中改变符号拖出线的样式，Margin中设置符号拖出线的边界位置，单击确定按钮，返回ChartSymbolEditor对话框；单击OK按钮，返回LayerProperties对话框；在LayerProperties对话框中单击Size按钮，打开PieChartSize对话框；在VariationType选项组中选择FixedSize单选按钮，绘制固定大小的统计符号；在Symbol选项组中调节统计符号的大小。

8.单击确定按钮，返回LayerProperties对话框，单击应用按钮，关闭LayerProperties对话框，完成设置。

3.1.2栅格数据符号化

栅格数据符号化包括：

分类栅格符号、分级栅格符号、栅格影像地图设置。

（1）分类栅格符号设置

利用不同的颜色来表示不同的专题类别。

1.打开地表覆盖栅格图像。

2.在栅格图像上单击右键打开LayerProperties对话框。

3.在Symbology选项卡的Show列表框中选择UniqueValue，在ValueField下拉列表框中选择属性字段Class-names,也就是类别的名称，勾选Symbol栏中第一个符号，确定了现有图例中未包含的所有其他值军用此符号来表达。

在没有值的那一条选项上单击右键，选择removevalues，将该符号从图例中删除。

4.可以根据需要改变各个图例的颜色，如果想恢复原来的色彩效果，单击LayerProperties对话框中的DefaultColor按钮。

5.单击确定按钮，完成设置。

（2）分级栅格符号设置

表示栅格数据类型的分级图，多用于制作地势图、植被指数图等。

1.打开某一DEM栅格图像。

2.在内容表中栅格图像上单击右键打开LayerProperties对话框。

3.在Symbology选项卡的Show列表框中选择Classified，在Classes中选择级别数为9级，若想进一步调整分级，单击Classification按钮，在Classification对话框中调整分级方法和分级界限。

4.在ColorRamp下拉列表框中选择一种色彩方案。

5.选中Showclassbreaksusingcellvalues复选框，可以栅格单元的值作为分级标注数字，否则默认状态下是以分级方法计算的结果标注数字。

6.单击确定按钮，完成分级栅格符号的设置。

3.2专题地图编制

专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。

下面通过上海市行政区划图的制作来学习专题地图的制作方法。

数据：

上海市部分地区矢量地图，其中包含：

（1）点图层：

区县政府（QXZF.shp）,市政府（SZF.shp）

（2）线图层：

地铁线（DTX.shp）,区县界线（QXJX.shp），道路（DL.shp）

（3）面图层：

区县界面（QXJM.shp）,双线河（SXH.shp）

要求：

1.数据的符号化显示

a.地图中共有6个区，将这6个区按照NAME字段来用分类色彩表示。

b.将道路按Class字段分类：

分为一级道路、二级道路、三级道路和四级道路，分别使用不同的颜色来表示。

c.地铁线符号Color:

深蓝色，Width:

1.0。

d.区县界线Color:

橘黄色，Width:

1;样式：

Dashed:

6：

1。

e.区县政府Color:

红色：

Size：

10.00；样式：

Star3。

f.市政府符号在区县政府基础上改为大小18。

2.注记标注

3.绘制格网

4.添加图幅整饰要素

（1）数据符号化

1.双击E:

\Chp5\Ex1\shanghai.mxd地图文档，打开ArcMap。

2.根据排序规则对图层排序。

（参见第1章1.2.3的排序规则，这里主要指点线面顺序）

3.在区县界面图层上右键打开LayerProperties对话框，选择Symbology选项，在Show列表框中选择Categories，继续选择Uniquevalues。

（分类符号设置）

A.在ValueField中选择字段：

NAME。

B.单击AddAllValues按钮，将6个区的名称都添加进来。

C.选择一个合适的配色方案。

（可以双击名称前颜色修改）

D.单击确定按钮完成符号化设置。

4.在地铁线图层的符号上单击左键，打开SymbolSelector对话框，将地铁线符号改为与要求一致的形式：

Color:

深蓝色；Width:

1.5。

其他如区县界线、区县政府、市政府、地铁站的符号按要求修改。

5.道路的符号化方法与区县界面方法类似，只需要选择CLASS字段，并对各个级别使用不同大小和颜色的符号。

结果如下图所示：

（2）地图标注

1.区县界面图层上右键选择Properties命令，打开LayerProperties对话框，进入Lable选项卡。

A.选中Labelfeaturesinthislayer复选框。

B.在Lable下拉列表框中选择NAME字段。

C.单击LableStyles按钮，打开LabelStylesSelector对话框。

D.选择Country2式样，单击OK返回。

字体14

E.单击确定按钮应用该设置。

2.手动标注双线河

A.单击主菜单View下的Toolbars，选中Draw,窗口出现Draw工具条。

B.单击注记工具

中的曲线注记设置按钮

，沿着黄浦江画一条弧线，双击结束操作。

C.在文本框中输入“黄浦江”，可以在字与字之间使用一定的空格作为间隔。

D.设置字体、字号、斜体等属性。

（间隔4空格黑18）

E.单击ChangeSymbols按钮，打开SymbolSelector对话框，选中CJKcharacterorientation。

F.单击确定完成标注设置。

3.由于只需要标注CLASS为“GL03”的道路名称，在LayerProperties对话框Labels选项的标注方法Method下选择Defineclassesoffeaturesandlabeleachclassdifferently,单击SQLQuery按钮输入条件表达式”CLASS”=‘GL03’即可。

注意：

一定要勾选Labelfeaturesinthislayer复选框，否则不显示

4.其余标注设置比较简单。

区县政府，市政府及地铁线均在LayerProperties对话框中勾选Labelfeaturesinthislayer复选框即可。

（3）设置格网

地图中的坐标格网反映地图的坐标系统或地图投影信息。

不同制图区域的大小，有着不同类型的坐标格网：

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，又叫公里格网；大比例尺小区域地图，通常使用公里格网或索引参考格网。

1.打开版面视图，如果版面不符合需要可以通过页面设置来改变图面尺寸和方向或者通过单击Layout工具栏上的ChangeLayout按钮对版面进行变换

，应用已有的模板进行设置。

A.图面尺寸设置

1）.进入版面试图，将鼠标移至Layout窗口默认纸张边沿外，右键打开图面设置快捷菜单，单击PageandPrintSetup命令，打开PageandPrintSetup对话框。

2）.如果在MapPageSize选项组中选择了UsePrinterPaperSetting选项，则Page选项组中默认尺寸为该类型的标准尺寸。

若不想使用系统给定的尺寸，可以设置Size，去掉UsePrinterPaperSetting勾选，设置Width和Height尺寸。

方向为Landscape（横向）Portrait（纵向）。

3）.选中MapElementsproportionallytochangeinPagesize选项，纸张尺寸自动调整比例尺。

若没有上述设置，系统会采用默认的纸张尺寸和打印机。

此例演示为默认，未设置。

B.图框与底色设置

1）.数据组上单击右键打开快捷菜单，单击Properties选项，打开对话框，进入Frame选项。

2）.图框样式选择，在Border选项组单击Style按钮

，打开BorderSelector对话框，选择图框类型。

3）.单击OK，返回对话框，进行底色设置，单击Background选项组中的Style按钮，选择合适底色。

4）.在DropShadow选项组中调整数组阴影，在下拉框中选择所需要的阴影颜色。

2.在数据组上右键单击Properties命令，打开DataFrameProperties对话框，进入Grids选项卡。

3.单击NewGrid按钮，打开GridandGraticulesWizard对话框，选择ReferenceGrid选项，建立索引参考格网。

a.在GridName文本框输入坐标格网名称：

IndexGrid。

b.单击下一步按钮，打开CreateaReferenceGrid对话框。

在Appearance选项组中选择GridandIndextabs（绘制参考格网及标识）单选按钮。

在Intervals选项组中输入参考格网的间隔（Dividegridinto）:

5columns,5rows;

c.单击下一步按钮，打开Createareferencegrid对话框，在TabStyle选项组选择Tab下拉选项：

ContinuousTabs（连续参考标识）。

单击Color按钮，定义参考格网标识框底色。

单击Font按钮，定义参考格网标识字体及其大小18。

在TabConfiguration选项组选择A,B,C,…incolumns单选按钮。

d.单击下一步按钮，打开Createareferencegrid对话框。

在ReferenceGridBorder选项组中，选中Placeaborderbetweengridandaxislabels复选框，单击鲜花按钮，定义轮廓线符号参数。

在Neatline选项组选中Placeaborderoutsidethegrid（在格网线外绘制轮廓线）复选框。

在GridProperties选项组选择Storeasafixedgridthatupdateswithchangestothedataframe。

e.单击完成按钮返回DataFrameProperties对话框，所建立的格网文件显示在列表中，单击确定按钮，参考格网显示在版面视图中。

（4）添加图幅整饰要素

1.单击Insert下的Legend命令，打开LegendWizard对话框，选择需要放在图例中的字段，由于要素较多，可以使用两列排列图例。

即在Setthenumberofcolumnsinyourlegend对话框中输入1。

单击下一步选择图例的标题名称、标题字体等；（间隔3空格，20，黑体，居中，预览）

单击下一步设置图例框的属性包括：

边框样式、背景颜色、阴影等，完成设置后，可以单击Preview预览；

单击下一步按钮，选择LegendItem列表中的数据层，在Patch选项卡中设置属性，单击Preview预览；（自己设置参数，可以采用默认值）

完成设置后，可以单击Preview预览；

将图例框拖放到合适的大小和位置。

如果对效果不满意，可以单击图例，双击左键，打开图例属性对话框，重新设置。

2.单击Insert下的NorthArrow命令，打开NorthArrowSelector对话框，选择符合要求的指北针。

3.单击Insert下的ScaleBar命令，打开ScaleBarSelector对话框，选择符合要求的比例尺。

（注意：

添加比例尺前，要在数据组的属性表General中，将Display单位改为Meters）

4.选择Insert菜单下的Title命令，进行图名放置。

通过绘图功能工具条的相关工具进行设置。

（上海市行政区划图，黑体，28，加粗）

5.完成整饰要素的添加后，对其位置和大小进行整体调整，以便图面美观简洁。

6.将设置好的地图文档保存为“SH-result.mxd”。