GIS实习2

实习二 空间数据的可视化表达

可视化，也称作科学计算可视化,其定义为：“可视化是一种计算方法，它将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。

地理空间信息要被计算机所接受处理就必须转换为数字信息存入计算机中。这些数字信息对于计算机来说是可识别的，但对于人的肉眼来说是不可识别的，必须将这些数字信息转换为人可识别的地图图形才具有实用的价值。这一转换过程即为地理信息的可视化过程，其内容表现在如下几个方面： （1） 地图数据的可视化表示：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、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） 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。这种类型的可视化正体现了科学计算可视化的初始含义。 （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了地图数据和地理信息的可视化表示。包括空间数据的符号化、版面设计、地图注记、地图整饰、输出等。空间分析的可视化将在完成前五章的学习后进行。

2.1数据符号化

符号化是以图形方式对地图中的地理要素、标注、和注记进行描述、分类和排列，以找出并显示定性和定量关系的过程。地图符号有点状、线状和面状符号三种，都是通过不同的形状、尺寸、色彩等的组合来表达地理实体。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。例如用符号表示呈点、线、面分布特征的交通要素，点表示建筑物或者特定地点，线表示公路和铁路，面用来表示地区。

一般来说符号化方法可分为以下几类：单一符号、分类符号、分级符号、分级色彩、比例符号、统计图表符号、组合符号等。

1、单一符号化（Single symbol）

单一符号化是指采用大小、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。这种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。单一符号是ArcGIS的缺省图例类型，它用同

一种符号显示所有要素特征，这种符号类型在只需显示要素的位置而不需显示其它特征属性时特别有用。

当数据被加载到ArcMap中时，数据层所包含的数据要素均用单一符号显示在地图窗口中。单一符号化的操作步骤如下：

（1）加载数据（anhui.shp），在图层列表中右击该图层，在弹出菜单中单击【Properties】，打开【Layer Properties】对话框，单击【Symbology】标签，如图1所示。

图1 符号化界面

（2）在左侧的显示列表中单击【Features】，选择【Single symbol】，单击【Symbol】色块，打开符号选择器对话框。

（3）在对话框中选择合适的符号，单击OK按钮返回。

（4）单击OK，完成单一符号化的设置，即可看到显示结果如图2所示，。

图2 单一符号化结果

2、定性符号化（Categories）

定性符号化通常是对属性值为字符型、整数型的属性分类，对具有相同属性值的要素应用相同的符号，对属性值不同的要素应用不同的符号。定性符号化包括“唯一值”、“唯一值、多个字段”和“与样式中的符号匹配”三种方法。其中，唯一值是根据属性值的不同，给每一个唯一值指定不同的符号；“唯一值、多个字段”是使用多个字段的唯一值的作何来表示不同的值，并基于这两个字段来分配符号；“与样式中的符号匹配”是将图层类别字段值与所引用的样式中的符号名称相匹配，匹配成功后该符号用来符号化相应的类别，我们这里主要介绍第一种方法。

1）唯一值定性符号化（Unique values） （1）加载数据（anhui.shp），在图层列表中右击该图层，在弹出菜单中单击【Properties】，打开【Layer Properties】对话框，单击【Symbology】标签。

（2）在左侧的显示列表中单击【Categories】并单击【Unique Value】。 （3）在【Value Field】区域单击下拉框，选择字段“Name”。

（4）单击【Add All Values】按钮，在【Color Ramp】区域选择一种色带，改变符号颜色，也可以直接双击符号列表下的每一个符号，进入符号选择器对话框直接修改每一符号的属性。

（4）单击OK，即可看到符号化结果，如图3所示。

图3唯一值符号化结果

3、定量符号化（Quantities）

定量符号化针对属性表中的数值字段，特别是连续的属性值进行分类显示。定量符号包括“分级色彩”、“分级符号”、“比例符号”和“点密度”等方法。

1）分级色彩符号化（Graduated colors）

分级色彩是将要素属性值按照一定的分类方法分成若干个类，用不同的颜色来表示不同的类别。每个类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。色彩选择和分级方案是分级色彩表示方法的重要环节，因为颜色的选择和分级的设置要取决于制图要素的特征，只有合理的配色方案和科学的分级方法才能将地图中要素的宏观分布规律体现得清晰明确，经常选择由浅到深的一个色系来表示属性值大小的变化。

（1）加载数据（States.shp），在图层列表中右击该图层，在弹出菜单中单击【Properties】，打开【Layer Properties】对话框，单击【Symbology】标签。

（2）在左侧的显示列表中单击【Quantities】，然后单击【Graduated colors】。 （3）在【Value Field】区域单击【Value】下拉框，选择字段“Pop1990”，在【Normalization】下拉框中选择属性字段为“Area”，表示某一地区的1990年的人口密度。单击【Color Ramp】下拉框选择一种合适的色带。在【Classify】区域中，分级方案默认的是自然间断分级法，分类数为5，如图所示。这种方法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，将差异性最大的数据分在不同级。该分级方法所得

到的分级方案可以较好地保持数据的统计特征，但分级界限往往是一些任意数。ArcMap还提供了一些其他方法，可根据制图需要对分类方法和分类数进行设置。

（4）单击OK，即可看到符号化结果，如图4所示。

图4 分级色彩符号化结果

2）分级符号符号化（Graduated symbols）

“分级符号”与分级色彩设置有所不同，是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，而符号的大小取决于分级数值的大小或者级别高低。这种表示方法一般用于表示点状或者线状要素。多用于表达人口分级图、道路分级图等。它的优点是可以直观地表达制图要素的数值差异。其中，制图要素分级和分级符号表示是关键的环节。设置方法与“分级色彩”相似。符号化效果如图5所示。

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