空间信息可视化

本书系统地介绍了空间信息可视化的基本理论，空间数据的获取与组织，以及二维、三维空间信息可视化的技术、方法与优化等相关理论知识。本书共7章，第1章概述可视化的定义、特征、发展历程及分类，并介绍空间信息可视化；第2章从可视化基本流程、视觉变量、设计原则、视觉感知、空间认知等方面介绍空间信息可视化的技术基础；第3章涉及二维空间信息可视化、三维空间信息可视化、多媒体表示法、虚拟现实可视化等表示方法；第4章详细介绍了任务模型，并在此基础上阐述了增强表达、自适应可视化及可视化绘制优化的技术与方法；第5章介绍时空过程模拟原理与方法，并以灾害时空模拟为切入点进行阐述；第6章介绍空间信息可视化交互设备与环境、技术及效果评测原则等内容；第7章主要介绍空间信息可视化在多个领域的典型应用实例。本书可作为地理信息科学、地理空间信息工程、测绘工程、遥感科学与技术、城市设计、软件工程等相关专业本科生、研究生教材，也可供相关科研人员参考。

丛书序
前言
第一章绪论1
1.1可视化定义与特征1
1.1.1可视化定义1
1.1.2可视化特征2
1.2可视化发展历史3
1.2.117世纪前：早期地图与图表4
1.2.217世纪：测量与理论4
1.2.318世纪：新的图形形式4
1.2.41800～1849年：现代信息图形设计的开端5
1.2.51850～1899年：数据制图的黄金时期5
1.2.61900～1949年：现代休眠期5
1.2.71950～1974年：复苏期6
1.2.81975～2011年：动态交互式数据可视化6
1.2.92012年至今：大数据时代7
1.3可视化分类7
1.3.1科学计算可视化7
1.3.2数据可视化8
1.3.3信息可视化9
1.3.4知识可视化10
1.3.5几种可视化比较12
1.4空间信息可视化12
1.4.1空间信息概念与类型13
1.4.2空间信息特点13
1.4.3空间信息可视化特征14
1.4.4空间信息可视化主要内容15
1.4.5空间可视化方法17
第2章空间信息可视化技术基础22
2.1可视化基本流程22
2.2视觉变量24
2.2.1静态视觉变量24
2.2.2动态视觉变量29
2.2.3三维视觉变量31
2.2.4语义视觉变量34
2.3可视化设计原则36
2.3.1信息密度36
2.3.2美学因素37
2.3.3动画与过渡40
2.3.4可视化隐喻41
2.4视觉感知43
2.4.1视觉感知理论43
2.4.2视觉感知处理过程45
2.4.3视觉编码与解析46
2.5空间认知49
2.5.1空间认知模型49
2.5.2空间认知的应用51
第3章空间信息多维可视化表达方法54
3.1二维空间信息可视化54
3.1.1几何图形表示法54
3.1.2色彩灰度表示法63
3.2三维空间信息可视化71
3.2.1三维可视化原理71
3.2.2地形三维可视化79
3.2.3地物三维可视化85
3.3多媒体表示法90
3.3.1多媒体概念90
3.3.2多媒体类型数据的可视化方法91
3.4虚拟现实可视化94
3.4.1虚拟现实概念94
3.4.2虚拟现实系统类型94
3.4.3虚拟现实可视化应用场景97
3.4.4虚拟现实发展趋势100
第4章任务驱动的空间信息自适应可视化101
4.1任务模型101
4.1.1可视化任务模型101
4.1.2多层次可视化任务模型103
4.2增强表达107
4.2.1基于扩展现实的信息增强表达108
4.2.2基于符号示意的信息增强表达112
4.3自适应可视化119
4.3.1多层次任务自适应可视化119
4.3.2多样化终端自适应可视化123
4.4可视化绘制优化125
4.4.1可视化场景优化方法概述125
4.4.2多细节层次模型127
4.4.3海量数据高效绘制技术129
4.4.4隧道视野场景优化方法133
第5章时空过程模拟可视化139
5.1时空过程模拟原理与方法139
5.1.1时空过程模拟框架139
5.1.2时空数据模型139
5.1.3时空过程动态建模141
5.1.4时空过程可视化方法142
5.1.5时空过程预测分析144
5.2溃坝洪水演进模拟可视化分析146
5.2.1溃坝洪水时空过程模拟146
5.2.2溃坝洪水时空过程可视化148
5.3泥石流演进模拟可视化分析150
5.3.1泥石流灾害模拟与并行优化150
5.3.2泥石流灾害演进过程可视化154
5.4滑坡模拟可视化分析158
5.4.1滑坡特征信息提取158
5.4.2滑坡灾害过程时空模拟计算162
5.4.3滑坡全过程动态可视化表达165
5.5室内火灾人员疏散逃生模拟可视化分析167
5.5.1室内火灾三维场景构建168
5.5.2人员逃生路径规划算法170
5.5.3室内火灾人群疏散模拟方法172
第6章空间信息可视化交互175
6.1空间交互设备与环境175
6.1.1交互设备175
6.1.2交互方式179
6.1.3交互环境183
6.2空间信息可视化交互技术184
6.2.1基本交互技术184
6.2.2高级交互技术187
6.2.3组合交互技术190
6.3可视化效果评测192
6.3.1评测流程193
6.3.2影响评测效度的因素194
6.3.3评测方法196
6.3.4评估维度及指标197
第7章空间信息可视化典型应用200
7.1铁路智能建造200
7.1.1背景200
7.1.2框架设计200
7.1.3可视化应用分析201
7.2灾害时空过程模拟206
7.2.1背景206
7.2.2框架设计207
7.2.3可视化应用分析208
7.3自然资源监管215
7.3.1背景215
7.3.2框架设计216
7.3.3可视化应用分析218
7.4油气管线智慧综合管理222
7.4.1背景222
7.4.2框架设计222
7.4.3可视化应用分析223
主要参考文献228