空间点群数据分布特征制图表达方法研究

发布时间：2017-04-27 05:08

  本文关键词：空间点群数据分布特征制图表达方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地图是反映客观世界、传递空间信息不可或缺的表达手段,在科学技术研究和人们日常生活中均占有重要地位。在专题地图中,点状分布是专题要素空间分布最常见的状态之一,学校、超市等实际存在的个体地物,以及人口、气象观测数据等呈空间分布的抽象事物,通常都以点的形式记录存储。随着卫星定位技术和移动互联网的发展,空间点群数据的获取手段日益便捷,对海量点群数据的应用广度得到了空前提高。通过对点群目标直观、有效的可视化表达,可以综合多样地展现专题信息,并反映其空间分布的分布密度、区域差异、动态变化等特征。本文将分析传统制图方法在表现形式、视觉感受等方面的局限,探讨如何利用海量点群数据对专题信息进行快速、直观、综合的制图表达。本文比较了现有的点群数据制图表达方法,并在此基础上尝试改进。将基础物理学中的光照模型、扩散模型等引入制图表达中,研究夜景图、变形地图等新型平面专题地图表达方法的制图原理与应用特点。从三维表面图、动态柱状图、柱状网格图三个方面探讨空间点群数据分布特征三维制图表达方法。利用典型娱乐休闲行业网点数据、区域人口和社会经济数据等多种专题数据,展示了上述新型专题地图表达方法的应用特点。本文的主要工作和研究内容如下：(1)对常见的空间点群数据制图表达方法做出评述,分析了这些表达方法的表达特点和适用数据特征。以所收集的中国大陆地区KTV营业网点数据为例,探讨了点值法、量底法、空间内插等方法在密度制图中的应用。(2)从电子地图配色方案入手,引入点光源的光照衰减模型,研究电子地图中的灯光效果模拟,并设计制作了中国大陆和江苏省KTV营业网点夜景图。研究认为夜景图可以理解为点值法与核密度制图的结合,不仅可以反映整个区域内点群数据的聚集特点,而且保留了各个离散点的个体信息。(3)分析并实现了基于扩散模型的均匀密度变形地图算法,据此制作了“全国2012年人口分布变形地图”和“中国大陆GDP十年增幅对比图”。通过制图实例表明,变形地图在反映专题数据的空间分布形态与动态变化等方面都有良好的效果。(4)利用中国大陆KTV营业网点、中国大陆2002年至2012年各地区GDP、南京市主城区KTV和酒吧营业网点等数据,讨论了三维表面图、动态柱状图和柱状网格图的应用特点。通过对专题信息的立体化表达,不仅能提升地图的视觉效果,而且能传递更多维度的空间信息,同时还有助于减弱专题地图中对色彩的依赖。综上所述,本文研究了夜景图、变形地图和几种三维地图的制图原理与实现方法,并据此设计制作了一系列点群数据专题地图,通过实例探讨了上述方法的表达效果与适用性。这些方法不仅能用于空间点群数据的制图表达,还可以应用于其他类型的专题数据,为相关的科学研究与生活应用中的制图提供参考,具有一定的借鉴意义。
【关键词】：点群数据 空间分布特征 制图表达 夜景图 变形地图
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P283
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 选题背景与研究意义14-16
• 1.2 国内外研究现状16-20
• 1.3 研究内容20-21
• 1.4 章节安排21-23
• 第二章 空间点群数据制图表达23-31
• 2.1 空间点群数据制图表达内容23-24
• 2.2 空间点群数据制图表达方法24-29
• 2.2.1 强调数量或密度24-25
• 2.2.2 强调质量(类型)25-26
• 2.2.3 强调区域差异26-27
• 2.2.4 强调结构27-28
• 2.2.5 强调动态变化28-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第三章 点群数据密度制图与夜景图31-48
• 3.1 制图数据31-32
• 3.2 依照边界分隔的密度图32-36
• 3.2.1 点值法密度图32-35
• 3.2.2 量底法密度图35-36
• 3.3 基于离散点值内插的密度图36-40
• 3.4 基于光照模型的点群数据灯光效果渲染40-45
• 3.4.1 电子屏幕中的地图色彩40-41
• 3.4.2 光照模型41-42
• 3.4.3 灯光模拟夜景图制图42-45
• 3.5 密度制图方法的表达效果分析与适用性评价45-48
• 第四章 基于投影变换的区域差异变形地图48-60
• 4.1 地图投影与变形地图48-50
• 4.2 基于扩散的均匀密度变形地图50-53
• 4.3 变形地图应用实例53-59
• 4.3.1 全国2012年人口分布变形地图54-56
• 4.3.2 中国大陆GDP十年增幅对比图(2002-2012)56-59
• 4.4 变形地图的表达效果分析与适用性评价59-60
• 第五章 空间点群数据分布特征三维制图表达方法60-72
• 5.1 三维表面图60-64
• 5.2 动态柱状图64-66
• 5.3 柱状网格图66-71
• 5.3.1 网格地图的立体化66-67
• 5.3.2 柱状网格图应用实例67-71
• 5.4 三维制图方法的表达效果分析与适用性评价71-72
• 第六章 结论与展望72-75
• 6.1 研究工作总结72-73
• 6.2 后续工作展望73-75
• 参考文献75-78
• 研究生期间主要成果78-79
• 致谢79-81

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