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多媒体电子地图的信息组织及可视化机制研究

蔡忠亮  
【摘要】:电子地图(集)作为一种新型的产品在信息时代扮演着更重要的角色。电子地图使得地图使用者的角色发生了变化,地图使用者也同样可以是地图制作者,用户可以根据自己的意愿参与地图的制作过程,而且通过交互操作获得更多的信息。多媒体是用于地理信息表达的潜在和强有力的工具,它能充分利用多种媒体增强空间信息传输的能力,使得用户能在一个动态、交互的环境下进行空间信息的研究、操作和转换等。将各种媒体用于地图产品的设计,出现了大量的多媒体电子地图及相关产品,这也将引起制图者在地图设计时对多媒体的关注。多媒体技术不仅拓宽了用户获取信息的渠道,允许用户以更加直观的不同方式对数据进行可视化和研究,而且在地图信息传输过程中成为用户访问信息的界面。 GIS 具有较强的数据管理能力,在扩展着制图功能,而电子地图(系统)或制图系统也在逐渐发展为具有强大分析功能的地图信息系统(Cartographic Information System)。对于多媒体电子地图(系统)而言,随着研究区域增大和GIS功能的扩充,势必会涉及到包括空间数据、多媒体数据等在内的多源、多尺度的数据的组织、管理和可视化等问题。 超媒体有着灵活的、非线性的信息组织与表达的特性,通过具有表达信息的节点和具有导航功能的链组成复杂的网络结构,因而超媒体具有产生大型的、复杂的、丰富连接的和交叉访问的数据体的能力。 本文的研究内容理论结合实践,在对电子地图多媒体扩展、可视化理论的研究基础上,对多媒体电子地图的信息组织及可视化机制进行了深入的研究,并提出了多媒体电子地图的空间信息和多媒体信息的组织方法:对于无缝空间数据采用分层扩展R树和分层四又树进行组织管理,对于多媒体信息数据采用基于电子地图的超媒体模型进行组织管理。结合电子地图的特点,论文还提出将数字制图模型和数字景观模型(“背景+热点”)相结合、矢量栅格数据混合的空间数据组织方法。在研究空间数据和非空间数据组织的基础上,论文又对多媒体电子地图的人机交互界面设计及信息可视化机制进行了详细的分析。论文最后通过研究的多媒体电子地图著作工具软件,充分验证了本文的理论研究内容,并且取得了很好的效果,具有重要的实际生产指导价值,为测绘生产单位提供了一种崭新的空间数据发布模式。 归纳起来本文的内容包括以下几个方面: ◆全面分析了电子地图的多媒体基础,包括多媒体概念和特点、超文本、超媒体、多媒体数据模型等内容;研究和总结了多媒体电子地图的概念、特点,以及多媒体电子地图的研究现状。 ◆指出了多媒体电子地图中的多媒体元素,并从认知学的角度分析了多媒体元素在电子地图中的作用;通过研究电子地图在多媒体方面的扩展方法,并提出了在多媒体电子地图中扩充GIS功能的方法解决电子地图与多媒体、GIS分析功能等相集成的问题。通过研究多媒体制图学有关的理论问题,指出了多媒体技术与电子地图相结合在提供交互性、直观表达地理信息、扩展访问地理信息渠道、带动电子地图的新理论和技术研究等方面的特点。 ◆从研究科学可视化的概念、内容和过程出发,总结和分析了地图可视化的概念及几种关于地图可视化的观点,即:地图可视化已经成为现代地图学的研究重点:地图应用在地图可视化中的地位将越来越重要;交互性、动态性是地图可视化发展的新趋势;地图可视化的发展也将增进地图学与地理学之间的联系。


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