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生态环境空间数据可视化研究 谢跟踪2 (海南师范学院资源环境与旅游系，海口，571158) 摘要：空问数据的可视化是可视化研究的发展方向之一。本文从空间数据可视化的基本概念出发、探讨了可视 化的过程、空间数据可视化的质量区l素以及可视化技术在生态环境空间数据研究中的应用，认为可视化应用于 生态环境空间数据的研究可以揭示数据之间的相互关系和发展趋势。 关键词：生态环境空间数据可视化 空间信息在人类活动及生产实践过程中起着非常重要的作用，以图形方式呈现的空间信息极大地促 进了人们对周围空间的认知乃至感知。地图是空间信息最早的可视化方式，它在古代交通、军事以及其 它各种生产和社会实践中发挥着重要的作用。到目前为止，地图仍然是人类直观认识自然的最好的表现 形式。随着地理信息系统(GIS)的发展，地图在一定程度上逐渐被地理信息系统所取代，制图学问题在 一定程度转变为GIS中的可视化问题。可视化问题是GIS中一个非常重要的问题，有人甚至提出空间信 息的可视化可以被看作是数字时代的地图学。 生态环境空间数据是开展生态环境分析评价、模拟预测和规划决策的依据，是生态环境空间信息的 具体表现。生态环境空间数据能反映生态环境系统中人类的施力、系统的状态、人类的反馈与系统表现 出来的环境效应之间的时空关系及其数量b匕例、特征，同时决定了现代生态环境研究的发展趋势和技术 需求：I)研究问题更加复杂化和综合化；2)生态环境研究对象的时空尺度的长期化和区域化；3)研 究手段趋于定量化和现代化；4)研究的目的转向生态环境系统的管理与决策。以上几个生态环境研究 发展趋势，使现代生态环境研究逐渐进入了一种以网络式长期定位观测为基础、以定量化和现代化信息 技术为研究手段、以建立区域可持续生态环境系统为目标的阶段。这种生态环境研究发展所面临的挑战 就是海量的生态环境信息如何提取、如何存储和管理、如何共享和交流等问题。随着社会信息化的推进 和网络应用的日益广泛，生态环境信息源越来越庞大。除了需要对生态环境海量数据进行存储、传输、 检索及分类等外，更迫切地需要了解数据之间的相互关系和发展趋势。实际上，在激增的数据背后，隐 藏着许多重要的信息，人们希望能够对其进行更高层次的分析，以便更好地利用这些数据。 1空间数据可视化的基本概念 幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、 计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术[1]。 叉学科。科学计算可视化不仅提供了一种发现不可见信息的方法，丰富了科学发现的过程，而且是解释 各种图形、图像数据的手段和产生多维数据集的工具，因此得到广泛应用[2]。 从1992年起，科学计算可视化受到GIS和地图学界的重视，美国GIS和地图学杂志为此专门讨论了有 基金项目：福建省青年科技人才创新项目(2004J015) 作者简介：i㈣,(1969．)，男，湖南省永顺县人，博士，从事地理信息系统教学与研究工作。 192 可视化》和《现代地理学中的可视化》等论著。1991年，美国国家地理信息分析中心将“空间信息质量 的可视化，，列为第七大最有潜力的研究课题，重点研究数据质量、数据质量的管理、可视化手段、用户 需求分析等问题。同时，该中心将“地理信息系统用户界面”列为第十三大最有潜力的研究课题，重点 研究在设计和实现地理信息系统软件时人机交互方法和相关的问题。此外，空间认知、空间数据集成可 视化、智能可视化、模糊空间数据的可视化、网络可视化、地理现象可视化集成、虚拟现实“R)等技术 内容均成为该领域的研究重点[3，4]。 近年来，随着数据仓库技术、网络技术、空间数据库等的发展，可视化技术具有了更广泛的内容， 并进一步提出了空间数据可视化的概念，所谓空间数据可视化是对大型空间数据库或数据仓库中的空间 数据和非空间数据的可视化，它是可视化技术在空间数据和非空间数据领域的应用，使人们不再局限于 通过关系数据表来观察和分析数据信息，还能以更直观的方式看到数据及其结构关系。数据可视化技术 的基本思想是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数 据的备个属性值以多维数据的形式表示。并直观地显示在对应的空间数据上。可以从不同的维度观察数 据，从而对数据进行更深入的观察和分析。 空间数据可视化的研究包括基本空间对象的可视化、语义可视化、时空关系的可视化描述、可视化