Геовизуализация - Википедия - Geovisualization

Геовизуализация или же геовизуализация (Короче для географическая визуализация), также известный как картографическая визуализация, относится к набору инструментов и методов, поддерживающих анализ геопространственные данные за счет использования интерактивная визуализация.

Как и связанные поля научная визуализация[1] и визуализация информации[2] геовизуализация делает упор на построение знаний, а не на их хранение или передачу информации.[1] Для этого геовизуализация передает геопространственную информацию способами, которые в сочетании с человеческим пониманием позволяют исследовать данные и принимать решения.[1][3][4]

Традиционные статические карты имеют ограниченные исследовательские возможности; графические изображения неразрывно связаны с географической информацией ниже. ГИС а геовизуализация позволяет создавать больше интерактивных карт; включая возможность исследовать различные слои карты, увеличивать или уменьшать масштаб, а также изменять внешний вид карты, обычно на экране компьютера.[5] Геовизуализация представляет собой набор картографических технологий и методов, которые используют преимущества современных микропроцессоров для отображения изменений на карте в реальном времени, что позволяет пользователям корректировать отображаемые данные на лету.[1]

История

Термин визуализация впервые упоминается в картографической литературе, по крайней мере, еще в 1953 году в статье автора Чикагский университет географ Аллен К. Филбрик. Новые разработки в области информатики побудили Национальный фонд науки переопределить термин в отчете 1987 года, в котором визуализация сочетается с компьютерной графикой, обработкой изображений, компьютерным зрением, компьютерным проектированием, обработкой сигналов и исследованиями пользовательского интерфейса.[6] и акцентировал внимание на аспектах научной визуализации как создания знаний, так и генерирования гипотез.[1]

Геовизуализация развивалась как область исследований в начале 1980-х годов, в основном на основе работ французского теоретика графики. Жак Бертен.[4] Работа Бертина над картографическим дизайном и визуализацией информации совместно с Национальным научным фондом сообщила о том, что основное внимание уделяется потенциалу использования «динамических визуальных дисплеев в качестве подсказок для научного понимания и методов, с помощью которых динамические визуальные дисплеи могут использовать перцептивные когнитивные процессы для облегчения научных исследований. мышление ".[4]

Геовизуализация продолжает развиваться как предмет практики и исследований. В Международная картографическая ассоциация (ICA) учредила Комиссию по визуализации и виртуальным средам в 1995 году.

Связанные поля

Геовизуализация тесно связана с другими областями визуализации, такими как научная визуализация[1] и визуализация информации.[2] Благодаря своим корням в картография, геовизуализация вносит свой вклад в эти другие области посредством метафоры карты, которая «широко использовалась для визуализации негеографической информации в областях визуализации информации и базовые знания визуализация."[3] Это также связано с городское моделирование.

Приложения

Геовизуализация проникла в самые разные ситуации реального мира, требующие процессов принятия решений и создания знаний, которые она может предоставить. В следующем списке приводится краткое изложение некоторых из этих приложений, обсуждаемых в литературе по геовизуализации.

Тушение пожаров в дикой местности

Пожарные использовали среду «песочницы» для быстрого и физического моделирования топографии и ведения огня для стратегического планирования командования при лесных пожарах. SimTable - это интерактивный 3D-симулятор огня, воплощающий в жизнь упражнения на песочном столе. SimTable использует расширенное компьютерное моделирование для моделирования пожаров в любой области, включая местные районы, с использованием фактического уклона, местности, скорости / направления ветра, растительности и других факторов. Модели SimTable использовались во время крупнейшего зарегистрированного пожара в Аризоне, Wallow Fire.[7]

Лесное хозяйство

Геовизуализаторы, работая с европейскими лесниками, использовали CommonGIS и Visualization Toolkit (VTK ) для визуализации большого набора пространственно-временных данных, связанных с европейскими лесами, позволяя неспециалистам исследовать эти данные через Интернет. В отчете, обобщающем эти усилия, «раскрывается ряд фундаментальных вопросов, относящихся к широкой области исследований в области геовизуализации и визуализации информации».[8]

Исследовательская группа назвала две основные проблемы: неспособность геовизуализаторов убедить лесников в эффективности геовизуализации в их работе и опасения лесников по поводу доступности набора данных для неспециалистов, занимающихся «неконтролируемыми исследованиями». В то время как геовизуализаторы сосредоточились на способности геовизуализации помочь в создании знаний, лесники предпочли информационно-коммуникационную роль более традиционных форм картографического представления.[8]

Археология

Геовизуализация предоставляет археологам потенциальную технику для картирования раскопанных археологических сред, а также для доступа и изучения археологических данных в трех измерениях.[9]

Значение геовизуализации для археологии не ограничивается достижениями в археологической теории и исследованиях, но также включает развитие новых отношений сотрудничества между археологами и учеными-компьютерщиками.[10]

Экологические исследования

Инструменты геовизуализации предоставляют множеству заинтересованных сторон возможность принимать сбалансированные экологические решения, принимая во внимание «сложные взаимодействующие факторы, которые следует принимать во внимание при изучении изменений окружающей среды».[11] Пользователи геовизуализации могут использовать привязанный Модель позволяет исследовать сложный набор данных об окружающей среде, исследуя ряд сценариев или вариантов политики для определения наилучшего соответствия.[12]

Городское планирование

Как специалисты по планированию, так и широкая общественность могут использовать геовизуализацию для изучения реальных сред и моделирования сценариев «что, если» на основе пространственно-временных данных. В то время как геовизуализация в предыдущих областях может быть разделена на две отдельные области - частную область, в которой профессионалы используют геовизуализацию для изучения данных и создания гипотез, и общественное достояние, в котором эти профессионалы представляют свое «визуальное мышление» широкой публике.[5]- планирование в большей степени, чем многие другие области, полагается на сотрудничество между широкой публикой и профессионалами.

Специалисты по планированию используют геовизуализацию как инструмент для моделирования экологических интересов и политических проблем широкой общественности. Jiang et al.[5] упомяните два примера, в которых «трехмерные фотореалистичные изображения используются для демонстрации реконструкции города [и] динамическое компьютерное моделирование используется для демонстрации возможного распространения загрязнения в течение следующих нескольких лет». Широкое использование Интернета широкой общественностью имеет последствия для этих совместных усилий по планированию, приводя к более активному участию общественности при одновременном сокращении времени, необходимого для обсуждения более спорных решений по планированию.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж МакИчрен, А. и Kraak, M.J. 1997 Исследовательская картографическая визуализация: продвижение повестки дня. Компьютеры и науки о Земле, 23 (4), стр. 335–343.
  2. ^ а б Стюарт К. Кард, Маккинлей, Дж. Д. и Шнейдерманн, Б. 1999. Чтение в визуализации информации: использование зрения для мышления. Сан-Франциско: издательство Morgan Kaumann.
  3. ^ а б Цзян Б. и Ли З. 2005. Редакция: Геовизуализация: дизайн, усовершенствованные визуальные инструменты и приложения. Картографический журнал, 42 (1), стр. 3–4.
  4. ^ а б c МакИчрен, А. 2004. Геовизуализация для построения знаний и поддержки принятия решений. Компьютерная графика и приложения IEEE, 24 (1), pp.13–17.
  5. ^ а б c d Цзян Б., Хуанг Б. и Васек В. 2003. Геовизуализация для систем поддержки планирования. В «Планирование систем поддержки на практике», Гиртман, С., и Стиллвелл, Дж. (Ред.). Берлин: Springer.
  6. ^ Маккормик, Б.Х., ДеФанти, Т.А., и Браун, доктор медицины (ред.). 1987. Визуализация в научных вычислениях. Компьютерная графика, 21 (6). п. 63.
  7. ^ http://www.kob.com/article/stories/S2149915.shtml?cat=0
  8. ^ а б Андриенко, Г., Андриенко, Н., Янковски, П., Кейм, Д., Краак, М.-Дж., МакИчрен, А.М., и Вробель, С. 2007. Геовизуальная аналитика для поддержки пространственных решений: определение повестки дня исследования. Международный журнал географической информации, 21 (8), стр. 839-857.
  9. ^ Уоттерс, М. 2005. Геовизуализация: пример церемониального комплекса Католма. Археологическая разведка, 13, стр. 282-290.
  10. ^ Уоттерс, М. 2005. Обзор исследования геовизуализации, Дайкс, Дж., МакИчрен, А.М., и Краак, М.Дж. (ред.). Амстердам: Elsevier Science, 2004. В археологической разведке, 12, стр. 265-266.
  11. ^ Гаско, Луис; Асенсио, Сезар; де Аркас, Гильермо (15 мая 2017 г.). «Предоставление данных об уровне шума в аэропортах широкой общественности». Наука об окружающей среде в целом. 586: 836–848. Bibcode:2017ScTEn.586..836G. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2017.02.063. PMID  28214112.
  12. ^ Данада, Дж., Диас, Э., Ромао, Т., Коррейя, Н., Трабуко, А., Сантос, К., Серпа, Дж., Коста, М., Камара, А. 2005. Мобильная визуализация окружающей среды. Картографический журнал, 42 (1), стр. 61-68.

дальнейшее чтение

  • Приянка Мехта и Сомья Пэрик, 2012 г. 3D-визуализация ландшафта с географической привязкой и подповерхностного слоя: инновационный подход к визуализации подповерхностного слоя почвы.
  • Картрайт, В. 1997. Новые медиа и их применение в производстве картографической продукции. Компьютеры и науки о Земле, 23 (4), стр. 447–456.
  • Дайкс, Дж., А. М. Макихрен, М.-Дж. Kraak eds. 2005. Изучение геовизуализации. Амстердам: Эльзевир.
  • Kraak, M.-J., and A.M MacEachren. 1999. Визуализация для исследования пространственных данных (редакционное введение в спецвыпуск). Международный журнал географической информации 13 (4): 285–287.
  • Kraak, M. J., and A. M. MacEachren. 2005. Геовизуализация и ГИС-наука. Картография и географическая информатика 32 (2): 67–68.
  • МакИчрен, А. М., и М. Дж. Краак. 1997. Исследовательская картографическая визуализация: продвижение повестки дня. Компьютеры и науки о Земле 23 (4): 335–343
  • MacEachren, A.M. и M.-J. Краак. 2001. Проблемы исследования в геовизуализации. Картография и географическая информатика 28 (1): 3–12.
  • MacEachren, A.M., M. Gahegan, W. Pike, I. Brewer, G. Cai, E. Lengerich и F. Hardisty. 2004. Геовизуализация для построения знаний и поддержки принятия решений. Компьютерная графика и приложения IEEE 24 (1):13–17.
  • Филбрик, А. 1953. К единству картографических форм и географического содержания. Профессиональный географ, 5 (5), с. 11–15.
  • Тейлор, Д.Р.Ф. 1994. Географические информационные системы: микрокомпьютер и современная картография. В географических информационных системах: микрокомпьютер и современная картография, D.R.F. Тейлор и А. МакИахрен (ред.). Оксфорд: Пергамон, стр. 333–342.

внешняя ссылка