劉淑新

[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)應(yīng)用到地理空間數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，提高抵抗空間數(shù)據(jù)的分析水平。本文介紹地理空間數(shù)據(jù)可視化的內(nèi)涵，結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和GIS的特點(diǎn)，提出基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化流程和體系。同時(shí)，以國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)為實(shí)例，研究基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用問(wèn)題，證明可視化體系和功能流程模式具有十分重要的推廣價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]GIS；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；可視化分析

引言

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為國(guó)家重要的信息資源，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控政策的制定提供依據(jù)，也是社會(huì)公眾了解國(guó)情、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的窗口[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用GIS可視化技術(shù)來(lái)表達(dá)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包含的信息，已經(jīng)成為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資源利用的新途徑。地理信息系統(tǒng)（英文為Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要用于地理空間數(shù)據(jù)的采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)。在地理信息系統(tǒng)中，從表達(dá)內(nèi)容來(lái)劃分，空間信息可以分為地圖、多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)；從空間維數(shù)來(lái)劃分，空間信息可以分為二維可視化、三維可視化和多維動(dòng)態(tài)可視化。目前，地理信息系統(tǒng)廣泛適用于地質(zhì)資源調(diào)查、自然災(zāi)害防治、生態(tài)環(huán)境監(jiān)控、城市整體規(guī)劃和商業(yè)投資建設(shè)，并成為一門新興的產(chǎn)業(yè)。

1.GIS可視化技術(shù)

計(jì)算機(jī)可視化（英文為Visualization In Scientifically Computer，簡(jiǎn)稱VISC），是20世紀(jì)末期發(fā)展起來(lái)的新興計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)可視化將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀圖形，方便研究人員觀測(cè)和計(jì)算，并對(duì)相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。計(jì)算機(jī)可視化包括，預(yù)處理、繪圖、解釋和模擬等過(guò)程，并支持后處理、跟蹤處理等。依據(jù)地理空間的特點(diǎn)和實(shí)際需要，空間信息可視化的過(guò)程應(yīng)該包括，數(shù)據(jù)組織、靜態(tài)可視化、過(guò)程模擬和探索性分析。GIS可視化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、地圖技術(shù)、認(rèn)知技術(shù)和信息傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)、直觀和形象地解釋地理空間信息，并發(fā)現(xiàn)其中的信息規(guī)律。在GIS中，地理信息可視化主要包括以下內(nèi)容[2]：

（1）地圖數(shù)據(jù)可視化

依據(jù)地圖數(shù)據(jù)的分類、分級(jí)等特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)囊曈X(jué)變量，制作全（分）要素的可閱讀地圖，諸如，屏幕地圖、紙質(zhì)地圖和印刷地圖等。

（2）地理信息可視化

利用數(shù)學(xué)模式，將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀察數(shù)據(jù)好地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)處理，選擇適當(dāng)?shù)囊曈X(jué)變量，以專題地圖形式表達(dá)出來(lái)，體現(xiàn)科學(xué)計(jì)算可視化的初衷。諸如，分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖、分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖等。

（3）分析結(jié)果可視化

地理信息系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行地理空間分析，即網(wǎng)絡(luò)分析、緩沖分析和疊加分析等，并用專題地圖的形式描述出來(lái)。

2.基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化

2.1可視化體系

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化具有兩種屬性，即統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和統(tǒng)計(jì)時(shí)間，不能準(zhǔn)確地反映空間數(shù)據(jù)信息的演變和發(fā)展規(guī)律。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)體系、統(tǒng)計(jì)時(shí)間和統(tǒng)計(jì)空間等屬性，所有屬性比較完備以后才能準(zhǔn)確揭示信息規(guī)律?；贕IS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化體系，在傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化體系的基礎(chǔ)上，融入GIS可視化技術(shù)。

（1）數(shù)據(jù)層

由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表中所支持的字段有限，不能滿足數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指標(biāo)的需要[3]。因此，基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化體系解決了空間數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之間的整合問(wèn)題，以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)多樣性的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之間的有機(jī)結(jié)合?；贕IS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化體系的數(shù)據(jù)層包含3個(gè)結(jié)構(gòu)，即統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和元數(shù)據(jù)庫(kù)，其中元數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

（2）功能層

基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化體系中功能層屬于應(yīng)用范疇，將具體的業(yè)務(wù)處理邏輯編入程序中，包括數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、元數(shù)據(jù)分析、查詢結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析和空間插值分析等。因此，功能層是連接數(shù)據(jù)讀入、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化的紐帶。

（3）關(guān)聯(lián)可視化

關(guān)聯(lián)可視化利用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)組件，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)讀取，通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，將讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的、可視化的表達(dá)，諸如，專題圖形的表格表達(dá)、專題圖形的統(tǒng)計(jì)圖表達(dá)，以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系表達(dá)等。

（4）分析可視化

分析可視化是對(duì)查詢結(jié)果（數(shù)據(jù)庫(kù)中）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和空間插值分析，對(duì)分析結(jié)果的可視化表達(dá)。分析可視化包括，可視化表格、可視化圖表、可視化專題圖、可視化柵格、可視化等值圖以及可視化三維顯示圖等。

2.2可視化流程模式

基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化的流程主要包括12個(gè)功能模塊，即行政單元選擇模塊、指標(biāo)查詢模塊、表格分析模塊、空間插值模塊、矢量化表示模塊、表格顯示模塊、專題圖顯示模塊、統(tǒng)計(jì)圖顯示模塊、柵格顯示模塊、等值線展示模塊、三維展示模塊和文本描述模塊等，各個(gè)模塊以數(shù)據(jù)表格為核心，實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊之間的關(guān)聯(lián)?；贕IS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化的流程符合人類的分析習(xí)慣，即先關(guān)注統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然后重點(diǎn)關(guān)注部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?；贕IS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化的流程的切入點(diǎn)有2個(gè)，一個(gè)是從行政單元入手進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)查詢，一個(gè)是從選擇指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句構(gòu)造，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)查詢。從上述兩個(gè)切入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢以后，將查詢結(jié)果在數(shù)據(jù)表格中展示出來(lái)，然而對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、空間插值分析，最后將分析結(jié)果以圖表的形式表達(dá)出來(lái)。

3.結(jié)束語(yǔ)

GIS是目前空間信息表達(dá)的最有效手段，已經(jīng)發(fā)展為一門綜合性的學(xué)科。通過(guò)GIS的可視化技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析的空間表達(dá)不足，讓研究員更加直觀地分析數(shù)據(jù)，揭示空間信息的演化規(guī)律。在建立地理信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，要充分結(jié)合GIS的可視化技術(shù)，方便、快捷、直觀地展示數(shù)據(jù)。因此，基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化具有很大的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]陳誼，譚桂龍.多維數(shù)據(jù)的信息可視化方法及應(yīng)用研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，（5）：327-329.

[2]陳生，曾行吉，梁軍.基于GIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，（14）：3757-3759.

[3]肖科.網(wǎng)格GIS及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（15）.