本书由地理空间可视化内容、地理空间可视化基本计算、地理空间可视化基础算法、地理空间可视化变换技术、地理空间可视化点线面生成方法、交互式地理空间可视化符号系统设计、地理空间可视化三维生成技术、动态地理空间可视化展示方法、交互式地理空间可视化操作技术等章节构成，总体上突出经典教学内容，吸收计算机图形学内容精华，更加注重反映地理信息科学对地理空间可视化的需求。
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眼睛是人类的重要感觉器官。人眼通过观测和阅读可以感知外界丰富的图形信息。由此，人类创造了文字、图形、图像、地图、电影和电视等可视作品，这些可视作品成为人类获取信息的主要来源。可视化的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理，转化为视觉所能感知的图形形式。
地理信息是指与地理事物、现象空间分布、相互联系和动态过程有关的信息，它表示地表物体和现象固有的数量、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等。地图是地理信息最主要和最常用的表现形式，并在发展过程中形成了一系列的理论与方法。地理信息可视化是运用地图制图学、计算机图形学和图像处理等技术，将地学信息输入、处理、查询、分析及预测的结果和数据以图形符号、图标、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互的理论、方法和技术。地理空间数据可视化是交叉性学科。
地理空间数据是地理信息的重要载体之一。地理空间数据可视化是将地理空间数据转换为人们容易理解的图形图像方式。随着计算机图形、图像技术的飞速发展，人们现在已经可以用丰富的色彩、动画技术、三维立体显示及仿真等手段，形象地表现各种地形特征。地理空间数据可视化从表现内容上来分，有地图（图形）、多媒体、虚拟现实等；从空间维数上来分，有二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等。地理空间数据可视化是地理信息系统的重要功能之一，伴随着地理信息系统孕育、发展和成熟，成为人们获取地理信息的主要渠道。为此，地理空间数据可视化技术成为地理信息科学专业主修课程之一。国内外许多学者从不同的视角阐述了地理空间数据可视化核心内容，出版了不同版本的地理空间数据可视化书籍。各个版本的专著在内容上缺乏教材的系统性，在教学过程中选择一本适合学生阅读的教材并不易。这是编写本教材的初衷。
参加本书写作的有天津师范大学地理信息科学专业老师宋宜全、霍红元、陈磊、张伟、张虎、梁玉斌、毛健等，其中，张伟负责第三章计算机可视化环境和第四章图形可视化基本算法；毛健负责第五章图形映射变换；张虎负责第六章图形开窗与裁剪；霍红元负责第七～九章地图符号可视化方法；陈磊负责第十章专题地理数据可视化；宋宜全负责第十一章三维地理空间数据可视化和第十二章地理时空数据动态可视化；梁玉斌负责第十三章图形交互技术与用户界面；其他章节由崔铁军负责。全书由崔铁军最终定稿。在本书撰写过程中，陈磊协助完成了插图绘图和初稿校对等工作。对此，作者向他们表示衷心的感谢。还需要说明的是，本书在编著过程中吸收了大量国内外有关论著的理论和技术成果，书中仅列出了部分参考文献，未公开出版的文献没有列在书后参考文献中，尽量在正文当页下方作了脚注，部分资料可能来自于某些网站，但未能够注明其出处，请引用资料的作者谅解。
值此成书之际，感谢天津师范大学城市与环境科学学院领导和老师的支持；感谢历届博士生、硕士生在地理信息科学研究方面所做出的不懈努力。由于本人水平有限，再加上地理空间数据可视化理论与技术还处在不断发展和完善的阶段，书中疏漏之处在所难免，希望相关专家学者及读者给予批评指正。
目录
前言
第一章 概论 1
1.1 地理空间数据可视化概述 1
1.2 可视化在学科中的地位与作用 26
1.3 研究内容与发展趋势 29
1.4 与其他学科的关系 34
1.5 学习指南 36
第二章 地理空间数据可视化基础理论 38
2.1 视觉与感受 38
2.2 心理学与心理物理学 47
2.3 透视原理与平面构图 57
2.4 符号与地图符号 68
2.5 视觉变量与感受理论 71
第三章 计算机可视化环境 78
3.1 计算机可视化环境的构成及功能 78
3.2 图形输入设备 81
3.3 图形输出设备 86
3.4 图形软件系统 93
第四章 图形可视化基本算法 102
4.1 直线的生成算法 102
4.2 圆与椭圆的生成算法 107
4.3 区域填充算法 117
第五章 图形映射变换 127
5.1 图形变换基础 127
5.2 二维图形变换 132
5.3 三维图形变换 136
5.4 投影变换 142
第六章 图形开窗与裁剪 150
6.1 图形开窗与裁剪概述 150
6.2 直线段的裁剪 151
6.3 平面多边形的裁剪 155
6.4 其他图形的裁剪 158
第七章 点状地物数据可视化 160
7.1 点状符号概述 160
7.2 点状符号化方法 163
7.3 点状符号库建立与管理 174
7.4 点状地理数据可视化系统 177
第八章 线状地物数据可视化 185
8.1 线状符号概述 185
8.2 线状地物数据符号化方法 190
8.3 曲线光滑插值 200
8.4 线状地物数据可视化系统 208
第九章 面状地物数据可视化 212
9.1 面状符号概述 212
9.2 面状符号填充配置算法 216
9.3 面状地物数据可视化系统 220
第十章 专题地理数据可视化 224
10.1 专题地图与专题地理数据 224
10.2 专题要素表示方法 229
10.3 专题数据分类分级处理 242
10.4 专题地理数据可视化系统 251
第十一章 三维地理空间数据可视化 263
11.1 三维地理空间可视化概述 263
11.2 地物表层可视化基本技术 270
11.3 三维地理空间多尺度表达 281
11.4 地理空间数据的三维可视化 295
第十二章 地理时空数据动态可视化 299
12.1 地理时空过程可视化概述 299
12.2 动态视觉变量 301
12.3 地理空间数据动态表示方法 304
12.4 地理空间数据动态可视化技术 307
第十三章 图形交互技术与用户界面 311
13.1 人机交互概述 311
13.2 图形输入控制方式 315
13.3 交互式绘图技术 318
13.4 三维交互技术 323
13.5 图形用户界面设计 325
第十四章 地理空间数据可视化设计 328
14.1 可视化设计概述 328
14.2 可视化内容取舍与概括 333
14.3 多尺度可视化设计 336
14.4 可视化符号设计 341
14.5 图面视觉效果的设计 348
主要参考文献 351
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