五分鐘學GIS 時空資料視覺化表達

今天五分鐘學gis的時間我們來學習時空資料視覺化。

時空資料是指具有時間元素並隨時間變化而變化的空間資料，是描述地球環境中地物要素資訊的一種表達方式。這些時空資料涉及到各式各樣的資料，如地球環境地物要素的數量、形狀、紋理、空間分布特徵、內在聯絡及規律等的數字、文字、圖形和影象等,不僅具有明顯的空間分布特徵，而且具有資料量龐大、非線性以及時變等特徵。

傳統gis只描述了研究物件的乙個快照，沒有對時態資料作專門的處理，因而是靜態的，它只能反映事物的當前狀態，無法反映物件的歷史狀態，更無法**未來發展趨勢。而客觀事物的存在都與時間緊密相聯，從而誕生了時空資料的概念。

時空資料的視覺化表達手段可分為靜態視覺化和動態視覺化。

時空資料靜態視覺化，一般是以二維地圖上疊加可以描述時間變化的要素，來描述時空屬性資料與空間範圍內的變化特徵。這些用於表達時空屬性資料的要素可以通過不同的符號、註記、標繪符號、統計圖表等多種方式來表達，也可以將多個時間的專題地圖同時展示進行對比。

例如在圖1中，將2008-2023年中國各省gdp專題屬性製作為統計專題地圖，通過統計圖表這種靜態的方式將多個時間的資訊變化表達出來。

動態視覺化可採用動態地圖、三維gis等多種手段展現時空資料。將時空資料在動態變化的地圖或三維場景中呈現出來，可以直觀生動地表示各種空間資訊的變化過程。

三維gis表達

三維gis的發展，使時空資料可以在三維地理空間中進行呈現。基於時空資料的空間物件，在立體世界中直觀的表達出空間尺度的運動過程，解決了平面地圖對具有不同空間高程物件的運動軌跡難以表達的關鍵問題。

圖2中通過滾動時間軸，實現了不同時間的全球陸地溫度分布以及變化趨勢。展示效果流暢，資訊表達方式豐富多樣。

圖3中展示的是52300個動態物件，模擬了全球某時段船舶航運情況。船舶位置資料每秒更新一次，在三維場景中依然可以流暢的展現出來。

動態地圖表達時空資料

動態地圖是能集中、形象地表示空間資訊的時空變化狀態和過程的電子地圖。它的產生和發展是時空資料視覺化的重要基礎。

隨著資料視覺化技術的發展，對於動態資料的渲染能力越來越強。echart、d3等視覺化框架也很好的被借鑑和引用到時空資料表達的領域中來。

下面通過supermapgis軟體實現的時空資料動態視覺化效果為例，為大家展示時空資料動態視覺化的應用。以下效果為基於瀏覽器canvas2d的一種渲染，可高效地渲染向量資料。

在圖4中，以流動線形式展現人口資料進行遷移的效果，模擬春運期間各主要城市的人口流動過程，可以看出北京、上海、廣州、成都等城市在春運期間的人口流量變化（線越粗越長，表示遷移人口越多）。

在圖5中，可基於火車的實時空間資訊，模擬某一天從0時到24時之間全國一些重要城市的部分火車運**況，黃色代表短途火車，紫色代表長途火車。