在研究基于地图的交互式可视化技术时,首先需要明确信息可视化与可视化交互的概念、方法和技术。信息可视化是将数据信息和知识转化为可视化形式,使得人们能够通过视觉快速识别并理解数据内容和关系。其核心要素包括人、数据、计算机以及分析或探索模型。信息可视化的目标之一,就是以用户易于理解的方式展示大规模、结构化的数据。通过可视化交互技术,用户能够对可视化表达对象进行交互,以加深对数据的理解。信息可视化的过程可以理解为数据源到计算机屏幕上可视化视图之间的信息转换流程,其中包括预处理、投影、映射和最终的可视化界面呈现等步骤。
在此过程中,人的角色是信息转换的发动者和接收者,通过与可视化界面的频繁交互,实现对信息流动过程的调整和控制。可视化交互的主要方法可以分为人与计算机之间的交互和算法或模型之间的交互。人机交互通常涉及多种技术,如基于像素、几何映射、基于图标、层次、图形和三维技术等。每种可视化技术都可能包含一种或多种交互功能,如关联更新法、动态投影、动态查询、交互式过滤、交互式缩放、交互式变形等。
在基于地图的交互式可视化技术中,空间数据的特殊性使其成为一种特殊的信息可视化方式。空间数据可视化不仅要求能够显示数据,而且需要支持用户从不同的视角、焦点、时空分辨率、时空区间、颜色和空间维度等进行多维度的查询与分析。空间查询和空间分析是基于地图的交互式可视化中的重要内容和方式,用户可以借助这些技术,从空间数据的不同角度进行深入的数据挖掘和知识发现。
文章中提及的GIS(地理信息系统)是一个集成了数据收集、存储、检索、分析、建模和展示等功能的系统。GIS的可视化交互界面具有明确的层次结构和功能,这使得用户能够有效地利用地图和其他视觉元素来理解地理信息。GIS界面层次通常包括数据层面、逻辑层面和视觉层面,每一个层面都为用户提供不同的交互功能。
传统的GIS更多关注于空间数据的显示、更新和编辑,而基于地图的交互式可视化技术则侧重于对空间数据的深入分析和挖掘。为此,设计多种可视交互方法是必要的。这些方法能够帮助用户从多个角度理解空间数据,例如,通过不同的图形表达方式,使用户能够从多个视角观察和分析数据。例如,用户可以通过不同颜色对数据进行分类,通过不同的尺寸来表示数据的重要性或规模,或者使用时间序列数据来观察变化趋势。
文章还提到了信息可视化技术的分类,其中Daniel A. Keim将信息可视化技术大致分成六类:基于像素、几何映射、基于图标、层次、图形和三维技术。这些技术各有特点,例如基于像素的技术使用图像的像素来展示数据;几何映射技术将数据映射到几何图形上;基于图标的技术使用图标的集合来代表数据;层次技术则使用树形结构来展示层次关系;图形技术通过图形网络表示数据关系;三维技术则利用三维空间来展示数据。每种技术都具有不同的交互功能和适用场景,用户可以根据需要选择合适的技术来实现特定的可视化目标。
文章强调了可视化交互技术在信息可视化中的重要性,并提出了基于地图的交互式可视化空间查询与空间分析的基本框架。这个框架将为理解和开发更高级的交互式空间可视化应用提供理论基础和实践指导,对于地理信息系统、空间数据分析和决策支持系统的设计和实现具有重要意义。