360作文网

地理信息可视化方法范例(3篇)

栏目:报告范文

地理信息可视化方法范文

关键词:档案管理;信息服务;情境服务

Abstract:Basedontheinductionofvisualizationservicesrelatedtheoriesandthatofappliedresearchinthearchivesmanagementsystem,proposedthreelevelsofinformationvisualizationservicesagainstthecharacteristicsofarchivalinformationservices.Thenitanalyzedthemethodsandtechniquesforvisualizationofthearchivessysteminterface,managementmediaandinformationcontent.Thepapergavetheinitialideastobuildarchivesinformationvisualizationsystemfromfiveaspectsastoarchivalvisualizationcollection,work,content,knowledgeandutilizationatlast.

Keywords:ArchivesManagement;InformationServices;visualizationServices

1引言

1.1可视服务的概念。档案信息可视服务是档案信息的图形化或图像化的服务,也称“档案信息可视化服务”。本文提出的可视服务概念稍宽泛一些,分为三个层次,即人机交互可视服务、客观世界可视服务和主观世界可视服务。人机交互可视服务是通过系统界面的可视化设计,为用户的操作提供直观、灵活的交互服务功能,这里的系统主要指机器或应用程序。人机交互可视服务的基础是界面技术。客观世界可视服务是通过对客观物理客体或物质状态世界的图形图像化构建和呈现,为用户的操作提供可视化的引导服务功能。客观世界可视服务的基础是多媒体技术。主观世界可视服务是通过对活动的行为意向和思想的客观内容的可视化加工和呈现,为用户理解信息和知识提供直观、有效的解释服务功能。主观世界可视服务的基础是计算技术。

当前,对可视化服务概念的认识主要是利用信息技术,将原本不可见或难理解的数据、信息或知识转换成可见或易理解的图形或图像形式以呈现给用户的服务方式。这种可视化服务概念属于可视服务的第三层次,即主观世界可视服务,包括科学计算可视化、数据可视化、信息可视化和知识可视化四种类型[1]。

1.2相关理论和实践问题的讨论。可视化源于人们对视觉感官作用的重视和满足。感官是获取信息的渠道,其中,视觉感官占第一位。亚里士多德也在《形而上学》开篇中讲:“在诸种感觉中,尤重视觉。……较之其他感觉,我们都特爱观看。理由是:……此于五官之中,以得于视觉者为多。”[2]可视化服务就是充分利用视觉感官的功能,将信息按最易接受和理解的形式加以呈现的服务。

在诸多的视觉传达方式中,图形和图像是最直观、生动的方式,也是信息供应者和接受者首选的方式。即使是文字,从它诞生之日起,就有了象形文字和楔形文字的区分,以后又有了形状、字体、字的颜色、段落和格式等形式的变化,其目的就在于通过文字阅读对视觉形成冲击以便加深理解和记忆。现实生活中的沙盘模型、教学模型、绘制的图形图像、各类图示符号、统计图表等,均是信息和知识可视化的表现形式。

实际上,绘图方式表达和传递信息的做法由来已久。从二万年前的旧石器时代西班牙北部的阿尔塔米拉洞穴和法国多尔多涅省韦泽尔峡谷的拉斯科山石灰岩溶洞洞穴中的史前动物与人物绘画[3],到5000年前的中国和埃及的象形文字以及2000年前我国最早的锦帛地图[4],还有形形的天文图、模型图等,均反映了人类在察其物形得其文理和绘图叙事传递信息的自觉认识。

尽管人们对视知觉认识和应用的起源很早,但理论研究还是20世纪之后的事情。20世纪初期和中期,一些学者对视图传达和接受信息的认知心理进行分析,分别提出了双重编码理论和经验之塔理论。

双重编码理论是加拿大心理学家佩维奥于1969年提出的。佩维奥认为,人们在认知的过程中会通过文字和视觉两个相互联系、互相关联的编码通道所形成的系统进行,如果两个通道的工作协同进行,信息的理解和存储效率将会大大提高;尤其是视觉通道比文字通道更为重要,通过视觉通道对知识的认知可以产生所谓的“心像”,将更有助于人们对信息和知识的理解和长期记忆[5]。

另有一种教育教学理论称为“经验之塔理论”。该理论产生于1928年。当时,有一本书《图像在教育中的价值》,书中重点阐述了世界教学的重要性,认为视觉感官在教育过程中起重要作用,在教育教学过程中应采用图文声形并茂的形式使课程教学的形式多样化、形象化和趣味化,才能达到更好的教学效果[6]。埃德加.戴尔以此为基础,于1946年在他的“视听教学法”一书中,提出了人们获取知识的经验之塔理论[7]。该理论把实践经验到观察经验再到抽象理念的认知过程提炼成为一个金字塔型结构,用来解释人们对事物的认识存在从具体到抽象、从感性到理性、由个别到一般的认知规律。

无论是双重编码理论还是经验之塔理论都强调了一个事实,即人们在对知识获取和理解记忆的过程中离不开视觉传达和形象思维的帮助。人们对身边事物的认识往往是“抽象的静态或动态图像”,或者说,人们对世界的体验和把握是以抽象的静态或动态图像为基本心理特征的。所以,以图像化的形式表达、理解和解释自然世界更符合人们的认知心理规律和有利于人们对知识的理解和传播。

上述两种心理学理论把语言和图像在认知心理上的差别明确地表达出来,指出语言文字的表述只能是顺序性的,只能由收受者通过逻辑思维重新组织以被大脑记忆和存储,而通过联系紧密、逻辑线条清晰、色彩搭配得当的准确图标形式来表达复杂的知识结构则与大脑处理信息的方式相吻合,可以减轻收受者的思维负担,提高信息理解和知识认知效率。

因此,图解方法是一种形象思维替代或形象思维助理,可以提高信息和知识的传递质量,信息的可视化加工和服务就成为信息获取和运用过程中不可或缺的重要途径。信息可视化技术不仅发挥视觉传达的效应,还可以帮助收受者加深对知识的正确理解、分析、整理和启发,以协助对知识认知过程的可视思维和知识重构,达到拓展人们的智力思维空间,加深信息记忆和对知识的理解与运用的功效。

计算机图形学的发展奠定了自动绘图和读图时代的技术基础。借此,人们可以基于各种计算和处理的方法,将抽象的数字和符号自动转化为具体的几何模拟关系并渲染成图形和图像,进一步拓展人们以视图方式开展信息服务的空间。

1.3信息技术支撑可视服务的发展。20世纪40年代中期出现的计算机技术,从50年代的数值计算,到60年代的文字处理和70年代的图像和声音处理,一直到80年代视频信息的处理,可视化一直是信息技术应用追求的目标。近年来,界面技术、多媒体技术和计算技术的可视化程度愈来愈高,形成技术与可视同步发展的态势。

计算机处理图像和图形的基础是位映射概念的引入和应用,使计算机能够在用户接口上使用窗口、图标、树形结构、工具栏和状态栏以及色彩等表现形式展示信息,改变了纯文字界面的单调风格,再加上声光视频处理、图形图像处理以及多媒体互联网的信息互通技术的发展,大大降低了计算机使用难度,提高了计算机的普及率,使其成为信息时代不可或缺的重要工具。目前,在操作系统和开发工具层面已完成人机交互可视化的过程,为档案信息可视服务奠定了系统和开发工具的可视化基础。

与系统软件一样,许多应用软件,例如,文字处理软件、电子表格软件、办公自动化软件、教学培训软件、编辑出版软件、声光艺术软件、辅助设计软件、教学培训课件等都加入了可视化交互处理功能,各类饼图、柱图、折线图和气泡图,以及动画、漫画和视频,各种向导和进度条,还有坐标、表格和符号等可视化方法得到了广泛的应用,真正做到了“所见即所得”,在信息可视化层面取得了一系列进展。

操作系统、软件开发工具和应用软件三个层面的软件界面可视化已经取得长足的发展。目前,以信息技术为平台的用户界面向着三维立体视觉传达、系统仿真和虚拟现实等人机交互可视化的更高层次方向发展。同时,多媒体技术和计算技术可视化步伐不断加快,硬件可视化、网络可视化、远程可视化、地理可视化、库房可视化和设备可视化等客观世界可视化技术应用成果也不断涌现。数据、信息和知识等主观世界可视化计算技术和应用也初见端倪并朝着人性化和个性化方向不断拓展。

2档案信息可视服务相关研究

进入21世纪,一些学者开始关注档案管理与信息服务的可视化问题。主要表现在可视化开发工具应用研究、视图信息系统融合应用研究、管理业务场景模拟应用研究、信息视图和语义关系可视化应用研究等四个方面。

2.1可视化开发工具应用。在可视化开发工具应用方面,主要利用可视化开发工具、统一建模语言和可视化数据库管理技术与工具,在用户界面、用户菜单和相应的功能模块中增强档案管理系统的图形化界面功能。如,在档案机读目录标准格式(CNMARCAMC)自动转换功能模块中实现数据的转换过程和异构档案信息互操作的可视性[8];在文书档案、科技档案、科技资料综合管理以及档案管理系统的数据库增加、修改、删除、查询、保存、打印和电子表格导出功能中增强窗口、目录和菜单等人机界面的友好性[9][10][11][12];有的则运用统一建模语言(UnifiedModelingLanguage,“UML”)建模方法对档案管理系统进行建模,以视图描述形式完成B/S架构的系统分析与设计[13]等。

2.2视图信息系统融合应用。视图信息系统融合应用研究方面,主要利用现有的视图管理系统中的图形图像资源,通过系统融合设计,以增强用户操作界面的直观性和友好性。如利用高速公路三维可视化系统,构建管理系统监控竣工档案的形成与网络化管理[14];利用地理位置视图和城市管网视图系统,按图实现空间信息内容查阅和专题编研信息的提取等,其交互性和直观性[15]均有所提升;尤其是利用地理信息系统与档案管理系统相融合的方法实现GIS数据共享研究成果较为集中,如,通过基本图形设置、视图变换操作、设置图形焦点热区,完成项目档案图形编辑、图形定位、图形显示和检索查询功能[16][17][18][19][20]。

2.3管理业务场景模拟应用。在管理业务场景模拟应用研究方面,对库房布局、实物档案进行模拟,形成人机界面良好的档案管理与服务系统。如运用二维条码技术管理实物档案的同时,探讨实物科技档案相关信息及其物理位置的图形显示问题和实物科技档案安全管理问题[21];也有将设备、铭牌及附件的照片与档案图纸相结合,在档案管理系统中并行展示的应用成果,以可视化实物档案和可视化库房等形式开展档案业务界面可视管理的尝试。

2.4档案信息视图和语义关系可视化应用。在档案信息视图和语义关系可视化应用研究方面,应用研究比较缺乏,现有研究偏重理论层面。如,提出运用数据挖掘方法,构建三维立方体描述数据库和数据仓库,利用饼图、柱状图描述数据挖掘后得到的知识和结果的构想[22]以及提出信息检索的过程中不可见的内部语义关系转化成二维或三维图形关系,形成信息检索直观视图界面,为用户检索提供图标导向的构想等[23]。

3档案信息可视服务的层次分析

如上所述,档案信息可视服务可以划分为三个层次,即人机交互可视服务、客观世界可视服务和主观世界可视服务。这三个层次的可视服务可以分别对应三个级别,即档案管理系统图形化界面级、档案管理实体多媒体级和档案信息内容图形化渲染级,可以分别简称为“界面可视”、“媒体可视”和“内容可视”三个级别。其中,界面可视和媒体可视属于系统操作视图设计范畴,而内容可视则属于输出结果的视图设计范畴。因此,界面可视和媒体可视是基础,内容可视是目标。

3.1档案系统界面可视。档案系统界面可视服务就是充分运用界面技术和感知技术,优化档案管理信息系统的可视化人机交互功能,为用户创造良好的视觉交互环境。

信息的输入、编辑、存储、检索、权限和维护是所有信息系统应有的功能,这些操作功能的执行均涉及人机交互界面问题。档案管理系统和网站除具备上述基本的系统操作功能之外,还应包括档案管理业务流程中档案的收集、整理、编目、鉴定、统计和利用等操作功能。围绕这些功能开展人机界面的视图设计,也是档案系统界面可视服务的基础性工作。

3.2档案管理媒体可视。档案管理媒体包括实物媒体和信息媒体两大类。档案管理实物媒体是与档案及档案管理相关的实物或场地,包括档案库房、档案装具、保护设备、实物档案以及与设备档案、基建档案、城建档案等相联系的档案实物系列;档案信息媒体是承载档案信息的物质形态载体,包括照片与音像档案、磁介质档案、光学介质档案和纸质书面载体档案等。

对两类档案管理媒体的图形和图像化处理可以采用模拟、仿真、照相、录像、扫描、转换等加工方法进行。在档案管理系统中,对获得的两类档案管理媒体的图形图像进行界面化处理,并通过热区、焦点、链接等方式,均可达到增强管理系统的可视化交互功能的目的。

就目前的技术应用状况来看,实现档案管理媒体的可视服务具有一定的可行性,而且已经出现了少量的可视化档案库房、可视化设备档案、可视化实物档案的应用事例,尤其在城市建设项目档案、公路建设项目档案等与档案实物关系密切且经济和技术支撑实力较强的单位应用显著一些。虽然,媒体可视服务很大程度上属于人机交互界面可视性质,即仍属于系统操作层面的可视化,但相对于依赖系统提供的可视功能实现视图界面的操作来讲是一个不小的进步。

3.3档案信息内容可视。相对于界面可视服务和媒体可视服务而言,档案内容可视服务是档案信息可视服务的目标,同时,也是档案可视服务开发与应用的难点。根据档案信息的特点,档案信息内容可视服务可以分为三种形态,即对档案信息资源中所包含的记录型、事实型和知识型进行可视化建模、渲染与呈现。

记录型主要是没有经过编辑与加工的档案的原始内容,是以件为单位反映立档单位职能工作活动面貌的材料。这些材料之间存在问题、作者、文种、时间、地区和通讯者等特征,同时,存在题名、责任者、保管期限等元数据信息和形成过程中产生的背景信息。

事实型主要是档案材料中所包含的客观问题确定性结论,如,人物、事物、事件、机构、年代、规格和方法等有关事实的原始记录,也包含相应的数据和数量关系。机构名录、组织沿革、大事记、基础数字汇集、原件与手册、档案专题汇编等档案编研成果均属这一类型。

知识型主要是档案信息内容知识化加工处理后转化而成的结构化信息形态,面向特定问题的分析和解决方案是其主要表现形式。这种结构化的信息形态存在知识元和语义关联的网络结构,形成的是基于档案内容的知识体系和系统。可视化知识服务就是面向用户的知识需求,对档案信息资源进行知识萃取并以视图方式传递给用户的服务过程。

4档案信息可视服务系统构建的设想

从档案信息服务工程要求和信息技术发展应用的程度来看,档案信息可视服务中主观世界可视服务还存在技术和管理等方面的难度。因此,从人机交互可视服务和客观世界可视服务入手,构建档案信息可视服务系统具有基础性和可行性。但是,不能仅仅停留在界面可视的层面上,内容可视的基础研究还应同步开展。下面,就档案信息可视服务系统构建进行初步探讨。

档案可视服务系统由档案可视化收集、业务可视化管理、内容可视化组织、知识可视化挖掘和信息可视化利用等五个相互联系的子系统构成。

4.1档案可视化收集系统。档案可视化收集系统包括档案在线可视化接收和档案信息可视化采集两项功能。档案可视化接收模块通过对网络在线移交系统的视图设计帮助档案管理人员按图索骥,完成在线移交和介质接收工作。

可视化采集功能可以利用可视化元搜索引擎技术采集具有档案价值的网络页面、图形、图像、音频、视频和文档信息以扩大档案信息收集的范围,满足档案服务功能拓展对档案信息资源需求。

4.2业务可视化管理系统。一个完善的档案网络管理信息系统除了具备各种类型的档案材料管理功能之外,还应当具有收集、整理、编目、统计、编研、鉴定、销毁、备份、保管、保护和综合利用等档案业务管理的功能,也包括视频会议、收发文处理、组织结构管理、内部信息管理、通知公告管理、公共资源共享、远程文档管理和目标计划管理等行政办公功能。

在各项业务管理功能模块设计中加入视图辅助功能,如树形结构图、网络拓扑结构图、场景模拟图、分支控制图、地理地形图配合图标、箭头、图片等可构成风格独特的人机交互可视界面,便于管理人员的可视化操作与管理。

4.3内容可视化组织系统。内容可视化组织包括档案信息特征可视化抽取、可视化存储和信息可视化描述等模块。档案信息资源中存在语义特征、结构特征、关系特征、利用特征、标引特征等特征,用相应的技术方法进行特征抽取,形成特征映射和视图模型并以数据库和数据仓库形式加以存储。

可视化存储是在信息存储操作过程中加入视图控制模块,如,方格图和色彩显示数据存储状态等,以增强存储过程的可视性。

可视化描述可以通过图形直接显示数据库和数据仓库中的信息,例如,利用盒状图,信息立方体,数据分布图表,曲线、曲面和连接图等形式可视化地显示信息对象的粒度、级别、属性和维度等特征[24]。

4.4知识可视化挖掘系统。知识可视化挖掘可视通过知识挖掘工具和方法加以实现。这些工具和方法与可视化技术相结合可以实现关键字的关联、分类和聚类分析以及知识发现与信息评估过程的可视化,以视觉传达的形式呈现档案中的知识。

例如,数据挖掘过程的可视化中,通过图形的方式描述各种挖掘的过程,用户可以直观地观察数据抽取、清理、集成、预处理、挖掘、筛选、存取和输出的整个过程。可以参考的挖掘工具有本体可视化工具Protege和Kano,Web数据挖掘PageRank与Clever[25],非结构化数据分析工具ClearForest、OminiViz和TEMIS,结构化数据分析工具ThomsonData、Analyzer、Aureka和Ominiviz[26],网络社会关系可视化工具Prefuse以及网站链接分析可视化工具Touchgraph等[27]。

4.5信息可视化利用系统。信息可视化利用主要以可视化的检索过程和检索结果实现。在信息检索操作过程中加入视图控制模块,将检索过程和处理结果加以动态显示。例如,利用三维立方体呈现检索结果分布等。检索结果可视信息输出模块中使用散列图、盒状图、决策树、孤立点、分布图和关联图等形式直观和多维度地显示信息和知识。通过可视化平台形象揭示信息之间的关联和更深层次的信息,方便用户在图形界面上直接对空间对象进行查询和分析或以视图的形式接受服务。

在国外,可视化检索上个世纪90年代开始研究,主要针对检索结果的可视化。这些研究利用图标位置示意图、信息相关度结构图、结果与需求偏好二维向量相关图等图示方法呈现检索结果[28]。

其中,二维可视化图形结构的检索系统InformationNavigator,全文可视化检索TileBars,检索可视化平台VisualNet,空间距离和角度检索可视化DARE,文档与检索词间相似度的检索系统GUIDO[29],检索式构造可视化系统工具AQUA和Multisurf等可以作为档案利用可视化的借鉴和参考或作为二次开发工具包使用。

5结语

档案信息可视服务是档案信息服务工程的重要支撑和发展方向。本文针对档案信息可视服务问题仅进行了宏观层面的初步探讨,对可视化建模、降维可视化、多视图设计、特征认知模式、可视化系统融合与应用等方法与技术的应用研究还没有展开。档案信息可视化图形图像类型的评价与选择、档案信息可视化编程方法、档案文本数据挖掘技术实现、档案可视化检索技术应用、档案信息网络可视化分析设计以及虚拟现实与仿真技术在档案可视化系统中的应用等方面还需要进一步研究,这也是未来的努力方向。

目前,档案信息可视服务的研究和应用还没有全面开展起来,一些应用研究成果多集中在人机界面交互可视化层面,还没有针对档案信息内容可视化与服务开发的相对成熟的应用成果出现。但可以相信,随着信息可视化技术不断成熟和应用的深入,档案信息可视服务的理论和应用研究水平会逐渐提升,档案管理系统的人机界面友好性和信息与知识可视功能也将不断增强。

参考文献

[1]刘波,徐学文.可视化分类方法对比研究[J].情报杂志,2008,27(2):28~30.

[2]亚里士多德.形而上学[M].北京:商务印书馆,1995:1.

[3]马鑫.浅析绘画创作客体的演变[J].科教导刊(中旬刊),2011(7):233~234.

[4]世界上最早的地图[J].小学教学参考,2004(15):42.

[5]陈长胜,刘三女牙,汪虹,陈增照.基于双重编码理论的双轨教学模式[J].中国教育信息化,2011(3):52~55.

[6]叶步伟.摄影作品在教育教学中的应用[J].软件导刊(教育技术),2008(11):35~36.

[7]戴尔.视听教学法之理论[M].杜维涛,译.上海:中华书局,1949.

[8]王兰成.异构档案信息互操作及其自动转换器的研究[J].情报学报,2002(3):278~283.

[9]张连伟,陈日新,尹承梅.ASME焊工档案管理系统的可视化编程[J].机械工人.热加工,2005(5):40~42.

[10]李明念.教师业务档案的计算机管理[J].机械职业教育,2007(7):23~24.

[11]李长军,王秀蒲,鹿健,王新堂.山东省气象档案管理系统[J].山东气象,2002(4):30~32.

[12]任金梅.人事档案信息管理软件开发实例[J].科技情报开发与经济,2005(23):231~232.

[13]李志明,汪斌.基于UML的战士档案管理系统的分析与设计[J].科技信息(学术研究),2008(4):32~34.

[14]魏晓红,黄利芒.广深沿江高速公路深圳段竣工档案信息化管理[J].公路与汽运,2011(4):248~250.

[15]朱学芳,曾娜,吴建华.DIP技术在地下管线工程档案管理中的应用探索[J].档案学通讯,2007(4):81~84.

[16]张泽波,王春兰.马鞍山市城建档案馆可视化档案管理系统简介[J].工程建设与档案,2003(3):53~54.

[17]郭韦艳,韦斌.规划档案管理系统的开发与应用[J].电脑知识与技术,2009(27):7664~7665+7681.

[18]吴永平,尤勇,林辉.GIS在退耕还林档案管理中的应用——以建立文县2004年退耕还林工程电子档案为例[J].襄樊职业技术学院学报,2007(3):43~46.

[19]柳正林.公路建设项目档案管理系统的方案设计[J].交通标准化,2005(7):90~92.

[20]胡志忠,曾平.浅谈高速公路建设项目档案信息化建设[J].湖南交通科技,2007(1):77~80.

[21]张作宁,边根庆,封欢.浅谈实物科技档案的条码化、可视化与一体化管理[J].城建档案,2008(4):60.

[22]宇然.数据挖掘技术与档案管理[J].兰台世界,2002(8):24.

[23]孙逊.档案可视化信息检索之路径[J].湖北档案,2008(11):14~16.

[24]刘永,王素立.竞争情报可视化探讨[J].图书馆论坛,2009(6):158~160.

[25]秦甲拓,张浚.基于WEB的可视化数据挖掘工具综述[J].实验科学与技术,2006(S1):65~68.

[26]王敏,李海存,许培扬.国外专利文本挖掘可视化工具研究[J].图书情报工作,2009(24):86~90.

[27]张继东.语义环境下的数字档案馆知识可视化模型研究[J].图书情报工作,2011(2):143~148.

[28]秦雪梅,高凡,陈烈英.可视化情报检索[J].图书情报工作,2002(4):89~92.

地理信息可视化方法范文篇2

关键词:砂土液化;勘察;信息技术;GIS;优势;应用

中图分类号:TU413文献标识码:A文章编号:1006-8937(2015)06-0073-02

受振动影响,细砂土等物质会呈现液态现象,将其称之为砂土液化。有时在孔隙水压影响下,砂土所受应力发生变化也会使其从常见状态变为液态。砂土液化现象的出现很容易造成地下水漫溢,造成“喷水冒砂”现象,严重时甚至可导致地面大面积沉陷,给建筑物带来极大的危害。由于砂土液化现象多发生在地下位置,人眼无法直视,故借助信息技术实现勘察可视化操作成为了该项技术创新应用的突破口。

1信息技术与地质勘察

信息技术主要用于信息处理,是多种应用技术的统称,按照操作、功能、设备等差异进行划分,可分为多个技术类型。它集信息采集、传输、存储、加工于一体,应用十分广泛。在地质勘察工作中,信息技术凭借一系列优势也得到普及和推广,利用信息技术配合地质勘察相关技术应用能帮助人们更好的进行数据分析和处理,进而优化操作,有利于推进地质勘察工作便捷化。目前,在这一领域中,信息技术与地质勘察技术的综合应用已经成为发展趋势,越来越多的信息技术逐渐融入到地质勘察技术中,推进了新型勘察手段的研发,在砂土液化勘察工作中也是如此,其应用优越性一目了然。本文结合勘察工作的具体开展对信息技术的应用优势加以说明。

2砂土液化勘察中信息技术应用的优势分析――以

可视化为例

信息技术在砂土液化勘察工作中应用十分广泛,可以说基于科技手段开展的勘察工作或多或少都会运用到信息技术。由于篇幅有限,本文选取地理信息系统为主要研究对象,分析信息技术的应用优势。

2.1GIS的应用机理

可视化操作是砂土液化勘察技术发展、创新的一大转折点。它的实现主要是基于地理信息系统。地理信息系统(GIS)是地理学研究领域中应用十分广泛的信息技术。GIS属空间信息系统,信息处理主要作用在地球表层空间,除具备前文提及的信息技术作用功能外,还能实现数据运算、信息的分析与描述等。

GIS系统在实际应用中具备如下功能:①通过数据获取建立相关信息数据库;②通过格式化操作变换数据结构;③存取、组织数据;④查询、统计、计算;⑤空间分析;⑥显示输出。

这些功能为砂土液化勘察工作实现可视化操作奠定了技术基础,特别是显示输出功能的存在,能够帮助砂土液化勘察通过计算机屏幕进行数据表达。

2.2GIS的具体应用优势

①砂土液化勘察所用数据或勘察工作所得数据极具空间性,大部分的应用信息都数据空间型数据。以SPT数据为例,锤击数与勘察深度两个条件只有同时具备时,技术人员才能进行分析。诸如此类的空间数据在砂土液化勘察中十分常见,因此为方便管理需要有专门性质的空间数据库来集中存放,而这正是空间数据系统GIS的强项。

②砂土液化勘察过程复杂,特别是勘察工作进入到评价阶段时需大量岩土工程数据,除SPT数据、岩土体分层信息数据、地震设防数据、CTP数据等数据之外,还需要土层物理指标、固结、荷载、地质构造、地貌形态等一系列数据。GIS系统拟建数据库将上述信息分门别类存放,能够极大的提高信息提取效率,便于数据取用,从而推进勘察工作的顺利开展。

③有利于实现勘察数据可视化。在信息领域中,可视化对于接受、传输信息而言意义重大。特别是空间数据,由于其具有多维性,利用可视化操作的优点更是明显。砂土液化产生的原因通过前文分析可以看出同岩土环境关系甚密,为了能够将地理环境因素更多的融入到砂土液化勘察工作中,需要系统具备可视功能,以扩宽研究人员的想象空间,激发其创造性思维。

④在砂土液化研究方面,我国现阶段使用的办法借助GIS可以达成一定目的,例如:GIS可拟建分析模型,用以对液化问题展开评价,这也在一定程度上为GIS在砂土液化勘察中的应用提供了契机。

3信息技术下可视化的实现与应用

3.1可视化系统建设

在信息数据反应方面,GIS空间性强,对空间数据的处理的也能体现出多维性。不仅如此,砂土液化问题的多因素效应也能通过GIS来展现,从这两方面可以看出,将GIS与砂土液化勘察充分结合在GIS平台上开发可视化系统对于优化勘察工作而言具有现实意义。可视化系统的具体应用建设在砂土液化勘察工作中主要用于评价阶段。

可视化系统的具体应用建设在砂土液化勘察工作中主要用于评价阶段,其基本构成示意图如图1所示。

图1为可视化系统应用于砂土液化勘察工作的大体构成情况,用户界面模块之下又划分出多个模块内容,不同的模块具备不同的功能,如空间分析模块,其主要功能是开展数据空间分析。

可视化操作系统由地震导致的砂土液化,它不仅借用了GIS强大的数据功能,还叠加了其它一些信息,如地质构造信息、水系信息等。通过该系统设计,勘察评价工作能够在数据空间分布显示状态下开展。

3.2GIS数据库在砂土液化勘察中的应用建设

在砂土液化勘察中,通过系统建设实现可视化评价的重要前提是拥有空间数据库。空间数据库依照数据信息的不同又分为两种,具体建设如下:

首先,空间图形库。这一类型数据库详细划分下来也分为多种,如地理底图库。GIS之下某一方面具有共性的目标数据可归为一个数据层,用以描述某个属性特征,即为图层。多个图层集合后,则构成砂土液化勘察地的相应目标数据。

从各层数据内容方面来看,可从以下几方面进行信息系统建设:

①基本地理信息。包括交通图层、水系图层、居民地图层、地形地貌图层等。

②地质构造信息。主要包括描述断裂的相关图层。

③专题评价数据。如SPT数据、取样分析等数据。

④专题评价成果数据。如砂土液化预测、危害评估、防治处理等相关图层。

⑤水温地质信息。如水文地质界线图层等。

上述信息系统建设内容根据勘察工作的实际情况可适当进行增减,以凸显勘察研究工作的重点内容。

4结语

随着研究领域加深,科技不断进步,传统数据处理方法由于局限已经无法适应新时期的砂土液化勘察工作。现阶段,信息技术的应用正好弥补了传统数据处理方法所固有的局限性,特别是GIS的应用,在很大程度上优化了砂土液化勘察工作的相关环节。

参考文献:

地理信息可视化方法范文

现代信息管理技术在20世纪末就得到了飞速发展,信息生产与管理方式出现了很多变化,在信息资源管理方面实现了数字化,计算机在信息管理方面发挥了重要的作用,多媒体技术也在信息管理中得到广泛应用,服务环境方面实现了网络化,信息组织与服务方面形成了产业化,信息产业已经实现了国际化,信息加工与构建实现了自动化、信息需求与服务实现了个性化、信息提供实现了集成化。信息生产与管理方式发生的变化在一定程度上满足了专业人员的需求,还远远不能满足广大用户的需求,要想真正实现面向大众化,应该尽最大可能避开专业化的操作命令与格式,必须采取一些群众喜闻乐见的可视化方法,这是未来信息生产与消费方式的方向。

1信息可视化的分类

1.1一维信息可视化

我们通常所说的简单的线性信息就是一维信息,如我们平时所见到的文本以及数字。通常情况下,可视化文本文献不是必要的,但在某些特殊的情况下,为了增加文本信息的有效性我们需要借助可视化技术。

1.2二维信息可视化

二维信息主要包括横向和纵向两种属性的信息,我们通常所说的城市地图以及建筑平面图都属于二维信息,我们所说的地理信息系统就是二维信息可视化的典型。

1.3三维信息可视化

三维信息超越了二维信息,最典型的特点是引入了体积的概念。我们平时所说的科学计算可视化就是三维信息可视化。最近几年,我国的建筑和医学领域普遍使用三维信息可视化技术,我国进行的“863”高技术发展研究课题就用到了计算机在三维空间进行真实人体所有特征的模拟。

1.4多维信息可视化

在信息可视化环境中属性信息超过3个的就可以称为多维信息,如房屋的价值以及表达房屋的地址数据清单,不仅可以按照价值排序,还可以通过创建测度的方式使房子的特定价值用点的大小来表示,并且可以在地图上用点来表示其具体位置。

1.5时间序列信息可视化

一些本身具有时间属性的信息,我们通常称为时间序列信息。一些事物的发生本身呈现出了时间序列,可以使用信息可视化方法使事物发生的时间顺序能够以图形化形式显示。事物持续发生的状况可以通过项目管理工具展示给用户,利用多媒体软件来制作时间线更加方便,而且有些软件还提供了良好的同步控制功能,如Flash。

1.6层次信息可视化

层次关系是在抽象信息之间表现出来的一种最普遍的关系,我们经常见到的磁盘目录结构、文档管理以及图书分类都属于层次关系。人们一直对层次信息的可视化技术进行研究,并取得了一系列成果,典型的有层次信息可视化处理的三维图形技术有:利用屏幕空间的层次信息表示模型、基于双曲几何的信息可视化技术。

1.7网络信息可视化

目前,世界各地Web的信息不计其数,这些信息分布在世界各地的不计其数的各种网站上,网站又通过各种文档之间的超链接而相互交织在一起。Web的规模将不断地气势磅礴下去。

2信息可视化的最新进展

最近几年,国际对信息可视化专题进行了深入的研究,并且取得了一些重大进展,这些重大研究成果在国际研讨会以及一些论文中有所体现。最新的国际信息可视化技术主要运用于数字化图书馆的开发、数据挖掘以及知识管理工作中,在数字图书馆等方面的研究均取得了巨大成就。

2.1可视化数据挖掘

信息可视化可以将多维的非空间数据用图像显示出来,以此作为基础,用户可以对数据的含义有更加深刻的理解。除此之外,信息可视化还可以使检索过程用形象直观的图像表达出来,使信息检索速度加快。可视化数据挖掘其实就是一个发现潜在的有用知识的过程,利用的是可视化技术对大量的数据进行分析,借助于大屏幕很多数据可以同时显示,数据的数值可以映射成为屏幕的像素在屏幕上显示出来。每一个像素的表达颜色取决于数据与给定查询值之间的差值,在可视化技术中研究数据库中的数据特性是以用户的可视化视觉反馈作为指导的。可视化数据挖掘使用的关键技术是交互技术、选择查询技术以及可视化模型。

2.2可视化技术在空间信息挖掘中的应用

现阶段国内外对空间数据挖掘的研究主要侧重于空间要素方面的数据,将空间与非空间要素信息进行结合挖掘的研究却很少见。空间数据挖掘的研究主要侧重于地图应用方面,研究的方向是地理现象的分布规律、聚类规律、发展演变规律以及相连共生关联规则;对于应用数据挖掘的研究主要侧重于GIS遥感影像翻译方面,光谱值知识的统计分类以及特征提取受到同物异谱以及同谱异物现象的影响,准确度降低,有必要将空间目标的关联知识考虑进去。

3可视化技术在我国的应用

我国很多领域已经使用信息可视化技术,并且相关科技工作者对信息可视化进行了跟踪研究,现阶段地理信息可视化以及医学信息可视化就是很典型的例子。

信息可视化技术在我国得到了广泛应用,曾经运用信息可视化技术的一些典型工程有“数字中国”、“数字长江”、“数字黄河”、“数字城市”等工程。比如,利用计算机技术将通过全球定位系统、GIS以及卫星遥感等高科技手段获取的黄河信息逼真地显示出来,使黄河的信息管理实现可视化和自动化。

4总结

总而言之,信息可视化技术是信息科学领域里一个新的研究热点,信息可视化的研究能够将真实空间与网络空间进行结合,将网络空间具有的多维特征的信息进行充分展示,达到发现知识、创造价值以及改善个人和提高组织工作效率的目的。信息可视化在信息管理领域里的最新研究方向是数据挖掘,在全球定位、天气预测以及地质勘查中获得了非常显著的成绩,未来信息可视化的发展会向更多领域拓展,人们对信息可视化的认识会更加深刻。

  • 上一篇:智慧生活解决方案范例(3篇)
  • 下一篇:重金属污染处理(6篇)
  • 相关文章

    推荐文章

    本站专题