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目录 1

序 陈述彭　 1

第一章 绪论 1

第一节 地学信息的科学概念及多维动态特性 1

一、地学信息的科学概念 1

二、地学信息的多维动态特性 2

前言 3

第二节 可视化的科学概念与地学信息可视化 3

一、可视化的科学概念 3

二、地学信息可视化 4

三、地学信息可视化的研究特征与框架 6

第三节 地学数据的特点与可视化的形式和方法 7

一、地学数据的特点及其对可视化的要求 7

二、地学数据的可视化表现形式 8

三、地学数据的可视化表示方法 9

第四节 可视化技术方法与多维动态可视化的研究内容 10

一、可视化技术的基本方法 10

二、多维动态可视化研究的主要过程与内容 13

一、地图可视化理论 16

第二章 多维动态地学信息可视化的理论基础 16

第一节 专业基本与基础理论 16

二、地图（学）信息传输理论 18

三、空间认知科学理论 25

第二节 专业技术基础理论 33

一、模糊集合理论 33

二、空间统计的宏观时空动态模拟理论 35

三、元胞自动机的微观动态模拟理论 41

一、数据挖掘和知识发现理论 49

第三节 专业应用基础理论 49

二、地学图解／图谱理论 54

三、虚拟现实理论 64

第三章 多维动态地学可视化系统设计 73

第一节 用户视觉感受 73

一、地图视觉感受 73

二、地图视觉感受的应用 75

第二节 交互界面 76

一、交互界面设计框架 76

二、多模式界面 77

三、用户模型化 79

第三节 超地图的信息组织形式 81

一、超地图概念、功能和数据结构 81

二、系统导航 84

第四节 多维网络化信息虚拟空间的认知与构造 85

一、现实空间与网络虚拟空间的认知 86

二、网络虚拟空间的构造与模型化 88

第五节 智能化系统设计的概念模式 89

二、系统的智能化设计概念模式 90

一、系统的一般过程与概念模型 90

第四章 地学信息的时空语义及其模型化 93

第一节 地学信息的三域结构与数据建模 93

一、地学信息的三域结构 93

二、地学信息的数学表示与建模 94

第二节 地学信息的空间语义 95

一、基本的空间对象几何类型 96

二、基本的空间关系 97

三、空间拓扑关系的描述 97

第三节 地学信息的时间语义 99

一、时间域 100

二、时态关系 103

三、时态数据库 107

第四节 地学信息的时空语义 110

一、时空域 110

二、时空变化的分类 111

三、时空关系 114

第五节 时空数据模型 116

一、时空数据建模概念框架 117

二、时空数据模型设计的基本指导思想 118

二、现有时空数据模型分析 119

第六节 时空数据库 124

一、扩展关系型时空数据库 124

二、面向对象的时空数据库 127

第七节 时空地理参照系及认知论对时空数据建模的启示 128

一、时空地理参照系 128

二、空间认知对时空数据建模的启示 132

第五章 面向对象的时空数据模型与数据组织 134

第一节 面向对象的时空数据概念模型 134

一、面向对象设计思想的引入 134

二、面向对象时空数据概念模型与开发阶段 138

一、时态对象结构的代数模型 140

第二节 面向对象时空数据模型的形式化定义 140

二、对象基本结构的形式化定义 141

三、对象基本操作的形式化定义 143

四、时空关系的形式化定义 146

第三节 基于时间维的面向对象时空数据模型 147

一、TOOSTDM系统结构描述 147

二、TOOSTDM物理功能的实现 160

一、虚拟GIS及其数据构模 166

第四节 面向对象虚拟GIS数据模型与数据组织 166

二、面向对象虚拟GIS数据模型及其基本结构与对象成分 168

三、面向对象数据库的实现与虚拟GIS示例 171

第六章 多维动态地学信息的可视化表达与交互探索 175

第一节 多维动态地图符号 176

一、多维地图符号的基本概念 176

二、地图符号的放置 181

第二节 色彩模型及其变量与应用 183

一、色彩模型与多维数据表达 183

二、色彩变量与应用方案 184

第三节 三维数字景观表达与视觉变量 187

一、三维空间数据模型 187

二、三维数字景观表达 190

三、三维视觉变量 193

第四节 地图动画及动态变量与交互表达 195

一、地图动画概念和历史 195

二、地图动态变量 196

三、地图动画中的数据表达和交互探索方法 198

二、声音变量及其应用 200

一、声音在可视化中的应用 200

第五节 声音及其变量与应用 200

第六节 时间图例与时间比例尺 202

一、时间图例 202

二、时间比例尺 204

第七节 多维数据平行坐标表达法 205

一、平行坐标方法的原理 205

二、平行坐标方法的优点 206

第八节 多维动态地学可视化表达的概念模型 207

一、可视化表达的对象 207

二、可视化的概念化表达 208

第一节 多维图形显示原理与技术 211

一、多维图形显示原理 211

第七章 多维动态地学信息可视化技术 211

二、多维图形显示技术 213

第二节 地图动画制作与交互技术 221

一、计算机动画制作技术 221

二、地图动画制作与交互技术 222

第三节 空间数据插值技术 225

二、趋势面插值技术 226

一、双线性插值技术 226

三、样条函数插值技术 228

四、克里金插值技术 231

第四节 数字地形显示与简化技术 232

一、数字地形的显示与简化 233

二、细节分层（LOD）技术 234

三、小波简化技术 235

四、三维显示技术在非地形数据表达中的应用 237

一、分形技术概述 238

第五节 分形技术及其在自然景观模拟中的应用 238

二、分形树木绘制技术 241

三、分形地形模拟技术 242

第六节 三维图形实现技术 242

一、OpenGL技术 243

二、Direct3D技术 247

三、Java3D技术 249

四、VRML技术 252

一、多媒体技术及其发展简况 257

第七节 多媒体技术 257

二、多媒体与地学信息可视化 258

三、地学信息可视化中的媒体及其关系的描述与表达 260

第八节 空间数据挖掘技术 267

一、技术基本概念 267

二、数据挖掘的技术方法 268

三、空间数据挖掘的发展方向 272

第九节 虚拟现实技术 273

一、虚拟现实技术概述 273

二、虚拟现实技术与GIS和可视化技术的结合 277

参考文献 279