空间经济计算可视化

空间经济计算可视化

 

 

 

可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域,成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。可视化技术最早运用于计算科学中,并形成了可视化技术的一个重要分支——科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)。科学计算可视化能够把科学数据,包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在研究者面前,使他们能够观察、模拟和计算。

空间经济计算的可视化是现有计算机可视化技术的具体应用,是以经济数据作为依托,强调的是经济行为的空间认知与计算分析,透过视觉效果,探讨空间经济信息所反映出的规律,这是空间经济计算可视化的真正目的。

这里提到的空间经济计算的可视化主要是指空间经济计算过程和计算结果的可视化。

空间经济计算及其结果的可视化是可视化中的重要技术,涉及大多数国民经济的行业,具有非常广泛的应用。它通过强大有效的可视化系统将经济要素包含的复杂的空间位置和属性信息以空间可视化的的形式展现出来,从而挖掘分析经济要素之间的关联性和发展趋势,了解市场动态、发现商业机会,进而作出及时和正确的判断和决策。由此可以认为具有可视化手段的空间经济学就是数字时代的经济学,是未来经济学的发展趋势之一。

  空间经济信息在人类经济活动及生产实践过程中起着非常重要的作用,以可视化方式呈现的空间信息极大地促进了人们对周围空间的认知乃至感知。专题图是空间经济数据最早的可视化方式,它在各种生产和社会实践中发挥着重要的作用。随着计算机技术的发展,专题图在一定程度上逐渐被地理信息系统(GIS)所取代,空间经济信息的表达在一定程度转变为GIS中的可视化问题。可视化是GIS中一个非常重要的功能,它伴随着GIS技术的沿革而不断发展。

  空间经济计算的可视化形式是非常丰富的,主要的表现形式及其相关应用可以归纳为如下几方面:
(1)二维图形图像学方法
  通常意义上的空间经济计算,其可视化采用的方法是二维图形图像学方法。主要是对传统地图学以及制图学可视化方法的数字化实现。但在数字化基础之上,由于计算机可以非常灵活与便捷地处理空间经济信息,因此可以极大地丰富传统地图学的可视化方法。如为了满足空间经济计算的需求,可以制作动态地图;为了满足专门行业需求,可以制作突出行业信息的专题地图;为了满足特定任务,可以结合计算与分析功能制作实时性专题地图等等。
  二维图形图像学可视化方法目前是空间经济计算可视化的主流方法。由于二维可视化含有较少的数据量,同时沿用了成熟的可视化理论方法,因此在空间经济计算领域有着广阔的发展前景。

(2)三维图形图像学方法
  从常识性的认知角度而言,现实世界是一个三维空间,使用计算机将现实世界表达成三维模型则更加直观逼真,因为三维的表达不再以符号化为主,而是以对现实世界的仿真手段为主。
  三维空间的表现方式与手段随应用需求的不同而有很大的差异。常用的三维电子地图,大多直接利用已有二维空间数据库的空间数据,通过添加少量的空间信息,将现实环境中的主要实体表达成简单的几何形体,形成具有一定直观性的三维地图。如果再给这些几何形体粘贴纹理图像,则形成具有一定逼真度的三维地图。目前利用数字摄影测量方法,可以方便快捷地构建整个城市的三维电子地图。
  近年来,三维地理信息系统(3DGIS)的研究在空间经济学领域的发展非常迅速,代表性的研究方向即是人们比较熟悉的数字城市模型,国内外在这一方面已经有一系列代表性的成果,在城市小区建筑景观模拟、城市发展规划设计等方面有着广泛的应用。


(3)三维表达及虚拟现实技术
  空间信息理想的可视化是对现实世界真实的写景,随着虚拟现实技术的发展,这一理想越来越成为现实。为了进一步提高人机交互性,将先进的计算机可视化技术与虚拟现实技术引入地理信息系统领域,人们早就开始了虚拟现实技术(VR) 与GIS 结合的研究。
  目前,人们已经初步实现了对空间环境的真实仿真,这种仿真能较好地重现现实景观。另外在商业领域,广为人们熟悉的是动画与电影的制作,自然景观模拟的可视化达到了极好的水平。另外,在城市规划、环境、数据可视化等等方面有着广泛的运用。

 


(4)时空可视化
  在空间信息领域,另一个人们非常关注的问题是多维动态可视化问题,即以时间为主导的信息可视化的问题,目前由于一方面缺乏有效的描述模型,另一方面在增加时间维之后,信息量急剧增加,现有计算机技术难以处理与管理,因此,时空可视化方面的研究尚有待深入。但时空可视化将是空间信息可视化发展的一个极具吸引力的方向,时空可视化的实现将提供对自然地理现象变化的动态仿真,包括历史回溯与未来预测等,将在根本上改变现有地理信息系统的理论体系。
  不同的计算可视化方法有着迥然不同的可视化效果,但总的来说,计算机经济计算可视化的理论与技术对空间信息的显示、分析产生了很大的影响,对于理解各种空间经济现象,加快经济信息处理以及寻找经济规律起着不可替代的作用。其应用将随着理论与技术的不断提高,逐步渗透到经济学研究的各个领域。

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