●章 引言 1 1.1 可視化技術的產生 3 1.2 數據可視化 4 1.3 信息可視化 9 1.4 地理空間信息的可視化 14 1.5 本書主要內容及其框架 16 參考文獻 17 第2章 空間數據的處理 19 2.1 多重二次曲面函數插值法 21 2.1.1 多重二次曲面函數插值法的數學原理 22 2.1.2 多重二次曲面函數插值的數值求解過程 22 2.1.3 多重二次曲面函數插值的實現方法 23 2.2 基於超曲面樣條函數的真三維數據插值法 23 2.2.1 曲面樣條函數簡介 24 2.2.2 超曲面樣條函數原理 25 2.2.3 超曲面樣條函數插值算法的實例驗證 26 2.3 本章小結 28 參考文獻 28 第3章 大規模地形可視化 31 3.1 地形可視化研究現狀 33 3.1.1 基於分形技術的地形可視化 33 3.1.2 基於真實地形數據的地形可視化 34 3.2 一種基於Perlin噪聲函數的地形生成方法 37 3.2.1 Perlin噪聲函數簡介 37 3.2.2 二維Perlin噪聲函數的構造 38 3.2.3 具有多層細節的地形生成方法 39 3.2.4 用Perlin噪聲函數繪制地形的實例 40 3.3 基於Morton碼的地形簡化方法 40 3.3.1 Morton碼的基本概念 40 3.3.2 基於Morton碼的地形簡化算法 41 3.3.3 用Morton碼進行地形簡化的應用實例 42 3.3.4 基於Morton碼的地形簡化算法優缺點討論 43 3.4 基於不完全四叉樹的LOD方法 43 3.4.1 實時連續LOD的特征 44 3.4.2 基於不完全四叉樹LOD技術的基本原理 45 3.4.3 四叉樹節點的快速訪問 49 3.4.4 基於不完全四叉樹LOD技術的研究實例 52 3.4.5 算法討論 54 3.5 一種改進的ROAM算法 54 3.5.1 ROAM算法簡介 54 3.5.2 改進的ROAM算法 56 3.5.3 應用實例 59 3.5.4 算法討論 60 3.6 基於球面索引的三維地形可視化 61 3.6.1 連續球面地形LOD算法――Spherical ROAM 61 3.6.2 海量地形分頁渲染技術 64 3.7 在地形上的疊加數據 66 3.7.1 在DEM上疊加紋理圖像 66 3.7.2 在DEM上疊加矢量數據 67 3.7.3 數據疊加的應用實例 69 3.8 在地形上疊加三維模型 70 3.9 本章小結 71 參考文獻 71 第4章 水面的可視化 75 4.1 基於中心差分法的理想水面可視化 77 4.1.1 三維水體模擬研究簡介 77 4.1.2 方法原理 78 4.1.3 應用實例 82 4.2 流動河流的三維可視化算法 84 4.2.1 河道邊界的提取 84 4.2.2 基於速度場的自適應河流模擬 86 4.3 本章小結 94 參考文獻 95 第5章 真三維空間信息可視化 97 5.1 真三維可視化的國內外研究現狀 99 5.1.1 基於面模型的構模 100 5.1.2 基於體模型的構模 101 5.1.3 混合建模 104 5.2 基於VRML的三維地質體可視化方法 105 5.2.1 原始數據的組織 105 5.2.2 地質體三維可視化的實現過程 106 5.2.3 在VRML環境下實現地質體三維可視化 107 5.2.4 應用實例及結論 108 5.3 基於三稜柱的層狀體可視化 108 5.3.1 數據處描述 109 5.3.2 切割點的求解 110 5.3.3 三稜柱的剖分 110 5.3.4 應用實例 112 5.4 基於切片法的規則體可視化 114 5.4.1 用切片法實現規則體體視化的基本原理 114 5.4.2 用切片法實現規則體體視化的過程 115 5.5 基於八叉樹結構的數據簡化技術 116 5.5.1 八叉樹結構的定義 117 5.5.2 八叉樹節點的快速訪問 118 5.5.3 八叉樹的優點 119 5.6 基於小波的三維數據可視化 120 5.6.1 小波變換及其基本概念 120 5.6.2 多分辨分析與Mallat算法 122 5.6.3 三維小波及其在三維數據可視化中的應用 126 5.7 本章小結 129 參考文獻 129 第6章 地球物理勘探數據可視化 133 6.1 CSAMT電法數據三維可視化 135 6.1.1 CSAMT數據格式與組織 135 6.1.2 CSAMT數據的插值方法 137 6.1.3 構建CSAMT場數據與虛擬切片滑動控制器 138 6.1.4 測線模型的實例 139 6.2 SGY地震數據三維可視化算法 141 6.2.1 讀取地震勘探數據 143 6.2.2 建立紋理 143 6.2.3 紋理空間映射 144 6.3 重磁數據的三維可視化 145 6.3.1 讀取重力（磁法）勘探數據 146 6.3.2 建立頂點緩存 146 6.3.3 計算索引緩存 147 6.3.4 進行空間變換 147 6.3.5 頂點著色 148 6.4 綜合地球物理資料索引結構的快速建立 149 6.4.1 綜合地球物理資料空間索引的分割方法 149 6.4.2 綜合地球物理資料數據結構的遞歸生成 150 6.4.3 快速空間查詢算法 153 6.4.4 快速異常範圍值空間定位算法 154 6.4.5 查詢結果的快速排序算法 154 6.4.6 地球物理資料的添加與刪除算法 155 參考文獻 156 第7章 天氣雷達數據可視化 157 7.1 天氣雷達簡介 159 7.2 713型天氣雷達數據可視化 159 7.2.1 數據及格式說明 159 7.2.2 數據的判讀 160 7.2.3 數據的顯示 160 7.2.4 結論 163 7.3 新一代天氣雷達數據可視化 163 7.3.1 雷達基數據的可視化 164 7.3.2 雷達導出產品的可視化 170 參考文獻 176 第8章 多維信息可視化 179 8.1 多維信息可視化研究綜述 181 8.1.1 多維信息可視化技術的分類 181 8.1.2 空間多維信息可視化技術研究現狀 182 8.2 基於SOM的多維信息可視化 186 8.2.1 SOM基本原理 186 8.2.2 SOM的訓練算法 187 8.2.3 SOM的質量評估 188 8.2.4 原型矢量的初始化方法 189 8.2.5 矢量投影 189 8.2.6 用SOM實現多維信息可視化 190 8.2.7 SOM的多維信息可視化的應用實例 194 8.3 基於彈性網絡圖的多維信息可視化 197 8.3.1 彈性網絡圖 197 8.3.2 自適應彈性網絡圖 200 8.3.3 彈性網的自動學習過程 201 8.3.4 構建彈性網絡圖 202 8.3.5 用彈性網絡圖實現多維信息可視化 203 8.3.6 彈性網絡圖可視化的應用實例 203 8.4 流形學習的空間高維數據降維研究 207 8.4.1 流形學習算法介紹 207 8.4.2 等距映射 207 8.4.3 局部線性嵌入 209 8.5 LLE-SOFM耦合模型的多維數據可視化算法 210 8.5.1 方法原理 210 8.5.2 LLE-SOFM的應用實例 213 8.6 基於空間自相關的支持向量機空間聚類 214 8.6.1 方法原理簡介 215 8.6.2 基於Moran的樣本集選擇 216 8.7 本章小結 217 參考文獻 217 第9章 可視化空間信息挖掘 221 9.1 數據挖掘理論簡介 223 9.2 可視化數據挖掘技術 224 9.2.1 Keim提出的分類體繫 224 9.2.2 Card提出的分類體繫 226 9.3 可視化技術在空間信息挖掘中的應用 227 9.4 本章小結 229 參考文獻 229 附錄A Oracle Spatial的空間數據組織方案 231 附錄B 基於ArcSDE C API函數的客戶端設計方法 241 附錄C 三維場景交互性設計 249