东莞轨道交通
摘要：实现时空多维信息可视化，直观地传达交通信息，发现数据中存在的关系和规则，为交通管理部门提供决策支持，是交通信息应用的一个重要研究方向。本文对地理空间信息可视化技术方法、交通信息可视化的多种技术进行分析研究。
关键词：信息可视化；交通信息；可视化技术
在交通领域，随着交通系统信息化建设的日益推进和完善，可用的交通多元、多时相数据量激增。如何高效地实现数据的可视化表达与分析，直观地传达交通信息，发现数据中存在的关系和规则，为相关交通管理部门提供决策依据，提高交通系统的运行效率，日渐成为交通领域的一个重要研究方向。在各种交通信息系统中，信息可视化主要包括两部分：一部分是地理空间信息的可视化，另一部分是交通专题信息的可视化。本文对地理空间信息可视化、交通信息的可视化方法进行分析研究。
1地理空间信息可视化技术
在交通信息系统中，作为交通信息可视化的基础，地理空间信息可视化以地理信息科学、计算机科学、地图学、认知科学、信息传输学与GIS为基础，并通过计算机技术、数字技术、多媒体技术动态、直观、形象地表现、解释、传输地理空间信息并揭示其规律，是关于信息表达和传输的理论、方法与技术。地理空间信息可视化将复杂的空间数据和属性数据以地图、图像、统计图表和三维动态漫游等形式展现出来，从而让使用者可以发现事物之间的关联性和发展趋势，了解事物的发展动态、发现发生、发展模式，进而做出及时、准确的判断和决策。
地理空间信息可视化从手段方式上分为地图（图形）、多媒体、虚拟现实等;从空间维数上可分为二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等。从可视化产品形式上可分为地图、图像、统计图表以及各种格式的数字产品等。
运用地图描述现实世界是一种传统的表现方式。地图是一种表达空间实体的符号化模型，是描述地理空间要素的一种主要表现形式。
三维立体图和晕渲图是三维地图中常用的表示手段。三维立体图运用透视变换表示三维曲面的高低起伏，产生透视效果，使读者对空间对象产生深度感。晕渲图以地物对光线的反射产生的明暗使读者对二维表面产生起伏感，从而达到表示立体形态的目的。
1.2图像
图像是表达空间实体的另一种模型，它不采用符号化的方法，而是采用直观视觉变量（如灰度、颜色、模式）表示空间实体的几何位置与属性特征。如航空摄影像片和卫星影像，它们一般将二维平面空间划分为规则的单元（如正方形），用直观视觉变量表示单元的属性特征。
1.3统计图表
地理信息中属性信息（又称非空间信息）的一种表达方式是统计图表法。统计图将实体的属性特征和实体间的相互关系采用图形表示，将空间对象的属性信息传递给使用者，使得使用者对这些信息有全面、直观的了解。常用的统计图表形式有柱状图、扇形图、直方图、折线图和散点图等。统计表格将数据直接表示在表格中，使读者可直接看到具体数据值。
1.4三维动态漫游
三维显示属于静态可视化范畴，在实际应用中，对于一个较大区域或一条较长的路线，有时既需要掌握局部区域的详细特征，又需要了解大范围的概略特性，以获取区域全貌。一种解决方案是运用计算机动画技术，使观察者可以基于不同的高度、视角、距离观察区域环境中的各种要素，从而从整体和局部两个方面了解区域环境。
2交通信息可视化技术
近年来，国内外在交通信息可视化方面的研究有很多，大体上可以分为如下四类：
（1）GIS技术在交通信息可视化中的应用;
（2）高维（三维及以上）信息可视化;
（3）交通仿真模拟;
（4）其它数据分析相关可视化技术。
以上技术并不是完全孤立的，很多研究综合应用了两种或两种以上的技术。GIS能有效地实现对空间数据的可视化，这也是GIS广泛应用于交通领域的最主要原因之一，并使GIS在交通中的应用发展成为交通地理信息系统（GIS-T）。
2.1交通要素表达与专题地图
GIS中最有效、应用最广泛的信息可视化方式是地图。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对交通领域研究对象的特点，学者们也提出了一些应用于GIS-T的可视化技术方法。专题地图是GIS-T中应用地图可视化的一种主要方法。它不仅能直观地反映制图对象的质量特征、数量差异和动态变化，而且能反映各种现象的分布规律及其相互联系，是分析和表现数据的一种有效方式。著名的交通分析软件系统TransCAD对交通对象专题图的制作提供了较好的支持方式。用户可以使用样式、标签、图例强化地图，同时可以改变地图要素的颜色、图案、符号等。具有海拔高度的数据如果希望显示在地图表面上，还可以创建3D图形，如棱柱形专题图使用3D图像或颜色显示单一数据域的数值。
2.2数据整合与分析可视化
交通数据的来源具有多样性，不同格式数据的快速整合技术成为可视化技术的基础前提。
GPS技术的迅速普及使得位置数据的获取更加快捷和方便。其他相关技术如浮动车数据（FCD）处理技术，日前成为国内外的研究热点。以FCD技术为基础的实时道路交通信息采集与服务系统利用采集浮动车的位置及运动状态数据，获得大范围道路交通速度信息，并提供起始地和目的地之间时间最短或距离最短的路径服务。通过对道路实时交通数据的分析，可以获得一系列非常有价值的交通信息，为城市道路和交通规划提供基础数据。
2.3 动态实时可视化
交通系统是在不断发展变化的，在很多交通应用系统中都要求交通网络数据能进行实时传递和显示，以便做出实时的判断和选择。提供实时路况信息（如道路的拥堵状况和相关交通管制情况）为相对静态的交通地理数据提供一层动态信息，可更好地支持动态决策分析和判断。利用GPS和动态监测技术提供动态交通数据实现车辆的动态路径选择，通过对交通拥堵状况进行可视化展现，实现实时动态最短路径选择解决方案。
2.4交通仿真模拟可视化
在道路交通管理中，微观交通仿真可视化技术发挥着越来越大的作用。交通模拟仿真软件通过模拟驾驶者的一系列行为对道路交通网络上行驶的车辆行为进行建模。交通模拟仿真在检查复杂交通问题方面具有很大优势，如交通事件的影响分析等，可对经验交通模型进行仿真与可视化。
2.5其它交通信息可视化技术
作为信息可视化的应用，交通信息可视化同样也得到了新的发展。例如，面向像素技术的应用使得海量高维信息可视化成为可能;数据仓库和数据挖掘技术的发展使交通信息可视化表达与分析具有了更加强大的理论和技术支持。数据仓库和数据挖掘技术能有效地实现海量多维数据的分析，将GIS技术与数据挖掘技术联合起来应用于交通领域，为交通信息可视化提供了一种新的思路。使用数据挖掘、数据仓库和空间可视化技术，用以发现数据中隐藏的模式关系，并利用发现的这些关系建立模型。运用聚簇分析、重分类、关联规则发现和异常点检测等的数据仓库多维可视化技术，交通可视化工具能对海量的交通数据进行在线联机可视化查询显示。如研究时空数据挖掘技术，对交通模式进行分析并可视化以发现潜在的交通事件等。
3结语
如何高效地实现时空多维数据可视化表达与分析，直观地传达交通信息，发现数据中存在的关系和规则，为相关交通管理部门提供决策依据，提高交通系统的运行效率，日渐成为交通息领域的一个重要研究方向。本文对地理空间信息可视化技术方法、交通系统信息可视化技术进行了分析研究，对GIS-T的开发有一定的实用价值，所分析研究方法已应用作者开发的多个交通信息系统。
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论文作者:黄志林
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/3
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