動畫製圖

隨著計算機技術與空間信息技術的發展，地圖已經由傳統的紙質地圖向著動態的電子地圖方向發展，其中動畫地圖就是運用計算機動畫技術，利用各種感知變數，特別是動態視覺變數，描述和表達地理現象和實體在時間和空間上發生變化規律的電子地圖。動畫製圖具有生動的表現形式、靈活的使用方式和較強的表現力和親和力，可以讓人們更充分、更客觀、更自然地利用地圖認識到地理實體的變化和發展規律，並從中提取自己需要的信息和數據。

基本介紹

• 中文名：動畫製圖
• 外文名：Animated cartography
• 領域：測繪科學與技術
• 用途：製圖
• 技術：動畫技術
• 特點：強調定位、強調特徵等

簡介

遙感專題製圖是採用綜合製圖的原理與方法,以遙感資料為基礎信息源,依據製圖目的,按要求的比例尺和分類原則,反映與主題緊密相關的一種或幾種要素的內容。常規遙感專題地圖的表示方法是靜態的,如表示某種現象空間分布特徵的定點符號法、線狀符號法;表示某種現象的移動方向、路線及其數量和質量特徵的運動線法;表示某種現象垂直分布特徵的剖面法等。由於受紙、筆等技術條件的束縛,靜態的表示方法在遙感專題製圖領域一直占據統治地位。儘管計算機顯示能力已經取得很大進步,專家也不斷呼籲在這一領域要採用創新的手段,但大多數計算機遙感專題地圖還是模仿紙圖來設計。然而在計算機技術和圖形技術不斷完善的今天,要求使用這些技術所製作的地圖和紙圖完全保持一致顯然是沒有必要的。而且事物總是發展變化的,利用遙感圖像對感興趣的地區或目標進行動態監測是遙感技術套用的一個主要領域。如何表達事物的動態特徵,也有一些傳統的靜態的表示方法,但是在表現複雜的事物時往往顯得力不從心。所以計算機動畫技術與遙感專題製圖技術的結合日益受到人們的重視.

動畫製作的技術支持和數據源

計算機動畫技術是指讓計算機螢幕上的圖形(全部或部分)按某一規則進行活動的顯示方法。計算機動畫按其放映方式可分為幀動畫和實時動畫。幀動畫是我們看到的動畫電影那樣的動畫,它需要預先錄製好,然後一幀一幀播。實時動畫的生成是直接的,物體迅速移動,計算機和用戶完全互動。因為用戶決定的時刻變成了動畫實現的時刻,我們能直接看到終端上的結果,所以實時動畫製作不需要錄製。計算機技術的發展為動畫製作提供了技術上的支持,遙感技術為動畫製作提供了數據源,這些都確保作提供了數據源，這些都確保了計算機動畫技術套用於遙感專題製圖領域成為可能，具體表現為以下兩個方面:

空間技術和遙感技術

首先，據1998年元月份統計結果表明，在軌工作衛星為618顆，其中有不少是以對地觀測為目的的遙感衛星。衛星在太空晝夜不停地運轉，幾天或十幾天就可以把地球觀測一遍，向人們提供著大量空對地的信息，因而，可以獲得最新穎、最現實的情報資料。其次，遙感技術的發展使得影像解譯水平大大提高，我們能夠從海量的影像數據中迅速地探測和監視感興趣的專題信息，實時或準實時地了解事物發生、發展、變化及其相互關係等情況。

計算機技術

80年代，製作動畫的技術取得了突破性進展。專題製圖中，為了達到視覺傳輸和視覺思維的目的，人機互動的方式是不可少的，所以一般應採用實時動畫的顯示方式。實時動畫必須在1/ 15秒內顯示，這是一個非常嚴格的限制，限制來自計算機的速度、存儲量和圖形處理能力。隨著計算機計算能力、速度、效率的提高，實現實時圖形和動畫的能力也大大提高了。顯示器顯示能力的改善和數據存儲能力的提高也為動畫技術的套用創造了良好的硬體環境。另外，製作計算機動畫軟體有大量的標準編程工具和標準化的圖形庫可供選擇，例如Visual C++,Open GL等等。

套用

由於計算機動畫具有強調定位、強調特徵、可視化目標變化等特點，在遙感專題製圖中得到了廣泛的套用。

1.強調定位

通常通過改變符號的視覺變數強調專題特徵的位置，但人類的視覺對變化很敏感，用一個閃爍的符號要比單純增大符號的尺寸或使用鮮艷的符號效果要顯著得多。一個符號醒目而有規則地閃爍可以強調一種現象在特定位置的存在。特別在以遙感圖像為底圖時，由於背景紋理或色彩複雜，動畫的強調效果更加優越。最簡單的動態符號可以用一個靜態符號連續更新來表示。動態變數(持續時間)只是強化了視覺變數，符號所表示的狀態並沒有改變，所以它本質上是靜態的。

2.強調特徵

視覺變數和動態變數也可以聯合使用構成符號，強調事物的特徵或特徵之間的關係。例如，在洪水淹沒示意圖上，用符號的持續時間和符號的尺寸聯合表示淹沒的嚴重程度;再如，土地利用現狀圖包括某一地區所有土地的利用狀況，而某一類或某一級土地的利用狀況可以視為一個場景，用動畫閃爍的方法使某一場景突出於其它場景，從而獲得不同等級不同分類土地利用的分布狀況。還有，在表示多因素互相影響的專題圖上，如洪水淹沒圖上，讓一個等級的降水量相對於一個淹沒場景，這樣，當指定降水量時，就可以作相應顯示。由程式或用圖者控制場景的排列順序，不僅可以得出淹沒量和降水量的關係，還可以對淹沒情況作出預測。

3.目標變化可視化

動畫的前兩個用途可以說僅僅給靜態的表示方法加入了強調效果。動畫的第三個用途是使事物的變化特徵可視化，這個變化包括空間變化、時間變化、屬性變化。由於遙感資料提供時空數據，所以在遙感專題製圖中，主要是使事物的位置或屬性隨時間發生的變化可視化。變化可視化也許是計算機動畫技術在遙感專題製圖中最重要的套用了，因為變化是一個動態的過程，靜態的方法很難對此做出描述。我們常常會碰到這種情況:手頭上有幾幅不同時期同一地區的地圖，我們只有不停地翻動它們才能得到有關變化的一些印象。如果採用動畫技術，不同時期的地圖作為動畫的一個場景，用動畫的時間維反映專題內容隨時間變化的動態過程，如果有足夠的數據支持，以持續時間反映實際數據的時間間隔，就可以真實地模擬出專題內容變化的情況。