[发明专利]一种基于MapX建立的GIS公交信息可视化方法

说明书

技术领域

    一种基于MapX建立的GIS公交信息可视化方法，实现公交信息的可视化，属于公交信息可视化技术领域。

背景技术

随着人口的大幅度增长，城市交通运输面临着越来越大的压力。世界上所有大型、中型城市普遍存在此问题，各国都为了解决交通拥堵问题提出了很多方法，甚至成为科研课题。特别是近年来私家车的增多，使原已拥挤的交通更是雪上加霜，虽然很多城市采用单行线，或是车牌号单双号出行的措施，但是人们在上下班时花在路上的时间仍然呈上升趋势。公交作为一种主要的交通工具，无疑成为缓解城市交通拥堵、节约资源和保护环境的最佳途径，对于普通工薪阶层，公交仍然是人们出行的首选。

公交卡作为一种方便的支付方式，在日益普及的同时，涵盖了越来越多的重要信息（如：IC卡号、交易日期、交易时间、车辆号、线路号、记录号等），这些信息已逐渐成为公交信息的主要组成部分。如果能够直观地、交互式地识别、理解及分析这些公交信息，将在支持公交规划设计，提高公共交通信息服务水平，合理布置公交线网,科学制定公交运营计划,保障公共交通的可持续运行等方面具有重要的实际意义。

可视化包含了一系列技术，包括：计算机图形学、数字图像，计算机辅助设计、地理信息系统(GIS)等。其中，GIS是一种涉及测绘科学、地球物理、环境科学、区域科学、计算机技术等多学科的交叉科学，已在资源开发、城市规划和交通方便得到了具体的应用。

可视化(Visualization)是一个新兴的研究领域。可视化是将各种复杂的数据信息和知识转化为一种视觉形式，充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力。视觉是我们观察世界的窗口，通过数据的可视化可以将人脑和计算机联系在一起，充分发挥这两个最强大的信息处理工具的作用。可视化的界面可以让我们更容易观察、浏览、分析、研究、处理大规模的数据，通过与界面的交互和理解来发现蕴含在信息内部的规律。通过计算机图形学和图像处理技术，将各种复杂的数据转换为直观的图像，并进行交互处理的理论、方法和技术。可视化可以与自动数据挖掘、计算机视觉、建筑设计、空中交通控制中的冲突检测、决策支持、地理建模与可视化数据挖掘等学科有机结合起来，以帮助使用者通过视觉这一最有效的手段了解数据变化的内在规律，从而取得新的发现。可通常可视化可以划分为科学计算可视化和信息可视化这两个大方向。

可视分析是一个高速发展中的研究领域，给许多不同学科带来了新的活力。可视化分析关注人的意会和推理，用视觉界面来促进分析推理，从海量、多源、异构、多维、多态、模糊的数据中提取到期望的信息，为实际行动提供及时有效的评价和指导。可视分析涉及到多个学科，以可视化和交互技术为基础，充分利用视觉能力来观察信息，借助分析推理技术，将信息转化为动态的数据，加强信息同受众间的交流。

通常可视化可以划分为科学计算可视化和信息可视化这两个大方向。

科学计算可视化主要是把获取的科学数据或三维数据转换为图像，涉及到数据采集、存储、处理、图形图像的生成等方向。应用领域涵盖科学和工程的每个方面，是一个典型的交叉学科。

信息可视化也是一门现代交叉学科，研究非空间数据的视觉展示方法和技术，它与视觉设计、计算机图形学、心理学、人机交互等学科有着密切联系。与统计学、数据挖掘、神经网络、机器学习也有着许多相辅相成之处。相对于科学可视化，信息可视化研究的对象非常广泛，主要是对一些抽象的数据进行可视化。已经成为了自然科学、测绘、社会科学、商业、交通、金融、空间探测、制造、管理等众多领域不可或缺的一部分。

我国可视化的研究开始于20世纪90年代初，主要关注于体可视化、流场可视化和医学可视化。

体可视化也称为立体可视化或三维可视化，是科学可视化领域中重要的课题之一。体数据，也即三维采样数据，已经成为很多科学和工程领域中常见的数据类型。体可视化源自于医学成像，现在的研究主要方向为如何更好地表现和渲染三维数据内部信息，如何让系统自动挖掘和利用信息，如何让渲染更加快速精准交互性更强，以及充分地运用计算能力等。研究热点包括绘制方法、传递函数的生成、超大和时变数据的处理、集群和网络可视化等。体可视化中用到的技术包括从三维立体图中提取表面、颜色编码、直接体渲染等。

流场可视化是科学可视化的重要分支。目前流行的流场可视化方法包括直接方法、基于几何的方法、基于纹理的方法等。直接方法利用箭头图、色轮等方式和方法对速度大小和方向信息进行编码显示；基于几何形体的方法采用粒子、点、线等几何元素展示流体场中的信息；基于纹理的方法利用线积分卷积等方法以生成图像的形式来表现流场。