基于ArcGIS的地貌晕渲图制作

地貌晕渲图是直观反映地形地貌的有效手段。地貌晕渲的生成技术、生产流程和表达形式,是晕渲图制作的关键环节。讨论了地貌晕渲的基本理论以及数字地貌晕渲的生产技术,并以ArcGIS技术平台为依托,重点研究晕渲图的生产过程。     

大型彩色地貌晕渲图的自动生成技术研究

阐述了计算机地貌晕渲的基本原理 ,提出了一个实现地貌晕渲图自动绘制的方案。实践证明 ,该方法能快速、自动地生成大幅面的、满足印刷出版要求和用作专题地理信息系统基础底图的彩色地貌晕渲图 ,适合大规模彩色地貌晕渲图生产     

基于Global Mapper的地貌晕渲图设计与制作

地貌晕渲图是指利用数字高程模型（ DEM）来生成,可以很好地反映地形、地势的变化,具有较好立体感的地图。本文以地貌晕渲基本理论为出发点,利用Global Mapper软件实现对制图数据的地貌晕渲图自动生成。对制图区域内的地形地势特征,地貌晕渲图在计算机上实现的关键技术,整体性考虑对地貌晕渲图效果的影响,合理分析设置Global Mapper软件中的各类参数,并利用Photoshop软件对地貌晕渲图进行调整。     

大比例尺彩色地貌晕渲图的生成技术

以中国南极长城站站区彩色地貌晕渲生成为例,分析基于Atlas3D的大比例尺彩色地貌晕渲图的优缺点,并提出两种主要计算机晕渲方式相结合生成大比例尺彩色地貌晕渲图的技术和方法.     

基于DirectX的地貌晕渲实现机制研究

随着计算机制图学以及地理信息技术的迅速发展,计算机地貌晕渲已经成为地理信息可视化的热点问题。本文根据地貌晕渲原理,分析了计算机地貌晕渲中的光照模型原理以及DirectX的渲染过程,探讨了晕渲光源方向设定规律,并设计开发了基于DirectX的晕渲成图系统。     

制作“中国晕渲图”的新尝度

本文是1：600万中国分层设色晕渲图的试验总结,并探讨了小比例尺地势图上地貌特征的晕渲表示法和色彩整饰。本文选取了各类样图,就明了用不同晕渲技法,刻划不同的地貌形态、区域地貌特征和反映平原的微起伏。在整饰设计过程中,主要试验了地势图用晕渲法为主,分层设色法为衬托的地貌表示法。通过以上试验,主要收获是：1．地貌形态的晕渲表示法是研究晕渲法的主要课题之一。应该充分掌握和运用晕渲绘制法的艺术特点,正确而完美地反映地貌特征,包括各种山区地貌、特殊地貌、平原微起伏、海岸形态等。同时,力求表示在形态上有反映的地貌成因类型。2．通过1：600万晕渲图的试验,我们认为,如晕渲能提高和改进对地貌形态和区域地貌的表达力;在内容上和效果上如能使等高线和晕渲法相互协调、相互衬托地表示地貌。那末,地势图用晕渲法为主,以等高线、分层设色法为衬托的方法来表示地貌是可行的,并能进一步改善对于地势起伏和地貌形态的表现力。     

数字地貌晕渲的信息量度研究

结合数字地貌晕渲图的地形信息表达特点,解析晕渲信息的产生原理,将数字地貌晕渲信息分为色彩信息和光照信息两种类型,并确定色彩和光照信息度量因子,提出了一种基于差异度和信息熵的数字地貌晕渲图信息度量方法,通过试验,初步验证了本文所提方法的合理性和正确性。     

地貌晕渲中光源使用方法与用色规则的研究

研究了设计彩色地貌晕渲图的交互式人机协同方法，并着重对晕渲中灰度值和色彩的调整方法进行改进和试验。试验表明，利用该方法制作的彩色地貌晕渲效果比单光源彩色地貌晕渲有较大的改善。     

基于GPU的数字地貌晕渲方法及实现

地貌是地理环境中最基本的要素,地貌晕渲是地图制图学中表现地形地貌的一种有效方式,具有立体感强、直观易读、对地貌形态表达能力强等特点。地貌晕渲经过了近两百年的发展,已经由最初的手工绘制发展为现在利用计算机技术以及海量的地理数据来进行快速的数字地貌晕渲图的制作。数字地貌晕渲是最近几十年的事情,过去的地貌晕渲完全是手工制作,对人的要求很高。虽然手工晕渲速度较慢,门槛较高,但是所绘制的效果要远远好于数字地貌晕渲,尤其是老一辈晕渲专家的作品,具有很高的艺术性。相比之下数字地貌晕渲速度快、对人的要求低,适合大数据量的生产作业,但效果较差,往往需要人工干预,因此提升效果和加强晕渲的灵活度一直都是数字晕渲研究的重点。     

计算机地貌晕渲效果增强方法研究

在总结传统手工晕渲经验和方法的基础上，深入分析了计算机地貌晕渲的原理，着重研究了坡度和坡向对地貌晕渲中阴影强弱和明暗程度的影响，提出了变比例调整高程和晕渲笔调调整两种方法。实验表明，利用本文方法能有效改善地貌晕渲图的三维立体视觉效果。     

数字城市晕渲地势电子地图制作技术研究

阐述了数字城市晕渲地势电子地图的制作流程,对基于DEM的晕渲底图制作及在ArcGIS环境下进行电子地图配置过程进行了详细的分析和论述,为晕渲地势电子地图制作提供了完整的技术路线及解决方案。     

A Uniform Sky Illumination Model to Enhance Shading of Terrain and Urban Areas

Users of geographic information systems (GIS) usually render terrain using a point light source defined by an illumination vector. A terrain shaded from a single point provides good perceptual cues to surface orientation. This type of hill shading, however, does not include any visual cues to the relative height of surface elements. We propose shading the terrain under uniform diffuse illumination, where light arrives equally from all directions of a theoretical sky surrounding the terrain. Surface elements at lower elevations tend to have more of the sky obscured from view and are thus shaded darker. This tinting approach has the advantage that it provides more detailed renderings than point source illumination. We describe two techniques of computing terrain shading under uniform diffuse illumination. One technique uses a GIS–based hill-shading and shadowing tool to combine many point source renderings into one approximating the terrain under uniform diffuse illumination. The second technique uses a C++ computer algorithm for computing the inclination to the horizon in all azimuth directions at all points of the terrain. These virtual horizons are used to map sky brightness to the rendering of the terrain. To evaluate our techniques, we use two Digital Elevation Models (DEMs)—of the Schell Creek Range of eastern Nevada and a portion of downtown Houston, Texas, developed from Light Detection and Ranging (lidar) data. Renderings based on the uniform diffuse illumination model show more detailed changes in shading than renderings based on a point source illumination model.     

两种面向地貌晕渲的光照模型比较

光照模型是影响数字地貌晕渲的一个关键因素。在参照传统晕渲着色规则的基础上,结合数字地貌晕渲的投影方式及视点、光源的设置方法,从理论上分析了Lambert漫反射模型、基于坡向光照模型的特征;分别利用规则物体和地形数据对这两种光照模型所产生的效果进行了实验和对比;结果表明漫反射模型更适合起伏较平缓地区的晕渲,基于坡向的光照模型更能突出山体的起伏特征。最后结合理论分析讨论了产生这种实验结果的原因并提出了3点改进意见。     

基于DTM的黄土丘陵沟壑区太阳辐射值计算模型及应用研究

以地形特征及周围地形遮蔽状况、经纬度位置等作为太阳辐射空间分布差异的变量，在地理信息系统（GIS）支持下，建立黄土丘陵沟壑区数字高程模型（DTM）和太阳辐射值计算模型，并实现理论太阳辐射值空间分布的可视化表达。     

Recent Maps and Atlases – Map Cabinet

Abstract

Manual airbrushed hill shading has often been viewed as a rather crude and ineffective way of portraying relief relying to a large extent on the ability of the cartographer to visualize the landscape whilst having the dexterity to handle a seemingly uncontrollable spraying machine. This paper discusses the benefits and disadvantages of the manual process, the impact digital technology has had on it, and briefly reviews tools and equipment used in relief map production.     

我国西部1：50000地图新产品设计与表达技术

西部测图工程以＂丰富产品种类,拓展服务领域＂为设计宗旨,力求地图新产品开发,在传统4D产品的基础上,根据西部地物地貌特征补充了地形图要素内容,开发研制了影像地图、晕渲地形图新产品。本文针对原有地形图在表达西部地物地貌特征方面的不足,介绍了西部测图工程中地图新产品的内容设计与制图表达,包括地形图要素扩充内容与制图表达、影像地图产品内容设计与制图表达、晕渲地形图产品内容设计与制图表达等技术内容。地图新产品设计与表达技术已应用在西部测图中,指导生产了我国西部首批1：50000地形图、影像地图和晕渲地形图产品,丰富了我国基本比例尺地形图产品种类。     

3D地图打印技术研究

2015年9月美国3D打印机在河北省制图院落户。笔者结合其配套打印软件,组织技术人员反复实践,研发出一套符合我国实际的3D地图生产工艺流程,成功解决了基础地理信息国标数据格式向3D格式数据转换、3D地形模型编辑、3D符号设计等一系列难题。该技术融合了3ds Max、ArcGIS、Global Mapper等多种软件制图技术,具备实用性强、可操作性强、推广价值较高等优点。产品涵盖晕渲地图、正射影像地图、专题地图、物理沙盘等品种。3D打印地图具备以下特点：色彩鲜艳、地形直观逼真;色彩设计自由,富于变化;精度高;可接收多源数据;生产效率高。     

月球地形特征认识及增强可视化

长期以来人们生活在地球上,已形成了基于地球的习惯式视觉感受与空间认识,对其他星体地貌与现象的认知和识别成为新的挑战。基于月球与地球地形地貌上的差异性认知,研究地球认知转移的月球地形地貌的增强可视化,能够让人们更加直观地认识月球地形地貌。对比分析月球与地球的地形在地貌类型、地表色彩体系和地形起伏的异同性,建立基于地球认知转移的月球地形增强可视化的认知基础;构建月球与地球地形可视化要求的相似性和差异性,对撞击坑、月海、月陆、月溪等月球的典型地貌和区域地形进行了晕渲参数调整,分析月球地形在不同参数下的晕渲效果,实现月球地形增强晕渲可视化;揭示了月球地形可视化既要借鉴地球可视的认知转移（如暗色-低地形,亮色-高地形）,又要打破地球特定思维造成的可视化误解（如白色-雪线、绿-植被）,制作符合月球自身特征的可视化体系。     

View-illumination effects on hyperspectral vegetation indices in the Amazonian tropical forest

Because of the pointing capability of the Hyperion/Earth Observing-One (EO-1) to improve the revisit time of the scene, temporal series of narrowband vegetation indices (VIs) can be generated to study the phenology of the Amazonian tropical forests. In this study, 10 selected narrowband VIs calculated from Hyperion nadir and off-nadir data and from different view directions (forward scattering and backscattering) were analyzed for their sensitivity to view-illumination effects along the dry season on the Seasonal Semi-deciduous Forest. Data analysis was also supported by PROSAIL modeling to simulate the spectral response of this forest type in both directions. Hyperion and PROSAIL results showed that the Enhanced Vegetation Index (EVI) and Photochemical Reflectance Index (PRI) were the two more anisotropic VIs, whereas the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Structure Insensitive Pigment Index (SIPI) and the Vogelmann Red Edge Index (VOG) were comparatively less sensitive to view-illumination effects. When compared to the other VIs and because of the greater dependence on the near-infrared (NIR) reflectance, EVI showed a different spectral behavior. EVI increased from forward scattering to backscattering and with decreasing solar zenith angle (SZA) towards the end of the local dry season, due to reduction in shading and enhancement of the illumination effects. On the other hand, PRI was higher with increasing shading in the forward scattering direction, as deduced from the PROSAIL simulation. Results emphasized the importance of taking into account bidirectional effects when analyzing temporal series of VIs collected over tropical forests by imaging spectrometers with pointing capability or even by multispectral sensors with large field-of-view (FOV).