空間經濟計算可視化

空間經濟計算可視化

 

 

 

可視化（Visualization）是利用電腦圖形學和影像處理技術，將資料轉換成圖形或映像在螢幕上顯示出來，並進行互動處理的理論、方法和技術。它涉及到電腦圖形學、影像處理、電腦視覺、電腦輔助設計等多個領域，成為研究資料表示、資料處理、決策分析等一系列問題的綜合技術。可視化技術最早運用於計算科學中，並形成了可視化技術的一個重要分支——科學計算可視化(Visualization in Scientific Computing)。科學計算可視化能夠把科學資料，包括測量獲得的數值、映像或是計算中涉及、產生的數字資訊變為直觀的、以圖形映像資訊表示的、隨時間和空間變化的物理現象或物理量呈現在研究者面前，使他們能夠觀察、類比和計算。

空間經濟計算的可視化是現有電腦可視化技術的具體應用，是以經濟資料作為依託，強調的是經濟行為的空間認知與計算分析，透過視覺效果，探討空間經濟資訊所反映出的規律，這是空間經濟計算可視化的真正目的。

這裡提到的空間經濟計算的可視化主要是指空間經濟計算過程和計算結果的可視化。

空間經濟計算及其結果的可視化是可視化中的重要技術，涉及大多數國民經濟的行業，具有非常廣泛的應用。它通過強大有效可視化系統將經濟要素包含的複雜的空間位置和屬性資訊以空間可視化的的形式展現出來，從而挖掘分析經濟要素之間的關聯性和發展趨勢，瞭解市場動態、發現商業機會，進而作出及時和正確的判斷和決策。由此可以認為具有可視化手段的空間經濟學就是數字時代的經濟學，是未來經濟學的發展趨勢之一。

　　空間經濟資訊在人類經濟活動及生產實踐過程中起著非常重要的作用，以可視化方式呈現的空間資訊極大地促進了人們對周圍空間的認知乃至感知。專題圖是空間經濟資料最早的可視化方式，它在各種生產和社會實踐中發揮著重要的作用。隨著電腦技術的發展，專題圖在一定程度上逐漸被地理資訊系統（GIS）所取代，空間經濟資訊的表達在一定程度轉變為GIS中的可視化問題。可視化是GIS中一個非常重要的功能，它伴隨著GIS技術的沿革而不斷髮展。

　　空間經濟計算的可視化形式是非常豐富的，主要的表現形式及其相關應用可以歸納為如下幾方面：
（1）二維圖形映像學方法
　　通常意義上的空間經濟計算，其可視化採用的方法是二維圖形映像學方法。主要是對傳統地圖學以及製圖學可視化方法的數字化實現。但在數字化基礎之上，由於電腦可以非常靈活與便捷地處理空間經濟資訊，因此可以極大地豐富傳統地圖學的可視化方法。如為了滿足空間經濟計算的需求，可以製作動態地圖；為了滿足專門行業需求，可以製作突出行業資訊的專題地圖；為了滿足特定任務，可以結合計算與分析功能製作即時性專題地圖等等。
　　二維圖形映像學可視化方法目前是空間經濟計算可視化的主流方法。由於二維可視化含有較少的資料量，同時沿用了成熟的可視化理論方法，因此在空間經濟計算領域有著廣闊的發展前景。

（2）三維圖形映像學方法
　　從常識性的認知角度而言，現實世界是一個三維空間，使用電腦將現實世界表達成3D 模型則更加直觀逼真，因為三維的表達不再以符號化為主，而是以對現實世界的模擬手段為主。
　　三維空間的表現方式與手段隨應用需求的不同而有很大的差異。常用的三維電子地圖，大多直接利用已有二維空間資料庫的空間資料，通過添加少量的空間資訊，將現實環境中的主要實體表達成簡單的幾何形體，形成具有一定直觀性的三維地圖。如果再給這些幾何形體粘貼紋理映像，則形成具有一定逼真度的三維地圖。目前利用數字攝影測量方法，可以方便快捷地構建整個城市的三維電子地圖。
　　近年來，三維地理資訊系統（3DGIS）的研究在空間經濟學領域的發展非常迅速，代表性的研究方向即是人們比較熟悉的數字城市模型，國內外在這一方面已經有一系列代表性的成果，在城市小區建築景觀類比、城市發展規劃設計等方面有著廣泛的應用。

（3）三維表達及虛擬現實技術
　　空間資訊理想的可視化是對現實世界真實的寫景，隨著虛擬現實技術的發展，這一理想越來越成為現實。為了進一步提高人機互動性，將先進的電腦可視化技術與虛擬現實技術引入地理資訊系統領域，人們早就開始了虛擬現實技術（VR） 與GIS 結合的研究。
　　目前，人們已經初步實現了對空間環境的真實模擬，這種模擬能較好地重現現實景觀。另外在商業領域，廣為人們熟悉的是動畫與電影的製作，自然景觀類比的可視化達到了極好的水平。另外，在城市規劃、環境、資料視覺效果等等方面有著廣泛的運用。

 

（4）時空可視化
　　在空間資訊領域，另一個人們非常關注的問題是多維動態可視化問題，即以時間為主導的資訊可視化的問題，目前由於一方面缺乏有效描述模型，另一方面在增加時間維之後，資訊量急劇增加，現有電腦技術難以處理與管理，因此，時空可視化方面的研究尚有待深入。但時空可視化將是空間資訊可視化發展的一個極具吸引力的方向，時空可視化的實現將提供對自然地理現象變化的動態模擬，包括曆史回溯與未來預測等，將在根本上改變現有地理資訊系統的理論體系。
　　不同的計算可視化方法有著迥然不同的視覺效果，但總的來說，電腦經濟計算可視化的理論與技術對空間資訊的顯示、分析產生了很大的影響，對於理解各種空間經濟現象，加快經濟資訊處理以及尋找經濟規律起著不可替代的作用。其應用將隨著理論與技術的不斷提高，逐步滲透到經濟學研究的各個領域。