1 地球與生存環境

2 城市與日常生活

     關注人類活動的地理分佈，以及賴以生存的城市和地區中的各種相關資訊，通過獲取並理解這些資料，不但能幫助我們更好地安排日常生活，更能由此來改進城市的有效運轉。

       圖2  Live Singapore 專案通過遍佈新加坡城市的感測器和移動裝置採集實時資料，進行處理並生成實時視覺化展現與城市生活緊密聯絡的各方面資訊。

3 地理時空資料

     包括地理空間的位置，也包括隨時間變化的信心，稱為地理時空資料。針對這類資料，視覺化需要揭示空間與時間之間的變化僅僅是其中隨時間變化的資訊，因此常用的視覺化方法是順序動畫。

4 複雜地理資料的可視分析

     地圖是地理空間資訊的載體，可以承載各種型別的複雜資訊，形成多重語義地圖。對這類地圖的理解、探索與發現需要結合視覺化與分析方法。例如，經濟合作與發展組織（OECD）的地區資料包括了人口分佈、經濟、就業市場、教育、醫療保健和環境等30多項指數。對各地去的相關指數進行分析，發現潛在的模式，需要一個不僅支援地理資訊視覺化，更支援對多變數資料分析的視覺化系統。OECD Regional Explorer提供了多個同步連結的檢視，讓分析師通過不同的檢視來觀察資料中不同變數的分佈和關聯。同時OECD Regional Explorer作為一個線上系統，還提供了非常方便的使用模式和直觀的使用者互動。VIS-STAMP也是一個類似的地理資訊視覺化分析系統，它整合了各種必需的資料探勘功能和多變數的視覺化工具來幫助使用者探索並理解時空資料和多變數資料。

圖4 VIS-STAMP：支援對於地理時空多變數資料的分析和探索。系統整合了地理資訊視覺化、自組織對映、平行座標系和矩陣等多種視覺化方法。

   這類系統的目標使用者為資料分析師。最主要的目標是為分析師提供足夠的視覺化分析工具，讓他們能有效地探索地理資料集。通常，系統採用多檢視的方法來方便分析師同時觀察並分析資料中的多個變數，同時提供用於數學、統計、地理的分析工具。

5 地理資訊視覺化的其他挑戰

1 地圖標註

地圖標註指如何將文字或圖形的標識合理地放置在地圖上。從手工製圖時代起，就已經被廣泛研究。標註與對應的地理物體的相對位置的佈局，避免標註之間相互重疊的情況。根據這些標準對標註佈局進行優化是一個NP-hard的問題。有各種不同的近似解法被提出，如基於規則的窮舉搜尋、貪婪演算法、線性規劃和進化演算法等。另外，隨著線上互動地圖的出現，在使用者互動的過程中根據當前的縮放比例和視點實時地選擇合適的標識佈局也帶來了新的研究課題。Wolff的地圖示識研究網站提供了非常全面的文獻表。

2 地圖綜合

    在很多情況下，根據不同的需求，需要對同一個區域繪製大尺寸的詳圖或者小尺寸的簡圖。由於空間的限制，在全國地圖上無法顯示像街區地圖那樣詳細的資訊。地圖綜合研究如何根據地圖的顯示尺寸對地圖中的資訊進行篩選和繪製的問題。

3 線上地圖

     隨著線上應用的普及，如何通過網路傳輸地圖資訊，並實時繪製地圖成為非常重要的課題。製作線上地圖比傳統的手工製作圖更具有挑戰性的是可擴充套件性問題，集如何通過網路的有限頻寬和計算資源提供使用者和地圖之間的實時互動。這裡分兩種情形：如何在使用者移動地圖或縮放時，實時重新整理地圖；如何讓地圖基於流資料實時更新。普遍做法是將地圖分層分塊，根據使用者當前的地圖座標和縮放層級，從地圖伺服器裡快速的索取相應的地圖塊。

注：摘自《資料視覺化》