數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)分析的一個重要環(huán)節(jié)。一方面，數(shù)據(jù)的可視化功能可以將數(shù)據(jù)簡潔、直觀地顯示出來，避免了文本或數(shù)值型數(shù)據(jù)內(nèi)容的枯燥與不直觀，而且可以增強數(shù)據(jù)的顯示效果，吸引用戶的注意力;另一方面，數(shù)據(jù)可視化功能可以幫助用戶找尋數(shù)據(jù)中隱含的分布規(guī)律，尤其是當(dāng)用戶面對成千上萬的數(shù)據(jù)條目時，可視化功能，尤其是輔以相關(guān)的定量分析方法或空間分析方法，可以幫助用戶發(fā)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的內(nèi)在分布規(guī)律。

地層數(shù)據(jù)有三方面的特點可用于數(shù)據(jù)的可視化。首先，每個剖面有兩種地理位置屬性，分別是空間位置屬性和地理描述屬性，前者就是剖面的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，后者就是我們常說的剖面的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)。通過這兩種屬性數(shù)據(jù)，我們就可以實現(xiàn)剖面在數(shù)字地球系統(tǒng)中準(zhǔn)確或半準(zhǔn)確的定位，并在二維或三維的數(shù)字化地圖中展示出來。其次，剖面通常還可以附加圖像數(shù)據(jù)，比如反映剖面的露頭發(fā)育概況的全景照片，以及反映剖面局部細節(jié)的近攝照片等，將之與剖面的空間屬性結(jié)合，疊加數(shù)字全景或虛擬現(xiàn)實技術(shù)，就可以全方位地展示剖面的露頭信息。最后，每個剖面包含了多個地層學(xué)分支學(xué)科的數(shù)據(jù)，每一分支學(xué)科的數(shù)據(jù)均可以圖表的形式展現(xiàn)，而這些來自不同分支學(xué)科的數(shù)據(jù)，又可以通過剖面的厚度標(biāo)尺準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)。因此，我們完全可以將這些數(shù)據(jù)有機地綜合在一起，并以圖表的形式生動、準(zhǔn)確、凝練地展示數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及不同學(xué)科數(shù)據(jù)間的關(guān)系，幫助用戶更快、更準(zhǔn)確地挖掘數(shù)據(jù)的價值。

針對這三方面的數(shù)據(jù)特點，我們在GBDB平臺中開發(fā)了3種數(shù)據(jù)可視化功能，分別是基于地理位置的地理可視化、基于地理位置與野外露頭照片的360°全景可視化和基于TSCreator軟件開發(fā)的綜合地層信息可視化，基于Scotese的古地理重建方法開發(fā)的古地理可視化功能還在不斷測試和完善。

18.3.1　地理可視化

GBDB數(shù)據(jù)庫中，每一條剖面記錄都包含了行政區(qū)劃地理位置數(shù)據(jù)和經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。如果剖面的位置是通過GPS儀器準(zhǔn)確測定的，那么經(jīng)緯度數(shù)據(jù)字段里保存的就是剖面的準(zhǔn)確位置，誤差通常在數(shù)米左右;如果不是，那么經(jīng)緯度數(shù)據(jù)字段里保存的通常就是剖面所歸屬的最小行政地理單位的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。比如，湖北宜昌王家灣北剖面的精確經(jīng)緯度是N30°58＇30″和E111°25＇4．8″，但如果沒有這一精確測量數(shù)據(jù)，在錄入該剖面時，就需要將該條剖面記錄鏈接到王家灣村甚至分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中心位置的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。

2010年，我們在GBDB中集成了一項基于Adobe Flex和GIS技術(shù)開發(fā)的地理可視化工具——Geo Vi sua l 1．0(侯旭東等，2010)，并于2012年對這一工具做了進一步的升級。該工具的一項基本功能就是可以對GBDB中具有空間屬性的數(shù)據(jù)記錄進行空間展示。這些數(shù)據(jù)可以是剖面，也可以是化石產(chǎn)出記錄，而數(shù)據(jù)底圖則可以是全球地理交通圖、衛(wèi)星圖和地形圖等。

圖18－7顯示了根據(jù)剖面經(jīng)緯度數(shù)據(jù)將美國內(nèi)華達州Arrow Canyon奧陶系剖面顯示在地理交通圖和100m等高線的地形圖上的實際效果。

圖18－7　美國內(nèi)華達州Arrow Canyon剖面的精確地理位置顯示圖
(據(jù)樊雋軒等，2013)
(a)地理交通圖;(b)地形圖

18.3.2　野外露頭360°全景可視化

全景可視化是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一種，這種顯示技術(shù)具有很強的真實感和空間感，可以給用戶帶來身臨其境的訪問體驗。將該技術(shù)應(yīng)用于野外露頭剖面的顯示上，可以實現(xiàn)野外剖面的水平方向360°全方位交互展示，高精度地重現(xiàn)野外露頭的發(fā)育情況和周邊環(huán)境的地貌特征，幫助用戶查看地層剖面的真實發(fā)育情況，了解剖面及視野范圍內(nèi)地理環(huán)境的總體面貌和各種細節(jié)(侯旭東等，2014)。

圖18－8顯示了湖南興化爐觀鎮(zhèn)志留系剖面的360°全景可視化的界面截圖。圖18－8(a)為全景可視化的界面截圖，其左側(cè)顯示該剖面的全景圖瀏覽窗口，下方的8個按鈕分別提供了左、右、上、下4個方向的連續(xù)視角移動，視角放大與縮小，刷新當(dāng)前全景圖及全屏顯示功能;右側(cè)則顯示了該全景圖的地理位置、數(shù)據(jù)錄入者、錄入時間以及對全景圖的詳細描述信息。圖18－8(b)則是基于10張照片拼接校準(zhǔn)得到的全景圖，其分辨率為11 896×1096像素。

圖18－8　湖南興化爐觀鎮(zhèn)志留系剖面全景圖瀏覽頁面(a)和全景圖縮略圖(b)
(據(jù)侯旭東等，2014)

18.3.3　綜合地層數(shù)據(jù)可視化

綜合地層數(shù)據(jù)可視化這一功能是通過在GBDB數(shù)據(jù)平臺中集成美國普渡大學(xué)的Ogg J教授和加州大學(xué)圣巴巴拉分校的Lugowski A博士聯(lián)合開發(fā)的TimeScale Creator軟件(簡稱TS Creator，http://www．tscreator．com)來實現(xiàn)的。通過這一在線工具，服務(wù)器可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的剖面數(shù)據(jù)即時生成集成了年代地層、生物地層、巖石地層、化石延限等綜合地層信息的高質(zhì)量彩色圖件，并在用戶的瀏覽器中加載(侯旭東等，2011)。這一綜合地層數(shù)據(jù)也可以導(dǎo)出為TSCreator的專用數(shù)據(jù)格式，用戶利用桌面版TS Creator軟件打開后，可做進一步的參數(shù)設(shè)置，并可導(dǎo)出為矢量的SVG或pdf格式文件，以便于在CorelDRAW和Illustrator等專業(yè)的矢量圖編輯軟件中做進一步的加工和處理。

圖18－5和圖18－6顯示的黃花場剖面綜合柱狀圖和對比圖均是利用GBDB集成的在線成圖工具TSCreator自動生成，并略做處理得到的。這些圖件制作簡單(軟件自動生成)、更新快捷(隨時可根據(jù)最新數(shù)據(jù)生成新的圖件)、分辨率高(矢量圖件格式，可無損縮放)、易編輯(支持CorelDRAW和Illustrator等常用圖形編輯軟件)，可以集成顯示GBDB數(shù)據(jù)庫中已整合的所有地層學(xué)分支學(xué)科的數(shù)據(jù)。利用該功能生成的最完整的綜合柱狀圖可以包括標(biāo)尺(以厘米、米或千米為單位的地層厚度標(biāo)尺或者是以千年或百萬年等絕對年齡為單位的時間標(biāo)尺)、年代地層信息(國際標(biāo)準(zhǔn)的系、統(tǒng)和階)、生物地層信息、巖石地層信息(組、層和采集層)、巖性柱和化石延限圖等。