可视化的定义：可视化（visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。
可视化技术可以从复杂的多维数据中产生图形展示客观事物及其内在的联系，能激发人的形象思维，允许人类对大量抽象的数据进行分析，从而使人们能够观察到数据中隐含的现象，为发现和理解科学规律提供有力工具。
信息可视化是这样一个过程，它将数据信息和知识转化为一种视觉形式，充分利用了人们对可视模式快速识别的自然能力。信息可视化将人脑和现代计算机这两个最强大的信息处理系统联系在一起，通过有效的可视界面使我们能够观察、操纵、研究、浏览、探索、过滤、发现、理解大规模的数据，并与之交互，从而可以极其有效地发现隐藏在信息内部的特征和规律。
可视化，也称作“科学计算可视化”（visualizationinscientificalcomputing），其定义为：“可视化是一种计算方法，它将符号或数据转换为直观的几何图形，便于研究人员观察、模拟和计算的过程。可视化包括了图像综合，这就是说，可视化是用来解释输入到计算机中的图像数据，并从复杂的多维数据中生成图像的一种工具（Mc ormicketal，1987）”地理空间信息要被计算机所接受处理就必须转换为数字信息存入计算机中。这些数字信息对于计算机来说是可识别的，但对于人的肉眼来说是不可识别的，必须将这些数字信息转换为人可识别的地图图形才具有实用的价值。这一转换过程即为地理信息的可视化过程，其内容表现在如下几个方面：
（1）地图数据的可视化表示最基本的含义是地图数据的屏幕显示。我们可以根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量（如形状、尺寸、颜色等），制作全要素或分要素表示的可阅读的地图，如屏幕地图、纸质地图或印刷胶片等。
（2）地理信息的可视化表示是利用各种数学模型，把各类统计数据、实验数据、观察数据、地理调查资料等进行分级处理，然后选择适当的视觉变量以专题地图的形式表示出来，如分级统计图、分区统计图、直方图等。这种类型的可视化体现了科学计算可视化的初始含义。
（3）空间分析结果的可视化表示。地理信息系统（GIS）的一个很重要的功能就是空间分析，包括网络分析、缓冲区分析、叠加分析等，分析的结果往往以专题地图的形式来描述。
对于地理空间信息的可视化，目前已经得到了广泛的研究和应用。地理空间信息可视化通过强大的、有效的地理信息系统将复杂的空间和属性数据以地理的形式展现出来，从而挖掘数据之间的关联性和发展趋势。但是GIS中的空间数据模型没有考虑空间数据随时间变化的因素，它只是现实世界某一时刻的反映，不能合理地、动态地反映变化着的现实世界，更无法对研究对象的全过程（产生、发展、灭亡）进行描述。因此随着应用的深入，时间维必须作为与空间维等量的因素加入到GIS中来。而对于时空信息的可视化，其关键问题在于如何高效地管理空间、属性和时间三维一体化数据，即建立一种合适的时空数据模型，以便更为有效地组织管理及表达时态地理数据、空间、属性和时态语义关系。目前，由于一方面缺乏有效的描述模型，另一方面在增加时间维之后，信息量急剧增加，现有计算机技术难以处理与管理，因此时空信息可视化方面的研究尚有待深入。
在GIS应用系统中的基础数据库一般包含地理空间数据库、地理属性数据库、符号资源库、显示控制信息库四部分内容。在GIS中，空间实体可抽象概括为点、线、面等要素，并且它们具有空间几何特性和属性特征。地理空间数据库存贮的就是这些点、线、面要素，如路灯、柱子等点状地物，通信线、煤气管道等线状地物，建筑物、宗地等面状实体。地理属性数据库存储的是地物相关的属性特征数据，如宗地基本属性、土地的权属、界址点坐标等。符号资源库由点状符号库、线状符号库和面状符号库构成。显示控制信息则总是与具体的地理对象紧密联系，一类控制信息可以控制单个地理对象（如点状符号的显示角度），也可以控制一类地理对象（如控制点符号的大小、土地利用图斑的填充颜色等）。显示控制信息可以作为地理对象属性的一部分存储，也可以通过关联对照表存储，还可以由用户直接定义。在GIS及其应用系统中，运用符号或线型对每个地理空间要素进行符号化表达，并通过控制信息控制其显示风格来实现地理数据的可视化。
时空数据的可视化，即以时间为线索的空间信息的可视化，是以图形的方式显示随着时间不断变化的空间数据。目前，国内外针对时空数据可视化已进行了许多研究，Krak（2003）从可视化的角度回顾了时空立方体方法、并结合地理信息可视化总结了时空立方体方法的功能和应用。Kapler等（2005）通过跟踪运动目标轨迹，对运动目标的关联事件进行了时空结合的可视化表现。单国慧等（2007）对运动目标轨迹数据管理的关键技术进行了研究，重点讨论了适用于运动目标轨迹数据的时空数据模型和可视化技术。黄培之和Lai（2004）针对土地利用变化的可视化应用实例，对时间序列空间数据可视化的图形关系分析和图形内插问题进行了研究。
人类的认知系统可以识别空间三维物体，对于抽象的物体或像素的识别很困难。空间的可视性最多能够达到四维（例如第四维为时间维）。目前，对于构成可视化的主要方法，有以下几个方面：
（1）空间三维图形：不同图形元素的组合变换映射为不同的数据维解释。把一个可视化空间结构和一条数据信息对应起来。通过图形的密度和颜色的分布，大致能够了解数据的分布、数据之间的相似性和数据之间的关系。
（2）颜色图：分为彩色图和灰度图。彩色图的每一种颜色，对应着不同的属性维。灰度图可以利用颜色的深浅来标记数据量的属性值的大小，颜色越深，数值越大或者用它来强调某种特别的信息，它通常预先需要很好的映射定义。
（3）亮度：对于特定的区域，用不同的亮度来辅助人眼对视点的观察。
（4）数学的方法：利用数学中统计的方法，先对数据关系进行分析，得到数据的大体分布信息，然后再结合其他的可视化方法来进行细节数据分析。或者利用数学中统计的方法对数据中的关系进行映射，映射成为图形图像关系来帮助分析。
可视化技术最早运用于计算科学中，并形成了可视化技术的一个重要分支――科学计算可视化。科学计算可视化能够把科学数据（包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息）变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在研究者面前，以便于它们能够观察、模拟和计算。
“科学计算可视化”概念自1987年提出以来，在各工程和计算领域得到了广泛的应用和发展。
最近几年，计算机图形学的发展使得三维表现技术得以形成，这些三维表现技术使我们能够再现三维世界中的物体，能够用三维形体来表示复杂的信息，这种技术就是可视化（visualization）技术。可视化技术使人能够在三维图形世界中直接对具有形体的信息进行操作和计算机直接交流。这种技术已经把人和机器的力量以一种直接而自然的方式加以统一，这种革命性的变化无疑将极大地提高人们的工作效率。可视化技术赋予人们一种仿真的、三维的并且具有实时交互的能力，这样人们可以在三维图形世界中用以前不可想象的手段来获取信息或发挥自己创造性的思维。机械工程师可以从二维平面图中得以直接进入三维世界，从而很快得到自己设计的三维机械零件模型；医生可以从病人的三维扫描图像中分析病人的病症；军事指挥员可以面对用三维图形技术生成的战场地形，指挥具有真实感的三维飞机、军舰、坦克向目标开进并分析战斗方案的效果。
更令人惊奇的是，目前正在发展的虚拟现实技术，它能使人们进入一个三维的虚拟世界，人们可以游历远古时代的城堡，也可以遨游浩瀚的太空。所有这些都依赖于计算机图形学、计算机可视化技术的发展。人们对计算机可视化技术的研究已经历了一个很长的历程，而且形成了许多可视化工具，其中SGI公司推出的GL三维图形库表现突出，易于使用而且功能强大。利用GL开发出来的三维应用软件颇受许多专业技术人员的喜爱，这些三维应用软件已涉及建筑、产品设计、医学、地球科学、流体力学等领域。随着计算机技术的继续发展，GL已经进一步发展成为OpenGL，OpenGL已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准，目前包括ATT公司UNIX软件实验室、IBM公司、DEC公司、SUN公司、HP公司、Microsoft公司和SGI公司在内的几家在计算机市场占领导地位的大公司都采用了OpenGL图形标准。
值得一提的是，由于Microsoft公司在Windows NT中提供OpenGL图形标准，OpenGL将在微机中广泛应用，尤其是OpenGL三维图形加速卡和微机图形工作站的推出，使人们可以在微机上实现三维图形应用（如CAD设计、仿真模拟、三维游戏等），从而更有机会、更方便地使用OpenGL及其应用软件来建立自己的三维图形世界。
总的说来，可视化技术几乎可以应用到各行各业之中。
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