HeatMap 和 GIS

1、啥是HeatMap

       从字面来理解就是热图，或者称为热区图，热力图等，可以非常直观的呈现一些原本不易理解或表达的数据，比如密度、频率、温度等，改用区域和颜色这种更容易被人理解的方式来呈现。这个东西很早就有了，作为一个GIS爱好者，我都一直都没太关注，就知道拿他来展示数据很炫，很酷！！！再加上后面有一个Map的单词，哇塞，地图，果不其然，把他与GIS结合，很多有趣的事情就发生了。

《历史地震震源位置热力图》

不好意思，图有点大！！！！！！！！！！！！

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2、HeatMap原理

        先来简单看个例子吧！

        案例：鼠标点击热力图

       顾名思义，就是用来展示用户鼠标在屏幕上的点击次数的区域分布图，红色的代表点击次数最多，紫色最少，空白就是没有被点击。

       注意问题来了：你会发现它是渐变的，渐变的，渐变的！！！！！！！！！！难道你点击鼠标是连续的吗？肯定不是的，看来问题没那么简单了，这里面有一个小小的扩散融合算法。

       既然这样，那就来看看具体的算法吧！这是js写的：heatmapjs其生成的原理简单概括为四个步骤：

（1）为离散点设定一个半径，创建一个缓冲区；

（2）对每个离散点的缓冲区，使用渐进的灰度带（完整的灰度带是0~255）从内而外，由浅至深地填充；

（3）由于灰度值可以叠加（值越大颜色越亮，在灰度带中则显得越白。在实际中，可以选择ARGB模型中任一通道作为叠加灰度值），从而对于有缓冲区交叉的区域，可以叠加灰度值，因而缓冲区交叉的越多，灰度值越大，这块区域也就越“热”；

（4）以叠加后的灰度值为索引，从一条有256种颜色的色带中（例如彩虹色）映射颜色，并对图像重新着色，从而实现热点图。

HeatMap既然是用点来生成的，那我们就先看下一个点是什么情况：

（1）单点热力显示

单点热力图

        单热点的显示，至少要确定它的中心灰度值、半径，当然还有xy和色带。中心灰度值默认设为50（太小显示效果不好）。根据半径的大小（一般是25，屏幕坐标），由中心（50）到边界（0）渐进地填充灰度。我使用黑色（任何颜色都可以）的Alpha通道来进行灰度值的累加，填充后中心位置的ARGB值是(50,0,0,0)，边界处是(0,0,0,0)，这样就能得到上图左边的灰度图了。最后根据灰度值映射色带得到彩虹带中对应位置的颜色。50的灰度值，只能映射到彩虹带的前1/5处，因而上图右边单热点的颜色以蓝色为主，略带青色。

       每个单一热点有一个Weight，默认设为1，目前暂时没有用到（ArcGIS Flex的热图实现中，Weight用来在地图缩小时累加多个离散点聚合后中心灰度值的大小。我没去实现地图缩放的功能，但我觉得Weight会有别的用处，现在还没完全考虑好，以后有机会再说）。Weight不是类似通常二维空间数据中的第三维属性数据，热图只能表现离散点空间上的频率，而不能表现其属性在空间上的分布。例如地震震源的热图，并不能表示其震级大小的空间分布，而只能表现地震次数的多少。

       （2）多热点叠加显示

        叠加显示，点位置及权重是随机给的，半径是指定的。图中有422个点，半径是50。点越密集的的区域，叠加的灰度也就越多，映射后也显得比较“热”。