眼睛是人類的重要感覺器官。人眼通過觀測和閱讀可以感知外界豐富的圖形信息。由此，人類創造了文字、圖形、圖像、地圖、電影和電視等可視作品，這些可視作品成為人類獲取信息的主要來源。可視化的基本含義是將科學計算中產生的大量非直觀的、抽象的或者不可見的數據，借助計算機圖形學和圖像處理等技術，以圖形圖像信息的形式，直觀、形象地表達出來，并進行交互處理，轉化為視覺所能感知的圖形形式。
地理信息是指與地理事物、現象空間分布、相互聯系和動態過程有關的信息，它表示地表物體和現象固有的數量、質量、分布特征，聯系和規律的數字、文字、圖形、圖像等。地圖是地理信息最主要和最常用的表現形式，并在發展過程中形成了一系列的理論與方法。地理信息可視化是運用地圖制圖學、計算機圖形學和圖像處理等技術，將地學信息輸入、處理、查詢、分析及預測的結果和數據以圖形符號、圖標、文字、表格、視頻等可視化形式顯示并進行交互的理論、方法和技術。地理空間數據可視化是交叉性學科。
地理空間數據是地理信息的重要載體之一。地理空間數據可視化是將地理空間數據轉換為人們容易理解的圖形圖像方式。隨著計算機圖形、圖像技術的飛速發展，人們現在已經可以用豐富的色彩、動畫技術、三維立體顯示及仿真等手段，形象地表現各種地形特征。地理空間數據可視化從表現內容上來分，有地圖（圖形）、多媒體、虛擬現實等；從空間維數上來分，有二維可視化、三維可視化、多維動態可視化等。地理空間數據可視化是地理信息系統的重要功能之一，伴隨著地理信息系統孕育、發展和成熟，成為人們獲取地理信息的主要渠道。為此，地理空間數據可視化技術成為地理信息科學專業主修課程之一。國內外許多學者從不同的視角闡述了地理空間數據可視化核心內容，出版了不同版本的地理空間數據可視化書籍。各個版本的專著在內容上缺乏教材的系統性，在教學過程中選擇一本適合學生閱讀的教材并不易。這是編寫本教材的初衷。
參加本書寫作的有天津師范大學地理信息科學專業老師宋宜全、霍紅元、陳磊、張偉、張虎、梁玉斌、毛健等，其中，張偉負責第三章計算機可視化環境和第四章圖形可視化基本算法；毛健負責第五章圖形映射變換；張虎負責第六章圖形開窗與裁剪；霍紅元負責第七～九章地圖符號可視化方法；陳磊負責第十章專題地理數據可視化；宋宜全負責第十一章三維地理空間數據可視化和第十二章地理時空數據動態可視化；梁玉斌負責第十三章圖形交互技術與用戶界面；其他章節由崔鐵軍負責。全書由崔鐵軍最終定稿。在本書撰寫過程中，陳磊協助完成了插圖繪圖和初稿校對等工作。對此，作者向他們表示衷心的感謝。還需要說明的是，本書在編著過程中吸收了大量國內外有關論著的理論和技術成果，書中僅列出了部分參考文獻，未公開出版的文獻沒有列在書后參考文獻中，盡量在正文當頁下方作了腳注，部分資料可能來自于某些網站，但未能夠注明其出處，請引用資料的作者諒解。
值此成書之際，感謝天津師范大學城市與環境科學學院領導和老師的支持；感謝歷屆博士生、碩士生在地理信息科學研究方面所做出的不懈努力。由于本人水平有限，再加上地理空間數據可視化理論與技術還處在不斷發展和完善的階段，書中疏漏之處在所難免，希望相關專家學者及讀者給予批評指正。
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