时空可视化能够通过图的形式将时空数据进行展示,直观地揭示时空规律。随着城市化进程的不断加快,暴雨等极端天气带来的问题也愈发显著,城市内涝问题也成为了当今大城市的“城市病”之一。在城市暴雨内涝灾害中,道路积水问题会严重影响市民的出行和城市正常运行,因此有必要对道路积水信息进行动态的时空可视化。目前对于城市内涝的可视化表达,多数是对积水的淹没面积和深度进行展现,当通过这些数据展示城市内涝对交通的影响时,就会遇到以下问题:（1）城市内涝淹没情况在可视化时一般为栅格面数据,道路及其交通情况则多数为矢量线数据,两者的异构性给道路路况综合评估带来了困难,有必要统一至同一种格式下;（2）由于路网的相互连通性,道路积水对于交通的影响不是全局的,仅对其对应的路段造成影响,因此在时空可视化中也需要基于路段等约束条件进行多粒度可视化,其中,可视化粒度选取的恰当与否,直接影响用户对道路积水地图认知的效果。针对这一问题,本文以城市内涝中的道路积水现象为场景,构建面向道路积水时空演化过程的数据模型,分析可视化过程中多源数据的集成与管理方法,提出以“时空子路段”为最小可视化单元,并建立时空可视化中的空间粒度、时间粒度计算模型,最终实现一个面向城市内涝预警的道路积水时空可视化系统,为道路积水情况评估提供支持。具体的研究内容包括:1.道路积水时空数据模型构建。城市内涝的地理时空演变过程是时空可视化的主体,本文调研了城市内涝及道路积水的基本概念,确定以“道路积水深度”为道路积水的测量指标;归纳了城市内涝地理过程的时空演变特征,提出了适用于南京市的道路积水时空数据模型。2.面向道路积水时空可视化的多源数据集成与管理方法。数据的有效集成与管理是从多源数据到道路积水信息的关键一环,本文分析了城市内涝预警所涉及的多源数据特征;对数据获取、数据集成、数据存储数据发布等关键过程涉及的技术进行了调研;分析、选用合适的数据结构对多源数据进行集成与管理,搭建面向道路积水的时空数据库;此外,对各个步骤中的数据交换接口进行了设计与实现。3.面向道路积水时空可视化关键技术研究。可视化方法直接影响最终的表达效果,本文对道路积水时空可视化中涉及的关键技术进行了研究;首先设计了通过城市内涝预测系统进行道路积水信息提取的方法,针对道路积水时空可视化这一目标,调研了合适的分级及配色方案;针对时空可视化中的粒度问题,总结了城市内涝时空演变特征、多源数据类型及精度、时空可视化方法理论对粒度计算的影响内容及约束性限制;提出了在多尺度时空可视化中基于上述约束的粒度计算模型。4.面向城市内涝预警的道路积水时空可视化方法实现。本文作为应用型研究,实现了一个面向城市内涝预警的道路积水时空可视化系统,该系统对电子地图上的道路积水情况以时空子路段进行分割,并以时空动画的形式进行可视化表达,用于分割的空间粒度和时间粒度是由本文提出的粒度计算模型求得的。