地理数据可视化能力是GIS区别于一般信息系统的核心功能，地图要素渲染（ Features rendering）则是地理数据可视化的底层实现机制。需要根据数据类型选择合适的符号化和渲染方式，今天我们来聊聊QGIS中的地图要素渲染。
要素渲染，是将图层中每个要素以正确的符号绘制到地图中，是以要素为单位的样式设计。与之相对应的概念是图层渲染（Layer rendering），是将图层作为一个整体，提供总体的样式设置和渲染选项。
01 默认渲染
数据加载到地图窗口时，QGIS会根据数据的几何类型（点、线、面）提供默认的渲染方式。
对于点要素，默认渲染为：单一符号（Single Symbol），由一个符号图层组成——简单标记，具体属性为：圆形、随机颜色、实线黑色描边、2毫米大小、无角度旋转、无坐标偏移、锚点在水平和垂直中心。
对于线要素，默认渲染为：单一符号（Single Symbol），由一个符号图层组成——简单线条，具体属性与点要素有所区别：实线、随机颜色、0.26毫米线宽。
对于面要素，默认渲染为：单一符号（Single Symbol），由一个符号图层组——简单填充，具体属性与点、线不同：实线随机颜色填充、黑色描边、0.26毫米描边线宽、斜角连接样式、无偏移。
由此可见，默认情况下要素渲染采用单一符号渲染，根据点、线、面提供不同的具体属性设置。
02 QGIS中的要素渲染
打开【图层样式】面板或者【图层属性】的符号化标签，可以切换不同的要素渲染方式。
QGIS提供10种要素渲染方式：
无符号（No Symbols）、
单一符号（Single Symbol）、
分类（Categorized）、
渐进（Graduated）、
基于规则（Rule-based）、
点的位移（Point Displacement）、
点的聚类（Point Cluster）、
热图（Heatmap）、
反转多边形（Inverted Polygon）、
2.5维（2.5D）。其中点的位移、点的聚类、热图为点要素特有渲染方式，反转多边形和2.5维是面要素特有渲染方式。
- 单一符号（Single Symbol）
默认的渲染方式，用一种符号来表达图层中所有要素。
选中符号图层面板的第一层，可以选择预定义的符号，提供符号单位、透明度、颜色和大小（宽度）等选项。
- 无符号（No Symbols）
无符号渲染是一种特殊的渲染方式，地图上不显示要素的符号，但是标签（Label）、图表（Diagram）和其他无符号部分仍正常显示，适用于重点突出无符号信息，如图表数据或标签。
- 分类（Categorized）
分类是根据图层中指定属性字段取值设置符号，字段的每个取值对应一个符号。该渲染方式特别适合于表达属性字段为字符型、包含对图层要素的分类信息的数据，例如将全球范围内国家分成发达国家、发展中国家、欠发达国家。
当然，数值型字段用分类表达也是合理的，例如分类编码字段可以为数值型，编码对应的含义可以在图例部分进行描述。
构建表达式可以得到更加灵活的分类，关于表达式相关内容，请参考表达式系列文章。
- 渐进（Graduated）
渐进渲染方式是针对数值型属性字段，根据选定的分级模式和分段数量，按照图层要素字段的取值进行分级，然后用不同的颜色或者是符号大小来表达分级结果。
QGIS提供优雅分段、对数尺度、标准差、等数量（分位数）、等间隔、自然间断点 六种分级模式，选择不同分级模式将影响到落入每个等级的要素数量。
- 基于规则（Rule-based）
使用SQL表达式建立要素的分类规则，用单独符号表达每个分类。分类的SQL表达式可以嵌套，形成灵活多变的分组效果。
某种意义上说，分类和渐进渲染方式是特殊形式的分类规则，例如，上图渐进渲染方式转换为规则后，变为如下规则：
- 点的位移（Point Displacement）
点的位移是点图层特有的要素渲染方式，使用圆形、网格、同心环三种几何图形组织重绘落入给定距离范围内的所有点，主要针对有些点图层要素非常密集，在缩小比例尺的情况下出现相互压盖，用点的位移渲染后，可以将被压盖的点显示出来，更加易于阅读。
- 点的聚类（Point Cluster）
点聚类是点图层特有的要素渲染方式，根据设定的半径范围，将落入范围内的点组合成一个点。
点聚类与点位移的区别在于：点位移是将附近的点移动到中心点附近，然后用指定的几何图形排列重新绘制；点聚集是直接用中心点代表落入半径范围内的点。
点聚类是一种渲染方式，并没有改变点数据的几何图形位置，如果需要进行聚类分析并保存分析结果，可以使用处理工具箱中K-means clustering 或者 DBSCAN clustering 两种算法来生成。
- 热图（Heatmap）
热力图（Heatmap）是点图层特有的要素渲染 方式，是常用的点数据可视化工具，它是一种插值技术，适用于展现要素的密集程度、数据衰减趋势、颜色渐变的效果等。热力图常用于犯罪、交通事故、房屋密度等数据的可视化。
- 反转多边形（Inverted Polygon）
反转多边形是面图层特有的渲染方式，用于渲染多边形之外的区域，类似基于多边形要素在地图画布中挖了一个洞，在地图设计中经常用于突出显示研究区域。
- 2.5维（2.5D）
2.5维是面图层特有的渲染方式，以面要素为基础生成2.5维效果，该渲染方式可以与其他渲染方式叠加使用，例如使用分类渲染将2.5维面要素显示为不同颜色。
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