数字地图制图

一.翻译3.拓扑关系:TopologicalRelation7.数字高程模型:DigitalElevationModel8.可视化:Visualization10.地图数据库:MapDatabase11.精度:Precision12.电子地图:ElectronicMap13.空间数据:SpatialData14.网络地图:WebMapping15.数字正射影像:DigitalOrthophotoMap16.数字线划地图:DigitalLineGraphic二．名词解释1.数字地图:在一定的坐标系内，具有确定的定位和属性标志的地面要素和现象的离散数据在计算机可识别的存贮介质上概括的、有序的集合成为数字地图。2.拓扑关系:是空间数据区别于其他各类数据的重要标志，在网状结构（境界网、河网、路网等）元素结点、弧段、面域之间的邻接、关联、包含等关系；其能从质的方面反映出空间实体之间的结构关系无量度，不能反映出确切的定位信息。能从质的方面和整体概念上反映地理实体的空间结构关系。3.地图目标:目前只包括那些有空间定位概念并拥有绝对位置的目标。这些目标都可模块化和具有维数等级，即所有的二维目标都可由0维目标和一维目标组成，一维目标可由0维目标组成。4.空间数据:空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。5.地图综合:是一个空间表达映射过程。高分辨率到低分辨空间表达集合映射，包括空间元素映射和空间关系映射。6.面向对象数据模型:将空间目标抽象为点、线、面三种地物类型：点状地物（水井、灯塔、车站等）线状地物（道路、河流、境界等）面状地物（湖泊、街区、行政区划等）一个地理实体可以由这三种简单对象之一构成，复杂的地理实体可由多种简单对象构成，甚至可由其他复杂对象构成。每个实体通过标识号和其属性数据联系起来。若干个地理实体作为一个图层，若干图层组成一个工作区。7.栅格数据:栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的。其数据结构简单，定位性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现8.数字地图制图:利用计算机及其相关的外部设备（图形输入、输出、处理设备等），结合地图制图学理论与计算机技术，研究计算机环境下地图制图的数据获取、数据存储、数据表达问题的新的地图制图研究方向。9.电子地图:利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。电子地图储存资讯的方法，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，早期使用位图式储存，地图比例不能放大或缩小，现代电子地图软件一般利用地理信息系统来储存和传送地图数据，也有其他的信息系统。10.矢量数据:矢量是具有一定方向和长度的量。用笛卡尔坐标系坐标点来表示地图图形元素。是在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理实体的位置的数据。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误。11.数据分析:指用适当的统计方法对收集来的大量第一手资料和第二手资料进行分析，以求最大化地开发数据资料的功能，发挥数据的作用。是为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。12.邻接:紧接，毗邻13.数据结构:是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。三．简答题1.路径拓扑模型和网络拓扑模型之间有怎样的区别？路径拓扑模型主要缺点：不能解决数据点、结点、0维目标的识别问题；由于弧段的构成细节被忽略，各多边形被作为单个独立的实体来考察，不能识别出多边形间的相邻关系；在模拟地图上能够看见的面状联系不能从这类数字模型中计算出来；不利于空间数据的分析和可视化。网络拓扑模型是对路径拓扑模型的各不足之处的改进与完善。在网络拓扑模型中强调了对多边形间关系的描述，即在拓扑结构中，将一个多边形图形中的结点、边和面分别显式地描述，并记录它们之间的关系，这样不但可以反映出面与面间的相邻关系，还反映了边与边之间、点与点之间的连接关系拓扑结构有效地描述空间物体间的关系，使得在空间数据处理和分析时，操作与检索更为方便与迅捷。2.从数据结构、数据量、图形精度等多个方面对矢量数据和栅格数据进行比较，分别列出其特点。3.数字地图制图软件系统组成包括哪几部分？4.数字地图制图的硬件配置包括哪些？5.什么是矢量数据,如何用矢量数据表示地图图形元素？矢量数据通常的获取方法有哪些？矢量是具有一定方向和长度的量。用笛卡尔坐标系坐标点来表示地图图形元素。矢量数据的获取:几何数据的获取---由外业测量获得，由栅格形式的空间数据转换获得，对现有地图跟踪数字化获得。数字化方式：点方式、时间方式和增量方式、网格方式。数字化的过程：原图准备，安置特征码清单，设定有关参数，数字化操作，数据的检查和改正。属性数据的获取---特征码：用来描述要素类别、级别等分类特征和其他质量特征的数字编码；特征码的输入：键码法和特征码清单法。6.请简述数字地图制图的一般过程。数据获取：野外测量数据及属性数据-键盘、电子数据记录簿；地图数据-跟踪数字化仪、扫描数字化仪；像片资料-摄像机；图像数字信息-磁带机；编辑、接边、分层、图形与属性的连接等；数据入库数据处理：数据变换：投影变换、辐射纠正、比例尺缩放，误差改正及处理等；一种数学状态-另一种数学状态；数据重构：数据拼接、数据截取、数据压缩等；一种几何形态-另一种几何形态；数据抽取：全集-〉子集图形输出：输出供专业规划或决策人员使用的各种地图、图像、图表和文字说明等。7.为什么进行数字地图综合？地图综合是一个空间表达映射过程，高分辨率到低分辨空间表达集合映射，包括空间元素映射和空间关系映射(1)空间信息传输的需要网络环境下，为满足不同用户提出的在同一数据库下浏览不同表达尺度的信息内容的要求，需建立服务器——终端地图综合机制，为用户提供“冲浪地图”的全新的“综合策略”。(2）空间数据集成的需要不同时期、不同主题、不同分辨率精度的空间数据在网上集成，需要对其综合处理，使集成数据具有一致性和完备性。(3）地图阅读的需要连续式zoom-in/zoom-out电子地图具有数据存贮与显示相分离的特点，从而使地图的制作过程与阅读过程融为一体，网上电子地图“冲浪器”、“浏览器”应提供阅读工具，供图读者根据其兴趣爱好设计“自已的”临时地图，产生“在线式”综合的需求。(4）空间数据挖掘、空间分析的需要通过抽象概括得到低分辨率下对空间的新的认知模型，并以图形形式表达空间的主体结构、分布模式、空间关系等内容,正是空间数据挖掘的内容。挖掘数据前预处理，综合。8.举例说明电子地图的应用。电子地图己广泛应用于政府规划、经济贸易、旅游向导、卫星导航、作战指挥等领域。在地区和城市的各级管理、建设、分析、规划和评价工作中，在城市信息系统、自然灾害预测评估信息系统、遥感作物估产系统、交通管理信息系统以及资源利用、区域规划等系统的建设中，电子地图都已成为重要地理信息基础。电子地图应用领域还在不断扩展，电子地图的表现形式也将发生新的变化。9.请简述数字地图综合是一个怎样的过程。1）建立综合过程概念模式：对综合目的、原图数据、综合条件、环境进行分析，对整个综合过程解决策略的模型化描述，涉及到综合的环境、条件、规则、方法、质量评价等，是对综合问题高层次的概念级上的研究。2）进行结构化分析：1>拓扑特征2>几何特征3>语义特征4>分布特征5>定位特征6>Gestalt特征3）判定综合约束4）实施综合操作10.简述计算机图形学主要研究内容。（1）图形生成技术：直线、圆、椭圆等基本图形元素的生成算法，以及光照模型、消隐面等各种图形表示技术。（2）几何造型技术：各种不同几何模型的构造方法，表示几何场景的曲线、曲面造型技术和实体造型技术也是其重要的研究内容（3）图形操作的预处理技术：确定显示范围，根据规定的窗口范围，将所有的输出图元与其进行比较，利用图形裁剪算法，裁剪出落在窗口有效边界以内的部分；将单个物体组装，进行平移、旋转和比例变换等操作，形成整体模拟环境；确定观测点位置，进行显示对象的透视变换。（4）人机交互与用户接口技术：各种交互技术的研究，如选择技术、构造技术、命令技术、响应技术以及用户模型等。（5）计算机动画：高速动画的各种实现方法的研究。（6）显示出真实感图形。如何利用计算机产生真实感图形是计算机图形学的饿一个重要研究内容。为此，首先建立图形所描述的场景的几何表示，再利用光照模型，生成在某些光源、纹理、材质属性下的光照明效果，所以计算机图形学与另一门学科——计算机辅助设计有着密切的关系。计算机图形学只处理与图形相关的部分，它是计算机辅助设计技术的核心部分。真实感图形计算的结果是以利用数字图像的方式提供，因此计算机图形学也和图像处理有着密切的关系。所有这些研究内容，可以归纳为计算机图形学设计和研究的主要问题，即利用计算机进行图形信息的输入、表达、存储、显示、检索、变换和图形编辑等。11.什么是栅格数据，如何用栅格数据表示图形元素？栅格数据通常的获取方法有哪些？栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。栅格结构是大小相等分布均匀、紧密相连的像元（网格单元）阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织。是最简单、最直观的空间数据结构，它将地球表面划分为大小、均匀、紧密相邻的网格阵列。每一个单元（象素）的位置由它的行列号定义，所表示的实体位置隐含在栅格行列位置中，数据组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性或指向其属性的指针。点实体由一个栅格像元来表示；线实体由一定方向上连接成串的相邻栅格像元表示；面实体（区域）由具有相同属性的相邻栅格像元的块集合来表示。栅格数据的获取主要由以下几个途径：⑴栅格法：在待输入的图形上均匀划分栅格单元，逐个栅格地决定其属性代码，最后形成栅格数字地图文件。这是人工编码，当数据量太大时，该法费工费时，工作量相当大。⑵转换法：用手扶跟踪数字化或自动跟踪数字化得到矢量结构数据，在转换为栅格结构。由矢量数据向栅格数据转换是理想的方法。⑶扫描数字化：逐点扫描待输入的专题地图，对扫描数据重新采样与再编码，从而得到栅格数据文件。⑷分类影像输入：将经过分类解译的遥感影像数据直接或重新采样后输入系统，这是高效获取数据的方法。12.图形数据的组织形式有哪些？1）面向栅格单元的组织方式。2）面向地理实体的组织方式。3）以“层”的方式存取。13.电子地图的优点。电子地图的特点有如下6个：1.可以快速存取显示。2.可以实现动画。3.可以将地图要素分层显示。4.利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化，令用户有身临其境之感。5.利用数据传输技术可以将电子地图传输到其他地方。6.可以实现图上的长度、角度、面积等的自动化测量。优点：电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图。可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。非常容易进行修改，缩短成图时间。可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种。可以利用数字地图记录的信息，派生新的数据，如地图上等高线表示地貌形态，但非专业人员很难看懂，利用电子地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型，将地表起伏以数字形式表现出来，可以直观立体地表现地貌形态。这是普通地形图不可能达到表现效果。四．综合题1.DIME(DualIndependentMapEncoding)-双重独立地图编码,是地图数据库中的显示拓扑关系表示方法,请简述这个方法的优点,并完成下表填写。对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的结点及相邻面域来予以定义。将实体元素之间的拓扑关系数据化，并作为地图数据的一部分存储。节点号坐标1x,y2x,y3x,y4x,y5x,y6x,y7x,y8x,y弧段号起始节点起始节点左多边形右多边形1120122302345134562457830DIME：优点：其多边形之间的邻接性可以容易访问，通过双向关系“起始”和“终止”以及在多边形使得编码、检索DIME基础文件变得容易。缺点：一条线只能用直线两端点的序号及相邻的多边形来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段分为一个弧段（或链段），每个弧段有很多中间点。2.栅格数据存储中压缩编码中游程长度编码的基本思路和优缺点,并根据游程长度编码原理写出下面栅格图像的编码。栅格数据压缩的重要编码方法。它的基本思路是：对于一个栅格图形，常常有行（列）方向上相邻的若干栅格单元具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的内容。编码方案为：只是在各行（列）栅格单元的代码发生变化时依此记录该代码以及相同代码重复的个数①或者记录代码及变化的位置（列数）②优点：压缩效率高（保证原始信息不丢失），易于检索、叠加、合并操作。缺点：只顾及单行单列，没有考虑周边其他方向的代码值是否相同，压缩受到一定的限制。①代码,个数，0,7,2,1,0,20,1,1,1,0,4,2,1,0,1,3,20,5,2,1,0,1,3,30,2,2,4,0,1,3,1,0,1,2,10,1,2,5,0,2,2,1,0,10,1,2,7,0,20,2,2,4,0,1,3,2,0,10,1,2,1，0,4,3,42,1,0,5,3,42,1,0,9②代码,位置，代码,位置……0,7,2,8,0,100,1,1,2,0,6,2,7,0,8,3,100,5,2,6,0,7,3,100,2,2,6,0,7,3,8,0,9,2,100,1,2,6,0,8,2,9,0,100,1,2,8,0,100,2,2,6,0,7,3,9,0,10,1,2,2,0,6,3,102,1,0,6,3,102,1,0,103.栅格数据存储中压缩编码中链码（又称freeman编码）的基本思路和优缺点，并根据链码原理写出下面栅格图像的编码。主要记录线状地物或面状地物的边界。它把线状地物或面状地物的边界表示为：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。前两个数字表示起点的行列号，从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向。优点：很强的数据压缩能力，并具有一定的运算功能，如面积，周长等的计算，类似于矢量数据结构，比较适合于存储图形数据。缺点：叠置运算，如组合、相交等很难实施，对局部的改动涉及到整体结构，而且相邻区域的边界重复存储。2：1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,43:6,7,6,5,4,3,2,1,74.点位字典法是地图数据库中的显示拓扑关系表示方法,请简述这个方法的优缺点,并完成下表填写。点号坐标1X1，Y12X2，Y23X3，Y34X4，Y4。。。。。。目标点号A1B2345C67891011126点位字典法：点坐标作为一个文件，点、线和多边形由点号组成，即点位字典：点号、(X,Y).点目标：唯一标识码，地物编码，点号线目标：唯一标识码，地物编码，(点号1…点号n)面目标：唯一标识码，地物编码，(点号1…点号n,点号1)优点：编码比较容易，数字化操作比较简单，数据编码比较直观。缺点：缺少拓扑关系5.POLYVRT(plygon-Coverter)链状双重独立数据结构是地图数据库中的显示拓扑关系表示方法，简述这个方法的优缺点，并完成下表。POLYVRT模型综合了弧段/点位字典模型和DIME模型，但它的