测绘中级地图制图与地理信息系统历年真题归纳版2017.pdf

元数据元数据 2010 元数据是描述数据的数据 在地理空间数据中 元数据描述 地理数据的标识 内容 覆盖范围 质量 空间模式 时间模式 空间参 照系等信息 作用 1 帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据 建立数据文档 2 提供有关数据生产单位数据存储 数据分类 数据内容 数据质量 数据交换网络 clearing house 及数据销售等方面的信息 便于用户比较不 同资料 查询检索地理空间数据 3 提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径 以及与数据交换和 传输有关的辅助信息 空间变换 空间变换 为了满足特定空间分析的需要 需对原始图层及其属性进行一 系统列的逻辑或代数运算 以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性 这个过程称为空间变换 基于栅格结构的空间变换可分为三种方式 1 单点变换 2 邻域变换 3 区域变换 再分类 再分类 根据不同的需要对数据再进行分类和提取 称为再分类 几何变换几何变换 2014 2014 利用一套控制点和变换方程 将数字地图从一种坐标系 统转换成另一种坐标系统的过程 或者将一个几何图形变换成另一个几何 图形的方法 常见的有等积变换 相似变换 仿射变换 投影变换和拓扑 变换 也是坐标变换的方法 相似变换相似变换 指由一个图形到另一个图形 在改变的过程中保持形状不变 大 小方向和位置可变 的变换方法 仿射变换仿射变换 2011 仿射变换是空间直角坐标变换的一种 它是一种二维坐标 到二维坐标之间的线性变换 保持二维图形的 平直性 和 平行性 其可以通过一系列的原子变换的复合来实现 包括平移 Translation 缩放 Scale 翻转 Flip 旋转 Rotation 和剪切 Shear 图形形状发生改 变 缓冲区分析缓冲区分析 2010 缓冲区分析是指以点 线 面实体为基础 自动建立 其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层 然后建立该图层与目标图层 的叠加 进行分析而得到所需结果 它是用来解决邻近度问题的空间分析 工具之一 叠加分析叠加分析 2010 2013 把同一地区 同一投影 同一比例尺的两个或两个 以上的图层重叠在一起 产生新的空间图形或空间位置上新的属性 根据 数据结构的不同 叠置分析主要包括矢量叠置分析和栅格叠置分析 它们 分别针对矢量数据结构和栅格数据结构 主要包括 视觉信息叠加 点与 多边形的叠加 线与多边形的叠加 多边形叠加 栅格图层叠加 空间插值 空间插值 用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面 以便与其它 空间现象的分布模式进行比较 它包括了空间内插和外推两种算法 空间统计分类分析 空间统计分类分析 主成分分析 层次分析法 系统聚类分析 判别分析 WebGIS 2010 2014 就是利用 Web 技术来扩展和完善地理信息系统的一 项新技术 基于网络的客户端 服务器模式 客户端软件采用网络 http 协 议 运用在 Internet 上的地理信息系统 通过互联网对地理空间数据进行 发布和应用 以实现空间数据的共享和互操作 WebGIS 的几个层面 1 空间数据发布 2 空间查询检索 3 空间模型服务 4 Web 资源 的组织 Webgis 的特点 1 基于网络的客户机 服务器系统 2 通过 internet 传递信息 信息的 传递是全球性的 3 分布系统系统 用户和服务器可以分布在不同地点 和不同的计算机上 空间数据库引擎空间数据库引擎 Spatial Database Engine SDE 2010 2014 空间数据引擎 简称 SDE 是一种空间数据库管理系统的实现方法 即在 常规数据库上增加空间图形的操作接口 以获得对空间数据存储和管理的 能力 使用不同厂商 GIS 的客户可以通过 SDE 将自身的数据提交给大型关 系型 DBMS 由 DBMS 统一管理 同样 客户也可以通过 SDE 从关系型 DBMS 中获取其他类型 GIS 的数据 并转化成客户可以使用的方式 电子地图电子地图 2011 即数字地图 是利用计算机技术 以数字方式存储和查阅 的地图 数字地图数字地图 是存储在计算机的硬盘 软盘 光盘或磁带等介质上的 地图内 容是通过数字来表示的 需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示 读取 检索 分析 地图配准地图配准 2011 将一张数字化的地图根据一定的参照数据 该地区的地形 图或参照控制点 按照一定的算法对其进行坐标转换的过程 拓扑容差拓扑容差 2011 是一个距离值 在这个值范围内的所有节点和边线被认 为是重合的 拓扑容限的缺省值是要素集数据精度的倒数 确定拓扑容 限的最基本的原则是 将容限值设置成小于数据准确度的一个数值 不能将容限值设置成小于数据准确度的一个数值 不能 将拓扑容差设置成小于将拓扑容差设置成小于 XY 容差值 容差值 地图符号地图符号 2012 在地图上用于形象表示空间地物或现象的图形 是地图的 语言 基本特性包括形状 尺寸 方向 色彩 亮度 密度 地理编码地理编码 2012 又称地址匹配 address matching 指建立地理位置坐标 与给定地址一致性的过程 地理格网地理格网 2012 是按一定的数学法则对地球表面进行划分形成的格网 通 常是指以一定长度或经纬度间隔表示的格网 分为地理坐标格网和直角坐 标格网 我国采用三种格网系统格网系统 10 x10 格网系统 4 x6 格网系统 直角 坐标格网系统 不规则三角网不规则三角网 2012 TIN 根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角 面网络 数字高程由连续的三角面组成 三角面的形状和大小取决于不规 则分布的测点的密度和位置 基础地理信息数据 基础地理信息数据 测量控制点 水系 居民地 交通 管线与垣栅 境界 地 形与土质 植被 国家基础比例尺地形图国家基础比例尺地形图 2013 简称国家基本图 它是根据国家颁布的统 一测量规范 图式和比例尺系列测绘或编绘而成的地形图 是国家经济建 设 国防建设和军队作战的基本用图 也是编制其它地图的基础 各国的 地形图比例尺系列不尽一致 我国规定 1 1 万 1 2 5 万 1 5 万 1 10 万 1 20 万 现已为 1 25 万 1 50 万 1 100 万七种比例尺地形图为国 家基本比例尺地形图 数据互操作性数据互操作性 2013 是指在异构数据库和分布计算的情况下 GIS 用户 在相互理解的基础上 能透明地获取所需的信息 空间信息可视化空间信息可视化 20142014 是指运用计算机图形图像处理技术 将复杂的科学 现象和自然景观及一些抽象概念图形化的过程 具体地说 是利用地图学 计算机图形图像技术 将地学信息输入 查询 分析 处理 采用图形 图像 结合图表 文字 报表 以可视化形式 实现交互处理和显示的理 论 技术和方法 InSAR 2014InSAR 2014 合成孔径雷达干涉测量技术 INSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar 简称 干涉雷达测量干涉雷达测量 是以同一地区的两张 SAR 图像为基本处理数据 通过求取两幅 SAR 图像的相位差 获取干涉图 像 然后经相位解缠 从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新 技术 地图评价地图评价 2015 地图评价是根据一定目的 对地图质量进行分析和鉴别 以确定地图的适用范围和程度 LiDAR 2015 即激光探测与测量 是一种集激光 全球定位系统 GPS 和惯 性导航系统 INS 三种技术于一身的系统 用于获得数据并生成精确的 DEM 其所测得的数据为数字表面模型 Digital Surface Model DSM 的离散点表示 数据中含有空间三维信息和激光强度信息 空间拓扑关系空间拓扑关系 2015 拓扑关系是指图形在保持连续状态下的变形 缩放 旋转和拉伸等 但图形间关系不变的性质 地理图形要素之间的各种关 联 邻接 包含及连通等空间关系的总和就是拓扑关系 意义 意义 1 拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系 它比几何坐标 关系有更大的稳定性 不随投影变换而变化 2 有利于空间要素的查询 3 可以根据拓扑关系重建地理实体 例如根据弧段构建多边形 实现道路的 选取 进行最佳路径的选择等 空间关系空间关系包括顺序空间关系和度量空间关系和拓扑空间关系 不确定性不确定性 2015 是指对真值的认知或肯定的程度 是更广泛意义上的误 差 包括系统误差 偶然误差 粗差 可度量和不可度量的误差 数据的 不完整性和概念的模糊性等 移动移动 GIS 2015 是以移动互联网为支撑 以智能手机或平板电脑为终端 结合北斗 GPS 或基站为定位手段的 GIS 系统 虚拟现实虚拟现实 2015 虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机 仿真系统 它利用计算机生成一种模拟环境 是一种多源信息融合的 交 互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真 使用户沉浸到该环境中 地图代数地图代数 2016 作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算 电子地图集电子地图集 2016 是以数字形式将地图集内容存贮于磁带或磁盘 并通 过计算机及荧光屏显示图形的一种特殊地图集 可 进入 地图可 进入 地图 2016 心像地图心像地图 也称认知地图 人们通过多种手段获取空间信息后 头脑中形成 的关于认知环境 空间 的抽象替代 是表征环境信息的一种心像形式 云云 GIS 2016 是利用云基础设施获得大规模计算能力 来解决 GIS 中海量 空间数据的分布式存储 处理任务划分 查询检索 互操作和虚拟化等关 键性科学问题 提高 GIS 数据处理与管理能力 为计算密集型和数据密集 型的各类 GIS 服务提供高性能处理的技术 人工智能人工智能 GIS 将 AI 应用到 GIS 中 使之能够对结构化或非结构化的知识进 行表达与推理 以构成一个完整的智能化地理信息系统 通过增强其在问 题求解 自动推理 决策 知识表示与使用等方面的能力 使得 GIS 的专题 分析模型能自动地 智能化地解决复杂的现实问题 网格网格 GIS 它是利用现有的网格技术 空间信息基础设施 空间信息网络 协议规范 形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境 将空间地理分布的 异构的各种设备与系统进行集成 为用户提供一体化的空间信息应用服务 的智能化信息平台 智慧智慧地球 地球 智慧地球也称为智能地球 就是把感应器嵌入和装备到电网 铁路 桥梁 隧道 公路 建筑 供水系统 大坝 油气管道等各种物体 中 并且被普遍连接 形成所谓 物联网 然后将 物联网 与现有的互联 网整合起来 实现人类社会与物理系统的整合 数字数字地球 地球 是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特 征的一种抽象描述的模型 是地球诸要素信息的数字集合 AR 地图地图 是一种实时地计算摄影机摄影的位置及角度并加上相应图像的 技术 在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行移动 地理数据和地理信息地理数据和地理信息 地理数据是各种地理特征和地理现象间关系的符号 化表示 包括空间位置数据 属性 特征 数据和时域特征数据三大部分 地理信息是有关地理实体空间分布 性质 特征和运动状态的信息 它是 对表达地理特征和地理现象之间关系的地理及环境数据的解释 具有空间 区域性 空间相关性 空间多样性和空间层次性特征 空间数据空间数据 以地球表面空间位置为参考的自然 社会和人文经济景观数据 可以是图形图像文字表格和数字等 地理信息系统地理信息系统 GeographicInformationSystem 简称 GIS 是在计算机软硬 件支持下 把各种地理信息按照空间分布及属性 以一定的格式输入 存 储 检索 更新 显示 制图 综合分析和应用的技术系统 特征 数据 的空间定位特征 空间关系处理的复杂性和海量数据管理能力 基本功能 数据采集 数据编辑与处理 数据存储组织与管理 空间查询 与分析 数据输出 地理 空间实体 地理 空间实体 对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的不可再分 割的同类对象 就是地理空间实体 简称空间实体 包括空间位置 属性 时间和空间关 系 4 个特征 地理空间数据的概念模型 地理空间数据的概念模型 对象模型 场模型和网络模型 1P57 地理空间数据的地理空间数据的逻辑模型逻辑模型 矢量数据模型 栅格数据模型 矢量 栅格一 体化数据模型 镶嵌数据模型和面向对象数据模型 1P84 空间数据结构 空间数据结构 指空间数据在计算机中的组织方式和编码方式 是一种适 合在计算机中存储 处理和管理空间数据的结构 处于逻辑数据模型和物理 数据模型之间 空间数据编码空间数据编码是将图形数据 属性数据等资料按一定的数 据结构转化为适合计算机存储的形式 影像数据模型和栅格数据模型区别影像数据模型和栅格数据模型区别 Image 没有属性数据表 仅一个属性项 栅格数据具有属性表 并且可和其他的属性表进行联合运算 应用 影像数据仅作影像处理 而栅格模型可进行空间分析和空间建模 栅格数据结构栅格数据结构 又称网格结构或像元结构 它是基于栅格模型的数据结构 是指将空间分割成有规则的网格 然后在各个网格上给出相应的属性值来 表示地理实体的一种数据组织形式 矢量数据结构矢量数据结构 是利用欧几里得几何学中的点 线 面及其组合体来表示 地理实体空间分布的一种数据组织方式 它由表示位置的标量和表示方向 的矢量两部分构成 按是否明确表示各地理实体的空间相互关系可分为实 体型和拓扑型两大类 数据数据编码 编码 为实现空间数据的计算机存储 处理和管理 将空间实体按一 定的数据结构转换成适合于计算机操作的过程 其中矢量数据结构的编码 方式有实体式 索引式 双重独立式双重独立式 DIME 和链状双重独立式 栅格数据 结构的编码方式有直接栅格编码 行程编码 链式编码 块状编码和四叉 树编码 索引式索引式编码编码 索引式数据结构是对所有边界点进行数字化 将坐标对以顺 序方式存储 由点索引与边界线号相联系 以线索引与各多边形相联系 形成树状索引结构 双重独立式双重独立式 DIME 双重独立式数据结构是对图上网状或面状要素的任何 一条线段 用其两端的节点及相邻面域来予以定义 游程长度编码游程长度编码 2013 游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法 它 的基本思路是 对于一幅栅格图像 常常有行 或列 方向上相邻的若干 点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记录内容 其编码方案是 只在各行 或列 数据的代码发生变化时依次记录该代码 以及相同代码重复的个数 从而实现数据的压缩 四叉树编码四叉树编码 2008 一种栅格数据结构的压缩编码方法 其基本思想是将一 幅栅格地图或图像等分为 4 部分 逐块检查其网格属性值 或灰度 如 果某个子区的所有格网值都具有相同的值 则这个子区就不再继续分割 否则还要把这个子区再分割成 4 个子区 这样递次分割 直到所有子区都 只含有相同的属性值或灰度为止 按其编码的方法不同分为常规四叉树和 线性四叉树编码 线性四叉树编码线性四叉树编码 2012 简答简答 4 影像金字塔影像金字塔是指在统一的空间参照下 根据用户需要将影像数据以不同分 辨率进行存储与显示 形成分辨率由粗到细 数据量由小到大的金字塔结 构 镶嵌数据模型镶嵌数据模型 Voronoi 图图 Delauny TIN 数据数据模型 数据库 模型 数据库 分为要包括网状模型 层次模型 关系模型等 它 是按计算机系统的观点对数据建模 三要素 数据结构 数据操作 数据 约束 数据库三级模式 外模式 内模式 模式 逻辑模式 概念模式 模型 模型 对现实世界的表达或描述 独立于具体实现方式 模式 模式 在数据库系统中用数据描述语言精确地定义数据模型成为模式 针对特定数据库对模型的具体实现 实体实体 联系数据模型 联系数据模型 E R 模型 模型 2010 实体 联系模型 是数据库设计中 广泛应用的数据建模工具 提供不受 DBMS约束的面向用户的表达方法 其基本思想是在需求分析的基础上 E R 实体 联系图构造一个反映现实 世界实体之间联系的企业模式 然后再将此企业模式转换成基于某一特定 的 DBMS 的概念模式 2P 79 关系关系数据模型 数据模型 三要素 数据结构 数据操作 完整性规则 实体完整性 参照完整性 用户自定义完整性 特点 1 能够以简单灵活的方式表达现实世界中各种实体及其相互间 关系 2 关系模型具有严密的数学基础和操作代数基础 如关系代数 关系 演算等 空间空间索引 索引 空间索引是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的空 间关系按一定的顺序排列的一种数据结构 是对存储介质上的数据位置信 息的描述 用来提高系统对数据获取的效率 其中包含空间对象的概要信 息 如对象的标识 外接矩形及指向空间对象实体的指针 空间索引介于 空间操作算法和空间对象之间 通过筛选将与空间操作无关的空间对象排 除 提高空间操作的效率 空间数据质量空间数据质量是指数据在位置特征 时间特征 属性特征三个方面准确性 完整性 一致性及相互一致性的程度 描述的指标有准确性 精度 分辨 率 比例尺 误差 不确定性等 1 准确性 Accuracy 即一个记录值 测量或观察值 与它的真实值之间的 接近程度 2 数据的精密度 Precision 对某一值的多次观测 各观测值的离散 程度 3 分辨率 Resolution 两个可测量数值之间最小可辨识的差异 4 比例尺 Scale 地图上两个点间图面距离和它所表现的真实世界的距离 之间的一个比值 5 误差 Error 表示数据与其真值之间的差异 6 不确定性 不确定性 Uncertainty 关于空间事物 现象的特征和过程不能被准 确地确定的程度 新型数据新型数据获取方式 获取方式 车载移动数据采集 无人机 CCD 摄影 CCD 是一种半导体器件 能够把光学影像转化为电信号 航空和地面三维激光扫描 LIDAR 航天 航空激光测高技术 雷达干涉测量 INSAR 空间数据空间数据编辑 编辑 非拓扑数据编辑 1 删除 移动 剪切和粘贴 2 分割和合并 3 线条的简化 加密和平滑 拓扑数据编辑 第一步 地图拓扑关系的构建 确保计算机能够辨认地图 上单独的节点 弧段和多边形 建立拓扑关系的过程能够消除某些数字 化错误 第二步是指出地图上存在的数字化错误的类型 第三步是消除 数字化错误 空间分析空间分析 是基于空间数据的分析技术 它以地学原理为依托 通过分析算 法 从空间数据中获取有关地理对象的空间位置 空间分布 空间形态 空间形成和空间演变等信息 窗口分析窗口分析 是指对于栅格数据中的一个 多个栅格点或全部数据 开辟一 个有固定半径的分析窗口 并在该窗口内进行诸如极值 均值等一系列统 计计算 或与其它层面的信息均进行复合分析 从而实现栅格数据有效的 水平方向扩展分析 网络分析 网络分析 依据网络拓扑关系 结点与弧段拓扑 弧段的连通性 通过 考察网络元素的空间与属性数据 以数学理论模型为基础 对网络的性能 特征进行多方面的分析计算技术 应用 电子导航 路径规划 电力通讯 等 网络数据网络数据结构结构 具有 图 的结构同时具有一般地理要素内容 数字数字高程模型 高程模型 Dem 是地面高程的数字表示 是用一组有序数值阵列 表示高程的地面模型 是地图投影平面上的平面坐标 x y 和对应高程 z 的数据集 表示模型 等高线模型 规则格网模型和不规则三角网模型 TIN DTM DEM 扩展扩展 包括包括四组信息 四组信息 1 地貌信息 高程 坡度 坡向等 2 基本地物信息 水系 交通等 3 资源环境信息 土壤 植被 气候 4 社会经济信息 人口分布 收入等 数字地形分析数字地形分析 是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数 字信息处理技术 主要主要内容内容 一是提取描述地形属性和特征的因子 并利用各种相关技术分 析解释地貌形态 划分地貌形态等 二是 DTM 的可视化分析 重点在于地形特征的可视化表达和信息增强 以帮助传达地形曲面参数 地表形态特征和复合地形属性的信息 DEM的的可视化 可视化 包括坡度坡向图 地貌晕渲图 剖面图 通视图 DEM的的应用 应用 城乡规划 工程中 军事中 GIS 设计设计内容内容 系统分析 需求分析和可行性研究 系统设计 总体设计 和详细设计 数据库设计 系统实施 编程 调试 培训 运行维护 维 护及系统评价 地图地图投影 投影 通过一定的数学法则 将地球椭球面上的元素 包括方位 坐 标和距离 投影到平面上 即建立数学转换公式 x F1 L B y F2 L B L 和 B 为椭球面上点的大地坐标 x 和 y 为平面上点的坐标 数据数据变换 变换 将数据从一种数学状态转换为另一种数学状态的过程 包括投 影 变换 几何纠正 误差修正等 数据预处理数据预处理 用各种方法对数据进行变换 加工 以便使它适于存储 管 理及进一步分析和应用 预处理的主要内容包括几何纠正 数据压缩 数 据规范化和数据匹配 比例尺比例尺 当制图区域比较小时 地图比例尺指图上长度与地面之间的长度 比例 当制图区域相当大时 指在进行地图投影时 对地球半径缩小的比率 变比例尺 变比例尺 为了突出主区和节省图面 将主区以外部分的距离压缩 而主 区仍按原规定的比例表示 4D 产品产品 现代数字地图主要由 DOM 数字正射影像图 DEM 数字高 程模型 DRG 数字栅格地图 DLG 数字线划地图 数字栅格地图 DRG 是纸质地图的栅格数字化产品 每幅图经扫描 几何 纠正 图幅处理与数据的压缩处理 形成在内容 精度和色彩上与地图保 持一致的栅格文件 数字线划地图 DLG 是以矢量数据格式形成的数字地图 这种地图能进 行空间信息的分层与叠加 提取属性数据 根据矢量对象查询属性或根据 属性查询矢量对象 数字高程模型 DEM 是区域地面高程的数字表示 是建立在地图投影平 面上规则格网点的平面坐标 x y 及其高程 z 数据集 是地理信息系 统赖以进行分析的核心数据系统 数字正射影像 DOM 是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空 相片或遥感图像 单色或彩色 经逐个像元纠正 再进行影像镶嵌 根 据图幅范围剪彩生成的影像数据 制图综合 制图综合 也称地图概况 就是采取分类 简化 夸张 符号化等科学手 段 提取空间数据中主要的 本质的数据 作者原图 作者原图 编图者 多数为专题研究人员 根据对专题内容的理解 用一 定的地图表示方法 将专题内容完整 准确地定位表示在地理底图上 就 成为作者原图 是编绘原图的基础 编绘原图 编绘原图 制图人员按编图大纲的要求先制作地理底图 再按一定的编图 方法 将作者原图上的内容转绘到地理底图上 摄影摄影测量 测量 是利用光学摄影机或数码相机获取的像片 经过处理以获取被 摄物体的形状 大小 位置 特性及其相互关系的一门学科 掩模格网掩模格网可以实现一种特殊的局部运算 是我们在逻辑建模 是与否 中 常用的方法 掩模格网是一种特殊的格网 只包含 0 和 1 以及无数据 No Data 简答简答 4 地理信息系统标准化的内容及意义地理信息系统标准化的内容及意义 答 1 地理信息系统标准化的基本内容有 统一的名词术语内涵 统 一的数据采集原则 统一的空间定位框架 统一的数据分类标准 统 一的数据编码系统 统一的的数据组织结构 统一的数据记录格式 统一的数据质量含义 2 意义 地理信息系统的标准化直接作用是保障地理信息技术及其应用的 规范化发展 直到地理信息系统相关的实践活动 拓展地理信息系统的应用 领域 从而实现地理信息系统的社会及经济价值 地理信息系统的标准化体 系是地理信息系统技术走向实用化和社会化的保证 对于促进地理信息共享 实现社会信息化具有巨大的推动作用 地理信息的标准化将从如下几个方面影响着地理信息系统的发展及其应用 促进空间数据的使用及交流 促进地理信息共享 它为建立各种系统 软件和硬件组成提供了标准界面 也为检测各部分功能的正确性提供了机会 极大地增强了数据的应用 信息共享和数据产生的能力 提高了系统的经 济效益 14 GIS 的系统评价指标包括哪些内容 的系统评价指标包括哪些内容 答 地理信息系统评价指标包括的内容有 1 系统效率 GIS 的各种智能指标 技术指标和经济指标均是系统效率的 反映 2 系统可靠性 即指系统在运行时的稳定性 3 可扩展性 即可在现行系统上增加功能模块 4 可移植性 即能在其他型号设备上使用 5 系统的效益 包括经济效益和社会效益 15 什么是数据内插 主要方法有哪些 什么是数据内插 主要方法有哪些 答 1 通过已知点或多边形分区的数据 推求任意点或多边形分区数据的 方法就是空间数据的内插 2 点的空间内插可进行如下分类 点的空间内插 分块内插法 线性内插法 双线性多项式内插法 二元样条函数内插法 逐点内插法 移动拟合法 加权平均法 克里金法 整体内插法 N 次多项式拟合法 3 区域的内插方法包括 叠置法和比重法 矢量向栅格转换 矢量格式向栅格格式转换又称为多边形填充 就是在矢量表示的多边形边界 内部的所有栅格点上赋以相应的多边形编码 从而形成栅格数据阵列 几种 主要的算法描述如下 a 内部点扩散算法 由每个多边形一个内部点 种子点 开始 向其八个方 向的邻点扩散 判断各个新加入点是否在多边形边界上 如果是边界上 则 该新加入点不作为种子点 否则把非边界点的邻点作为新的种子点与原有种 子点一起进行新的扩散运算 并将该种子点赋以该多边形的编号 重复上述 过程直到所有种子点填满该多边形并遇到边界停止为止 r 则该待判点属于此多边形 赋以多边形编号 否则在此多边形外部 不属 于该多边形 b 复数积分算法 对全部栅格阵列逐个栅格单元地判断该栅格归属的多边形 编码 判别方法是由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分 对某个 多边形 如果积分值为 2 c 射线算法和扫描算法 射线算法可逐点判断数据栅格点在某多边形之外或 在多边形内 由待判点向图外某点引射线 判断该射线与某多边形所有边界 相交的总次数 如相交偶数次 则待判点在该多边形外部 如为奇数次 则 待判点在该多边形内部 要注意的是 射线与多边形边界相交时 有一些特 殊情况会影响交点的个数 必须予以排除 d 边界代数算法 它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为 栅格结构 若多边形编号为 a 初始化的栅格阵列各栅格值为零 以栅格行列 为参考坐标轴 由多边形边界上某点开始顺时针搜索边界线 当边界上行时 位于该边界左侧的具有相同行坐标的所有栅格被减去 a 当边界下行时 该边 界左边所有栅格点加一个值 a 边界搜索完毕则完成了多边形的转换 1 比较点在多边形内的判别方法射线法和弧长法的优缺点 比较点在多边形内的判别方法射线法和弧长法的优缺点 点在多边形内的两种判别方法 射线法主要是从判断点向多边形做射线 判 断线与多边形交点的个数 当交点个数为偶数时 点在多边形外 交点个数 为奇数时 点在多边形内 它的优点是判断明确 过程简单 缺点是当射线 经过多边形的拐点或一条边时 判断失效 而弧长法主要是判断点与多边形 各顶点连线的夹角之和的值 当各夹角之和为 360 度时 点在多边形内 夹 角之和为 0 或小于 360 度时 点在多边形外 优点是判断准确 不受条件限 制 缺点是判断过程复杂 1 1 空间投影原则是什么 空间投影原则是什么 20082008 2 2 GISGIS 与与 RSRS 如何相辅相成 如何相辅相成 20082008 3 3 webGISwebGIS 特点及发展方向 特点及发展方向 20082008 20132013 必须是基于网络的客户机 服务器系统 是一个分布式系统 用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机 平台上 利用互联网进行客户端和服务器之间的信息交换 信息的传递是全球性 的 前景 WebGIS 使 GIS 应用走向公众 通过网络可以将空间信息传至千家 万户 WebGIS 的数据传输量很大 目前 Internet 的速度还不能完全满足需求 WebGIS 还可以应用于 Intranet 建立企业 部门内部的网络 GIS 可以在科研 机构 政府职能部门 企事业单位得到广泛应用 WebGIS 提供了一种易于维 护的分布式 GIS 解决方案 尽管目前的 WebGIS 软件提供的空间分析功能很难 满足专业应用的需要 但随着技术的发展 WebGIS 终将取代传统的 GIS 4 4 论述 论述 四叉树四叉树 编码解决方案 编码解决方案 2 2008008 一种可变分辩率可变分辩率的非非均匀均匀网格系统 其基本思想是将一幅栅格 地图或图像等分为 4 部分 逐块检查其网格属性值 或灰度 如 果某个子区的所有格网值都具有相同的值 则这个子区就不再继续 分割 否则还要把这个子区再分割成 4 个子区 这样递次分割 直 到所有子区都只含有相同的属性值或灰度为止 按其编码的方法不 同分为常规四叉树和线性四叉树编码 常规四叉树 记录这棵树的叶结点 中间结点 结点之间的联系用 指针表示 每个结点需要 6 个变量 父结点指针 四个子结点的指 针和本结点的属性值 特点 指针不仅增加了数据存储量 而且增加了操作的复杂性 因 此常规四叉树并不广泛用于存储数据 其价值在于建立索引文件 进行数据检索 线性四叉树 记录叶结点的位置 深度 几次分割 和属性 线性 四叉树的编号要遵循一定的规则 这种编号称为地址码 其隐含了 结点的位置和深度信息 最常用的地址码是十进制 Morton 码 简 称 M M D D 码 优点 存贮量小 只对叶结点编码 节省了大量中间结点的存储 可直接寻址 通过其坐标值直接计算其 Morton 码 而不用建立四 叉树 定位码容易存储和执行实现集合相加等组合操作 简述高斯 克吕格简述高斯 克吕格直角坐标的建立直角坐标的建立过程过程 2009 答 在高斯克吕格投影 等角横切椭圆柱投影 中 规定以中 央经线为 X 轴 赤道为 Y 轴 两轴的交点为坐标原点 X 坐标值在 赤道以北为正 以南为负 Y 坐标值在中央经线以东为正 以西为 负 象限按顺时针 排列 6 度带是从 0 度子午线起 自西向东每隔经差 6 为一投影带 全球分为 60 带 各带号用自然序数 1 2 60 表示 即以东 经 0 6 为第 1 带 其中央经线为 3E 东经 6 12 为第 2 带 其中央 经线为 9E 其余类推 3 度带 是从东经 1 度 30 分的经线开始 每隔 3 度为一带 全 球划分为 120 个投影带 高斯 克吕格投影在英美国家称为横轴墨卡托投影横轴墨卡托投影 高斯克吕格投影 的中央经线和赤道为互相垂直的直线 其他经线均为凹向并对称于中央经 线的曲线 其他纬线均为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线 经纬线成 直角相交 在这个投影上 角度没有变形 1 简述简述 UTM 及其与高斯投影的区别及其与高斯投影的区别 2010 UTM 投影全称为 通用横轴墨卡托投影 是等角横割圆柱投 影 高斯 克吕格为等角横切圆柱投影 圆柱割地球于南纬 80 度 北纬 84 度两条等高圈 该投影将地球划分为 60 个投影带 每带经 差为 6 度 已被许多国家作为地形图的数学基础 UTM 投影与高斯 投影的主要区别在南北格网线的比例系数上 高斯 克吕格投影的中 央经线投影后保持长度不变 即比例系数为 1 而 UTM 投影的比例 系数为 0 9996 使投影带内变形更小 多边形拓扑关系自动建立过程多边形拓扑关系自动建立过程 邬伦 邬伦 P137 2009 1 链的组织 首先找出在链的中间相交的情况 将其自动切成新 链 然后把链按一定顺序存储 并把链按顺序编号 2 结点匹配 首先把一定限差内的链的端点作为一个结点 其坐 标值取多个端点的平均值 然后再对结点顺序编号 3 检查多边形是否闭合 通过判断一条链的端点是否有与之匹配 的端点来进行 4 建立多边形的基本算法 1 从 P1 开始 起始链定为 P1P2 从 P2 点算起 P1P2 最右边的链为 P2P5 从 P5 算起 P2P5 最右边 的链为 P5P1 形成的多边形为 P1P2P5P1 2 从 P1 开始 以 P1P5 为起始链 形成的多边形为 P1P5P4P1 3 从 P1 开始 以 P1P4 为起始链 形成的多边形为 P1P4P3P2P1 4 这时P1为结点的所有链均被使用了两次 因而转向下一个结点P2 继续进行多边形追踪 直至所有的结点取完 共可追踪出五个多边形 即 A1 A2 A3 A4 A5 5 岛的判断 找出多边形互相包含的情况 6 最后确定多边形的属性 简述地理编码的概念 主要用途及简述地理编码的概念 主要用途及实现方法实现方法 网络 网络 2009 答 地理编码是通过对地名 地址信息进行规范化 标准化处理 并建立其与空间坐标之间相互对应的过程 通俗的解释就是将地名 地址映射成地理坐标的过程 例如可根据某单位的通讯地址自动生 成标准地址 再根据标准地址生成地理坐标 地理编码在经济社会和人们的日常生活中起着十分重要的作用 在建立地名 路名 楼名和门址等数据库后 可支持与位置相关的 服务 如LBS 智能交通 周边服务查询 影像数据库的查询等 对 社会 经济和人口信息可以进行匹配 从而进行分析 统计 管理 制图和可视化表示 以支持政府的管理和决策 1 简述简述网络分析网络分析及其在实际中的应用及其在实际中的应用 2009 网络分析是对地理网络 城市基础设施网络进行地理分析和模 型化 网络分析的根本目的是研究 筹划一项网络工程如何安排 并使其运行效果最好 主要的网络分析功能有路径分析 资源分配 连通分析 流分析 2 简述 简述 1 100 万比例尺的分幅与编号万比例尺的分幅与编号 2010 1 100 万地形图的分幅和编号是国际上统一规定的 从赤道起 向两极纬差每 4 为一列 将南北半球分别分成 22 列 依次以字母 A B C D V 表示 由经度 180 起 从西向东 每经差 6 为一行 将全球分成 60 行 依次用数字 1 2 3 4 60 表示 采用 横列号 行号 编号表示 3 矢量数据结构及其优缺点 矢量数据结构及其优缺点 2010 2P62 矢量数据结构 矢量数据结构 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点 线 面 等地理实体 坐标空间连续 允许任意位置 长度和面积的精确定 义 矢量结构的特点 矢量结构的特点 1 用离散的点描述空间对象与特征 定位明显 属性隐含 2 用拓扑关系描述空间对象之间的关系 3 面向目标操作 精度高 数据冗余度小 4 与遥感等图象数据难以结合 5 输出图形质量好 精度高 矢量数据结构的优点 矢量数据结构的优点 缺点 缺点 1 数据结构紧凑 冗余度低 1 数据结构复杂 2 有利于网络和检索分析 2 多边形叠加分析 比较困难 栅格数据结构的优点 栅格数据结构的优点 缺点 缺点 1 数据结构简单 1 数据量大 2 便于空间分析和地表模拟 2 投影转换比较 复杂 3 现势性较强 适合于栅格结构的空间分析适合于栅格结构的空间分析 叠加 算术运算 布尔运算 地图代数运算 缓冲区分析 通视分析 适合于矢量结构的空间分析适合于矢量结构的空间分析 连通性分析 网络建模 点与多边形以及线与多边形的叠加分析 矢量格式向栅格格式的转换方法 矢量格式向栅格格式的转换方法 1 内部点扩散算法 2 复数积分算法 3 射线算法和扫描算法 4 边界代数算法 2 简述拓扑矢量数据结构的逻辑结构 简述拓扑矢量数据结构的逻辑结构 2011 在矢量模型中 现实世界的要素位置和范围可以采用点 线或面表 达 与它们在地图上相似 每一个实体的位置是用它们在坐标参考 系统中的空间位置 坐标 定义 地图空间中的每一位置都有唯一 的坐标值 点 线和多边形用于表达不规则的地理实体在现实世界 的状态 多边形是由若干直线转成的封闭区域的边界 矢量模型 中的空间实体与要表达的现实世界中的空间实体具有一定的对应关 系 论述失量数据与栅格数据的结构的转换论述失量数据与栅格数据的结构的转换 栅格向矢量的转换 栅格向矢量的转换 矢量化的过程要保证以下两点 拓扑转换 即保持栅 格表示出的连通性和邻接性 否则 转换出的图形是杂乱无章的 没有任 何实用价值的 转换空间对象正确的外形 栅格向矢量转换的主要步骤为 栅格向矢量转换的主要步骤为 1 二值化 一般情况下 栅格数据是按 0 255 的不同灰度值表达的 2 细化是消除线划横断面栅格数的差异 使得 每一条线 只保留代表其轴 线或周围轮廓线 对多边形而言 位置的单个栅格的宽度 3 跟踪 去除 多余点及曲线光滑 4 拓扑关系的生成 判断弧段与多边形间的空间关系 以形成完整的拓扑结构并建立与属性数据的关系 矢量向栅格的转换 矢量向栅格的转换 从矢量向栅格转换过程中 应尽量保持矢量图形的精 度 在决定属性值时尽可能保持空间变量的真实性和最大信息量 格网单 元对应几种不同的属性值 而每一单元只能取一个值 在这种情况下 有 如下一些取值方法 1 中心点法 用处于格网单元 0 处的地物类型或空 间特征决定属性值 此时 该单元属性值为 C 此法常用于连续分布的地 理要素 如降雨量分布 大气污染等 2 面积占优法 以占单元面积最大 的地物类型和空间特征决定格网单元的属性值 此时 栅格单元的属性值 为 B 面积占优法适合分类较细 地物类别斑块较小的情况 在什么在什么情况下需要进行矢量与栅格的情况下需要进行矢量与栅格的转换转换 答 当进行空间线性拓扑关系分析以及网络分析 单个实体的定义和操作 和对成图精度质量要求高时 具体当进行城市分区规划 详细规划 土地 管理等时用矢量数据格式 这时需把栅格数据转换为矢量数据 当进行缓冲区分析 与遥感影像或其它图像匹配处理 数据共享时 具体 当进行大范围小比例尺的环境 农林等区域问题研究时 以及建立地理实 体模型和进行 DEM 地形分析时 需把矢量转换为栅格 简述简述 Voronoi 图的特征图的特征 2015 区域 D 上有 n 个离散点 P i X i Y i i 1 2 n 若将 D 用一组直线段分成 n 个互相邻接的多边形 满足 1 每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据 2 泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近 3 位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等 用直线段连接每两个相邻多边形内的离散点而生成的三角网称为狄洛尼狄洛尼 三角网三角网 是泰森多边形的对偶图 狄洛尼三角网特性 1 其 Delaunay 三角网是唯一的 2 三角网的外边界 构成了点集 P 的凸多边形外壳 3 没有任何点在三角形的外接圆内部 4 如果将三角网中的每个三角形最小角进行升序排列 则 Delaunay 三角网的 排列得到的数值最大 即 Delaunay 三角网是 最接近于规则化 的三角网 等边三角形 4 简述狄洛尼三角网与泰森多边形简述狄洛尼三角网与泰森多边形 2010 描述描述的有点乱的有点乱 Voronoi 图图 又叫泰森多边形或 Dirichlet 图 它由一组连续多边形组成 多边形的边界是由连接两邻点线段的垂直平分线组成 N 个在平面上有区 别的点 按照最近邻原则划分平面 每个点与它的最近邻区域相关联 Delaunay 三角形是由与相邻 Voronoi 多边形共享一条边的相关点连接而 成的三角形 Delaunay 三角形的外接圆圆心是与三角形相关的 Voronoi 多边形的一个顶点 Delaunay 三角形是 Voronoi 图的偶图 Delaunay 三角形产生准则的最简明的形式是 任何一个Delaunay 三角形 的外接圆的内部不能包含其它任何点 Delaunay 1934 Lawson 1972 提出 了最大化最小角原则 每两个相邻的三角形构成的凸四边形的对角线 在 相互交换后 六个内角的最小角不再增大 将该点集转成TIN 最常用的方法是Delaunay三角剖分方法 生成过程分 两步完成 1 利用P中点集的平面坐标产生Delaunay三角网 2 给Delaunay三角形中的节点赋予高程值 5 5 DEMDEM的主要表示模型 的主要表示模型 20102010 1 规则格网模型 2 等高线模型 3 不规则三角网模型 TIN模型 根据区域有限个点集将区域划分 为相连的三角面网络 区域中任意点落在三角面的顶点 边上或三角形内 如果点不在顶点上 该点的高程值通常通过线性插值的方法得到 所以TIN 是一个三维空间的分段线性模型 在整个区域内连续但不可微 不规划三角网数字高程由连续的三角面组成 三角面的形状和大小取 决于不规则分布的测点 或节点的位置和密度 不规则三角网与高程矩阵 方法不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采 样点的位置 因而它能够避免地形平坦时的数据冗余 又能按地形特征点 如山脊 山谷线 地形变化线等表示数字高程特征 4 层次地形模型 LOD 一种表达多种不同精度水平的数字高程模 型 5 简述 简述 DEM 的三种常见的数据结构和特点的三种常见的数据结构和特点 2011 DEM常用的表现形式有 规则矩形格网 Grid 不规则三角网 TIN Grid TIN混合结构 规则矩形格网 存储量小 计算方便 但不能很好地体现地形特征及 细节 TIN 存储量大 计算与检索复杂 但能较好地顾及断裂线 山脊等地 貌特征 Grid TIN混合结构 综合了规则矩形网和TIN的优点 补充 数字地面模型 DTM 实质是某区域D上的m维向量 向量中包含 了地形 X Y Z 资源 环境 土地利用 人口等信息的定性或定量描述 而数字高程模型只是其地形分量 X Y Z 因此数字地面模型包含数字高程模 型 DEM DEM获取的方法获取的方法 2013 建立一般步骤 采用合适的空间模型构造空间结构 采用合适的属性域函数 在空间结构中进行采样 构造空间域函数 根据采样点的值内插计 算格网点上的高程值 利用空间域函数进行分析 论述格网论述格网 DEM DEM 分析的主要应用 分析的主要应用 答 1 地形曲面拟合 DEM 最基础的应用是求 DEM 范围内任意点 的高程 在此基础上进行地形属性分析 由于已知有限个格网点的高程 可以利用这些格网点高程拟合一个地形曲面 推求区域内任意点的高程 2 立体透视图 透视立体图能更好地反映地形的立体形态 非常直 观 人们可以根据不同的需要 对于同一个地形形态作各种不同的立体显 示 更好地研究地形的空间形态 3 通视分析 典型的例子是观察哨所的设定 森林中火灾监测点的 设定 无线发射塔的设定等 通视问题可以分为五类 a 已知一个或一 组观察点 找出某一地形的可见区域 b 欲观察到某一区域的全部地形 表面 计算最少观察点数量 c 在观察点数量一定的前提下 计算能获 得的最大观察区域 d 以最小代价建造观察塔 要求全部区域可见 e 在给定建造代价的前提下 求最大可见区 根据问题输出维数的不同 通 视可分为点的通视 线的通视和面的通视 4 流域特征地貌提取与地形自动分割 是进行流域空间模拟的基础 技术 主要包括两个方面 a 流域地貌形态结构定义 定义能反映流域 结构的特征地貌 建立格网 DEM 对应的微地貌特征 b 特征地貌自动提 取和地形自动分割算法 5 计算地形属性 DEM 派生的地形属性数据可以分为单要素属性和 复合属性二种 前者可由高程数据直接计算得到 如坡度因子 坡向 后 者是由几个单要素属性按一定关系组合成的复合指标 用于描述某种过程 的空