中级考试-地理信息.doc

工程师考试知识点摘要1、地图的基本特性. 地图必须遵循一定的数学法则 地图必须经过科学概括 地图具有完整的符号系统 地图是地理信息的载体2、地图的三要素：数学要素、地理要素和整饰要素（亦称辅助要素），3、地形图是按国家统一编图规范编制的比例尺较大的普通地图，我国把1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5千这8种比例尺规定为国家基本比例尺系列地形图。4、椭球体当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。 在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面（一级逼近）。它实际是一个起伏不平的重力等位面地球物理表面。它所包围的形体称为大地体。在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为 地球椭球体，简称 椭球体（二级逼近）。对地球形状 a，b，f 测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体 参考椭球体（三级逼近），这项工作就是参考椭球体定位。自1980年开始采用 GRS 1975（国际大地测量与地球物理学联合会 IUGG 1975 推荐）新参考椭球体系，并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。5、高斯平面直角坐标系为了便于地形图的量测作业，在高斯克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统。具体构成是：规定以中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点。同时规定，x值在北半球为正，南半球为负；y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球，x值皆为正值。为了在计算中方便，避免y值出现负值，还规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km在整个投影带内y值就不会出现负值了。 由于用高斯克吕格投影每个投影带都有一个独立的高斯平面直角坐标系，则位于两个不同投影带的地图点会出现具有相同的高斯平面直角坐标，而实际上描述的却不是一个地理空间。为了避免这一情况和区别不同点的地理位置，高斯平面直角坐标系规定在横坐标Y值前标以投影带的编号6、地图投影：在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。7、地图比例尺：地图上一直线段长度与地面相应直线水平投影长度之比。可表达为（d为图上距离，D为实地距离）8、取地面上一个微分圆（小到可忽略地球曲面的影响，把它当作平面看待），它投影到平面上通常会变为椭圆，通过对这个椭圆的研究，分析地图投影的变形状况。这种图解方法就叫变形椭圆。9、几何投影:将椭球面上的经纬线网投影到几何面上，然后将几何面展为平面。（正、横、斜轴） 方位投影: 以平面作投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。 圆柱投影: 以圆柱面作投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。 圆锥投影: 以圆锥面作投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。10、等角投影: 投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等，即角度变形为零 =0（或 a=b，m=n）。 等积投影: 投影面与椭球面上相应区域的面积相等，即面积变形为零 Vp=0（或 P=1，a=1/b）。 任意投影: 投影图上，长度、面积和角度都有变形，它既不等角又不等积。其中，等距投影是在特定方向上没有长度变形的任意投影（m=1）。11、高斯-克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。此投影无角度变形，中央经线无长度变形。为保证精度，采用分带投影方法：经差 6或 3分带，长度变形 0.14%。中国国家基本比例尺地形图采用高斯-克吕格6分带投影：11万（3分带）、12.5万、15万、110万、125万、150万。12、通用横轴墨卡托投影 UTM 投影以横轴椭圆柱面割于地球椭球体的两条等高圈，按等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。此投影无角度变形，中央经线长度比为0.9996，距中央经线约180km处的两条割线上无变形。亦采用分带投影方法：经差6或3分带。长度变形 0.04%13、大圆航线在正轴等角圆锥投影中是直线；等角航线在正轴等角圆柱投影（UTM墨卡托投影）中是直线，而大圆航线在UTM投影中是曲线；14、地形图的分幅方法：一种是经纬网梯形分幅法或国际分幅法，主要用于国家基本比例尺地形图；另一种是坐标格网正方形或矩形分幅法，主要用于工程建设大比例尺地形图。 15、我国1：100万地形图分幅:1：100万采用国际1：100万地图分幅标准。每幅1：100万地形图范围是经差6，纬差4；纬度6676之间经差12，纬差4；纬度7688度之间经差24，纬差4（在我国没有经度60度以上的需要合幅图幅）；16、比例尺代码1:50万 A 1:25万 B 1:10万C 1:5万 D 1：2.5万 F 1:1万G 1:5000 H17、比例尺经纬差1:100万 1:50万 1:25万 1:10万 1:5万 1：2.5万 1:1万 1:5000 经差 6 3 130 30 15 730 345 152.5纬差 4 2 1 20 10 5 230 11518、由已知某地地理坐标（x，y），计算其其所在某比例尺地形图的图号a，按下列公式求出基础图1：100万图幅的图号： h=y/y+1 l=x/x+31（我国疆域位于东半球，故纵列号大于30）其中y表示纬度，y表示百万分之一地图的纬差；x表示经度，x表示百万分之一地图的经差。 为商取整符号，如9.3则取9。h表示行号，l表示列号 b 按下式计算所求图号的地形图在基础图幅内位于的行号和列号： h=y/y （y/y）/y l= (x/x)/ x +1 其中y、x表示百万分之一地形图的纬差、经差；y、x表示所求图号的地形图图幅的纬差与经差，h表示行号、l表示列号。 19、已知图号，求该图幅左上角点的经纬度 y=h*y （h1）*y x= ( l 31) * x + (l-1) * x 其中y，x表示左上角点的纬度与经度，h，l分别为已知图号地形图的基础图百万分之一图幅所在的行号与列号；y、x表示百万分之一地形图的纬差与经差，y、x表示已知比例尺地形图图幅的纬差与经差；h、l表示地形图幅在基础图1：100万图幅内位于的行号与列号 20、是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。空间位置、属性和时间是地理空间分析的三大基本要素。21、地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。22、元数据：关于数据的数据。作用：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；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，便于用户查询检索地理空间数据；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。23、数据模型三要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件。24、栅格数据的取值方法：中心点法、重要性、面积占优、百分比法。25、链式编码：起点行列号，单位矢量（顺时针）R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3，它是从某一起点开始用沿八个基本方向前进的单位矢量链来表示线状地物或多边形的边界。 优点：链式结构可以有效地压缩栅格数据，特别是对面积、长度、转折方向和凸凹度等运算十分方便； 缺点：对边界做合并和插入等修改，编辑比较困难；此结构类似矢量编码，但不具有区域的性质，因此对区域空间分析运算比较困难。26、游程长度编码：所谓游程是指按行的顺序连续且属性值相同的若干栅格。游程长度的记录方式有两种：记录每个游程起（迄）列号，记录每个游程象元数 游程长度编码压缩数据既有效又方便。压缩比的大小与图的复杂程度成反比，原始栅格类型越简单，压缩效率越高。因此比较适合于同类型面积较大的专题要素、遥感图像的分类，而不适合于类型连续变化或类型分散的分类图； 游程长度编码在栅格加密时，数据量没有明显增加，压缩效率较高，且易于检索，叠加合并等操作，运算简单，适用于机器存储量下，数据需大量压缩，而又要避免复杂的编码解码运算增加处理和操作时间的情况。逐行编码，数据结构: 行号, 属性, 重复次数，1, A, 4, R, 1, A, 327、块状编码：块式编码是将游程扩大到两维情况，把多边形范围划分成若干具有同一属性的正方形，然后对各个正方形进行编码。块式编码的数据结构由初始位置（行列号）、半径和属性代码组成。正方形区域为记录单元，数据结构: 初始位置, 半径, 属性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),28、四叉树编码：基本思想：将2n2n象元组成的图像(不足的用背景补上) 按四个象限进行递归分割，并判断属性是否单一， 单一：不分。不单一：递归分割。最后得到一颗四分叉的倒向树。常规四叉树：记录这棵树的叶结点外，中间结点，结点之间的联系用指针联系，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。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。最偏于应用的地址码是十进制Morton码（简称MD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，地址码线性四叉树可直接寻址，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。 29、矢量编码 实体式编码：实体式数据结构（Spaghetti数据结构）是指构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。（点表、线表、面表）。优点：结构简单、直观，编码容易；缺点： 数据冗余，相邻多边形的公共边易产生分歧； 实体互相独立，缺乏联系； 索引式：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。树状索引结构消除了相邻多边形边界的数据冗余和不一致的问题，在简化过于复杂的边界线或合并多边形时可不必改造索引表，邻域信息和岛状信息可以通过对多边形文件的线索引处理得到。 双重独立编码（DIME）：这种数据结构最早是由美国人口统计局研制来进行人口普查分析和制图的，简称为DIME(Dual lndependent Map Encoding)系统或双重独立式的地图编码法。它以城市街道为编码的主体。DIME采用了拓扑编码结构。最适合于城市信息系统。线文件：左面，右面，起点，终点；点文件：面文件：？特点：采用拓扑编码结构，可有效地进行数据存储正确性检查，便于数据进行更新和索引，可用于实现数据的自动编辑； 链状双重独立式：链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进。在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以有许多中间点。在链状双重独立数据结构中，主要有四个文件：多边形文件、弧段文件、弧段坐标文件、结点文件。30、矢量数据的特点 用离散的点描述空间对象与特征，定位明显，属性隐含 用拓扑关系描述空间对象之间的关系 面向目标操作，精度高，数据冗余度小 与遥感等图象数据难以结合 输出图形质量好，精度高31、栅格数据结构：特点 离散的量化栅格值表示空间对象 位置隐含,属性明显 几何和属性偏差 数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据量大 面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系32、Voronoi多边形也称为泰森多边形。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三角网，是泰森多边形的对偶图。泰森多边形的特性：每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。可用于现有设施的负荷状况分析、设施选址等问题的分析。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Delauna