地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用考研考試大綱答案

1、地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用考試大綱及答案一i、地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)1、掌握數(shù)據(jù)、信息、空間數(shù)據(jù)、地圖、地理信息、地理信息系統(tǒng)基本概念答：1數(shù)據(jù)：是通過數(shù)字化并記錄下來可以被識別的符號，用以定性或定量地描述事物的特征和狀況。它包括數(shù)字、文字、符號、圖像和聲音等。2信息：是用數(shù)字、文字、符號、語言等介質(zhì)來表示事件、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、管理和決策的依據(jù)。3空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)是指以不同的方式和來源獲得的數(shù)據(jù)，如地圖、各種專題圖、圖像、采樣數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)都具有能夠確定空間位置的特點。4地圖：地圖是按照一定的法則，有選擇地以二維或多維形式與手段在平面或球

2、面上表示地球（或其它星球）若干現(xiàn)象的圖形或圖像，它具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、符號系統(tǒng)、文字注記，并能用地圖概括原則，科學(xué)地反映出自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的分布特征及其相互關(guān)系。5地理信息：是地理數(shù)據(jù)所蘊含和表達的地理含義。6地理信息系統(tǒng)：是對地理環(huán)境有關(guān)問題進行分析和研究的一門學(xué)科，它將地理環(huán)境的各種要素，包括它們的空間位置形狀及分布特征和與之有關(guān)的社會、經(jīng)濟等專題信息以及這些信息之間的聯(lián)系等進行獲取、組織、存儲、檢索、分析，并在管理、規(guī)劃與決策中應(yīng)用。2 .掌握國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)發(fā)展過程及不同階段的主要特點，答：國際GIS的發(fā)展?fàn)顩rl60年代，探索時期（GIS思想和技術(shù)方法的探索）。當(dāng)時，人們關(guān)注的主題

3、什么是GIS?,GIS能干什么？”；l70年代，鞏固時期，（這時由于計算機技術(shù)及其在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用，促進GIS迅速發(fā)展）。這期間，發(fā)展研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理等方面；l80年代，實驗階段（也是GIS普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段）。此時，人們把GIS與RS結(jié)合，解決全球性問題，如全球沙漠化，全球可居住地評價，核擴散問題等；l90年代，全面應(yīng)用（產(chǎn)業(yè)化階段）。對GIS進一步研究，研究的內(nèi)容集中在空間信息分析的新模式和新方法，空間關(guān)系和數(shù)據(jù)模型，人工智能引入等方面；l現(xiàn)代，普及發(fā)展階段。隨著信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展和深入，GIS與世界接軌，尤其在發(fā)展中國家得到重視和發(fā)展。我

4、國GIS的發(fā)展我國GIS起步雖較晚，但發(fā)展較快，可分為以下幾個階段：l70年代，準(zhǔn)備階段：一些知名人士GIS先驅(qū)看到GIS的廣闊前景和GIS的重要性，進行極積呼吁，為GIS在我國的發(fā)展奠定了與論準(zhǔn)備基礎(chǔ)并做了一些可行性實驗。l80年代，試驗起步階段：這期間，我國在GIS理論探索，規(guī)范探討，軟件開發(fā)，系統(tǒng)建立等方面取得了突破和進展，進行了一些典型，試驗專題試驗軟件開發(fā)工作。l90年代，我國GIS發(fā)展階段：我國改革開放以來，沿海，治江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務(wù)，這也推動GIS在我國的全面發(fā)展。l96年以來，是我國GIS產(chǎn)業(yè)化階段：l近幾年來，我國經(jīng)濟信息化的基礎(chǔ)

5、設(shè)施和重大信息工程已納入國家計劃，一批國家級和地方級的GIS相繼建立并投入運行，一批專業(yè)遙感基地已建立，并進入了產(chǎn)業(yè)化運行，一批綜合運用“3滋術(shù)的重點項目已實施，并在自然災(zāi)害監(jiān)測和圖土資源調(diào)查中發(fā)揮效益，一批高等院校開設(shè)了與GIS相關(guān)的新專業(yè)，培養(yǎng)了一大批從事GIS研究與開發(fā)的高層次人才，具有我國自主版權(quán)的GIS基礎(chǔ)軟件的研制逐步進入了產(chǎn)業(yè)化軌道，等等這些都標(biāo)志我國GIS產(chǎn)業(yè)已進入新的發(fā)展階段。3 .了解地球信息科學(xué)及其與GIS的關(guān)系答：地球信息科學(xué)是研究地球信息的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)與表達，地球圈層間信息傳輸機理及過程，地球信息傳輸?shù)牟淮_定性與預(yù)測性，地球信息流的動力學(xué)機制。地球信息科學(xué)的提出是地

6、理信息系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展到一個相當(dāng)水平后的必然要求，但作為一門新興發(fā)展的分支學(xué)科，從學(xué)科的基本性質(zhì)看，它由三部分組成：地球信息機理是其理論研究的主體，地理信息是其研究手段，全球變化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展是其主要應(yīng)用研究領(lǐng)域。4 ,了解地理信息系統(tǒng)類型，掌握時態(tài)GIS等概念，掌握國內(nèi)外幾種主導(dǎo)地理地理信息系統(tǒng)軟件答：1地理信息系統(tǒng)類型：2時態(tài)GIS:對多時態(tài)及時空數(shù)據(jù)庫，以動態(tài)的方式來描述目標(biāo)對象的時空過程。時態(tài)GIS是建立在時態(tài)數(shù)據(jù)庫、GIS、人工智能等基礎(chǔ)上的一種綜合型應(yīng)用性技術(shù)，其研究對象是時空世界中遵循著誕生、成長、生存，直至死亡等自然規(guī)律的事物和現(xiàn)象的時空信息。雖然時空GIS在理論和實踐等

7、環(huán)節(jié)的研究還不十分成熟，但它是未來GIS發(fā)展的一個必然趨勢。2國內(nèi)外幾種主導(dǎo)地理信息系統(tǒng)軟件：國外的主要有：ArcGIS、Arcinfo、Mapinfo。國內(nèi)的主要有：MapGIS、SuperMap、Geostar。5.了解地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫、計算機地圖制圖、計算機輔助設(shè)計(CAD)、測繪學(xué)、地理學(xué)的關(guān)系答：(1)與地理學(xué)的關(guān)系：在地理信息系統(tǒng)的相關(guān)學(xué)科中，地理學(xué)以地域為單元研究人類環(huán)境的結(jié)構(gòu)、功能、演化以及人地關(guān)系，其研究領(lǐng)域涉及地理空間，這與地理信息系統(tǒng)的研究對象是一致的。地理學(xué)作為地理信息系統(tǒng)的理論依托，為地理信息系統(tǒng)提供引導(dǎo)空間分析的方法和觀點。(2)與測繪學(xué)、地圖學(xué)

8、的關(guān)系：測繪學(xué)及其分支學(xué)科，如地圖學(xué)，不但為地理信息系統(tǒng)提供高精度的空間數(shù)據(jù)，而且其中的誤差理論、地圖投影理論、圖形理論及其相關(guān)的算法等，可直接用于地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的處理。(3)與計算機、數(shù)據(jù)庫的關(guān)系：地理信息系統(tǒng)也是地理空間數(shù)據(jù)與計算機相結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫的原理為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織、存儲、檢索和維護提供了信息模型和數(shù)據(jù)管理的方法論，使得各種形式的空間數(shù)據(jù)能夠在計算機中表示。計算機圖形學(xué)原理是地理信息系統(tǒng)圖形輸出的理論依據(jù)。(4)與CAD勺關(guān)系:GIS與CAD共同點GIS與CAD不同點都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)；l都能將目標(biāo)和參考系聯(lián)系起來；l都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系；l都能處理屬性

9、和空間數(shù)據(jù)CAD研究對象為人造對象一規(guī)則幾何圖形及組合；GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自于現(xiàn)實世界，較之人造對象更復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式多樣化；圖形功能特別是三維圖形功能強，屬性庫功能相對較弱；GIS的屬性庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大；CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡單；GIS強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁；一般米用幾何坐標(biāo)1GIS采用地理坐標(biāo)系J6,掌握地理信息系統(tǒng)組成，包括硬件組成、軟件組成答：一、硬件組成：數(shù)據(jù)處理設(shè)備與數(shù)據(jù)輸入、輸出設(shè)備連接構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的硬件環(huán)境。數(shù)據(jù)處理設(shè)備是地理信息系統(tǒng)硬件的主體，作為系統(tǒng)硬件的核心，它包括從服務(wù)器到圖形工作站、微機等各種形式計算機。數(shù)據(jù)輸入設(shè)備即

10、數(shù)字化儀、掃描儀、數(shù)字測量設(shè)備等。數(shù)據(jù)輸出設(shè)備即繪圖儀、打印機、高分辨率顯示裝置等。二、軟件組成：地理信息系統(tǒng)的軟件是整個系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行地理信息系統(tǒng)功能的各種操作。一個完整的地理信息系統(tǒng)需要包括很多種類的軟件協(xié)同工作。這些軟件按照功能可以分為：地理信息系統(tǒng)功能軟件、基礎(chǔ)支撐軟件和操作系統(tǒng)等。7,掌握地理信息系統(tǒng)主要功能，了解掌握地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域。答：地理信息系統(tǒng)主要功能：數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出。二地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域：資源管理、區(qū)域規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測、作戰(zhàn)指揮、城市基礎(chǔ)設(shè)施管理、宏觀決策、社會調(diào)查與統(tǒng)計分析、交通運輸、環(huán)境評估等。二、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1 ,了解空間認(rèn)知過

11、程、理解空間認(rèn)知三層模型答：一空間認(rèn)知過程：地理空間一般指上至大氣電離層，下至地殼與地幔交界的莫霍面之間的空間區(qū)域。地理空間定位框架就是大地測量控制系統(tǒng)，用以建立地球的幾何模型來精確地測量地球上任意一點的坐標(biāo)，包括平面位置和高度值。二空間認(rèn)知三層模型：根據(jù)GIS數(shù)據(jù)組織和處理方式，目前地理空間認(rèn)知模型大體上分為3類，即基于對象(objectbased)、基于網(wǎng)絡(luò)(networkbased)和基于域(fieldbased)的認(rèn)識模型?；趯ο蟮哪Ｐ停瑢ο笠部赡苡善渌麑ο髽?gòu)成復(fù)雜對象，并且與其他分離的對象保持特定的關(guān)系，如點、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系?；诰W(wǎng)絡(luò)的模型基于網(wǎng)絡(luò)(networkbased)

12、的空間模型與基于對象的模型在某些方面相同，都是描述不連續(xù)的地理現(xiàn)象，不同之處在于它需要考慮通過路徑相互連接多個地理現(xiàn)象之間的相交情況。基于域的模型基于域(fieldbased)的空間模型把地理空間中的事物作為連續(xù)的變量或體來看待，例如，大氣污染程度、地表溫度、土壤溫度以及大面積空氣和水域的流速和方向。2 .理解面向?qū)ο罂臻g實體模型的概念，掌握點、線、面體空間實體的特征答:一面向?qū)ο罂臻g實體模型：地理空間的實體包括點、線、面、曲面和體等多種類型，如何以有效的形式表達它們，關(guān)系到計算機識別、存儲、處理的可能性和有效性。二當(dāng)對空間實體進行數(shù)據(jù)表達時，關(guān)鍵看如何表達空間的一點，因為點是構(gòu)成地理空間實體

13、的基本元素。如果采用一個沒有大小的點來表達基本點元素時，稱為矢量表示法；如果采用一個有固定大小的點來表達基本元素時，稱為柵格表示法。點實體由一個柵格像元來表示；線實體由一定方向上連接成串的相鄰柵格像元表示；面實體（區(qū)域）由具有相同屬性的相鄰柵格像元的塊集合來表示3 .掌握柵格數(shù)據(jù)的基本概念、柵格數(shù)據(jù)層的概念答：柵格數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)是將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來表示空間實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。柵格數(shù)據(jù)層：在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，物體的空間位置就用其在笛卡爾平面網(wǎng)格中的行號和列號坐標(biāo)表示，物體的屬性用象元的取值表示，每個象元在一個網(wǎng)格中只能取值一次，同一象元要表示多重屬性的事物

14、就要用多個笛卡爾平面網(wǎng)格，每個笛卡爾平面網(wǎng)格表示一種屬性或同一屬性的不同特征，這種平面稱為層?，F(xiàn)實世界按專題內(nèi)容的分層表示，第三層為植被，第二層為土壤，第一層為地形，中間是現(xiàn)實世界各專題層所對應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)層。4,理解一維及二維柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示方法答：一線是對一維線性的空間實體的抽象數(shù)據(jù)，如：河流、道路等。二面是對二維平面的空間實體的抽象數(shù)據(jù)，如：湖泊、行政區(qū)等。5,掌握柵格數(shù)據(jù)的組織方法和取值方法.答：柵格數(shù)據(jù)的組織方法：柵格結(jié)構(gòu)是用有限的網(wǎng)格逼近某個圖形，因此用柵格數(shù)據(jù)表示的地表是不連續(xù)的，是近似離散的數(shù)據(jù)。柵格單元的大小決定了在一個象元所覆蓋的面積范圍內(nèi)地理數(shù)據(jù)的精度，網(wǎng)格單元越細(xì)柵格數(shù)

15、據(jù)越精確，但如果太細(xì)則數(shù)據(jù)量太大。尤其按某種規(guī)則在象元內(nèi)提取的值，如對長度、面積等的度量，主成分值、均值的求算等，其精度由象元的大小直接決定。由于柵格結(jié)構(gòu)中每個代碼明確地代表了實體的屬性或?qū)傩灾?，點實體在柵格結(jié)構(gòu)中表示為一個象元，線實體表示為具有方向性的若干連續(xù)相鄰象元的集合，面實體由聚集在一起的相鄰象元表示，這就決定了網(wǎng)格行列陣列易為計算機存儲、操作、顯示與維護，因此，這種結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)，算法簡單，易于擴充、修改，直觀性強，特別是容易與遙感影像的聯(lián)合處理。柵格數(shù)據(jù)的取值方法：在柵格文件中，每個柵格只能賦予一個唯一的屬性值，所以屬性個數(shù)的總數(shù)是柵格文件的行數(shù)乘以列數(shù)的積，而為了保證精度，柵格單元

16、分得一般都很小，這樣需要存儲的數(shù)據(jù)量就相當(dāng)大了。通常一個柵格文件的柵格單元數(shù)以萬計。但許多柵格單元與相鄰的柵格單元都具有相同的值，因此使用了各式各樣的數(shù)據(jù)編碼技術(shù)與壓縮編碼技術(shù)。6,掌握鏈?zhǔn)骄幋a、行程編碼、塊式編碼、四叉樹編碼等柵格數(shù)據(jù)存儲的壓縮編碼。答：一鏈?zhǔn)骄幋a：鏈?zhǔn)骄幋a又稱為弗里曼鏈碼或邊界鏈碼，它用一個起點位置和一系列在8個基本方向上的單位矢量描述出線狀地物和區(qū)域邊界。8個基本方向自0開始按逆時針方向代碼分別為0,1,2,3,4,5,6,7。單位矢量的長度默認(rèn)為一個柵格單元。二行程編碼：行程編碼也稱游程長度編碼，是一種無損壓縮算法。其基本思想是：按行掃描，將相鄰等值的像元合并，并記錄代

17、碼的重復(fù)個數(shù)。三塊式編碼：將游程編碼擴展到二維情況下，即采用方形區(qū)域作為記錄單元，就是塊碼。塊碼的記錄內(nèi)容包括行號、列號、半徑和代碼。四四叉樹編碼：四叉樹將整個圖像區(qū)域劃分為四個大小相同的象限，而每個象限又可根據(jù)一定規(guī)則判斷是否繼續(xù)等分為次一層的四個象限。逐步分解為被單一類型區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域，則不再繼續(xù)劃分，否則一直劃分到單個柵格象元為止。采用四叉樹編碼圖像必須為2nx2n的柵格陣列，n為分割層數(shù)。7.掌握矢量數(shù)據(jù)點、線和面實體的描述內(nèi)容及坐標(biāo)編碼方法答:一1 .點的描述內(nèi)容：主要描述0維的空間實體的抽象數(shù)據(jù)，如測量用的三角點、電視塔等。2 .線的描述內(nèi)容：線是對1維線性的空間實體的抽象數(shù)據(jù)

18、，如河流、道路等。3 .面的描述內(nèi)容：面是對2維平面的空間實體的抽象數(shù)據(jù)，如湖泊、行政區(qū)等。二坐標(biāo)編碼方法：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式，用點、線、面等基本要素盡可能精確地來表示各種地理實體，點用空間坐標(biāo)對表示，線用一串坐標(biāo)對表示，面為由線形成的閉合多邊形。矢量數(shù)據(jù)表示的坐標(biāo)空間是連續(xù)的，可以精確定義地理實體的任意位置、長度、面積等。8 .理解拓?fù)潢P(guān)系的概念，掌握拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼方法。答：一拓?fù)潢P(guān)系：指滿足拓?fù)鋷缀螌W(xué)原理的各空間數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系。即用結(jié)點、弧段和多邊形所表示的實體之間的鄰接關(guān)聯(lián)和包含等關(guān)系。二麻撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼方法：拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼法包括DIME（對偶獨立地圖編碼法）、POL

19、YVRT多邊形轉(zhuǎn)換器）、TIGER（地理編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼桑┑?。要徹底解決鄰域和島狀信息處理問題必須建立一個完整的拓?fù)潢P(guān)系結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下內(nèi)容：唯一標(biāo)識，多邊形標(biāo)識，外包多邊形指針，鄰接多邊形指針，邊界鏈接，范圍（最大和最小x、y坐標(biāo)值）。采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼可以較好地解決空間關(guān)系查詢等問題，但增加了算法的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)庫的大小。9 .掌握矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較。答：優(yōu)點缺點1、便于面向現(xiàn)象（土壤1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各自定矢量類，土地利用單兀等）2、結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，,于描述線或邊界。3、利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，供有效的拓?fù)渚幋a，對日要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲?、圖形顯示質(zhì)量好，精度歸。義，不

20、便于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，數(shù)據(jù)交換困難。2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格啟效，表達空間理化性能力差。3、不能像數(shù)字圖像那樣做增強處理4、軟硬件技木要求圖,顯不與繪圖成本較局。柵1、結(jié)構(gòu)簡單，易于數(shù)據(jù)交1、現(xiàn)象識別效果不如矢量方換。法，難以表達拓?fù)洹?、疊置分析和地理（能有2、圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)效表達空間可變性）現(xiàn)象不嚴(yán)密不緊湊，需用壓縮技術(shù)模擬較易。解決該問題。3、利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配3、投影轉(zhuǎn)換困難。應(yīng)用和分析，便于圖像處4、圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出理。不美觀，線條有鋸齒，需用增4、輸出快速，成本低加?xùn)鸥駭?shù)量來克服，但會增加廉。數(shù)據(jù)文件。10.了解三維矢量模型及結(jié)構(gòu)、三維體元模型及結(jié)構(gòu)、三維

21、混合數(shù)據(jù)模型及結(jié)構(gòu)答：一三維矢量模型及其幾何要素對象的構(gòu)建可以分為兩個對應(yīng)的層面:頂點構(gòu)建和拓?fù)錁?gòu)建。各種幾何要素對象以各種拓?fù)洹⒎峭負(fù)浞绞綐?gòu)建并通過特定有效的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)在一起構(gòu)成了能夠在宏觀層次上對現(xiàn)實世界進行表達、分析和操作的三維矢量模型。二體元的基本幾何要素可以分為點、弧段、特征連接線、體元剖面多邊形和體元面5種對象類。三維體元模型以任意形態(tài)的三維體元來劃分地質(zhì)體，體元不僅表示一個形體，而且也表示封閉的體積以及形體中的地質(zhì)屬性特征。其缺點是缺乏實體之間、體元之間以及體元幾何要素之間拓?fù)潢P(guān)系的表達，相鄰邊界需要重復(fù)數(shù)字化，空間查詢和分析功能很弱，而且操作繁瑣。三目前在三維GIS中

22、，可以將三維數(shù)據(jù)模型分為兩類，即基于面表示的數(shù)據(jù)模型和基于體表示的數(shù)據(jù)模型?；诿姹硎镜臄?shù)據(jù)模型主要用來表達空間對象的邊界?；隗w表示的數(shù)據(jù)模型用體信息代替面信息來描述空間對象，它將三維空間物體抽象為一系列鄰接但不交叉的三維體元的集合。在地學(xué)領(lǐng)域內(nèi)常用的實體模型包括塊段模型、四面體格網(wǎng)模型和八叉樹模型等。三、GIS的地理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1、了解地球橢球體基本特征，掌握地理坐標(biāo)、大地坐標(biāo)、高程系、大地控制網(wǎng)基本概念答：一地球橢球體的基本特征：地球橢球體是一個極半徑略短、赤道半徑略長，北極略突出、南極略扁平，夸大10000倍后就近于梨形的一個球體。二1 .地理坐標(biāo)：將地球視為球體時，按經(jīng)、緯線劃分的坐標(biāo)格

23、網(wǎng)。用以表示地球表面某一點位的經(jīng)度和緯度。2 .大地坐標(biāo)：大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分量，即大地經(jīng)度、大地緯度、大地高。大地測量中以參考橢球面為基準(zhǔn)面的坐標(biāo)。地面點P的位置用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H表示。3 .高程系：由高程基準(zhǔn)面起算的地面點的高度稱為高程。一般地，一個國家只采用一個平均海水面作為統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，由此高程基準(zhǔn)面建立的高程系統(tǒng)稱為國家高程系，否則稱為地方高程系。4 .大地控制網(wǎng)：大地控制網(wǎng)簡稱大地網(wǎng)”，是水平控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)的總稱。2.掌握地圖投影的基本概念，學(xué)會地圖投影的變形答：一地圖投影：地圖投影就是依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展開的地表曲面映射到平面上或可展開成平面的曲面

24、上，最終在地表面點和平面點之間建立一一對應(yīng)的關(guān)系。X=f1（入，。）Y=f2（入，。）二地圖投影的變形：變形存在于每一個具體的投影方法中。主要的三種變形為：角度變形、面積變形和長度變形。3.掌握地圖投影的分類，重點掌握正軸等角圓錐投影、高斯-克呂格投影、答：一地圖投影的分類：1 .按照變形的性質(zhì)一般把地圖投影分成三類：等角投影、等面積投影和任意投影。2 .按投影面與地球的相對位置關(guān)系分為：正軸投影、斜軸投影和橫軸投影等。3 .按投影面的形狀分為：圓錐投影、圓柱投影和方位投影等。4 .按投影面和地球的空間邏輯關(guān)系可以分為：相切和相割兩類投影。二1 .正軸等角圓錐投影：正軸等角圓錐投影又稱“蘭勃特

25、正形圓錐投影”、“蘭勃特第二投影”，由德國數(shù)學(xué)家蘭勃特(J.H.Lambert)擬出，故名。設(shè)圓錐投影面與地球相切于一條緯線或相割于兩條緯線上，按等角條件將經(jīng)緯線網(wǎng)投影到圓錐面上，沿一母線展平。經(jīng)線投影后為輻射直線，緯線為同心圓圓孤，經(jīng)線間的間隔與經(jīng)差成正比，經(jīng)線交于極點。常用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等角圓錐投影編制中國大陸全圖、省(區(qū))圖和外國中小比例尺地圖，以及國際用于編繪1：100萬地形圖和航空圖等。2 .高斯-克呂格投影：由高斯擬定的，后經(jīng)克呂格補充、完善，即等角橫切橢圓柱投影。設(shè)想一個橢圓柱橫切于地球橢球某一經(jīng)線（稱中央經(jīng)線”，）根據(jù)等角條件，用解析法將中央經(jīng)線兩側(cè)一定經(jīng)差范圍內(nèi)地球橢球體面上的經(jīng)

26、緯網(wǎng)投影到橢圓柱面上，并將此橢圓柱面展為平面所得到的一種等角投影。4 .掌握地圖投影與GIS的關(guān)系、學(xué)會如何在GIS中進行地圖投影的配置與設(shè)計。答：一地圖投影與GIS的關(guān)系：GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。GIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。二

27、GIS中地圖投影的配置與設(shè)計：地圖投影選擇的主要依據(jù)是目標(biāo)區(qū)域的地理位置、輪廓形狀、地圖用途。世界地圖常采用正圓柱、偽圓柱和多圓錐三種類型。大洲圖和大的國家圖投影選擇必須考慮輪廓形狀和地理位置。圓形地區(qū)一般采用方位投影；制圖區(qū)域東西向延伸又在中緯度地區(qū)時，一般采用正軸圓錐投影。按照用途，行政區(qū)劃圖、人口密度圖、經(jīng)濟地圖一般要求面積正確，因此選用等積投影；航海圖、天氣圖、地形圖，要求有正確的方向，一般采用等角投影；對各種變形要求都不大的，可選用任意投影。數(shù)字化一幅已知投影名稱的地圖，因為數(shù)字化過程只是對原圖以數(shù)字的形式“復(fù)制”，因而自然保留了原有的坐標(biāo)系，只是坐標(biāo)系與原圖相比發(fā)生了旋轉(zhuǎn)、平移和縮

28、放。通過編輯Tic點坐標(biāo)，將這些點的坐標(biāo)按照原圖進行投影，再利用Transform即可將其原有的投影坐標(biāo)系完全恢復(fù)。5 .掌握地圖投影的轉(zhuǎn)換方法，學(xué)會如何應(yīng)用GIS軟件完成地圖投影的轉(zhuǎn)換答：一地圖投影的轉(zhuǎn)換方法：地圖投影的轉(zhuǎn)換方法有多種，即：反解變換法、正解變換法、綜合變換法、數(shù)值變換法和數(shù)值-解析變換法。因為矢量數(shù)據(jù)以離散點坐標(biāo)的形式存儲的，對其進行多次投影變換運算不會改變數(shù)據(jù)的精度，所以對于矢量數(shù)據(jù)的GIS來說，第一種方法最簡單也最實用。但對柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來講，圖像每投影轉(zhuǎn)換一次，都得對其重新采樣，因而要損失部分信息。投影之間坐標(biāo)的差異越大，信息損失越嚴(yán)重。因此遙感圖像的糾正一般不轉(zhuǎn)換為地理

29、坐標(biāo)，而是直接用第四種方法進行多項式擬合運算。Arc/Info中一般采用反解變換法，首先使用Project將一種投影坐標(biāo)投影為地理坐標(biāo)，然后再對地理坐標(biāo)進行新的投影。例1從Albers投影轉(zhuǎn)換到Transvers投影防以的申用反鬣舔法進行電圖投融，由Alter:投毒為北理坐標(biāo):奧,：Ge孥sfhkJ：tnptt.；aroiec4ona.tersI.vtuiiibmeteissOhifCidki-iEovskyxparwmJsF1ststanrdpasttelm)QHDJ-34(inOQ蒸慍詡把阿的小；0DCDOOD4CD皿館厘工上近：0000.000：1DLOOMlalrtudecftro：e

30、cU3nsorient0DDOUODfiE?usliiig(nietcis)：0000COO0feistnothingfiiijettfj)；000(I.ODOJjO；outputiprojecuonfeogrophic:um忙dd：軍113口d畸：paRmers：總，由jeoghic投離為Lransverinputprojectiontransfersunitsmetersspheroidgrs80parameters110200OB0OQ005四。四0outputprojectiongeographicunitsddspheroidkra5ouskjpdrdmetersendinputpr

31、ojectiontransuersunitsmetersspheroidgr&80paraneters119500090DOOD5000080outputprojectiongeographicunitsddsphcHoidkrasouskppjrdmetersend上面將兩個不同投影帶3度分帶）的高斯克呂格投影圖分別投影為地理坐標(biāo)，實現(xiàn)了無縫拼接，然后再將拼合在一起的圖投影為6度分帶的高斯一克呂格投影。四、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入1 .掌握GIS主要數(shù)據(jù)來源。答：GIS的數(shù)據(jù)源，是指建立的地理數(shù)據(jù)庫所需的各種數(shù)據(jù)的來源，主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統(tǒng)計資料、實測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、已有系統(tǒng)的

32、數(shù)據(jù)等。點一一居民點、采樣點、高程點、控制點等。線一一河流、道路、構(gòu)造線等。面一一湖泊、海洋、植被等。注記一一地名注記、高程注記等。地圖地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，并在機助制圖基礎(chǔ)上發(fā)展起來。地圖是地理信息系統(tǒng)中主要的空間數(shù)據(jù)來源。遙感數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)含有豐富的資源與環(huán)境信息，在GIS支持下，可以與地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地球生物、軍事應(yīng)用等方面的信息進行信息復(fù)合和綜合分析。遙感數(shù)據(jù)是一種大面積的、動態(tài)的、近實時的數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)是GIS數(shù)據(jù)更新的重要手段。文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等。這些也屬于GIS的

33、數(shù)據(jù)。統(tǒng)計資料國家和軍隊的許多部門和機構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域（如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、兵要地志等）的大量統(tǒng)計資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。實測數(shù)據(jù)野外試驗、實地測量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進入GIS的地理數(shù)據(jù)庫，以便于進行實時的分析和進一步的應(yīng)用。GPS全球定位系統(tǒng)）所獲取的數(shù)據(jù)也是GIS的重要數(shù)據(jù)源。多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)（包括聲音、錄像等）通?？赏ㄟ^通訊口傳入GIS的地理數(shù)據(jù)庫中，目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)GIS還可以從其它已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強。這樣就

34、拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價值。2,理解GIS數(shù)據(jù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化答：標(biāo)準(zhǔn)化是指為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認(rèn)機構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。規(guī)范化是指規(guī)定產(chǎn)品、過程或服務(wù)需要滿足的要求的文件。GIS標(biāo)準(zhǔn)化是指：針對直接或間接與地球上位置相關(guān)的目標(biāo)或現(xiàn)象的信息，制定一套結(jié)構(gòu)化的標(biāo)準(zhǔn)（包括數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享等方面的標(biāo)準(zhǔn)），約定地理信息數(shù)據(jù)的定義、描述、表達以及相互關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)換的規(guī)范，消除概念上和認(rèn)識上的分歧，使之在一定范圍上調(diào)整人們的行為準(zhǔn)則，以便實現(xiàn)地理信息的共享和服務(wù)。GIS標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的作用：1為建立公共空間基礎(chǔ)設(shè)施（SDD

35、奠定基礎(chǔ)2增強地理空間數(shù)據(jù)的可用性、共享性和共同理解3便于集成多源空間數(shù)據(jù)4有利于空間數(shù)據(jù)在多種行業(yè)及應(yīng)用領(lǐng)域的重復(fù)使用5促進不同系統(tǒng)之間的互操作，例如GIS自動制圖系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、交通分析系統(tǒng)、地理定位系統(tǒng)等。3） 了解平板儀、全站儀、數(shù)字?jǐn)z影測量等GIS數(shù)據(jù)輸入方法，掌握掃描數(shù)據(jù)輸入的過程。答：一呼板儀：測定點位和高差，供繪制地圖用的儀器。平板儀是按圖解測量原理設(shè)計制造，用于平板儀測量的測繪儀器。按其照準(zhǔn)儀和基座的結(jié)構(gòu)不同可分為：大平板儀，是平板儀測量的主要儀器，由平板、照準(zhǔn)儀、基座以及方框羅盤、對點器和獨立水準(zhǔn)器等附件所組成；小平板儀，主要用于碎部測圖，由小平板、測斜照準(zhǔn)儀、基座以及

36、方框羅盤、對點器和獨立水準(zhǔn)器等附件所組成，可單獨使用，但通常與經(jīng)緯儀配合而僅用于瞄畫方向線，單獨用時還需配備標(biāo)桿、覘牌、皮尺或鋼尺等。二全站儀：全站儀，即全站型電子速測儀。是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。全站儀數(shù)據(jù)輸入：有的全站儀可以直接傳出,dxf格式，直接用CAD打開.或者借助一些軟件，比如南方開思軟件，導(dǎo)出數(shù)據(jù)編輯成相應(yīng)格式.也是可以直接展開，這個是現(xiàn)在比較常用的軟件。三數(shù)字?jǐn)z影測量：數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像和攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機

37、技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對像以數(shù)字方式表達的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)科。四掃描數(shù)據(jù)輸入過程：掃描過程掃描時，必須先進行掃描參數(shù)的設(shè)置，包括：l掃描模式的設(shè)置，（分二值、灰度、百萬種彩色），對地形圖的掃描一般采用二值掃描，或灰度掃描。對彩色航片或衛(wèi)片采用百萬種彩色掃描，對黑白航片或衛(wèi)片采用灰度掃描。l掃描分辨率的設(shè)置，根據(jù)掃描要求，對地形圖的掃描一般采用300dpi或更高的分辨率。l針對一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對比度、色調(diào)、GAMMA曲線等。l設(shè)定掃描范圍。l掃描參數(shù)設(shè)置完后，即可通過掃描獲得某個地區(qū)的柵格數(shù)據(jù)。通過掃描獲得的是柵格數(shù)

38、據(jù)，數(shù)據(jù)量比較大。如一張地形圖采用300dpi灰度掃描其數(shù)據(jù)量就有20兆左右。除此之外，掃描獲得的數(shù)據(jù)還存在著噪聲和中間色調(diào)像元的處理問題。噪聲是指不屬于地圖內(nèi)容的斑點污漬和其它模糊不清的東西形成的像元灰度值。噪音范圍很廣，沒有簡單有效的方法能加以完全消除，有的軟件能去除一些小的臟點，但有些地圖內(nèi)容如小數(shù)點等和小的臟點很難區(qū)分。對于中間色調(diào)像元，則可以通過選擇合適的閾值選用一些軟件如Photoshop等來處理。一般對獲得的柵格數(shù)據(jù)還要進行一些后續(xù)處理如圖像糾正、矢量化等。掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加之計算機運算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件

39、的踴躍出現(xiàn)，使得掃描輸入已成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法。4,理解GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念及GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。答：一GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念：數(shù)據(jù)質(zhì)量包括1）準(zhǔn)確性，即一個記錄值與它的真實值之間的接近程度；2）精度，即對現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度；3）空間分辨率，即兩個可測量數(shù)值之間最小的可辨識的差異；4）比例尺，即地圖上一個記錄的距離和它所表現(xiàn)的真實距離之間的一個比值；5）誤差，即一個所記錄的測量和它的事實之間的差異；6）不確定性，包括空間位置的不確定性、屬性不確定性和數(shù)據(jù)不完整性等。二GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量包含如下五個方面：位置精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數(shù)據(jù)的質(zhì)量。屬性精度:如要素分類的正

40、確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系的正確性等。完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、注記的完整性等。現(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等。5,掌握GIS誤差來源。答：GIS空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差。源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：1）遙感數(shù)據(jù)：攝影平臺、傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性、分辨率等。2）測量數(shù)據(jù)：人差（對中誤差、讀數(shù)誤差等卜儀差（儀器不完善、缺乏校驗、未作改正等卜環(huán)境（氣候、信號干擾等）。3）屬性數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)庫的操作等。4） GP或據(jù)：信號的精

41、度、接收機精度、定位方法、處理算法等。5）地圖：控制點精度，編繪、清繪、制圖綜合等的精度。6）地圖數(shù)字化精度：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等。處理誤差是指GIS對空間數(shù)據(jù)進行處理時產(chǎn)生的誤差，例如在下列處理中產(chǎn)生的誤差就是處理誤差。1）幾何糾正；2）坐標(biāo)變換；3）幾何數(shù)據(jù)的編輯；4）屬性數(shù)據(jù)的編輯；5）空間分析（如多邊形疊置等）；6）圖形化簡（如數(shù)據(jù)壓縮）；7）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；8）計算機截斷誤差；9）空間內(nèi)插；10）矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的GIS產(chǎn)品也存在著誤差。誤差傳播在GIS中可歸結(jié)為三種方式。1）代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播：這是指對有誤差的數(shù)據(jù)進

42、行代數(shù)運算后，所得結(jié)果的誤差。2）邏輯關(guān)系下的誤差傳播：即指在GIS中對數(shù)據(jù)進行邏輯交、并等運算所引起的誤差傳播，如疊置分析時的誤差傳播。3）推理關(guān)系下的誤差傳播：這是指不精確推理所造成的誤差。五、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理1,了解裁剪技術(shù)、坐標(biāo)變換等窗口操作。答：一滋剪技術(shù)：首先，在裁剪之前，需新建一個空白文件夾，用來存放所有裁剪后的新文件。1、進入MAPGIS主界面-“圖形處理”一“輸入編輯”2、在“輸入編輯”中打開所要裁剪的工程文件。3、鼠標(biāo)右鍵單擊左面窗口中的空白處，在彈出的菜單中選擇“新建區(qū)”。4、選擇新建區(qū)文件所在路徑并起名。5、使“新建區(qū)文件”處于編輯狀態(tài)并輸入?yún)^(qū).此時的區(qū)文件便為裁

43、剪范圍。6、保存區(qū)文件，并將該區(qū)文件從工程中刪除。7、單擊菜單欄中的“其它”，在彈出的下拉菜單中選擇“工程裁剪”。8、系統(tǒng)彈出（如下圖）對話框。在此對話框中選擇我們新建好的空白文件夾。9、選擇要裁剪的文件。這兒有兩種情況：如果（左面窗口中）所有的文件都需要進行裁剪時，我們直接點擊“添加全部”即可。如果（左面窗口中）只有一部分文件需裁剪時，我們要將所需裁剪的文件全部選中（即將其選為藍色）。然后點擊“添加”一選擇全部一設(shè)置“參數(shù)”（參數(shù)的設(shè)置參照下圖即可）-單擊”參數(shù)應(yīng)用”（此時左下角的窗口中會顯示出我們將要進行裁剪的圖形文件）一單擊“裝入裁剪框”（即我們在“輸入編輯”中新建好的區(qū)文件）一單擊“開

44、始裁剪”一在右下角窗口中的任意位置單擊右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“復(fù)位窗口”。這時裁剪后新的圖形文件就顯示在此窗口中一退出。10、最后，我們可以在“輸入編輯”中打開裁剪后的文件。二坐標(biāo)變換：基本坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換：1、子午平面坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系之間的關(guān)系；2、空間直角坐標(biāo)系與子午平面坐標(biāo)系的關(guān)系：3、空間直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系之間的關(guān)系；4、子午平面坐標(biāo)系與歸化緯度坐標(biāo)系的關(guān)系；5、子午平面坐標(biāo)系與球心緯度坐標(biāo)系之間的關(guān)系；6、大地緯度B、歸化緯度U、球心緯度之間的關(guān)系；7、站心地平直角坐標(biāo)系與站心赤道直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系；8、站心赤道極坐標(biāo)系與站心赤道直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系；9、站心地平極坐標(biāo)系

45、與站心地平直角坐標(biāo)系之間的關(guān)系；具體坐標(biāo)變換操作：1、打開文件：打開要進行轉(zhuǎn)換文件（轉(zhuǎn)換前：tyq49、Fram_49）2、選擇投影變換的文件（轉(zhuǎn)換前：tyq49）3、copyTics投影轉(zhuǎn)換一文件間拷貝Tic點copy前工作區(qū)copy后工作區(qū)Fram49tyq494、設(shè)置投影變換參數(shù)投影轉(zhuǎn)換一進行投影轉(zhuǎn)換一設(shè)置當(dāng)前投影參數(shù)；目的投影參數(shù);地圖參數(shù)；5、另存文件6、打開投影后的文件，1:1顯示，坐標(biāo)位數(shù)在4-5位，投影成功。開始轉(zhuǎn)換2,理解多邊形拓?fù)潢P(guān)系自動生成的過程。答:如果已經(jīng)完成結(jié)點的一致性檢查和系統(tǒng)編碼，就可以開始生成多邊形的拓?fù)潢P(guān)系。相關(guān)算法也主要有兩種：由于同一弧段最多只能被兩個多

46、邊形所共有，所以，相應(yīng)的算法如下（圖4-6）:1）得到任一結(jié)點，如A點；2）得到公用A結(jié)點的所有弧段，并計算所有弧段以A為首點，其它相鄰點為末點的的直線段的角度，如AB,AC,AD的角度（注意：B、D、C也可能為中間點）；3）根據(jù)角度的大小，從X正軸開始沿逆時針方向搜索線段，如AD,繼續(xù)沿逆時針方向搜索AD最近的相鄰邊，如AC。得到弧段AC的另一結(jié)點C,以C為中心重復(fù)算法2）。從CA線段開始沿逆時針方向得到最近的相鄰弧段CF。再利用2）的算法計算與F點有關(guān)的線段的角度。4）重復(fù)2）、3）,就可完成對單個多邊形的追蹤，如得到ACFDA;5）得至UAD到AC的多邊形ACFDA后，從AC邊開始繼續(xù)沿

47、逆時針方向搜索弧段，如AB。重復(fù)2）、3）、4）,就可追蹤出多邊形ABFECA;6）重復(fù)2）、3）、4）、5）就可完成對與A點有關(guān)的所有多邊形的追蹤；7）重復(fù)1）、2）、3）、4）、5）、6）就可完成對所有多邊形的追蹤。當(dāng)然，也可以沿順時針方向搜索多邊形，即完全按順時針方向得到某一弧段的相鄰弧段，從而完成對整個多邊形的追蹤，并建立拓?fù)潢P(guān)系。3,了解空間數(shù)據(jù)的誤差分析基本方法，掌握空間數(shù)據(jù)誤差的幾何校正的方法。答：一空間數(shù)據(jù)的誤差分析基本方法：GIS數(shù)據(jù)誤差理論的研究內(nèi)容繁多，但就目前來看，最有前途的發(fā)展方向可概括為下列7個：1 .建立誤差分析體系這個體系包括誤差源的確定、誤差的鑒別和度量方法、

48、誤差傳播模型的建立以及控制和削弱誤差對GIS產(chǎn)品影響的方法。傳統(tǒng)的概率統(tǒng)計仍是建立誤差分析體系的理論基礎(chǔ)。但是，必須根據(jù)GIS操作運算的特點對經(jīng)典的概率統(tǒng)計理論進行擴展和補充。2 .用敏感度分析法確定評價GIS產(chǎn)品質(zhì)量的置信域為了從理論上了解輸出結(jié)果如何隨輸入數(shù)據(jù)誤差的變化而變化，可以人為地在輸入數(shù)據(jù)中加上擾動值來檢驗輸出結(jié)果對這些擾動值GIS的敏感程度。根據(jù)適合度分析，置信區(qū)間是衡量由輸入數(shù)據(jù)誤差引起輸出結(jié)果變化的指標(biāo)。目前應(yīng)用最廣泛的兩種適合度分析是加權(quán)疊置和加權(quán)多維尺度變換。為了確定置信域，即敏感度，從這種研究中得到的并不是輸出結(jié)果的真實誤差，而是輸出結(jié)果的變化范圍。對于某些難以確定的誤

49、差，這種方法是行之有效的。在中，敏感度檢驗一般有下面幾種：地理敏感度、屬性敏感度、面積敏感度、多邊形敏感度和增刪圖層敏感度。敏感度分析是一種間接測定GIS產(chǎn)品可靠性的方法。3 .尺度不變空間分析法地理數(shù)據(jù)的分析結(jié)果應(yīng)與采用的空間坐標(biāo)系統(tǒng)無關(guān)，即尺度不變空間分析，它包括比例不變和平移不變。在集合分析和建模過程中，當(dāng)把面元作為空間數(shù)據(jù)采集單元時，為了保證在改變面元集合方式的情況下不影響分析結(jié)果，需要滿足尺度不變條件。止匕外，若把空間集合看成空間濾波器時，用尺度不變空間分析法就可以嚴(yán)格地測定空間集合的影響程度。尺度不變是數(shù)理統(tǒng)計中常用的一個準(zhǔn)則：一方面能保證用不同方法得到的結(jié)果一致；另一方面又可在同

50、一尺度下合理地衡量估值的精度。4 .空間集合與分區(qū)法在GIS分析中，常常把小區(qū)域看成面元，而一個大區(qū)域又由若干面元組成。這在城市規(guī)劃和社會經(jīng)濟分析中是常見的。這種面元可以是正規(guī)的方格形，也可以是不規(guī)則的三角形。每個面元的大小是空間精度的一個函數(shù)，由此引入了一個用于處理空間數(shù)據(jù)誤差或不確定性的基本方法。由于將面元看成是建立GIS空間數(shù)據(jù)誤差模型的隨機抽樣點。因此，需要首先劃分研究區(qū)域，然后對每個區(qū)或面元所包含的信息進行集合或綜合抽象，而面元的大小和信息的綜合方法又直接影響結(jié)果的精度。5 .空間數(shù)據(jù)誤差的概念模式我們可以把地理要素定義在空間（幾何位置）、專題（屬性）和時間三個維度中，每個維度的精度

51、可由相應(yīng)的誤差大小來描述，在空間數(shù)據(jù)精度分析中常常被忽視的是時間精度，數(shù)據(jù)的可靠程度通常是時間的反函數(shù)，因為數(shù)據(jù)的空間屬性和專題屬性是隨時間的變化而變化的?？臻g數(shù)據(jù)誤差的特點之一是多樣性。數(shù)據(jù)質(zhì)量包括6個主要部分：位置精度、屬性精度、數(shù)據(jù)情況說明、邏輯一致性以及完整性和時間精度?？臻g數(shù)據(jù)誤差可以認(rèn)為是由空間、專題和時間三個誤差分量組成的。6 .蒙特卡洛實驗仿真GIS處理過程中的空間數(shù)據(jù)誤差傳播模型是很復(fù)雜的。由于GIS數(shù)據(jù)來源繁多，種類復(fù)雜，既有描述空間拓樸關(guān)系的幾何數(shù)據(jù)，也有描述空間物體內(nèi)涵的屬性數(shù)據(jù)。對于屬性數(shù)據(jù)的精度常常只能用打分或不確定度來表示。對于不同的用戶，由于專業(yè)領(lǐng)域的限制和需要

52、，數(shù)據(jù)可靠性的評價標(biāo)準(zhǔn)并不相同。因此，想用一個簡單的、固定不變的統(tǒng)計模型描述GIS誤差傳播規(guī)律似乎是不可能的。在對所研究問題的背景不十分了解的情況下，蒙特卡洛(MonteCarlo)模擬仿真是一種有效方法，它首先依據(jù)經(jīng)驗對數(shù)據(jù)誤差的種類和分布模式進行假設(shè)，然后利用計算機進行模擬實驗，將所得結(jié)果與實際結(jié)果進行比較，找出與實際結(jié)果最接近的模型。對于某些無法用數(shù)學(xué)表達式描述的過程，用這種方法既可得到實用公式，也可檢驗理論研究的正確性。7 .空間濾波獲取空間數(shù)據(jù)的方法可能是采用連續(xù)方式采集，也可以是采用離散方式。這些數(shù)據(jù)的采集過程又可以看成是隨機采樣，其中包含傾向性部分和隨機性部分。前者代表所采集物體

53、的形狀信息，它可以是確定性參數(shù)，也可以是帶有先驗性質(zhì)的信號；后者是由觀測噪聲引起的?？臻g濾波分高通濾波和低通濾波。前者指從含有噪聲的數(shù)據(jù)中分離提取噪聲信息的過程；而后者指從數(shù)據(jù)中提取信號的過程。經(jīng)高通濾波后可得到一個點(或線、面)的隨機噪聲場，然后按隨機過程理論或方差-協(xié)方差分量估計理論求得數(shù)據(jù)采集誤差。二空間數(shù)據(jù)誤差的幾何校正的方法：幾何糾正是為了實現(xiàn)對數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和圖紙變形誤差的糾正。1 .仿射變換：X、y方向不等比例變換2 .相似變換：等比例變換3 .二次變換:x、y、z方向不等比例變換4 .理解數(shù)據(jù)壓縮、曲線光滑的概念及基本方法。答：一數(shù)據(jù)壓縮：從所取得的數(shù)據(jù)集合中抽取一個子

54、集，使這個子集在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。數(shù)據(jù)壓縮的基本方法：(1)基于矢量的壓縮：通常是對線狀實體上點的數(shù)量的壓縮。其中最常用的是道格拉斯-佩克算法。(2)基于柵格的壓縮是指通過壓縮編碼技術(shù)來消除冗余數(shù)據(jù)：常用的編碼技術(shù)有：弗爾曼鏈碼、游程編碼、塊碼、四叉樹編碼、八叉樹編碼。二曲線光滑：通過曲線內(nèi)插程序計算加密點，連接各相鄰點而獲得光滑曲線的方法。曲線光滑的基本方法：里我們主要介紹張力樣條函數(shù)。主要原理如下：在GIS系統(tǒng)中，相當(dāng)多的線劃圖形實體都是光滑的曲線（如等值線，等高線，剖面線等）。所以，正確地選擇滿足應(yīng)用要求的曲線光滑算法具有十分重要的意義。在現(xiàn)有的

55、商業(yè)化GIS或CAD系統(tǒng)中，用于曲線光滑的算法主要有如下幾種：線形迭代法；Bezier函數(shù)法；五點光滑法；三次樣條函數(shù)法等。通過對相關(guān)算法數(shù)學(xué)原理的分析研究可知，前兩種方法擬合的光滑曲線并不通過已知的結(jié)點（圖3-35（a）中的A、B、C）。圖3-35曲線光滑示意圖顯然，對于許多應(yīng)用這是不允許的；后兩種方法擬合的光滑曲線在大多數(shù)情況下滿足實際需求，但如果變量在空間的分布變化較大，那么可能造成相鄰曲線的相交(圖3-35(b)中的L1、L2)。在實際應(yīng)用中，我們認(rèn)為，如果曲線的光滑算法滿足以下兩個條件，即既可以形成光滑的曲線，也可以形成分段的線性函數(shù)，那么此種算法將是十分優(yōu)越的，這樣，既可以保證曲線

56、的光滑，又可自動地盡量避免曲線的相交。通過研究發(fā)現(xiàn)，張力樣條函數(shù)滿足以上條件。5,掌握圖形變換的基本原理和算法。答：一基本原理：1 .不同圖象格式間的轉(zhuǎn)換常見的圖象格式有BMPGIF(GraphicsInterchangeFormat)TIFF(標(biāo)記圖象文件格式，TaggedImage)等。由于同一種類型圖象格式在世界范圍內(nèi)是完全統(tǒng)一的，所以，它們在不同的GIS系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交流應(yīng)該不成問題。這里所講的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是指不同格式圖象數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。每一種圖象文件的格式都具有本身的特點和規(guī)定，只要知道了這些規(guī)定，就可以方便地完成數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。實際上，BM噂圖象文件的格式是已知的。2.不同GIS矢量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換不管是GIS的通用開發(fā)平臺，還是專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫（圖形或?qū)傩裕┪募Y(jié)構(gòu)和圖形實體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都具有或多或少的差別，特別是專業(yè)系統(tǒng)更是如此。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，就必須實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。一般情況下，可以利用如下方法完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作。1