數字地圖制圖

一.翻譯3.拓撲關系:TopologicalRelation7.數字高程模型:DigitalElevationModel8.可視化:Visualization10.地圖數據庫:MapDatabase11.精度:Precision12.電子地圖:ElectronicMap13.空間數據:SpatialData14.網絡地圖:WebMapping15.數字正射影像:DigitalOrthophotoMap16.數字線劃地圖:DigitalLineGraphic二．名詞解釋1.數字地圖:在一定的坐標系內，具有確定的定位和屬性標志的地面要素和現(xiàn)象的離散數據在計算機可識別的存貯介質上概括的、有序的集合成為數字地圖。2.拓撲關系:是空間數據區(qū)別于其他各類數據的重要標志，在網狀結構（境界網、河網、路網等）元素結點、弧段、面域之間的鄰接、關聯(lián)、包含等關系；其能從質的方面反映出空間實體之間的結構關系無量度，不能反映出確切的定位信息。能從質的方面和整體概念上反映地理實體的空間結構關系。3.地圖目標:目前只包括那些有空間定位概念并擁有絕對位置的目標。這些目標都可模塊化和具有維數等級，即所有的二維目標都可由0維目標和一維目標組成，一維目標可由0維目標組成。4.空間數據:空間數據是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數據，它可以用來描述來自現(xiàn)實世界的目標，它具有定位、定性、時間和空間關系等特性?？臻g數據是一種用點、線、面以及實體等基本空間數據結構來表示人們賴以生存的自然世界的數據。5.地圖綜合:是一個空間表達映射過程。高分辨率到低分辨空間表達集合映射，包括空間元素映射和空間關系映射。6.面向對象數據模型:將空間目標抽象為點、線、面三種地物類型：點狀地物（水井、燈塔、車站等）線狀地物（道路、河流、境界等）面狀地物（湖泊、街區(qū)、行政區(qū)劃等）一個地理實體可以由這三種簡單對象之一構成，復雜的地理實體可由多種簡單對象構成，甚至可由其他復雜對象構成。每個實體通過標識號和其屬性數據聯(lián)系起來。若干個地理實體作為一個圖層，若干圖層組成一個工作區(qū)。7.柵格數據:柵格數據結構是通過空間點的密集而規(guī)則的排列表示整體的空間現(xiàn)象的。其數據結構簡單，定位性能好，可以與影像和DEM數據進行聯(lián)合空間分析，數據共享容易實現(xiàn)8.數字地圖制圖:利用計算機及其相關的外部設備（圖形輸入、輸出、處理設備等），結合地圖制圖學理論與計算機技術，研究計算機環(huán)境下地圖制圖的數據獲取、數據存儲、數據表達問題的新的地圖制圖研究方向。9.電子地圖:利用計算機技術，以數字方式存儲和查閱的地圖。電子地圖儲存資訊的方法，一般使用向量式圖像儲存，地圖比例可放大、縮小或旋轉而不影響顯示效果，早期使用位圖式儲存，地圖比例不能放大或縮小，現(xiàn)代電子地圖軟件一般利用地理信息系統(tǒng)來儲存和傳送地圖數據，也有其他的信息系統(tǒng)。10.矢量數據:矢量是具有一定方向和長度的量。用笛卡爾坐標系坐標點來表示地圖圖形元素。是在直角坐標系中，用X、Y坐標表示地圖圖形或地理實體的位置的數據。矢量數據一般通過記錄坐標的方式來盡可能將地理實體的空間位置表現(xiàn)的準確無誤。11.數據分析:指用適當的統(tǒng)計方法對收集來的大量第一手資料和第二手資料進行分析，以求最大化地開發(fā)數據資料的功能，發(fā)揮數據的作用。是為了提取有用信息和形成結論而對數據加以詳細研究和概括總結的過程。12.鄰接:緊接，毗鄰13.數據結構:是計算機存儲、組織數據的方式。數據結構是指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。三．簡答題1.路徑拓撲模型和網絡拓撲模型之間有怎樣的區(qū)別？路徑拓撲模型主要缺點：不能解決數據點、結點、0維目標的識別問題；由于弧段的構成細節(jié)被忽略，各多邊形被作為單個獨立的實體來考察，不能識別出多邊形間的相鄰關系；在模擬地圖上能夠看見的面狀聯(lián)系不能從這類數字模型中計算出來；不利于空間數據的分析和可視化。網絡拓撲模型是對路徑拓撲模型的各不足之處的改進與完善。在網絡拓撲模型中強調了對多邊形間關系的描述，即在拓撲結構中，將一個多邊形圖形中的結點、邊和面分別顯式地描述，并記錄它們之間的關系，這樣不但可以反映出面與面間的相鄰關系，還反映了邊與邊之間、點與點之間的連接關系拓撲結構有效地描述空間物體間的關系，使得在空間數據處理和分析時，操作與檢索更為方便與迅捷。2.從數據結構、數據量、圖形精度等多個方面對矢量數據和柵格數據進行比較，分別列出其特點。3.數字地圖制圖軟件系統(tǒng)組成包括哪幾部分？4.數字地圖制圖的硬件配置包括哪些？5.什么是矢量數據,如何用矢量數據表示地圖圖形元素？矢量數據通常的獲取方法有哪些？矢量是具有一定方向和長度的量。用笛卡爾坐標系坐標點來表示地圖圖形元素。矢量數據的獲取:幾何數據的獲取---由外業(yè)測量獲得，由柵格形式的空間數據轉換獲得，對現(xiàn)有地圖跟蹤數字化獲得。數字化方式：點方式、時間方式和增量方式、網格方式。數字化的過程：原圖準備，安置特征碼清單，設定有關參數，數字化操作，數據的檢查和改正。屬性數據的獲取---特征碼：用來描述要素類別、級別等分類特征和其他質量特征的數字編碼；特征碼的輸入：鍵碼法和特征碼清單法。6.請簡述數字地圖制圖的一般過程。數據獲?。阂巴鉁y量數據及屬性數據-鍵盤、電子數據記錄簿；地圖數據-跟蹤數字化儀、掃描數字化儀；像片資料-攝像機；圖像數字信息-磁帶機；編輯、接邊、分層、圖形與屬性的連接等；數據入庫數據處理：數據變換：投影變換、輻射糾正、比例尺縮放，誤差改正及處理等；一種數學狀態(tài)-另一種數學狀態(tài)；數據重構：數據拼接、數據截取、數據壓縮等；一種幾何形態(tài)-另一種幾何形態(tài)；數據抽?。喝?〉子集圖形輸出：輸出供專業(yè)規(guī)劃或決策人員使用的各種地圖、圖像、圖表和文字說明等。7.為什么進行數字地圖綜合？地圖綜合是一個空間表達映射過程，高分辨率到低分辨空間表達集合映射，包括空間元素映射和空間關系映射(1)空間信息傳輸的需要網絡環(huán)境下，為滿足不同用戶提出的在同一數據庫下瀏覽不同表達尺度的信息內容的要求，需建立服務器——終端地圖綜合機制，為用戶提供“沖浪地圖”的全新的“綜合策略”。(2）空間數據集成的需要不同時期、不同主題、不同分辨率精度的空間數據在網上集成，需要對其綜合處理，使集成數據具有一致性和完備性。(3）地圖閱讀的需要連續(xù)式zoom-in/zoom-out電子地圖具有數據存貯與顯示相分離的特點，從而使地圖的制作過程與閱讀過程融為一體，網上電子地圖“沖浪器”、“瀏覽器”應提供閱讀工具，供圖讀者根據其興趣愛好設計“自已的”臨時地圖，產生“在線式”綜合的需求。(4）空間數據挖掘、空間分析的需要通過抽象概括得到低分辨率下對空間的新的認知模型，并以圖形形式表達空間的主體結構、分布模式、空間關系等內容,正是空間數據挖掘的內容。挖掘數據前預處理，綜合。8.舉例說明電子地圖的應用。電子地圖己廣泛應用于政府規(guī)劃、經濟貿易、旅游向導、衛(wèi)星導航、作戰(zhàn)指揮等領域。在地區(qū)和城市的各級管理、建設、分析、規(guī)劃和評價工作中，在城市信息系統(tǒng)、自然災害預測評估信息系統(tǒng)、遙感作物估產系統(tǒng)、交通管理信息系統(tǒng)以及資源利用、區(qū)域規(guī)劃等系統(tǒng)的建設中，電子地圖都已成為重要地理信息基礎。電子地圖應用領域還在不斷擴展，電子地圖的表現(xiàn)形式也將發(fā)生新的變化。9.請簡述數字地圖綜合是一個怎樣的過程。1）建立綜合過程概念模式：對綜合目的、原圖數據、綜合條件、環(huán)境進行分析，對整個綜合過程解決策略的模型化描述，涉及到綜合的環(huán)境、條件、規(guī)則、方法、質量評價等，是對綜合問題高層次的概念級上的研究。2）進行結構化分析：1>拓撲特征2>幾何特征3>語義特征4>分布特征5>定位特征6>Gestalt特征3）判定綜合約束4）實施綜合操作10.簡述計算機圖形學主要研究內容。（1）圖形生成技術：直線、圓、橢圓等基本圖形元素的生成算法，以及光照模型、消隱面等各種圖形表示技術。（2）幾何造型技術：各種不同幾何模型的構造方法，表示幾何場景的曲線、曲面造型技術和實體造型技術也是其重要的研究內容（3）圖形操作的預處理技術：確定顯示范圍，根據規(guī)定的窗口范圍，將所有的輸出圖元與其進行比較，利用圖形裁剪算法，裁剪出落在窗口有效邊界以內的部分；將單個物體組裝，進行平移、旋轉和比例變換等操作，形成整體模擬環(huán)境；確定觀測點位置，進行顯示對象的透視變換。（4）人機交互與用戶接口技術：各種交互技術的研究，如選擇技術、構造技術、命令技術、響應技術以及用戶模型等。（5）計算機動畫：高速動畫的各種實現(xiàn)方法的研究。（6）顯示出真實感圖形。如何利用計算機產生真實感圖形是計算機圖形學的餓一個重要研究內容。為此，首先建立圖形所描述的場景的幾何表示，再利用光照模型，生成在某些光源、紋理、材質屬性下的光照明效果，所以計算機圖形學與另一門學科——計算機輔助設計有著密切的關系。計算機圖形學只處理與圖形相關的部分，它是計算機輔助設計技術的核心部分。真實感圖形計算的結果是以利用數字圖像的方式提供，因此計算機圖形學也和圖像處理有著密切的關系。所有這些研究內容，可以歸納為計算機圖形學設計和研究的主要問題，即利用計算機進行圖形信息的輸入、表達、存儲、顯示、檢索、變換和圖形編輯等。11.什么是柵格數據，如何用柵格數據表示圖形元素？柵格數據通常的獲取方法有哪些？柵格數據是按網格單元的行與列排列、具有不同灰度或顏色的陣列數據。柵格結構是大小相等分布均勻、緊密相連的像元（網格單元）陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數據組織。是最簡單、最直觀的空間數據結構，它將地球表面劃分為大小、均勻、緊密相鄰的網格陣列。每一個單元（象素）的位置由它的行列號定義，所表示的實體位置隱含在柵格行列位置中，數據組織中的每個數據表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性或指向其屬性的指針。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。柵格數據的獲取主要由以下幾個途徑：⑴柵格法：在待輸入的圖形上均勻劃分柵格單元，逐個柵格地決定其屬性代碼，最后形成柵格數字地圖文件。這是人工編碼，當數據量太大時，該法費工費時，工作量相當大。⑵轉換法：用手扶跟蹤數字化或自動跟蹤數字化得到矢量結構數據，在轉換為柵格結構。由矢量數據向柵格數據轉換是理想的方法。⑶掃描數字化：逐點掃描待輸入的專題地圖，對掃描數據重新采樣與再編碼，從而得到柵格數據文件。⑷分類影像輸入：將經過分類解譯的遙感影像數據直接或重新采樣后輸入系統(tǒng)，這是高效獲取數據的方法。12.圖形數據的組織形式有哪些？1）面向柵格單元的組織方式。2）面向地理實體的組織方式。3）以“層”的方式存取。13.電子地圖的優(yōu)點。電子地圖的特點有如下6個：1.可以快速存取顯示。2.可以實現(xiàn)動畫。3.可以將地圖要素分層顯示。4.利用虛擬現(xiàn)實技術將地圖立體化、動態(tài)化，令用戶有身臨其境之感。5.利用數據傳輸技術可以將電子地圖傳輸到其他地方。6.可以實現(xiàn)圖上的長度、角度、面積等的自動化測量。優(yōu)點：電子地圖可以非常方便地對普通地圖的內容進行任意形式的要素組合、拼接，形成新的地圖?？梢詫﹄娮拥貓D進行任意比例尺、任意范圍的繪圖輸出。非常容易進行修改，縮短成圖時間?？梢院芊奖愕嘏c衛(wèi)星影像、航空照片等其他信息源結合，生成新的圖種?？梢岳脭底值貓D記錄的信息，派生新的數據，如地圖上等高線表示地貌形態(tài)，但非專業(yè)人員很難看懂，利用電子地圖的等高線和高程點可以生成數字高程模型，將地表起伏以數字形式表現(xiàn)出來，可以直觀立體地表現(xiàn)地貌形態(tài)。這是普通地形圖不可能達到表現(xiàn)效果。四．綜合題1.DIME(DualIndependentMapEncoding)-雙重獨立地圖編碼,是地圖數據庫中的顯示拓撲關系表示方法,請簡述這個方法的優(yōu)點,并完成下表填寫。對圖上網狀或面狀要素的任何一條線段，用其兩端的結點及相鄰面域來予以定義。將實體元素之間的拓撲關系數據化，并作為地圖數據的一部分存儲。節(jié)點號坐標1x,y2x,y3x,y4x,y5x,y6x,y7x,y8x,y弧段號起始節(jié)點起始節(jié)點左多邊形右多邊形1120122302345134562457830DIME：優(yōu)點：其多邊形之間的鄰接性可以容易訪問，通過雙向關系“起始”和“終止”以及在多邊形使得編碼、檢索DIME基礎文件變得容易。缺點：一條線只能用直線兩端點的序號及相鄰的多邊形來表示，而在鏈狀數據結構中，將若干直線段分為一個弧段（或鏈段），每個弧段有很多中間點。2.柵格數據存儲中壓縮編碼中游程長度編碼的基本思路和優(yōu)缺點,并根據游程長度編碼原理寫出下面柵格圖像的編碼。柵格數據壓縮的重要編碼方法。它的基本思路是：對于一個柵格圖形，常常有行（列）方向上相鄰的若干柵格單元具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復的內容。編碼方案為：只是在各行（列）柵格單元的代碼發(fā)生變化時依此記錄該代碼以及相同代碼重復的個數①或者記錄代碼及變化的位置（列數）②優(yōu)點：壓縮效率高（保證原始信息不丟失），易于檢索、疊加、合并操作。缺點：只顧及單行單列，沒有考慮周邊其他方向的代碼值是否相同，壓縮受到一定的限制。①代碼,個數，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代碼,位置，代碼,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.柵格數據存儲中壓縮編碼中鏈碼（又稱freeman編碼）的基本思路和優(yōu)缺點，并根據鏈碼原理寫出下面柵格圖像的編碼。主要記錄線狀地物或面狀地物的邊界。它把線狀地物或面狀地物的邊界表示為：由某一起始點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。前兩個數字表示起點的行列號，從第三個數字開始的每個數字表示單位矢量的方向。優(yōu)點：很強的數據壓縮能力，并具有一定的運算功能，如面積，周長等的計算，類似于矢量數據結構，比較適合于存儲圖形數據。缺點：疊置運算，如組合、相交等很難實施，對局部的改動涉及到整體結構，而且相鄰區(qū)域的邊界重復存儲。2：1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,43:6,7,6,5,4,3,2,1,74.點位字典法是地圖數據庫中的顯示拓撲關系表示方法,請簡述這個方法的優(yōu)缺點,并完成下表填寫。點號坐標1X1，Y12X2，Y23X3，Y34X4，Y4。。。。。。目標點號A1B2345C67891011126點位字典法：點坐標作為一個文件，點、線和多邊形由點號組成，即點位字典：點號、(X,Y).點目標：唯一標識碼，地物編碼，點號線目標：唯一標識碼，地物編碼，(點號1…點號n)面目標：唯一標識碼，地物編碼，(點號1…點號n,點號1)優(yōu)點：編碼比較容易，數字化操作比較簡單，數據編碼比較直觀。缺點：缺少拓撲關系5.POLYVRT(plygon-Coverter)鏈狀雙重獨立數據結構是地圖數據庫中的顯示拓撲關系表示方法，簡述這個方法的優(yōu)缺點，并完成下表。POLYVRT模型綜合了弧段/點位字典模型和DIME模型，但它的