計(jì)算機(jī)地圖制圖知識總結(jié)

《計(jì)算機(jī)地圖制圖》期中知識總結(jié)

一、基本理論知識部分1、名詞：

（1）計(jì)算機(jī)地圖制圖

計(jì)算機(jī)地圖制圖（Computer-AidedCartography，簡稱CAC）又稱數(shù)字化制圖、計(jì)算機(jī)輔助制圖等，簡稱為機(jī)助制圖。簡單的講計(jì)算機(jī)地圖制圖是以地圖學(xué)基本原理為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)和圖形輸入輸出設(shè)備，從事地圖制作和使用的一門學(xué)科。具體講，改技術(shù)通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形的數(shù)字處理方法，實(shí)現(xiàn)最佳的解決地學(xué)信息的獲取、變換、傳輸、識別、存儲、處理以至最后實(shí)現(xiàn)地圖的自動(dòng)制作及其分析的一門學(xué)科。實(shí)質(zhì)上。計(jì)算機(jī)地圖制圖就是數(shù)字化地圖或者稱為制作電子地圖，其過程是從圖形（連續(xù)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字（離散），經(jīng)過一定的處理，再由數(shù)字轉(zhuǎn)換為圖形。。（2）數(shù)字地圖與電子地圖

數(shù)字地圖是以數(shù)字形式記錄和存儲的地圖；電子地圖是數(shù)字地圖轉(zhuǎn)化為模擬地圖的軟拷貝形式。（3）無極比例尺

指以一個(gè)大比例尺空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，在一定區(qū)域內(nèi)空間對象的信息量隨比例尺變化自動(dòng)增減，從而使得空間地理信息的壓縮和復(fù)現(xiàn)與比例尺自適應(yīng)的一種信息處理技術(shù)。

2、回答

（1）比較電子地圖與數(shù)字地圖的概念與聯(lián)系。

數(shù)字地圖是以數(shù)字形式記錄和存儲的地圖；電子地圖是數(shù)字地圖轉(zhuǎn)化為模擬地圖的軟拷貝形式。（2）機(jī)助制圖與地理信息系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)地圖制圖的發(fā)展孕育了地理信息系統(tǒng)的誕生，而地理信息系統(tǒng)的發(fā)展又推動(dòng)著計(jì)算機(jī)地圖制圖的迅速提高和進(jìn)一步發(fā)展，所有的GIS都具有計(jì)算機(jī)地圖制圖的成分，但不是所有計(jì)算機(jī)地圖制圖都含有GIS的全部功能，兩者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)。區(qū)別在于機(jī)助制圖注重可見實(shí)體的顯示和處理，對可能存在的非圖形屬性不太重視，而GIS則兩者并重。（3）分析計(jì)算機(jī)地圖制圖、電子地圖和GIS三者間的關(guān)系。

三者具有密切的聯(lián)系，同時(shí)也有一定的區(qū)別。計(jì)算機(jī)地圖制圖是最先發(fā)展起來的一門地圖處理技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)其他兩者的基礎(chǔ)技術(shù)。電子地圖是利用計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)而形成的一種新的地圖形式。GIS則是在電子地圖的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫管理和計(jì)算分析功能，而形成更加先進(jìn)的信息處理工具和輔助決策工具。（4）電子地圖與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖相比較，其具有的優(yōu)勢有哪些。1、交互性強(qiáng)2、能無級縮放3、無縫

4、動(dòng)態(tài)的對地圖信息的載負(fù)量調(diào)整5、可以實(shí)現(xiàn)多維化6、信息豐富

7、易于實(shí)現(xiàn)信息共享

8、可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)基本地圖計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和分析功能

（5）CAC與傳統(tǒng)的地圖制圖相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)采集與存儲的數(shù)字化；地圖表達(dá)與處理的數(shù)字化；地圖分析的自動(dòng)化與交互化；地圖顯示方式的多樣化；靈活性。

（6）CAC與一般計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的計(jì)算機(jī)制圖對比，其特點(diǎn)在于：圖形要素的特殊性和復(fù)雜性；圖形關(guān)系的特殊性；地圖特點(diǎn)的體現(xiàn)；地圖分析；

數(shù)據(jù)來源的多格式性。（5）機(jī)助制圖的基本過程見下圖數(shù)字測圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換航天遙感地圖數(shù)字化影像數(shù)字化數(shù)據(jù)獲取數(shù)字預(yù)處理投影變換制圖綜合圖形編輯數(shù)字地圖接邊數(shù)據(jù)處理普通地圖專題地圖分析評價(jià)圖統(tǒng)計(jì)圖表圖形輸出（6）計(jì)算機(jī)地圖制圖的主要問題

計(jì)算機(jī)地圖制圖的核心問題是如何使用計(jì)算機(jī)處理地圖信息，即解決地圖信息如何以數(shù)字的形式表示、獲取、存儲、處理和輸出。具體的需要解決3個(gè)主要問題：

對連續(xù)的地圖信息數(shù)字化，對不同技術(shù)獲取多源制圖空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，一邊計(jì)算機(jī)讀取并識別它的內(nèi)容；計(jì)算機(jī)根據(jù)地圖制圖生產(chǎn)和地理信息應(yīng)用的要求，對數(shù)字形式的地圖信息進(jìn)行一系列的加工處理，按照特定制圖規(guī)范形成

一定形式的數(shù)字地圖產(chǎn)品，構(gòu)成地圖數(shù)據(jù)庫；

把數(shù)字地圖有關(guān)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成人可閱讀的地圖圖形。（6）CAC國際發(fā)展?fàn)顩r

探索期：大約是50年代末至60年代后期，出現(xiàn)了首張機(jī)繪地圖和CAC系統(tǒng)；

發(fā)展期：整個(gè)70年代，許多國家建立了人機(jī)交互的CAC系統(tǒng)，并發(fā)展了GIS，如CGIS和JGIS等；發(fā)展成熟期：整個(gè)80年代，各種類型的地圖數(shù)據(jù)庫和GIS不斷涌現(xiàn)，特別是機(jī)助的專題地圖制圖得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展；普及應(yīng)用期：90年代至今，各種數(shù)字形式的地圖數(shù)據(jù)庫在各國全面建立并得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)CAC也逐漸發(fā)展成為獨(dú)

立的學(xué)科體系。

（6）CAC的當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)多元數(shù)據(jù)采集手段一體化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫集成化地圖產(chǎn)品多元化地圖分析的深入地圖表達(dá)方式多樣化

地圖及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的商業(yè)化（6）CAC系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成

完整的CAC系統(tǒng)包括硬件、軟件、地圖數(shù)據(jù)和制圖人員四個(gè)基本組成部分。（7）CAC硬件系統(tǒng)

主要包括計(jì)算機(jī)、圖形圖像輸入設(shè)備、圖形圖像輸出設(shè)備和外存儲器（8）CAC軟件系統(tǒng)

通用軟件：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、編程語言和工具、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)和接口軟件

數(shù)字制圖專用軟件：矢量數(shù)據(jù)采集軟件、柵格數(shù)據(jù)矢量化軟件、數(shù)據(jù)編輯軟件、地圖符號制作軟件、地圖數(shù)據(jù)處理軟件、

數(shù)字地圖出版軟件以及電子地圖制作軟件等。

（9）空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化操作的解決方法有：緊湊式、混合式和擴(kuò)展式。（10）CAC與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別1、CAC與GIS

（1）聯(lián)系：CAC是GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，是其重要組成部分，主要完成GIS前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作；現(xiàn)代GIS都具有CAC成分，具備良好的地圖制圖功能，但并非所有的CAC系統(tǒng)都含有GIS的全部功能。

（2）區(qū)別：主要存在于空間分析方面，CAC具有強(qiáng)大的地圖制圖功能，而GIS除包含CAC系統(tǒng)的功能外，海具有豐富的空間分析能力，特別是對圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次空間分析的能力。2、CAC與CAD

（1）聯(lián)系：二者都是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為數(shù)據(jù)處理和算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，均有空間坐標(biāo)系統(tǒng)，能把目標(biāo)和參考系統(tǒng)聯(lián)系起來，也都能在一定程度上處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。

（2）區(qū)別：CAD一般采用幾何坐標(biāo)系統(tǒng)，處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合，圖形功能尤其是現(xiàn)代的三維圖形功能極強(qiáng)，屬性數(shù)據(jù)處理功能相對較弱。CAC一般采用大地坐標(biāo)系，處理的多為地理空間的自然目標(biāo)和人工目標(biāo)，圖形關(guān)系復(fù)雜，且制圖數(shù)據(jù)來源廣，輸入方式多樣，需要及其豐富的地圖符號庫和屬性庫的支持。因此，一個(gè)功能強(qiáng)大的CAD系統(tǒng)，并不完全適合于完成CAC任務(wù)。3、CAC與數(shù)據(jù)庫

（1）聯(lián)系：CAC需要一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持。

（2）區(qū)別：一般數(shù)據(jù)庫不具有圖形數(shù)據(jù)庫的功能。SDE是最好的解決方案4、CAC與遙感圖像處理

遙感圖像處理是專門針對遙感圖像進(jìn)行分析處理的軟件，圖像分析處理功能強(qiáng)大；而一般計(jì)算機(jī)地圖制圖的圖像分析處理功能較弱。

（11）主要的地圖數(shù)據(jù)源有：地圖、遙感影像數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、文字與統(tǒng)計(jì)資料、已有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

（12）編碼的基礎(chǔ)是分類分級，編碼的結(jié)果是代碼。計(jì)算機(jī)地圖制圖中的代碼分為兩種：分類碼和標(biāo)志碼。

（13）掃描跟蹤數(shù)字化是目前計(jì)算機(jī)地圖制圖中最主要的地圖數(shù)字化方式，主要采用人機(jī)交互的數(shù)字化方式進(jìn)行。

（14）屬性數(shù)據(jù)的采集主要使用鍵盤輸入的方式進(jìn)行，其中當(dāng)屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)軟件的提示用鍵盤輸入；當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，可與幾何數(shù)據(jù)分開輸入，經(jīng)檢查后轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)庫中。其與幾何數(shù)據(jù)的聯(lián)系是通過公共標(biāo)志碼來實(shí)現(xiàn)的。

（15）地圖數(shù)據(jù)的編輯是在基本數(shù)字化完成后進(jìn)行的，主要是為了修正和修飾采集的地圖數(shù)據(jù)。其基本過程包括數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)的編輯修改。

（16）數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)內(nèi)容1、數(shù)據(jù)質(zhì)量的含義

用地圖數(shù)據(jù)來表達(dá)實(shí)體的定位、定性和時(shí)間特征時(shí)，其所能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性和完整性，以及它們之間統(tǒng)一性的程度。2、數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容

準(zhǔn)確性，一致性，完整性、現(xiàn)勢性和統(tǒng)一性。3、數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價(jià)方法有直接法和間接法。4、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法

誤差帶法、比較法和相關(guān)分析法等。（17）對地圖數(shù)據(jù)庫概念的兩種理解一是把它看作軟件系統(tǒng)，即“空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”，如常用的ArcSDE+Geodatabase；二是把它看作是地圖信息的載體，即“圖形文件”，是以數(shù)字的形式把一幅地圖的諸要素及它們之間的相互聯(lián)系有機(jī)的組織起來，并存儲在計(jì)算機(jī)中的一批相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)文件，如SHAPE,COVERAGE等。

（18）從應(yīng)用的角度看，地圖數(shù)據(jù)庫主要有兩種類型，即GIS中的地圖數(shù)據(jù)庫和地圖制圖系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫，它們支持相同的數(shù)據(jù)格式。GIS的地圖數(shù)據(jù)庫傾向于“空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”+客戶程序構(gòu)成GIS；CAC的地圖數(shù)據(jù)庫依然是圖形數(shù)據(jù)庫模式，即文件管理模式。

（19）當(dāng)前的空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型均以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)（20）關(guān)系模型用于設(shè)計(jì)地圖數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)在于：

結(jié)構(gòu)靈活，可滿足所有用于布爾邏輯運(yùn)算和數(shù)字運(yùn)算規(guī)則形成的詢問要求；能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；加入和刪除數(shù)據(jù)方便；適宜表達(dá)地理屬性數(shù)據(jù)。

（21）在純關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式下，地圖圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都可以采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲，對于存儲可變長的圖形數(shù)據(jù)，一般有兩種處理方法：

對變長的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系范式分解，使之成為若干定長的記錄；

利用存儲變長記錄的二進(jìn)制字段類型，如ORACLE公司的Longraw數(shù)據(jù)類型，SQLServer的IMAGE數(shù)據(jù)類型。該方式

為大多數(shù)的SDBMS所使用。

（22）對象－關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的具體結(jié)構(gòu)

面向?qū)ο蟮牡匚镆�素模型：從幾何方面劃分地圖的各種地物可抽象為：點(diǎn)狀地物、線狀地物、面狀地物以及混合構(gòu)成的復(fù)

雜地物。則地圖M可用面向?qū)ο蟮姆绞胶唵伪磉_(dá)為節(jié)點(diǎn)類、弧段類、多邊形類。

面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型：在關(guān)系DBMS的基礎(chǔ)上，增加面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的封裝、繼承和信息傳播等功能。拓?fù)潢P(guān)系與面向?qū)ο竽Ｐ停和ǔ５匚镏�間的相鄰、關(guān)聯(lián)關(guān)系可以通過公共節(jié)點(diǎn)、公共弧段的數(shù)據(jù)共享來隱含表達(dá)。（23）空間數(shù)據(jù)的特殊性，就需要對傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的功能擴(kuò)展，使其成為SDBMS，目前主要有兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)：數(shù)據(jù)庫開發(fā)商在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上擴(kuò)充SQL查詢語言，支持空間數(shù)據(jù)的查詢，增加空間數(shù)據(jù)管理功能，如ORACLE

SPATIAL；

GIS開發(fā)商通過擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)引擎來管理圖形對象，保證圖形信息的完整性與一致性，動(dòng)態(tài)保持圖形信息的邏輯關(guān)系，支

持空間分析與查詢，維護(hù)圖形信息的安全，以及圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接等。如ArcSDE+Geodatabase。

兩種技術(shù)路線的原理是一致的：利用數(shù)據(jù)庫的BLOB（二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊）字段來存儲圖形對象，并將傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)擴(kuò)展為對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式，以此實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

（24）空間數(shù)據(jù)庫中，圖形與屬性的結(jié)合方式：圖形文件形式、圖形數(shù)據(jù)庫、圖形文件＋外掛屬性數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)一體化管理、面向?qū)ο蠼M織方式。目前主流的組織方式第三和第四種，最后一種是發(fā)展的趨勢。（25）空間數(shù)據(jù)引擎的概念

空間數(shù)據(jù)引擎是指提供存儲、查詢、檢索空間數(shù)據(jù)，以及對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間關(guān)系運(yùn)算和空間分析的程序功能集合。正是空間數(shù)據(jù)庫引擎的引入，才建立了真正意義上的面向分布式的空間數(shù)據(jù)庫。（26）空間數(shù)據(jù)引擎的基本功能

空間數(shù)據(jù)引擎作為客戶應(yīng)用和空間數(shù)據(jù)庫的中間層，其具備的基本功能有以下幾個(gè)方面：

多用戶管理；多空間數(shù)據(jù)庫管理；空間數(shù)據(jù)的索引；空間關(guān)系運(yùn)算和空間分析功能；GSQL語句的解釋執(zhí)行。（27）圖形的表示種類：圖形有點(diǎn)陣表示（圖像）和矢量表示（圖形）。點(diǎn)陣表示用圖形各個(gè)要素點(diǎn)的顏色值從外表上反映圖形；矢量表示則用生成圖形所需的坐標(biāo)、形狀、顏色等幾何和非幾何數(shù)據(jù)集合來描述，反映了圖形的內(nèi)在聯(lián)系。

（28）大多數(shù)圖形學(xué)應(yīng)用中采用矢量表示來建立圖形對象模型，然而矢量表示不能直接用于屏幕表示，在顯示時(shí)往往需要將圖形對象轉(zhuǎn)換成屏幕點(diǎn)陣表示。（29）圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化

在圖形輸出時(shí)，從圖形對象的幾何和拓?fù)湫畔⒊霭l(fā)，確定最佳逼近圖形的象素集合，并用指定的顏色和灰度設(shè)置象素的過程稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。（30）直線繪制算法的要求

所繪直線應(yīng)盡可能的直，盡量避免階梯效應(yīng)；

所繪制的直線應(yīng)該具有精確的起點(diǎn)和終點(diǎn)，具有連續(xù)性；

所顯示的亮度或顏色應(yīng)該在直線長度范圍內(nèi)，與直線的長度和方向無關(guān)；直線的生成速度要快；盡量適合硬件實(shí)現(xiàn)。（31）數(shù)值微分算法畫直線

DDA（DigitalDifferentialAnalyzer）算法是根據(jù)直線的微分方程來計(jì)算Δx或Δy生成直線的掃描轉(zhuǎn)換算法。在一個(gè)坐標(biāo)軸上以單位間隔對線段取樣,以決定另一個(gè)坐標(biāo)軸方向上最靠近理想線段的整數(shù)值。（32）Bresenham畫線算法

Bresenham畫線算法是通過在每列像素中確定與理想直線最近的像素來進(jìn)行直線的掃描轉(zhuǎn)換的。為了討論的方便,不妨也假定直線的斜率在0～1之間。如圖所示,過各行、各列像素中心構(gòu)造一組虛擬網(wǎng)格線,按直線從起點(diǎn)到終點(diǎn)的順序計(jì)算直線與各垂直網(wǎng)格線的交點(diǎn),然后確定該列像素中與該交點(diǎn)最近的像素。（33）中點(diǎn)畫圓和Bresenham畫圓算法描述（34）掃描線算法和種子象素填充算法

（35）矢量數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、圖形編輯、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)插值、矢量符號的生成和拓?fù)潢P(guān)系的建立等。（36）矢量數(shù)據(jù)的壓縮經(jīng)常應(yīng)用于圖形的簡化處理中。其概念為：

又稱為數(shù)據(jù)化簡，是指從所取得的數(shù)據(jù)集合中抽出一個(gè)子集，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，能夠用盡可能少的數(shù)據(jù)量，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)，最好的逼近原集合。矢量數(shù)據(jù)的壓縮主要是對線的壓縮。（37）線壓縮應(yīng)滿足的基本條件

保持曲線的形狀特征保持曲線的密度對比

保持曲線特征轉(zhuǎn)折點(diǎn)的精度保持曲線空間關(guān)系的正確

主要運(yùn)用的方法有：垂距法、光欄法、道格拉斯-普克法

垂距法的算法思想為：在給定的曲線上每次順序取三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算中間點(diǎn)與其它兩點(diǎn)連線的垂距d，并與限差L比較。光欄法的算法思想為：定義一個(gè)扇形區(qū)域，通過判斷曲線上的點(diǎn)在扇形外還是在扇形內(nèi)，確定保留還是舍去。

道格拉斯-普克法的算法思想為：對給定曲線的首末點(diǎn)虛連一條直線，求中間所有點(diǎn)與直線間的距離，并找出最大距離dmax，用dmax與限差L比較。（38）柵格數(shù)據(jù)處理主要包括類似于矢量數(shù)據(jù)預(yù)處理中的坐標(biāo)變換，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)壓縮處理等；進(jìn)行基本的柵格運(yùn)算處理，如平滑、銳化、增強(qiáng)等。（39）可視化與地理信息的可視化

通常意義的可視化就是將事物或現(xiàn)象變成可被視覺感知的過程。目前的可視化是計(jì)算機(jī)的可視化，是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。其主要功能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過一定媒體形式的轉(zhuǎn)換，而成為人能夠視覺感知的結(jié)果。地理信息的可視化是指將原有的地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)，它是一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，與一般意義的可視化類似，其目的也是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，以便為人們視覺所感知。其結(jié)果即地理符號化的結(jié)果。（40）可視化的作用

實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的交互通信所見即所做

為大量抽象的工作提供了直觀的方式（41）地理信息可視化的形式地圖最主要的形式多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)

（42）符號化與符號化過程

符號化是指地圖要素形成符號的過程。符號化過程是利用地圖數(shù)據(jù)庫得到有關(guān)地圖要素的分級分類編碼及相應(yīng)符號和要素實(shí)體抽象后得到的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以形成地圖空間內(nèi)的圖形符號模型過程。（43）符號化與數(shù)字化的關(guān)系

數(shù)字化是將地圖要素或相應(yīng)圖形符號抽象成地圖數(shù)據(jù)庫的定性、定位及時(shí)間數(shù)據(jù)。

符號化是將地圖數(shù)據(jù)庫內(nèi)的定性、定位及時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形符號，是數(shù)字化的逆過程。

符號化的結(jié)果并不要求與來源的要素特征完全一致，可以進(jìn)行人為的抽象模擬。大多的地圖符號就是這種結(jié)果。（44）符號化的方法

根據(jù)不同的數(shù)據(jù)來源有矢量符號化和柵格符號化；跟符號具體生成過程又有直接信息法和間接信息法。

二、MapGIS部分1、名詞：

（1）MapGIS系統(tǒng)

是中地信息工程有限公司研制的具有自主版權(quán)的大型基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)平臺，它是一個(gè)集當(dāng)代最先進(jìn)的圖形、圖像、地質(zhì)、地理、遙感、測繪、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的大型智能軟件系統(tǒng)，是集數(shù)字制圖、數(shù)據(jù)庫管理及空間分析為一體的空間信息系統(tǒng)，是進(jìn)行現(xiàn)代化管理與決策的先進(jìn)工具。（2）數(shù)字化

數(shù)字化是指把圖形、文字等模擬信息轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能夠識別、處理、貯存的數(shù)字信息的過程。（3）圖層

按照一定的需要或標(biāo)準(zhǔn)把某些相關(guān)的物體組合在一起�？梢园岩粋�(gè)圖層理解為一張透明薄膜，每一層上的物體在同一張薄膜上。一張圖就是由若干層薄膜疊置而成的，圖形分層有利于提高檢索和顯示速度。（4）弧段

弧段是一系列有規(guī)則的，順序的點(diǎn)的集合,用它們可以構(gòu)成區(qū)域的輪廓線。它與曲線是兩個(gè)不同的概念，前者屬于面元，后者屬于線元。（5）節(jié)點(diǎn)平差

本來是同一個(gè)結(jié)點(diǎn)，由于數(shù)字化誤差，幾條弧段在交叉處，即結(jié)點(diǎn)處沒有閉合或吻合，留有空隙，為此將它們在交叉處的端點(diǎn)按照一定的匹配半徑捏合起來，成為一個(gè)真正結(jié)點(diǎn)的過程，稱為結(jié)點(diǎn)平差。（6）拓?fù)渲亟?/p>

就是要建立節(jié)點(diǎn)和弧段間的拓?fù)潢P(guān)系以及弧段所構(gòu)成的區(qū)域之間的拓?fù)潢P(guān)系，并賦予它們屬性。

（7）鑲嵌配準(zhǔn)：利用已知坐標(biāo)的點(diǎn)（控制點(diǎn)）對不具有或誤差坐標(biāo)系的圖像進(jìn)行坐標(biāo)系賦予或糾正的過程，就稱為鑲嵌配準(zhǔn)。

（8）控制點(diǎn)（9）節(jié)點(diǎn)

2、回答

（1）我國基本比例尺地形圖的分幅標(biāo)準(zhǔn)和一般采用的地圖投影是什么。（2）MapGIS中如何對地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。（3）MapGIS中支持的柵格影像的格式有幾種？（4）在MapGIS注釋輸入中，在注釋輸入框中輸入“中國＃+國土＃－資源＃＝部”和“/123/456/”，那么在圖上將輸出什么結(jié)果。

（5）MapGIS中弧段與線段的區(qū)別與聯(lián)系。

（6）MapGIS中F4,F5,F6,F7,F8,F9,F11和F12等功能鍵的作用。

F4鍵高程遞加F6鍵移動(dòng)屏幕F8鍵加點(diǎn)F11鍵改向

F5鍵放大屏幕F7鍵縮小屏幕F9鍵退點(diǎn)F12鍵抓線頭

（7）拓?fù)涮幚戆�括哪些�?nèi)容，在MapGIS中，進(jìn)行拓?fù)涮幚淼幕�本工作流程�?/p>

1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

2、自動(dòng)剪斷線

3、清除重疊坐標(biāo)及自相交

4、清除微短線5、自動(dòng)線節(jié)點(diǎn)平差6、線轉(zhuǎn)弧段

7、關(guān)閉線文件或清除線工作區(qū)9、拓?fù)洳殄e(cuò)

10、拓?fù)渲亟?/p>

8、裝入轉(zhuǎn)換后的弧段文件

（8）圖形數(shù)據(jù)的誤差有幾種類型，MapGIS的誤差校正子系統(tǒng)主要校正哪種類型的誤差，進(jìn)行誤差校正的基本原理是什么。

源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入過程中產(chǎn)生的誤差，如數(shù)字化過程中因紙張變形、變換比例尺、數(shù)字化儀的精度（定點(diǎn)誤差、重復(fù)誤差和分辨率）、操作員的技能和采樣點(diǎn)的密度等引起的誤差。

處理誤差是指數(shù)據(jù)錄入后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的誤差，包括幾何變換、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差等。應(yīng)用誤差是指空間數(shù)據(jù)被使用過程中出現(xiàn)的誤差。

其中數(shù)據(jù)處理誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)源的誤差，應(yīng)用誤差不屬于數(shù)據(jù)本身的誤差，因此誤差校正主要是來校正數(shù)據(jù)源誤差。

（9）給定一幅1：10000標(biāo)準(zhǔn)分幅的紙質(zhì)地形圖，地圖編號為：J-50-041-(1)，如何實(shí)現(xiàn)在MapGIS中的圖形矢量入庫，具體步驟有哪些，并列出關(guān)鍵參數(shù)？

關(guān)鍵步驟為：（1）掃描地圖，格式為Tiff或JPG格式；（2）進(jìn)行圖形基本處理，包括偏移處理和灰度處理，以使圖形成水平，圖面清晰易于數(shù)字化；（3）進(jìn)入MapGIS圖像鑲嵌模塊，進(jìn)行DRG生產(chǎn)，完成圖像格式MSI格式圖像的轉(zhuǎn)換，并輸入圖幅號進(jìn)行坐標(biāo)糾正，最后存儲；（4）進(jìn)入投影轉(zhuǎn)換模塊，生成標(biāo)準(zhǔn)圖框，輸入圖幅號J-50-041-(1)，并對生成的標(biāo)準(zhǔn)圖框進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換；（5）進(jìn)入圖形編輯模塊，打開投影轉(zhuǎn)換后的圖框文件，并添加MSI光柵圖像文件，新建點(diǎn)、線、面文件；（6）分析圖上的地理要素，建立分層字典，進(jìn)行矢量化。

（10）MAPGIS中，進(jìn)行圖形裁減的基本步驟，回答制圖裁減和拓?fù)洳脺p兩種方式的不同之處。

擴(kuò)展閱讀：計(jì)算機(jī)地圖制圖知識總結(jié)

《計(jì)算機(jī)地圖制圖》期中知識總結(jié)

一、基本理論知識部分1、名詞：

（1）計(jì)算機(jī)地圖制圖

計(jì)算機(jī)地圖制圖（Computer-AidedCartography，簡稱CAC）又稱數(shù)字化制圖、計(jì)算機(jī)輔助制圖等，簡稱為機(jī)助制圖。簡單的講計(jì)算機(jī)地圖制圖是以地圖學(xué)基本原理為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)和圖形輸入輸出設(shè)備，從事地圖制作和使用的一門學(xué)科。具體講，改技術(shù)通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形的數(shù)字處理方法，實(shí)現(xiàn)最佳的解決地學(xué)信息的獲取、變換、傳輸、識別、存儲、處理以至最后實(shí)現(xiàn)地圖的自動(dòng)制作及其分析的一門學(xué)科。實(shí)質(zhì)上。計(jì)算機(jī)地圖制圖就是數(shù)字化地圖或者稱為制作電子地圖，其過程是從圖形（連續(xù)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字（離散），經(jīng)過一定的處理，再由數(shù)字轉(zhuǎn)換為圖形。。

（2）數(shù)字地圖與電子地圖

數(shù)字地圖是以數(shù)字形式記錄和存儲的地圖；電子地圖是數(shù)字地圖轉(zhuǎn)化為模擬地圖的軟拷貝形式。

（3）無極比例尺

指以一個(gè)大比例尺空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，在一定區(qū)域內(nèi)空間對象的信息量隨比例尺變化自動(dòng)增減，從而使得空間地理信息的壓縮和復(fù)現(xiàn)與比例尺自適應(yīng)的一種信息處理技術(shù)。

2、回答

（1）比較電子地圖與數(shù)字地圖的概念與聯(lián)系。

數(shù)字地圖是以數(shù)字形式記錄和存儲的地圖；電子地圖是數(shù)字地圖轉(zhuǎn)化為模擬地圖的軟拷貝形式。

（2）機(jī)助制圖與地理信息系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)地圖制圖的發(fā)展孕育了地理信息系統(tǒng)的誕生，而地理信息系統(tǒng)的發(fā)展又推動(dòng)著計(jì)算機(jī)地圖制圖的迅速提高和進(jìn)一步發(fā)展，所有的GIS都具有計(jì)算機(jī)地圖制圖的成分，但不是所有計(jì)算機(jī)地圖制圖都含有GIS的全部功能，兩者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)。區(qū)別在于機(jī)助制圖注重可見實(shí)體的顯示和處理，對可能存在的非圖形屬性不太重視，而GIS則兩者并重。（3）分析計(jì)算機(jī)地圖制圖、電子地圖和GIS三者間的關(guān)系。

三者具有密切的聯(lián)系，同時(shí)也有一定的區(qū)別。計(jì)算機(jī)地圖制圖是最先發(fā)展起來的一門地圖處理技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)其他兩者的基礎(chǔ)技術(shù)。電子地圖是利用計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)而形成的一種新的地圖形式。GIS則是在電子地圖的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫管理和計(jì)算分析功能，而形成更加先進(jìn)的信息處理工具和輔助決策工具。

（4）電子地圖與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖相比較，其具有的優(yōu)勢有哪些。1、交互性強(qiáng)2、能無級縮放3、無縫

4、動(dòng)態(tài)的對地圖信息的載負(fù)量調(diào)整5、可以實(shí)現(xiàn)多維化6、信息豐富

7、易于實(shí)現(xiàn)信息共享

8、可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)基本地圖計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和分析功能（5）CAC與傳統(tǒng)的地圖制圖相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)采集與存儲的數(shù)字化；地圖表達(dá)與處理的數(shù)字化；

地圖分析的自動(dòng)化與交互化；地圖顯示方式的多樣化；靈活性。

（6）CAC與一般計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的計(jì)算機(jī)制圖對比，其特點(diǎn)在于：圖形要素的特殊性和復(fù)雜性；

圖形關(guān)系的特殊性；地圖特點(diǎn)的體現(xiàn)；地圖分析；

數(shù)據(jù)來源的多格式性。

（5）機(jī)助制圖的基本過程見下圖

數(shù)字測圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換航天遙感地圖數(shù)字化影像數(shù)字化數(shù)據(jù)獲取數(shù)字預(yù)處理投影變換制圖綜合圖形編輯數(shù)字地圖接邊數(shù)據(jù)處理普通地圖專題地圖分析評價(jià)圖統(tǒng)計(jì)圖表圖形輸出（6）計(jì)算機(jī)地圖制圖的主要問題

計(jì)算機(jī)地圖制圖的核心問題是如何使用計(jì)算機(jī)處理地圖信息，即解決地圖信息如何以數(shù)字的形式表示、獲取、存儲、處理和輸出。具體的需要解決3個(gè)主要問題：

對連續(xù)的地圖信息數(shù)字化，對不同技術(shù)獲取多源制圖空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，一邊計(jì)算機(jī)讀取并識別它的內(nèi)容；

計(jì)算機(jī)根據(jù)地圖制圖生產(chǎn)和地理信息應(yīng)用的要求，對數(shù)字形式的地圖信息進(jìn)行一系列的加工處理，按照特定制圖規(guī)范形成一定形式的數(shù)字地圖產(chǎn)品，構(gòu)成地圖數(shù)據(jù)庫；把數(shù)字地圖有關(guān)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成人可閱讀的地圖圖形。

（6）CAC國際發(fā)展?fàn)顩r

探索期：大約是50年代末至60年代后期，出現(xiàn)了首張機(jī)繪地圖和CAC系統(tǒng)；

發(fā)展期：整個(gè)70年代，許多國家建立了人機(jī)交互的CAC系統(tǒng)，并發(fā)展了GIS，如CGIS和JGIS等；

發(fā)展成熟期：整個(gè)80年代，各種類型的地圖數(shù)據(jù)庫和GIS不斷涌現(xiàn)，特別是機(jī)助的專題地圖制圖得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展；

普及應(yīng)用期：90年代至今，各種數(shù)字形式的地圖數(shù)據(jù)庫在各國全面建立并得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)CAC也逐漸發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科體系。

（6）CAC的當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)

多元數(shù)據(jù)采集手段一體化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫集成化地圖產(chǎn)品多元化地圖分析的深入

地圖表達(dá)方式多樣化

地圖及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的商業(yè)化

（6）CAC系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成

完整的CAC系統(tǒng)包括硬件、軟件、地圖數(shù)據(jù)和制圖人員四個(gè)基本組成部分。（7）CAC硬件系統(tǒng)

主要包括計(jì)算機(jī)、圖形圖像輸入設(shè)備、圖形圖像輸出設(shè)備和外存儲器

（8）CAC軟件系統(tǒng)

通用軟件：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、編程語言和工具、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件以及設(shè)

備驅(qū)動(dòng)和接口軟件

數(shù)字制圖專用軟件：矢量數(shù)據(jù)采集軟件、柵格數(shù)據(jù)矢量化軟件、數(shù)據(jù)編輯軟件、地圖符號制作軟件、地圖數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)字地圖出版軟件以及電子地圖制作軟件等。

（9）空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化操作的解決方法有：緊湊式、混合式和擴(kuò)展式。（10）CAC與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別1、CAC與GIS

（1）聯(lián)系：CAC是GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，是其重要組成部分，主要完成GIS前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作；現(xiàn)代GIS都具有CAC成分，具備良好的地圖制圖功能，但并非所有的CAC系統(tǒng)都含有GIS的全部功能。

（2）區(qū)別：主要存在于空間分析方面，CAC具有強(qiáng)大的地圖制圖功能，而GIS除包含CAC系統(tǒng)的功能外，海具有豐富的空間分析能力，特別是對圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次空間分析的能力。

2、CAC與CAD

（1）聯(lián)系：二者都是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為數(shù)據(jù)處理和算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，均有空間坐標(biāo)系統(tǒng)，能把目標(biāo)和參考系統(tǒng)聯(lián)系起來，也都能在一定程度上處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。

（2）區(qū)別：CAD一般采用幾何坐標(biāo)系統(tǒng)，處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合，圖形功能尤其是現(xiàn)代的三維圖形功能極強(qiáng)，屬性數(shù)據(jù)處理功能相對較弱。CAC一般采用大地坐標(biāo)系，處理的多為地理空間的自然目標(biāo)和人工目標(biāo)，圖形關(guān)系復(fù)雜，且制圖數(shù)據(jù)來源廣，輸入方式多樣，需要及其豐富的地圖符號庫和屬性庫的支持。因此，一個(gè)功能強(qiáng)大的CAD系統(tǒng)，并不完全適合于完成CAC任務(wù)。3、CAC與數(shù)據(jù)庫

（1）聯(lián)系：CAC需要一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持。

（2）區(qū)別：一般數(shù)據(jù)庫不具有圖形數(shù)據(jù)庫的功能。SDE是最好的解決方案4、CAC與遙感圖像處理

遙感圖像處理是專門針對遙感圖像進(jìn)行分析處理的軟件，圖像分析處理功能強(qiáng)大；而一般計(jì)算機(jī)地圖制圖的圖像分析處理功能較弱。

（11）主要的地圖數(shù)據(jù)源有：地圖、遙感影像數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、文字與統(tǒng)計(jì)資料、已有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

（12）編碼的基礎(chǔ)是分類分級，編碼的結(jié)果是代碼。計(jì)算機(jī)地圖制圖中的代碼分為兩種：分類碼和標(biāo)志碼。

（13）掃描跟蹤數(shù)字化是目前計(jì)算機(jī)地圖制圖中最主要的地圖數(shù)字化方式，主要采用人機(jī)交互的數(shù)字化方式進(jìn)行。

（14）屬性數(shù)據(jù)的采集主要使用鍵盤輸入的方式進(jìn)行，其中當(dāng)屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)軟件的提示用鍵盤輸入；當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，可與幾何數(shù)據(jù)分開輸入，經(jīng)檢查后轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)庫中。其與幾何數(shù)據(jù)的聯(lián)系是通過公共標(biāo)志碼來實(shí)現(xiàn)的。（15）地圖數(shù)據(jù)的編輯是在基本數(shù)字化完成后進(jìn)行的，主要是為了修正和修飾采集的地圖數(shù)據(jù)。其基本過程包括數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)的編輯修改。

（16）數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)內(nèi)容1、數(shù)據(jù)質(zhì)量的含義

用地圖數(shù)據(jù)來表達(dá)實(shí)體的定位、定性和時(shí)間特征時(shí)，其所能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性和完整性，以及它們之間統(tǒng)一性的程度。2、數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容

準(zhǔn)確性，一致性，完整性、現(xiàn)勢性和統(tǒng)一性。3、數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價(jià)方法有直接法和間接法。

4、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法

誤差帶法、比較法和相關(guān)分析法等。

（17）對地圖數(shù)據(jù)庫概念的兩種理解

一是把它看作軟件系統(tǒng)，即“空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”，如常用的ArcSDE+Geodatabase；二是把它看作是地圖信息的載體，即“圖形文件”，是以數(shù)字的形式把一幅地圖的諸要素及它們之間的相互聯(lián)系有機(jī)的組織起來，并存儲在計(jì)算機(jī)中的一批相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)文件，如SHAPE,COVERAGE等。

（18）從應(yīng)用的角度看，地圖數(shù)據(jù)庫主要有兩種類型，即GIS中的地圖數(shù)據(jù)庫和地圖制圖系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫，它們支持相同的數(shù)據(jù)格式。GIS的地圖數(shù)據(jù)庫傾向于“空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”+客戶程序構(gòu)成GIS；CAC的地圖數(shù)據(jù)庫依然是圖形數(shù)據(jù)庫模式，即文件管理模式。（19）當(dāng)前的空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型均以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)

（20）關(guān)系模型用于設(shè)計(jì)地圖數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)在于：

結(jié)構(gòu)靈活，可滿足所有用于布爾邏輯運(yùn)算和數(shù)字運(yùn)算規(guī)則形成的詢問要求；

能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；加入和刪除數(shù)據(jù)方便；適宜表達(dá)地理屬性數(shù)據(jù)。

（21）在純關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式下，地圖圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都可以采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲，對于存儲可變長的圖形數(shù)據(jù)，一般有兩種處理方法：

對變長的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系范式分解，使之成為若干定長的記錄；

利用存儲變長記錄的二進(jìn)制字段類型，如ORACLE公司的Longraw數(shù)據(jù)類型，SQLServer的IMAGE數(shù)據(jù)類型。該方式為大多數(shù)的SDBMS所使用。

（22）對象－關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的具體結(jié)構(gòu)

面向?qū)ο蟮牡匚镆�素模型：從幾何方面劃分地圖的各種地物可抽象為：點(diǎn)狀地物、線狀

地物、面狀地物以及混合構(gòu)成的復(fù)雜地物。則地圖M可用面向?qū)ο蟮姆绞胶唵伪磉_(dá)為節(jié)點(diǎn)類、弧段類、多邊形類。

面向?qū)ο蟮膶傩詳?shù)據(jù)模型：在關(guān)系DBMS的基礎(chǔ)上，增加面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的封裝、繼承和信息傳播等功能。

拓?fù)潢P(guān)系與面向?qū)ο竽Ｐ停和ǔ５匚镏�間的相鄰、關(guān)聯(lián)關(guān)系可以通過公共節(jié)點(diǎn)、公共弧段的數(shù)據(jù)共享來隱含表達(dá)。

（23）空間數(shù)據(jù)的特殊性，就需要對傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的功能擴(kuò)展，使其成為SDBMS，目前主要有兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)：

數(shù)據(jù)庫開發(fā)商在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上擴(kuò)充SQL查詢語言，支持空間數(shù)據(jù)的查詢，增加

空間數(shù)據(jù)管理功能，如ORACLESPATIAL；

GIS開發(fā)商通過擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)引擎來管理圖形對象，保證圖形信息的完整性與一致性，動(dòng)態(tài)保持圖形信息的邏輯關(guān)系，支持空間分析與查詢，維護(hù)圖形信息的安全，以及圖形

數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接等。如ArcSDE+Geodatabase。

兩種技術(shù)路線的原理是一致的：利用數(shù)據(jù)庫的BLOB（二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊）字段來存儲圖形對象，并將傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)擴(kuò)展為對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式，以此實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

（24）空間數(shù)據(jù)庫中，圖形與屬性的結(jié)合方式：圖形文件形式、圖形數(shù)據(jù)庫、圖形文件＋外掛屬性數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)一體化管理、面向?qū)ο蠼M織方式。目前主流的組織方式第三和第四種，最后一種是發(fā)展的趨勢。

（25）空間數(shù)據(jù)引擎的概念

空間數(shù)據(jù)引擎是指提供存儲、查詢、檢索空間數(shù)據(jù)，以及對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間關(guān)系運(yùn)算和空間分析的程序功能集合。正是空間數(shù)據(jù)庫引擎的引入，才建立了真正意義上的面向分布式的空間數(shù)據(jù)庫。

（26）空間數(shù)據(jù)引擎的基本功能

空間數(shù)據(jù)引擎作為客戶應(yīng)用和空間數(shù)據(jù)庫的中間層，其具備的基本功能有以下幾個(gè)方面：多用戶管理；多空間數(shù)據(jù)庫管理；空間數(shù)據(jù)的索引；空間關(guān)系運(yùn)算和空間分析功能；GSQL語句的解釋執(zhí)行。

（27）圖形的表示種類：圖形有點(diǎn)陣表示（圖像）和矢量表示（圖形）。點(diǎn)陣表示用圖形各個(gè)要素點(diǎn)的顏色值從外表上反映圖形；矢量表示則用生成圖形所需的坐標(biāo)、形狀、顏色等幾何和非幾何數(shù)據(jù)集合來描述，反映了圖形的內(nèi)在聯(lián)系。

（28）大多數(shù)圖形學(xué)應(yīng)用中采用矢量表示來建立圖形對象模型，然而矢量表示不能直接用于屏幕表示，在顯示時(shí)往往需要將圖形對象轉(zhuǎn)換成屏幕點(diǎn)陣表示。

（29）圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化

在圖形輸出時(shí)，從圖形對象的幾何和拓?fù)湫畔⒊霭l(fā)，確定最佳逼近圖形的象素集合，并用指定的顏色和灰度設(shè)置象素的過程稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。（30）直線繪制算法的要求

所繪直線應(yīng)盡可能的直，盡量避免階梯效應(yīng)；

所繪制的直線應(yīng)該具有精確的起點(diǎn)和終點(diǎn)，具有連續(xù)性；

所顯示的亮度或顏色應(yīng)該在直線長度范圍內(nèi)，與直線的長度和方向無關(guān)；直線的生成速度要快；盡量適合硬件實(shí)現(xiàn)。

（31）數(shù)值微分算法畫直線

DDA（DigitalDifferentialAnalyzer）算法是根據(jù)直線的微分方程來計(jì)算Δx或Δy生成直線的掃描轉(zhuǎn)換算法。在一個(gè)坐標(biāo)軸上以單位間隔對線段取樣,以決定另一個(gè)坐標(biāo)軸方向上最靠近理想線段的整數(shù)值。（32）Bresenham畫線算法

Bresenham畫線算法是通過在每列像素中確定與理想直線最近的像素來進(jìn)行直線的掃描轉(zhuǎn)換的。為了討論的方便,不妨也假定直線的斜率在0～1之間。如圖所示,過各行、各列像素中心構(gòu)造一組虛擬網(wǎng)格線,按直線從起點(diǎn)到終點(diǎn)的順序計(jì)算直線與各垂直網(wǎng)格線的交點(diǎn),然后確定該列像素中與該交點(diǎn)最近的像素。（33）中點(diǎn)畫圓和Bresenham畫圓算法描述（34）掃描線算法和種子象素填充算法

（35）矢量數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、圖形編輯、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)插值、矢量符號的生成和拓?fù)潢P(guān)系的建立等。

（36）矢量數(shù)據(jù)的壓縮經(jīng)常應(yīng)用于圖形的簡化處理中。其概念為：又稱為數(shù)據(jù)化簡，是指從所取得的數(shù)據(jù)集合中抽出一個(gè)子集，這個(gè)子集作為一個(gè)新的信息源，能夠用盡可能少的數(shù)據(jù)量，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)，最好的逼近原集合。矢量數(shù)據(jù)的壓縮主要是對線的壓縮。

（37）線壓縮應(yīng)滿足的基本條件

保持曲線的形狀特征

保持曲線的密度對比保持曲線特征轉(zhuǎn)折點(diǎn)的精度保持曲線空間關(guān)系的正確

主要運(yùn)用的方法有：垂距法、光欄法、道格拉斯-普克法垂距法的算法思想為：在給定的曲線上每次順序取三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算中間點(diǎn)與其它兩點(diǎn)連線的垂距d，并與限差L比較。

光欄法的算法思想為：定義一個(gè)扇形區(qū)域，通過判斷曲線上的點(diǎn)在扇形外還是在扇形內(nèi)，確定保留還是舍去。

道格拉斯-普克法的算法思想為：對給定曲線的首末點(diǎn)虛連一條直線，求中間所有點(diǎn)與直線間的距離，并找出最大距離dmax，用dmax與限差L比較。

（38）柵格數(shù)據(jù)處理主要包括

類似于矢量數(shù)據(jù)預(yù)處理中的坐標(biāo)變換，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)壓縮處理等；

進(jìn)行基本的柵格運(yùn)算處理，如平滑、銳化、增強(qiáng)等。

（39）可視化與地理信息的可視化

通常意義的可視化就是將事物或現(xiàn)象變成可被視覺感知的過程。目前的可視化是計(jì)算機(jī)的可視化，是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。其主要功能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過一定媒體形式的轉(zhuǎn)換，而成為人能夠視覺感知的結(jié)果。

地理信息的可視化是指將原有的地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)，它是一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，與一般意義的可視化類似，其目的也是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，以便為人們視覺所感知。其結(jié)果即地理符號化的結(jié)果。（40）可視化的作用

實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的交互通信

所見即所做

為大量抽象的工作提供了直觀的方式

（41）地理信息可視化的形式地圖最主要的形式

多媒體

虛擬現(xiàn)實(shí)

（42）符號化與符號化過程

符號化是指地圖要素形成符號的過程。符號化過程是利用地圖數(shù)據(jù)庫得到有關(guān)地圖要素的分級分類編碼及相應(yīng)符號和要素實(shí)體抽象后得到的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以形成地圖空間內(nèi)的圖形符號模型過程。

（43）符號化與數(shù)字化的關(guān)系

數(shù)字化是將地圖要素或相應(yīng)圖形符號抽象成地圖數(shù)據(jù)庫的定性、定位及時(shí)間數(shù)據(jù)。

符號化是將地圖數(shù)據(jù)庫內(nèi)的定性、定位及時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形符號，是數(shù)字化的逆過程。符號化的結(jié)果并不要求與來源的要素特征完全一致，可以進(jìn)行人為的抽象模擬。大多的地圖符號就是這種結(jié)果。

（44）符號化的方法

根據(jù)不同的數(shù)據(jù)來源有矢量符號化和柵格符號化；跟符號具體生成過程又有直接信息法和間接信息法。

二、MapGIS部分1、名詞：

（1）MapGIS系統(tǒng)

是中地信息工程有限公司研制的具有自主版權(quán)的大型基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)平臺，它是一個(gè)集當(dāng)代最先進(jìn)的圖形、圖像、地質(zhì)、地理、遙感、測繪、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的大型智能軟件系統(tǒng)，是集數(shù)字制圖、數(shù)據(jù)庫管理及空間分析為一體的空間信息系統(tǒng)，是進(jìn)行現(xiàn)代化管理與決策的先進(jìn)工具。（2）數(shù)字化

數(shù)字化是指把圖形、文字等模擬信息轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能夠識別、處理、貯存的數(shù)字信息的過程。

（3）圖層

按照一定的需要或標(biāo)準(zhǔn)把某些相關(guān)的物體組合在一起�？梢园岩粋�(gè)圖層理解為一張透明薄膜，每一層上的物體在同一張薄膜上。一張圖就是由若干層薄膜疊置而成的，圖形分層有利于提高檢索和顯示速度。（4）弧段

弧段是一系列有規(guī)則的，順序的點(diǎn)的集合,用它們可以構(gòu)成區(qū)域的輪廓線。它與曲線是兩個(gè)不同的概念，前者屬于面元，后者屬于線元。（5）節(jié)點(diǎn)平差

本來是同一個(gè)結(jié)點(diǎn)，由于數(shù)字化誤差，幾條弧段在交叉處，即結(jié)點(diǎn)處沒有閉合或吻合，留有空隙，為此將它們在交叉處的端點(diǎn)按照一定的匹配半徑捏合起來，成為一個(gè)真正結(jié)點(diǎn)的過程，稱為結(jié)點(diǎn)平差。

（6）拓?fù)渲亟?/p>

就是要建立節(jié)點(diǎn)和弧段間的拓?fù)潢P(guān)系以及弧段所構(gòu)成的區(qū)域之間的拓?fù)潢P(guān)系，并賦予它們屬性。

（7）鑲嵌配準(zhǔn)：利用已知坐標(biāo)的點(diǎn)（控制點(diǎn)）對不具有或誤差坐標(biāo)系的圖像進(jìn)行坐標(biāo)系賦予或糾正的過程，就稱為鑲嵌配準(zhǔn)。

（8）控制點(diǎn)（9）節(jié)點(diǎn)

2、回答

（1）我國基本比例尺地形圖的分幅標(biāo)準(zhǔn)和一般采用的地圖投影是什么。（2）MapGIS中如何對地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。（3）MapGIS中支持的柵格影像的格式有幾種？

（4）在MapGIS注釋輸入中，在注釋輸入框中輸入“中國＃+國土＃－資源＃＝部”和“/123/456/”，那么在圖上將輸出什么結(jié)果。（5）MapGIS中弧段與線段的區(qū)別與聯(lián)系。

（6）MapGIS中F4,F5,F6,F7,F8,F9,F11和F12等功能鍵的作用。F4鍵高程遞加F6鍵移動(dòng)屏幕F8鍵加點(diǎn)F11鍵改向

F5鍵放大屏幕F7鍵縮小屏幕F9鍵退點(diǎn)F12鍵抓線頭

（7）拓?fù)涮幚戆�括哪些�?nèi)容，在MapGIS中，進(jìn)行拓?fù)涮幚淼幕�本工作流程�?/p>

1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

2、自動(dòng)剪斷線

3、清除重疊坐標(biāo)及自相交

4、清除微短線5、自動(dòng)線節(jié)點(diǎn)平差6、線轉(zhuǎn)弧段

7、關(guān)閉線文件或清除線工作區(qū)9、拓?fù)洳殄e(cuò)

10、拓?fù)渲亟?/p>

8、裝入轉(zhuǎn)換后的弧段文件

（8）圖形數(shù)據(jù)的誤差有幾種類型，MapGIS的誤差校正子系統(tǒng)主要校正哪種類型的誤差，進(jìn)行誤差校正的基本原理是什么。

源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入過程中產(chǎn)生的誤差，如數(shù)字化過程中因紙張變形、變換比例尺、數(shù)字化儀的精度（定點(diǎn)誤差、重復(fù)誤差和分辨率）、操作員的技能和采樣點(diǎn)的密度等引起的誤差。

處理誤差是指數(shù)據(jù)錄入后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的誤差，包括幾何變換、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差等。

應(yīng)用誤差是指空間數(shù)據(jù)被使用過程中出現(xiàn)的誤差。其中數(shù)據(jù)處理誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)源的誤差，應(yīng)用誤差不屬于數(shù)據(jù)本身的誤差，因此誤差校正主要是來校正數(shù)據(jù)源誤差。

（9）給定一幅1：10000標(biāo)準(zhǔn)分幅的紙質(zhì)地形圖，地圖編號為：J-50-041-(1)，如何實(shí)現(xiàn)在MapGIS中的圖形矢量入庫，具體步驟有哪些，并列出關(guān)鍵參數(shù)？

關(guān)鍵步驟為：（1）掃描地圖，格式為Tiff或JPG格式；（2）進(jìn)行圖形基本處理，包括偏移處理和灰度處理，以使圖形成水平，圖面清晰易于數(shù)字化；（3）進(jìn)入MapGIS圖像鑲嵌模塊，進(jìn)行DRG生產(chǎn)，完成圖像格式MSI格式圖像的轉(zhuǎn)換，并輸入圖幅號進(jìn)行坐標(biāo)糾正，最后存儲；（4）進(jìn)入投影轉(zhuǎn)換模塊，生成標(biāo)準(zhǔn)圖框，輸入圖幅號J-50-041-(1)，并對生成的標(biāo)準(zhǔn)圖框進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換；（5）進(jìn)入圖形編輯模塊，打開投影轉(zhuǎn)換后的圖框文件，并添加MSI光柵圖像文件，新建點(diǎn)、線、面文件；（6）分析圖上的地理要素，建立分層字典，進(jìn)行矢量化。

（10）MAPGIS中，進(jìn)行圖形裁減的基本步驟，回答制圖裁減和拓?fù)洳脺p兩種方式的不同之處。

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