1、計算機地圖制圖原理復習思考題1、什么叫數字地圖制圖？數字地圖制圖與計算機輔助設計（CAD）、地理信息系統（GIS）有什么聯系和區別？數字地圖制圖（Digital Cartography ）：又稱為計算機地圖制圖、自動化地圖制圖或機助地圖制圖（Computer-Aided Cartography，簡稱CAC）。它是研究以傳統的地圖制圖原理為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，采用數據庫技術和圖形數字處理方法，實現地圖信息的獲取、變換、存貯、處理、識別、分析和輸出的一門技術性學科。計算機地圖制圖原理 ：計算機地圖制圖的核心問題是：如何使用計算機處理地圖信息以滿足用戶的需要，即解決地圖信息如何以數字的形

2、式表示、獲取、存儲、處理和輸出，其實質是從圖形（連續）轉換為數字（離散），經過一定的處理，然后再由數字轉換為圖形的過程。計算機技術之所以能夠應用于地圖制圖，是因為地圖本身是按照一定的數學法則，經過科學概括，應用特有的符號系統將地球表面上的景物顯示在平面上的一種“圖形數學模型”。 面對地圖，無論其內容多么千變萬化，表示方法多么千差萬變，圖形結構多么復雜多樣，總是可以按照幾何特征將地圖圖形劃分為三種基本類型圖形元素，即“點狀圖形”，“線狀圖形”和“面狀圖形” 。（2）計算機地圖制圖與CAD ：相同之處：CAD與計算機地圖制圖都以計算機圖形學為數據處理和算法設計的基礎，均有空間坐標系統，能把目標和參

3、考系統聯系起來，也都能在一定程度上處理非圖形屬性數據。 不同之處：CAD一般采用幾何坐標系，處理的多為規則幾何圖形及其組合，圖形功能尤其是三維圖形功能極強，屬性數據處理功能相對較弱。 計算機地圖制圖一般采用大地坐標系，處理的多為地理空間的自然目標和人工目標，圖形關系更為復雜，因而圖形處理的難度更大，且制圖數據來源廣、輸入方式多樣化。特別是專題地圖的自動繪制，需要豐富的地圖符號庫和屬性數據庫支持。 因此一個功能強大的CAD系統，并不完全適合于完成計算機地圖制圖的任務。（3）計算機地圖制圖與GIS ：計算機地圖制圖是GIS的重要組成部分。計算機地圖制圖側重于地物的顯示和處理，討論地形、地物和各種專

4、題要素在地圖上的表示，并且以數字形式對它們進行存貯、管理，最后通過圖形輸出設備輸出地圖。 GIS既注重實體的空間分布又強調它們的可視化效果，既注重實體的空間特征又強調它們的非空間（屬性）特征及其操作，具備強大的空間分析和決策支持能力。現代GIS都具有計算機地圖制圖的成分，具備良好的地圖制圖功能，但并非所有計算機地圖制圖系統都含有GIS的全部功能。2、數字地圖制圖的一般過程可分為那幾個階段？數據獲取：地圖數字化、影像數字化、數字測圖、數據轉貯、鍵盤錄入數據處理：數據預處理、投影變換、地圖接邊、圖形編輯、拓撲生成、自動綜合、曲線光滑、分析處理、注記配置符號化處理數據輸出：圖形顯示、繪圖輸出、膠片輸

5、出、光盤輸出3、計算機地圖制圖的特點 （1）數字地圖易于存貯、復制和遠程傳輸；（2）計算機地圖制圖的成圖周期短，地圖數據的編輯、更新、改編方便，提高和改善了地圖的適應性、現勢性和用戶的廣泛性； （3）計算機地圖制圖提高了地圖制作與使用的精度，增大了地圖信息容量；（4）計算機地圖制圖技術使地圖投影變換和比例尺變換等過程更容易實現；（5）計算機地圖制圖技術減輕了制圖人員的勞動強度，減少了主觀隨意性，這為地圖制圖的進一步標準化、規范化奠定了基礎；（6）計算機地圖制圖技術使地圖品種增多，拓展了服務范圍（如可以方便地制作三維立體圖、地面切割密度圖、坡度坡向圖等）；（7）計算機地圖制圖技術簡化了地圖生產的

6、工藝流程，地圖制作者與使用者之間的界限開始模糊。 計算機地圖制圖的根本目標是地圖制圖專家系統，其實現還需較長時間。第二章 計算機地圖制圖的理論基礎 1、點線側位關系如何判斷？選看：判斷點線側位關系的意義？:點線關系判別的目的之一是確定點是否在線上點到線段的距離可能是該點與線段某一端點的距離，也可能是點到線段的垂距。2、如何判斷一點與一個多邊形的位置關系？Ø 判斷點與多邊形位置關系的夾角求和算法(只適用于簡單多邊形,對于帶孔多邊形的算法改進比較麻煩)設有一簡單n邊形，其頂點可以表示為Pi(xi,yi)，i=1,2,n，另有待判別的獨立點A。連接點A與多邊形的各個頂點，計算其夾角和，且規

7、定順時針方向旋轉的角度為正，逆時針方向旋轉的角度為負。若有P1P2P4P5P6PP2P3P4P5PP3P6P1Ø 判斷點與多邊形位置關系的鉛垂線內點算法(適用于帶孔多邊形)基本思想:從待判別點引鉛垂線，由該鉛垂線（注意：是一條射線）與多邊形交點個數的奇偶性來判斷點是否在多邊形內。若交點個數為奇數，點在多邊形內；若交點個數為偶數，則該點在多邊形外。計算過程：第一步，計算多邊形最小投影矩形，若點在最小投影矩形外，則點一定在多邊形外，算法結束；否則執行第二步。第二步，設置記錄交點個數的計數器Num=0。第三步，從待判斷的點作鉛垂線，順次判斷該鉛垂線與多邊形各邊是否相交，若相交，求出交點并記

8、錄下來。每有一次相交，把Num數值增加1。第四步，若Num為偶數，則該點在多邊形外；否則，該點在多邊形內。算法結束。特殊情況的考慮：1. 交點位于多邊形頂點 建立鉛垂線的直線方程，判斷該頂點前、后相鄰的兩頂點是否在鉛垂線的同側，若在同側，Num不變，否則Num加1。 2. 鉛垂線與多邊形的一條邊重合 建立鉛垂線的直線方程，判斷與該邊兩端點相鄰的前、后兩頂點是否在鉛垂線的同側，若在同側，Num不變，否則Num加1。 3、一有向圖（G）如下圖所示，請認真讀圖后，寫出該圖的鄰接矩陣A(G)和關聯矩陣M（G）表。 v1v2v3v4  e1e2e3e4e5e6e7v1110

9、1v11110000v20021v2-1001011v30000v30000-1-1-1v40010v40-10-1100鄰接矩陣A(D)關聯矩陣M(D)4、什么是凸殼？什么是Delaunay三角網？平面點集S的凸殼（Convex Hull）或凸包或凸多邊形是指包含S的最小凸集，通常用CH（S）來表示。 從幾何的直觀上判斷，S的凸殼表現為S中任意兩點所連的線段全部位于S中。平面點集S的凸殼邊界BCH(S)是一個凸多邊形，多邊形的頂點必定為S中的點。x格雷厄姆算法求群點凸殼設P1，P2是平面上兩點，L是P1P2的垂直平分線，L將平面分成兩部分Lr和Ll。位于Ll內的點具有特性：d(Pi，P1)&

10、lt;d(Pi，P2)，其中d(Pi，Pl)表示Pi，Pl間的歐幾里德距離。位于Ll內的點比平面上的其它點更接近點Pl。換句話說，Ll內的點是比平面上其它點更接近Pl的點的軌跡，記為V(P1)。同理，Lr內的點是比平面上其它點更接近P2的點的軌跡，記為V(P2)。 給定平面上n個點的點集S= P1, P2, Pn。把上面的定義推廣，定義V(Pi)為比其它點更接近Pi的點的軌跡，是n-1個半平面的交，它是一個不多于n-1條邊的凸多邊形域，稱為關聯于Pi的Voronoi多邊形或關聯于Pi的Voronoi域。有公共邊的Voronoi多邊形稱為相鄰的Voronoi多邊形，連接所有相鄰Voronoi多邊

11、形的生長中心所形成的三角網稱為Delaunay三角網。 Delaunay三角網的特點：（1）它是唯一的；（2）三角形的外圍邊界構成群點的凸殼；（3）任意三角形的外接圓中沒有其它點外接圓規則；（4）三角形最大限度地保持均衡，避免狹長三角形出現最大最小角規則；（5） Delaunay三角網是平面圖，遵守平面圖形的歐拉定理；（6）Delaunay三角網最多有3n-6條邊和2n-5個三角形，這里n是點數；（7）Delaunay三角網和Voronoi圖是對偶，得到一個就很容易得到另一個。5、DTM和DEM的概念有何區別？DEM，(Digital Elevation Models)，是國家基礎空間數據的重

12、要組成部分，它表示地表區域上地形的三維向量的有限序列，即地表單元上高程的集合，數學表達為：z=f(x，y)。 DTM：當z為其它二維表面上連續變化的地理特征，如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其他地面諸特征，此時的DEM成為DTM(Digital Terrain Models)。 DEM的線模式表示：描述高程曲線的等高線；數字化現有等高線地圖產生的DEM比直接利用航空攝影測量方法產生的DEM質量要差；數字化的等高線對于計算坡度或生成著色地形圖不十分適用。等高線通常被存儲成一個有序的坐標點序列，可以認為是一條帶有高程值屬性的簡單多邊形或多邊形弧段。由于等高線模型只是表達了區域

13、的部分高程值，往往需要一種插值方法來計算落在等高線以外的其他點的高程，又因為這些點是落在兩條等高線包圍的區域內，所以，通常只要使用外包的兩條等高線的高程進行插值。 DEM的點模式表示高程矩陣(規則矩形格網)，與柵格地圖相同。表示方法：將區域劃分成網格，記錄每個網格的高程；線模型到高程矩陣的轉換。優點：計算機處理以柵格為基礎的矩陣很方便，使高程矩陣成為最常見的DEM；缺點：在平坦地區出現大量數據冗余；若不改變格網大小，就不能適應不同的地形條件；在視線計算中過分依賴格網軸線。規則格網法是把DEM表示成高程矩陣，此時，DEM來源于直接規則矩形格網采樣點或由不規則離散數據點內插產生。 結構簡單，計算機

14、對矩陣的處理比較方便，已成為DEM最通用的形式。高程矩陣特別有利于各種應用。 DEM的點模式表示不規則三角網(TIN)TIN（Triangulated Irregular Network)表示法利用所有采樣點取得的離散數據，按照優化組合的原則，把這些離散點(各三角形的頂點)連接成相互連續的三角面(在連接時，盡可能地確保每個三角形都是銳角三角形或是三邊的長度近似相等Delaunay)。 因為TIN可根據地形的復雜程度來確定采樣點的密度和位置，能充分表示地形特征點和線，從而減少了地形較平坦地區的數據冗余。 表示方法：將區域劃分為相鄰的三角面網絡，區域中任意點都將落在三角面頂點、線或三角形內。落在頂

15、點上其高程與頂點相同；落在線上則由兩個頂點線性插值得到；落在三角形內則由三個頂點插值得到。生成方法：由不規則點、矩形格網或等高線轉換而得到。TIN允許在地形復雜地區收集較多的信息，而在簡單的地區收集少量信息，避免數據冗余。對于某些類型的運算比建立在數字等高線基礎上的系統更有效，如坡度、坡向等的計算。6、DEM的生成方法有哪些？人工格網法：在地形圖上蒙上格網，逐格讀取中心點或交點的高程值。三角網法：對有限個離散點，每三個鄰近點聯結成三角形，每個三角形代表一個局部平面，再根據每個平面方程，可計算各格網點高程，生成DEM。要求：應盡可能保證每個三角形是銳角三角形或三邊的長度近似相等，避免出現過大的鈍

16、角和過小的銳角。 角度判斷法建立TIN：當已知三角形的兩個頂點后，利用余弦定理計算備選第三頂點的三角形內角的大小，選擇最大者對應的點為該三角形的第三頂點，確定第一個三角形三角形的擴展：對每一個已生成的三角形的新增加的兩邊，按角度最大的原則向外進行擴展，并進行是否重復的檢測。立體像對法曲面擬合法根據有限個離散點的高程，采用多項式或樣條函數求得擬合公式，再逐個計算各點的高程，得到擬合的DEM。可反映總的地勢，但局部誤差較大。可分為：整體擬合：根據研究區域內所有采樣點的觀測值建立趨勢面模型。特點是不能反映內插區域內的局部特征。局部擬合：利用鄰近的數據點估計未知點的值，能反映局部特征。等高線插值法第三

17、章 計算機地圖制圖數據模型1、矢量數據結構編碼的方式有哪些？1) 實體式 ：（spaghetti）- 面條模型:以實體為單位記錄其坐標。優點：結構簡單、直觀、易實現以實體為單位的運算和顯示。多邊形坐標串P1P21234567891011 1213 1415PPP缺點： 1、相鄰多邊形的公共邊界被數字化并存儲兩次，造成數據冗余和碎屑多邊形數據不一致，浪費空間，導致雙重邊界不能精確匹配。2、自成體系，缺少多邊形的鄰接信息，無拓撲關系，難以進行鄰域處理，如消除多邊形公共邊界，合并多邊形。3、島作為一個單個圖形，沒有與外界多邊形聯系。不易檢查拓撲錯誤。4、難以檢查多邊形邊界的拓撲關系正確與否，如是否存

18、在間隙、重疊、不完整的多邊形（死點）或拓撲學上不能接受的環（奇異多邊形）等問題。所以，這種結構只用于簡單的制圖系統中，顯示圖形。2) 索引式（樹狀） ：對所有點的坐標按順序建坐標文件，再建點與邊（線）、線與多邊形的索引文件。1、點文件：點號坐標1x1,y12、弧段文件:弧段號起點終點點號A527,8,9,103、面文件：面號弧段號P1A,B,C與實體式相比：優點：用建索引的方法消除多邊形數據的冗余和不一致，鄰接信息、島信息可在多邊形文件中通過是否公共弧段號的方式查詢。缺點：表達拓撲關系較繁瑣，給相鄰運算、消除無用邊、處理島信息、檢索拓撲關系等帶來困難，以人工方式建立編碼表，工作量大，易出錯。3

19、) 雙重獨立式編碼：簡稱DIME(Dual Independent Map Encoding)，是美國人口統計系統采用的一種編碼方式，是一種拓撲編碼結構。 1、點文件點號坐標1x1,y12、線文件:線文件是以線段為記錄單位，拓撲關系明確連通關聯鄰接關聯102P2P1L210終點起點右多邊形 左多邊形 線號3、面文件面號線號P1L210,L1094) 鏈狀雙重獨立式編碼-1、弧段坐標文件：弧段號坐標系列（串)Ax2,y2,X10,y102、弧段文件：鏈面，鏈結點關系 弧段號 左多邊形 右多邊形 起點終點AP1P2253、面文件面號弧段號 P1A,B,-C4、點拓撲文件： 結點鏈關系 點

20、號 弧段號 2A,B,D2、常用的矢量數據壓縮算法有哪些，并簡要介紹各自的優缺點。 道格拉斯普克法 ：道格拉斯普克法，又稱分裂法。該算法實現的基本思路是：對每一條曲線的首末點虛連一條直線，求其它所有點與該直線的距離，并找出其中的最大距離值dmax，用dmax與限差相比：    若dmax，這條曲線上的中間點全部舍去；     若dmax，保留dmax對應的坐標點，并以該點為界，把曲線分為兩部分，對這兩部分曲線重復上述操作，直至整條曲線處理結束。優缺點：壓縮效果好，但必須在對整條曲線數字化完成后才能進行，且計算量較大

21、。垂距(限值)法 ：垂距法的基本思路是：每次順序取曲線上的三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂線距離di，并與限差比較。若di，則中間點去掉；若di，則中間點保留。然后順序取下三個點繼續處理，直到這條線結束。 優缺點：壓縮算法好，可在數字化時實時處理，每次判斷下一個數字化的點，且計算量較小。間隔取點法：間隔取點法的基本思路是：每隔n個點取一點，或每隔一規定的距離取一點，但首末點一定要保留。例如對一曲線每隔一個點（n=1）取一點進行壓縮，其過程和結果如圖所示。優缺點：從該壓縮方式可看出，這種方法的優點是算法簡單，可以大量壓縮數字化時用連續方法獲取的點和通過柵格數據矢量化得到的點，其缺點是不一定能

22、恰當地保留方向上曲率顯著變化的點。光欄法 ：光欄法的基本思想：定義一個扇形區域，通過判斷曲線上的點在扇形外還是在扇形內，確定保留還是舍去。 算法簡單，速度快，但有時會將曲線的彎曲極值點p值去掉而失真。3、拓撲關系的概念以及建立拓撲關系的意義。拓撲關系是一種對空間結構關系進行明確定義的數學方法，是指圖形在保持連續狀態下變形，但圖形關系不變的性質。點(結點)、線(鏈、弧段、邊)、面(多邊形)是表示空間拓撲關系最基本的拓撲元素。意義：拓撲關系能清楚地反映制圖要素之間的邏輯結構關系，它比幾何關系具有更大的穩定性，不隨地圖投影而變化；有助于空間要素的查詢、檢索，并可利用拓撲關系來解決許多實際問題，如鄰接

23、多邊形的研究和供水管網監測系統對故障閥門的查詢等。根據拓撲關系可重建地圖要素，如根據弧段構建多邊形，實現面域的選取；根據弧段與結點的關聯關系重建道路網絡，并進行最佳路徑選擇等。 4、柵格單元屬性確定方法。1、中心點法：取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值。 2、面積占優法：柵格單元屬性值為面積最大者，常用于分類較細，地理類別圖斑較小時。3、重要性法：定義屬性類型的重要級別，取重要的屬性值為柵格屬性值，常用于有重要意義而面積較小的要素，特別是點、線地理要素。 4、長度占優法每個柵格單元的值由該柵格中線段最長的實體的屬性來確定。5、柵格數據結構編碼的方式有哪些？直接柵格編碼：將柵格數據看作一個數

24、據矩陣，逐行記錄代碼數據。特點：最直觀、最基本的網格存貯結構，沒有進行任何壓縮數據處理行程編碼（變長編碼）：將原圖表示的數據矩陣變為數據對：1）屬性碼，長度，行號（可不要） 長度：連續相同碼值的柵格個數。2）屬性碼，點位特點： 對于行程編碼，區域越大，數據的相關性越強，則壓縮越大，適用于類型區域面積較大的專題圖，而不適合于類型連續變化或類別區域分散的分類圖（壓縮比與圖的復雜程度成反比）。 這種編碼在柵格加密時，數據量不會明顯增加，壓縮率高，并最大限度地保留原始柵格結構，編碼解碼運算簡單，且易于檢索，疊加，合并等操作，這種編碼應用廣泛。塊碼 ：采用方形區域作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干

25、柵格。特點： 具有可變分辨率，即當屬性變化小時圖塊大，對于大塊圖斑記錄單元大，分辨率低，壓縮比高。 小塊圖斑記錄單元小，分辨率高，壓縮比低所以，與行程編碼類似，隨圖形復雜程度的提高而降低分辯率。鏈式編碼：將柵格數據（線狀地物面域邊界）表示為矢量鏈的記錄。1）首先定義一個3x3窗口，中間柵格的走向有8種可能，并將這8種可能07進行編碼。2）記下地物屬性碼和起點行、列后，進行追蹤，得到矢量鏈。優點：鏈碼可有效地存貯壓縮柵格數據，便于面積、長度、轉折方向和邊界、線段凹凸度的計算。 缺點：不易做邊界合并，插入操作、編輯較困難（對局部修改將改變整體結構）。區域空間分析困難，相鄰區域邊界被重復存儲。 四叉

26、樹編碼：一種可變分率的非均勻網格系統。是最有效的柵格數據壓縮編碼方法之。1）  基本思想：將2n×2n像元組成的圖像(不足的用背景補上) 按四個象限進行遞歸分割，并判斷屬性是否單一， 單一：不分。不單一：遞歸分割。最后得到一顆四分叉的倒向樹。2）  四叉樹的樹形表示： 用一倒立樹表示這種分割和分割結果。根：整個區域高：深度、分幾級，幾次分割葉：不能再分割的塊樹叉：還需分割的塊 每個樹叉均有4個分叉，叫四叉樹。3） 編碼方法：常規四叉樹 記錄這棵樹的葉結點外，中間結點，結點之間的聯系用指針聯系，每個結點需要6個變量：父結點指針、四個子結點的指針和本結點的屬性值。指針

27、不僅增加了數據的存儲量，還增加了操作的復雜性：如層次數（分割次數）由從父結點移到根結點的次數來確定，結點所代表的圖像塊的位置需要從根節點開始逐步推算下來。所以，常規四叉樹并不廣泛用于存儲數據，其價值在于建立索引文件，進行數據檢索。線性四叉樹：記錄葉結點的位置，深度（幾次分割）和屬性。地址碼（定位碼、Morton碼） 四進制、十進制優點：Ø 存貯量小，只對葉結點編碼，節省了大量中間結點的存儲，地址碼隱含著結點的分割路徑和分割次數。Ø 線性四叉樹可直接尋址，通過其坐標值直接計算其Morton碼，而不用建立四叉樹。Ø 定位碼容易存儲和執行實現集合相加等組合操作。 十進制

28、Morton碼：1）一種按位操作的方法：如行為2、列為3的柵格的MD步驟：(1)行、列號為二進制 Ib= 1 0 Jb= 1 1(2)I行J列交叉 1 1 0 1 = 13(3)再化為十進制. 實質上是按左上、右上、左下、右下的順序，從零開始對每個柵格進行自然編碼。2）把一幅2n×2n的圖像壓縮成線性四叉樹的過程1°、按Morton碼把圖象讀入一維數組。Morton碼：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 象 元 值： A A A B A B B B A A A A B B B B2°、相鄰的四個像元比較，一致的合并，只記錄第

29、一個像元的Morton碼。循環比較所形成的大塊，相同的再合并，直到不能合并為止。 3°、進一步用游程長度編碼壓縮。壓縮時只記錄第一個像元的Morton碼。0 1 2 3 4 5 6 7 8 12 A A A B A A B B A B6、矢量和柵格數據各有和優缺點？矢量優點：1、便于面向現象（土壤類，土地利用單元等）2、結構緊湊，冗余度低，便于描述線或邊界。3、利于網絡、檢索分析，提供有效的拓撲編碼，對需要拓撲信息的操作更有效。4、 圖形顯示質量好，精度高。矢量缺點：1、數據結構復雜，各自定義，不便于數據標準化和規范化，數據交換困難。2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效，表

30、達空間變化性能力差。 3、不能像數字圖像那樣做增強處理 4、軟硬件技術要求高，顯示與繪圖成本較高。 柵格優點：1、 結構簡單，易數據交換。2、疊置分析和地理（能有效表達空可 變性）現象模擬較易。3、利于與感遙數據的匹配應用和分析，便于圖像處理。4、 輸出快速，成本低廉。 柵格缺點：1、現象識別效果不如矢量方法，難以表達拓撲。2、圖形數據量大，數據結構不嚴密不緊湊，需用壓縮技術解決該問題。3、投影轉換困難。4、圖形質量轉低，圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加柵格數量來克服，但會增加數據文件。7、線段柵格化有哪幾種方法？在矢量數據中，曲線在數字化時輸入多個點，形成折線，由于點多而密集，折線在視覺

31、上就形成曲線，也就是說曲線是由折線逼近形成的。因為相鄰兩點之間是直線，因此只要說明了一條直線段如何被柵格化，對任何線段的柵格化過程也就清楚了。 八方向柵格化：八方向柵格化是指根據矢量的傾角情況，在每行或每列上,只有一個像元被“涂黑”（賦予不同于背景的灰度值）。八方向是指每一個像元都有8個鄰元，即東西南北4個正方向上的鄰元和東南、東北、西南及西北4個對角線方向上的鄰元，與此對應的8個方向即為八方向。全路徑柵格化：全路徑柵格化是指依據“分帶法”，按行計算起始列號和終止列號。當行差大于列差時，計算列值；當行差小于列差時，計算行值。 恒密度柵格化。：恒密度柵格化的實質是在八方向柵格化的基礎上，在矢量所

32、通過的路徑上，適當增加“涂黑”的像元，使得在任何方向上，柵格化結果的視覺密度基本保持恒定。8、什么是面向對象的數據模型？面向對象的數據模型是按照面向對象的思想，根據數字地圖空間結構化的需要，在對現實世界地理空間和認知的基礎上，利用面向對象的方法可以建立的一個通用的數字地圖模型，它為研制相關的基礎軟件提供數據模型基礎，并且該數據模型獨立于物理實現，即具體的數據庫管理系統可以是關系型，也可以是純面向對象型。第四章 數字地圖制圖的基本設備1、常用的圖形（圖像）輸入設備有哪些？圖形圖像輸入設備可分為矢量型和光柵型兩大系列。矢量型輸入設備采取跟蹤軌跡、記錄坐標點的方法輸入圖形，得到的數據形式為點、直線或

33、折線組成的圖形數據，常用的設備有跟蹤式數字化儀、鼠標、光筆等；光柵型輸入設備采取逐行掃描、按一定密度采樣的方式輸入圖形，獲取的數據為一幅由像素構成的數字矩陣，成為圖像（Image），常用的設備有掃描儀和攝像機。數字化儀 、圖形掃描儀 、數字化板、繪圖板、數據手套、觸摸屏2、常用的圖形（圖像）輸出設備有哪些？圖形輸出設備是以紙、膠片、塑料薄膜等物質為介質，輸出人眼可視并能長期保存的圖形的計算機外部設備。圖形輸出設備也可分為矢量型和光柵型兩大類。 矢量型設備以畫筆的方式繪制圖像，隨著圖形的輸出形狀而移動并成像。這類設備繪圖精度高、圖形驚喜，但繪圖速度慢，色彩較少。如筆式繪圖機就屬于此類型設備； 光

34、柵型設備按光柵矩陣掃描整張圖面，并按輸出內容對圖面成象。這類設備成圖速度快，色彩豐富，產品種類多，應用很廣泛。光柵掃描型輸出設備包括圖形顯示器、點陣式打印機、熱敏印刷機、靜電印刷機、噴墨印刷機以及激光打印機等等。顯示器 、繪圖機 、打印機 第五章 地圖數據的獲取與預處理1、什么是地圖數據的預處理，常見的操作有哪些？地圖數據預處理是對所獲取的數據進行處理，以建立地圖目標與其空間和非空間屬性之間的關聯，或發現屬性值的規律。一定的預處理能輔助數據的結構組織和簡化后續操作。包括查找、排序、數據的壓縮、幾何改正、數據的規格化、數據匹配等。第六章 空間數據處理算法1、什么是地圖符號化？什么是地圖符號庫？地

35、圖符號化即是地圖數據的符號化，它有兩層含義：n 在地圖設計工作中，是指利用符號將連續的數據進行分類、分級、概括化、抽象化的過程；n 在數字地圖轉換為模擬地圖的過程中，是指將已處理好的矢量地圖數據恢復成可見的圖形，并附之以不同符號表示的過程。地圖符號的有序集合即是地圖符號庫。地圖符號（庫）的建立可以基于矢量數據和柵格數據兩種方式，即矢量符號（庫）和柵格符號（庫）。Ø 矢量符號（庫）的構造一般可以采用三種方法：信息塊法、程序塊法和綜合法；Ø 柵格符號（庫）的構造一般只采用信息塊法。2、矢量符號（庫）的構造一般有哪三種方法？信息塊法：是用人工或程序將要繪制的符號離散成坐標信息，用

36、統一的結構和方法進行描述，這些描述信息存放在數據文件中形成符號庫。 通常，一個符號構成一個信息塊，直接表示符號圖形的每個細節。繪圖時只要通過程序處理符號數據文件中的信息塊，即可完成符號的繪制。 程序塊法是對每一類地圖符號編寫一個繪圖子程序，由這些子程序組成符號庫。繪圖時按照符號的編號調用庫中相應程序，輸入相應參數，由程序根據參數及已知數據計算矢量，從而完成地圖符號的繪制。 程序塊法的關鍵在于對繪圖要素全面而精心的分類，準確的用數學表達式描述各類符號及編程，并且選擇合適的參數。 綜合法實際上是把信息塊法和程序塊法相結合，其通用性更廣，但實現的難度更大一些，多用于專題地圖符號（庫）的設計。 3、地

37、圖符號庫設計的原則？1對于國家基本比例尺地圖，圖形符號顏色、圖形、符號含義與匹配比例尺，應盡可能符合國家規定圖式；2專題地圖部分，盡可能采用國家及整個符號部門標準，有益于標準化、規范化；3新設計符號應遵循圖案化及整個符號系統邏輯性、統一性、準確性、對比性，色彩象征性，制圖和印刷可能性等一般原則。 4、為什么要開窗？實現開窗的關鍵算法有哪些？¢ “開窗”是計算機圖形學的基本問題之一，又稱為“圖形裁剪”。地圖圖形開窗是地圖制圖過程中的一項重要技術，其本質是提取地圖數據庫的一個子集的過程。¢ 在地圖制圖過程中，用戶通常需要把指定范圍（窗口）內的要素在顯示器上放大顯示出來，為編輯等

38、操作提供便利，這種顯示或提取數據庫圖形的一部分的過程就是一種開窗。¢ 開窗技術還可用于地圖的放大、縮小、漫游顯示、定位查詢、繪圖范圍選擇、局部圖形轉貯等過程中。 矩形開窗算法 （1）點狀要素的處理（2）線狀要素的處理1）四比特串編碼法 點子在窗口上邊線之上；點子在窗口下邊線之下； 點子在窗口右邊線之右；點子在窗口左邊線之左。四比特串由四個比特組成，從左至右分別為第一、二，三、四比特如果滿足第一個條件第一位記1，否則為0；如果滿足第二個條件第二位記1，否則為0；如果滿足第三個條件第三位記1，否則為0；如果滿足第四個條件第四位記1，否則為0。2）參數編碼法 （3）面狀要素（多邊形）的處理

39、 對于多邊形元素來說，由于它實際上是一組有序線段串聯且首尾相接閉合而成，因此其裁剪的基本方法與線段裁剪基本上相同，但是要把窗口邊界上有關線段加入裁剪所得折線使其重新閉合形成新的多邊形。任意多邊形開窗算法 （1）點狀要素的處理：鉛垂線法（2）線狀要素的處理（3）面狀要素（多邊形）的處理5、說明等值線注記的過程。Ø 尋找寫字的位置和確定字向 Ø 重新整理等值點數據場 在閉曲線上標識注記時，當留出注記的位置后，閉曲線便成了開曲線，而且起迄點也發生了變化，所以要重新整理等值點數據場。 在開曲線上寫注記后，使原來的一條曲線變成了兩段曲線，在輸出一段曲線后寫注記，寫好后要再次整理第二段

40、曲線上數據點的編號。 6、多邊形拓撲關系自動建立的步驟。（1）鏈的組織找出在鏈的中間相交的情況，自動切成新鏈；把鏈按一定順序存儲，并把鏈按順序編號。（2）結點匹配把一定限差內的鏈的端點作為一個結點，其坐標值取多個端點的平均值。對結點順序編號。 （3）檢查多邊形是否閉合通過判斷一條鏈的端點是否有與之匹配的端點來進行。（4）建立多邊形1° 順序取一個結點為起始結點，取完為止；取過該結點的任一條鏈作為起始鏈。2° 取這條鏈的另一結點，找這個結點上，靠這條鏈最右邊的鏈，作為下一條鏈。3° 是否回到起點：是，已形成一多邊形，記錄之，并轉4°；否，轉2°。

41、4°取起始點上開始的，剛才所形成多邊形的最后一條邊作為新的起始鏈，轉2°；若這條鏈已用過兩次，即已成為兩個多邊形的邊，則轉1°。（5）島的判斷 找出多邊形互相包含的情況.1°計算所有多邊形的面積。2°分別對面積為正的多邊形和面積為負的多邊形排序。3°從面積為正的多邊形中，順序取每個多邊形，取完為止。若負面積多邊形個數為0，則結束。4°找出該多邊形所包含的所有面積為負的多邊形，并把這些面積為負的多邊形加入到包含它們的多邊形中，轉3°。（6）確定多邊形的屬性多邊形以內點標識。內點與多邊形匹配后,內點的屬性常賦于多邊形。7、常用的曲線光滑的算法有哪些？地圖制圖中，需要根據地物的特性，運用一定的模型、方法，把這些折線狀的離散表達“真實再現”出來，這個過程就稱為“曲線光滑”。線性迭代光滑法； 正軸拋物線加權平均法； 斜軸拋物線法； 五點求導分段三次多項式插值； 三點求導分段三次多項式插值； 張力樣條法等。8、什么是距離變換圖算法？什么是骨架圖？距離變換圖算法是一種針對柵格圖像的特殊變換，是把二值圖像變換為灰度圖像，其中每個像素的灰度值等于它到柵格地圖上相鄰物體的最近距離。 骨