土地信息系统复习题

1.简述土地信息的含义，构成和特征。

概念：指表征土地系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

构成：①地理空间信息——土地信息中最基本的信息首先是描述地块的地理空间位置、形状及其面积大小的信息。

②自然属性信息——它是反映某一特定地理空间区域内地块的自然属性状况，包括地形、岩石、基础地质、水文、气候等自然属性的特点。

③社会经济属性信息——这是反映某地理空间区域内的社会经济状况，包括交通运输能力、公共设施状况、人口总数、人口密度、商业与服务业网点的分布、工农业产值、国民经济总产值、人文特征、土地利用状况及其特点等。

④国家有关土地管理政策、法律等方面的信息——它是指国家已出台的土地管理政策、机构设置、管理的方法及实施的技术规程、规范、土地法律与法规和每宗地的权利状况等。

特征：（1）区域分布性：土地信息具有空间定位的特点。

（2）数据量大：土地信息既有空间特征, 又有属性特征, 并包括一个较长的发展时段, 因此其数据量很大。

（3）信息载体的多样性：描述土地实体可以用文字、数字、地图和影像等形式以及纸质、光盘等物理介质载体。

（4）土地信息的动态特征：主要是指某些土地信息随时间的周期性变化、波动性变化。

4D图：数字线划地图（DLG）数字栅格地图（DRG）数字正射影像图（DOM）数字高程模型（DEM）2、什么叫土地信息系统?简述土地信息系统的构成及功能？概念：是以土地空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对土地相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间模型分析方法，适时提供多种空间和动态的土地信息，并应用和传播土地信息，为决策服务而建立起来的计算机技术系统。

构成：1、土地信息系统基本构成要素包括硬件设备，计算机软件，数据和用户。

硬件设备：主要取决于系统功能的要求和数据存储量，一般包括输入设备（如数字化仪、扫描仪、键盘等）、输出设备（如绘图仪、打印机、显示器等）、计算机系统，数据存贮设备（如磁盘和光盘驱动器、磁带机等）以及数据传输通讯设备。

计算机软件：1.系统软件。

2.应用软件3.中间件数据：是客观对象的表示和信息载体，包括数值数据和非数值数据。

用于存贮各种空间位置、拓补关系和非空间数据。

数据库配有管理软件DEMS，实现数据的查询、更新和修改，保持数据的现势性、安全性和完整性。

用户：输入、编辑、分析、开发、输出2、土地信息系统系统功能：（1）数据采集、检验和编辑。

主要用于获取数据，通过对数据的检验和编辑保证土地信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性（所谓的无缝数据库）、数据值逻辑一致、无错等。

（2）数据格式化、转换、概化。

数据格式化、转换、概化通常称为数据操作。

数据格式化是指不同数据结构的数据间的变换，是一种耗时、易错、需要大量计算的工作，应尽量避免。

数据转换包括数据格式化，数据变换。

在数据格式的转化方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单。

数据变换涉及数据比例尺缩放、坐标变换、投影变换等方面。

最为重要的是投影变换。

数据概化包括数据平滑、特征提取等。

（3）数据存储与组织。

栅格模型、矢量模型或栅格\矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。

属性数据的组织方式有层次结构、网络结构与关系数据库管理系统等，关系数据库管理系统是目前最为广泛应用的数据库系统。

在土地组织与管理中，最为关键的就是如何将空间数据与属性数据融为一体。

（4）查询、统计、计算。

查询、统计、计算是土地信息系统以及许多自动化土地数据处理系统应具备的最基本的分析功能。

（5）空间分析。

空间分析是土地信息系统的核心功能，也是土地信息系统与其他计算机系统的根本区别。

分析模型指在土地信息系统的支持下，分析和解决问题的方法体现，它是土地信息系统应用深化的重要标志。

（6）显示（产品输出）。

土地信息系统为用户提供许多用于显示的地理的数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件，尤其强调其地图输出功能。

地图投影：利用一定数学法则把地球表面的经、纬线转换到平面上的理论和方法。

土地信息分类的基本方法：（1）线分类法，又称层次分类法，是将初始的分类对象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层次目录，并编排成一个有层次的分类体系。

其中同层级类目之间存在并列关系，不同级类目之间存在隶属关系，同层类目互不重复、互不交叉。

（2）面分类法，是将给定的分类对象按选定的若干个属性或特征分成互不依赖、互不相干的若干方面，每个面中又分成许多彼此独立的若干个类目。

使用时，可根据需要将这些面中的类目组合在一起，形成符合类目。

1、简述土地信息的分类与分级的区别与联系。

（1）分类把研究对象划分为若干个类组，分级则是对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分级；（2）分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分级描述地物间的等级关系。

2、土地信息的空间参考系有哪些？简述其各自的特点。

空间参考系：主要指大地参考系。

大地参考系的基础是地球椭球。

常用的大地参考系有：地理坐标系、空间大地直角坐标系、平面直角坐标系。

主要是前3个。

地理坐标系：以经纬和纬度表示地面点位置的球面坐标系。

地理坐标根据参考基准不同可分为：大地经纬度、天文经纬度。

空间大地直角坐标系：以椭球中心O为笛卡尔坐标系原点，OZ轴与椭球的旋转轴一致，OX 轴位于起始子午面和赤道面的交线上，在赤道方向上与X轴正交的方向为Y轴，O～XYZ构成右手坐标系。

平面直角坐标系：运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任意一个由地理坐标确定的点，在平面上必有一个与其相对应的点，平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。

高程参考系统：空间点的高程是以大地水准面为基准建立的，由于地球重力场的复杂性，大地水准面不能惟一确定，各国或地区均是选择一个平均水平面来代替它，以建立高程基准。

设备坐标系：又叫物理坐标系，是指绘图仪、数字化仪、显示屏等图形输入。

基本比例尺与大比例尺地图如何分幅？矩形分幅：每幅地图的图廓都是一个矩形，因此，相邻图幅是以直线划分的。

可分为拼接的和不拼接的两种。

经纬线分幅（梯形分幅）：地图的图廓由经纬线构成。

这是当前世界各国地形图和大区域的小比例尺分幅地图所采用的主要分幅形式。

我国的基本比例尺地图就是以经纬线分幅制作的。

大比例尺（比例尺大于1:5000地图）地图的分幅一般采用50cm×50cm正方形分幅或40cm×50cm矩形分幅，按统一的直角坐标格网划分的。

（多采用矩形分幅5、基本比例尺地图的分幅与编号中，J50C003003 代表什么含义？J——1：100万地形图图幅行号；50——1：100万地形图图幅列号C——比例尺代码，1:25万；００３——图幅行号；００３——图幅列号各种比例尺的代码大比例尺地图编号方法有哪些图廓西南角坐标法、流水编号法、行列编号法，其中图廓西南角坐标法最常用。

1）采用图廓西南角坐标法时x坐标在前，y坐标在后，1:500地图取至0.01km(如10.40-21.75)，1:1000、1:2000地图取至0.1km(如10.0-21.0)；（此法最常用）（2）流水编号法：带状测区或小面积测区，可按测区统一顺序进行编号，一般从左到右，从上到下用数字1、2、3、4、……编定；3）行列编号法：一般以代号(如A、B、C、D……)为横行，由上到下排列，以数字1、2、3、……为代号的纵列，从左到右排列来编定，先行后列。

1、土地数据的基本特征有哪些？（1）空间特征：表示地块的空间位置、形状和大小及其与相邻地块的拓扑关系。

位置和拓扑特征是空间信息系统所独有的。

（2）属性特征：是土地实体所具有的各种性质，如地面的坡度、坡向、某地的年降雨量等。

通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。

（3）时间特征：指土地实体的时间变化或数据采集的时间等。

即空间数据总是在某一特定时间或时段内得到或计算的。

（4）土地信息数据的获取方法：1，空间数据的获取途径：野外实地测量、GPS技术采集、航空摄影测量、遥感技术采集2，属性数据的获取方法：地图资料提取、社会经济统计、行业资料调查、网络信息采集。

什么是图形数字化？将纸质地图经过计算机图形图像系统光电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件的过程。

空间数据输入的两种方式手扶跟踪数字化和扫描矢量化。

数据输出的三种方式硬拷贝输出、软拷贝、电子输出数字化采用的两种方式。

通常，数字化仪采用两种数字化方式，即点方式（Point Mode）和流方式（Stream Mode）。

点方式：由数字化作业员自行选择采样点和确定采样密度，逐点地对目标进行数字化的方法。

优点：减少手动敲击键盘的大量劳动流方式：作业员只需仔细保持使游标的十字丝沿待数字化的线段连续移动，而由计算机自动地按等时间间隔或等距间隔来控制点位的数据录入。

优点：易于操作，数字化速度较快，工作效率高。

手扶跟踪数字化的步骤：1）手扶跟踪数字化仪的连接和参数设置通过RS-232(串口)接口与计算机进行连接的，进行通讯参数（包括波特率、数据位、校验位、停止位等）以及坐标原点、分辨率、采点方式、数据格式等参数的设置。

为了保证数据录入的正确，必须设置数字化软件的参数与数字化仪相一致。

2）地图的预处理首先要确定需要数字化哪些信息，输入哪些图层，以及每个图层包含的具体内容。

3）确定控制点控制点的作用是进行地图配准，用来将数字化后的数据校准（配准）到一个指定的地图坐标系，以便这些数据与其它的数据集成。

控制点的选择对于空间实体地理位置的确定具有至关重要的意义。

关于控制点的选取•控制点可以是经纬线网格的交点、公里网格的交点或者一些典型地物的坐标；•控制点的数目取决于你打算使用哪一种数学方法来实现坐标转换；•但是，过多的控制点并不一定能够保证高精度的配准。

要尽可能使控制点均匀分布于整个栅格图像，而不是只在图像的某个较小区域选择控制点；•通常,先在图像的四个角选择4个控制点，然后在中间的位置有规律地选择一些控制点能得到较好的效果。

4）选择数字化方式通常，数字化仪采用两种数字化方式，即点方式（Point Mode）和流方式点方式：由数字化作业员自行选择采样点和确定采样密度，逐点地对目的进行数字化的方法。

流方式：作业员只需仔细保持使游标的十字丝沿待数字化的线段连续移动，而由计算机自动地按等时间间隔或等距间隔来控制点位的数据录入。

5）曲线离散化（对点方式数字化而言）在数字化过程中，需要对曲线进行采样简化，即在曲线上取有限个点，将其变为折线，并且能够在一定程度上保持原有的形状。

下面介绍Douglas-Peucker(道格拉斯-派克尔)算法：①在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦；②找到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d；③比较该距离与预先给定阈值ε的大小，如果小于ε，则将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕；④如果距离大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行①-③步的处理。