数字地图制图

《计算机地图制图原理》复习思考题

第一章绪论

1、什么叫数字地图制图？数字地图制图与计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）有什么联系和区别？

数字地图制图（Digital Cartography ）：又称为计算机地图制图、自动化地图制图或机助地图制图（Computer-Aided Cartography，简称CAC）。它是研究以传统的地图制图原理为基础，在计算机软、硬件的支持下，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、存贮、处理、识别、分析和输出的一门技术性学科。

计算机地图制图与CAD

相同之处：CAD与计算机地图制图都以计算机图形学为数据处理和算法设计的基础，均有空间坐标系统，能把目标和参考系统联系起来，也都能在一定程度上处理非图形属性数据。不同之处：CAD一般采用几何坐标系，处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能尤其是三维图形功能极强，属性数据处理功能相对较弱。

计算机地图制图一般采用大地坐标系，处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系更为复杂，因而图形处理的难度更大，且制图数据来源广、输入方式多样化。特别是专题地图的自动绘制，需要丰富的地图符号库和属性数据库支持。

因此一个功能强大的CAD系统，并不完全适合于完成计算机地图制图的任务。

计算机地图制图与GIS

计算机地图制图是GIS的重要组成部分。计算机地图制图侧重于地物的显示和处理，讨论地形、地物和各种专题要素在地图上的表示，并且以数字形式对它们进行存贮、管理，最后通过图形输出设备输出地图。

GIS既注重实体的空间分布又强调它们的可视化效果，既注重实体的空间特征又强调它们的非空间（属性）特征及其操作，具备强大的空间分析和决策支持能力。现代GIS都具有计算机地图制图的成分，具备良好的地图制图功能，但并非所有计算机地图制图系统都含有GIS的全部功能。

2、数字地图制图的一般过程可分为那几个阶段？

第二章计算机地图制图的理论基础

1、点线侧位关系如何判断？

2、如何判断一点与一个多边形的位置关系？

3.一有向图（G）如下图所示，写出该图的邻接矩阵A(G)和关联矩阵M（G）表。

4、什么是凸壳？什么是Delaunay三角网？

平面点集S的凸壳（Convex Hull）或凸包或凸多边形是指包含S的最小凸集，通常用CH（S）来表示。

从几何的直观上判断，S的凸壳表现为S中任意两点所连的线段全部位于S中。平面点集S的凸壳边界BCH(S)是一个凸多边形，多边形的顶点必定为S中的点。

凸壳是计算几何中最普遍、最基本的一种结构，在CAC中使用频繁。

有公共边的V oronoi多边形称为相邻的V oronoi多边形，连接所有相邻Voronoi多边形的生长中心所形成的三角网称为Delaunay三角网。

5、DTM和DEM的概念有何区别？

DEM，(Digital Elevation Models)，是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z=f(x，y)。

DTM：当z为其它二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征，此时的DEM成为DTM(Digital Terrain Models)。6、DEM的生成方法有哪些？

人工格网法三角网法立体像对法曲面拟合法等值线插值法

第三章计算机地图制图数据模型

1、矢量数据结构编码的方式有哪些？

1) 实体式2) 索引式（树状）3) 双重独立式编码4) 链状双重独立式编码--拓扑数据结构

2、常用的矢量数据压缩算法有哪些，并简要介绍各自的优缺点。

①道格拉斯——普克法压缩效果好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大。

②垂距(限值)法压缩算法好，可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小。

③间隔取点法从该压缩方式可看出，这种方法的优点是算法简单，可以大量压缩数字化时用连续方法获取的点和通过栅格数据矢量化得到的点，其缺点是不一定能恰当地保留方向上曲率显著变化的点。

④光栏法算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p值去掉而失真。

3、拓扑关系的概念以及建立拓扑关系的意义。

拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法，是指图形在保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。

点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)是表示空间拓扑关系最基本的拓扑元素。

建立拓扑关系的意义

①拓扑关系能清楚地反映制图要素之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化；

②有助于空间要素的查询、检索，并可利用拓扑关系来解决许多实际问题，如邻接多边形的研究和供水管网监测系统对故障阀门的查询等。

③根据拓扑关系可重建地图要素，如根据弧段构建多边形，实现面域的选取；根据弧段与结点的关联关系重建道路网络，并进行最佳路径选择等。

4、栅格单元属性确定方法。

当一个栅格单元内有多个可选属性值时，按一定方法来确定栅格属性值。

1、中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。

2、面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者，常用于分类较细，地理类别图斑较小时。

3、重要性法：定义属性类型的重要级别，取重要的属性值为栅格属性值，常用于有重要意义而面积较小的要素，特别是点、线地理要素。

4、长度占优法——每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。

5、栅格数据结构编码的方式有哪些？

1.直接栅格编码

2.行程编码（变长编码）

3.块码——游程编码向二维扩展

4.链式编码

5.四叉树编码

6、矢量和栅格数据各有和优缺点？

7、线段栅格化有哪几种方法？

①八方向栅格化②全路径栅格化③恒密度栅格化

8、什么是面向对象的数据模型？

面向对象的数据模型是按照面向对象的思想，根据数字地图空间结构化的需要，在对现实世界地理空间和认知的基础上，利用面向对象的方法可以建立的一个通用的数字地图模型，它为研制相关的基础软件提供数据模型基础，并且该数据模型独立于物理实现，即具体的数据库管理系统可以是关系型，也可以是纯面向对象型。

第四章数字地图制图的基本设备

1、常用的图形（图像）输入设备有哪些？

图形图像输入设备可分为矢量型和光栅型两大系列。矢量型输入设备采取跟踪轨迹、记录坐标点的方法输入图形，得到的数据形式为点、直线或折线组成的图形数据，常用的设备有跟踪式数字化仪、鼠标、光笔等；光栅型输入设备采取逐行扫描、按一定密度采样的方式输入图形，获取的数据为一幅由像素构成的数字矩阵，成为图像（Image），常用的设备有扫描仪和摄像机。

2、常用的图形（图像）输出设备有哪些？

图形输出设备是以纸、胶片、塑料薄膜等物质为介质，输出人眼可视并能长期保存的图形的计算机外部设备。图形输出设备也可分为矢量型和光栅型两大类。

矢量型设备以画笔的方式绘制图像，随着图形的输出形状而移动并成像。这类设备绘图精度高、图形惊喜，但绘图速度慢，色彩较少。如笔式绘图机就属于此类型设备；

光栅型设备按光栅矩阵扫描整张图面，并按输出内容对图面成象。这类设备成图速度