中級(jí)考試-地理信息.doc

工程師考試知識(shí)點(diǎn)摘要1、地圖的基本特性. 地圖必須遵循一定的數(shù)學(xué)法則 地圖必須經(jīng)過(guò)科學(xué)概括 地圖具有完整的符號(hào)系統(tǒng) 地圖是地理信息的載體2、地圖的三要素：數(shù)學(xué)要素、地理要素和整飾要素（亦稱輔助要素），3、地形圖是按國(guó)家統(tǒng)一編圖規(guī)范編制的比例尺較大的普通地圖，我國(guó)把1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1：1萬(wàn)、1：5千這8種比例尺規(guī)定為國(guó)家基本比例尺系列地形圖。4、橢球體當(dāng)海洋靜止時(shí)，自由水面與該面上各點(diǎn)的重力方向（鉛垂線）成正交，這個(gè)面叫水準(zhǔn)面。 在眾多的水準(zhǔn)面中，有一個(gè)與靜止的平均海水面相重合，并假想其穿過(guò)大陸、島嶼形成一個(gè)閉合曲面，這就是大地水準(zhǔn)面（一級(jí)逼近）。它實(shí)際是一個(gè)起伏不平的重力等位面地球物理表面。它所包圍的形體稱為大地體。在測(cè)量和制圖中就用旋轉(zhuǎn)橢球體來(lái)代替大地球體，這個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體通常稱為 地球橢球體，簡(jiǎn)稱 橢球體（二級(jí)逼近）。對(duì)地球形狀 a，b，f 測(cè)定后，還必須確定大地水準(zhǔn)面與橢球體面的相對(duì)關(guān)系。即確定與局部地區(qū)大地水準(zhǔn)面符合最好的一個(gè)地球橢球體 參考橢球體（三級(jí)逼近），這項(xiàng)工作就是參考橢球體定位。自1980年開(kāi)始采用 GRS 1975（國(guó)際大地測(cè)量與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì) IUGG 1975 推薦）新參考橢球體系，并確定陜西涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)北洪流村為“1980西安坐標(biāo)系”大地坐標(biāo)的起算點(diǎn)。5、高斯平面直角坐標(biāo)系為了便于地形圖的量測(cè)作業(yè)，在高斯克呂格投影帶內(nèi)布置了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。具體構(gòu)成是：規(guī)定以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，中央經(jīng)線與赤道交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。同時(shí)規(guī)定，x值在北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù)；y值在中央經(jīng)線以東為正，中央經(jīng)線以西為負(fù)。由于我國(guó)疆域均在北半球，x值皆為正值。為了在計(jì)算中方便，避免y值出現(xiàn)負(fù)值，還規(guī)定各投影帶的坐標(biāo)縱軸均西移500km，中央經(jīng)線上原橫坐標(biāo)值由0變?yōu)?00km在整個(gè)投影帶內(nèi)y值就不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值了。 由于用高斯克呂格投影每個(gè)投影帶都有一個(gè)獨(dú)立的高斯平面直角坐標(biāo)系，則位于兩個(gè)不同投影帶的地圖點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)具有相同的高斯平面直角坐標(biāo)，而實(shí)際上描述的卻不是一個(gè)地理空間。為了避免這一情況和區(qū)別不同點(diǎn)的地理位置，高斯平面直角坐標(biāo)系規(guī)定在橫坐標(biāo)Y值前標(biāo)以投影帶的編號(hào)6、地圖投影：在地球橢球面和平面之間建立點(diǎn)與點(diǎn)之間函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)方法，稱為地圖投影。7、地圖比例尺：地圖上一直線段長(zhǎng)度與地面相應(yīng)直線水平投影長(zhǎng)度之比?？杀磉_(dá)為（d為圖上距離，D為實(shí)地距離）8、取地面上一個(gè)微分圓（小到可忽略地球曲面的影響，把它當(dāng)作平面看待），它投影到平面上通常會(huì)變?yōu)闄E圓，通過(guò)對(duì)這個(gè)橢圓的研究，分析地圖投影的變形狀況。這種圖解方法就叫變形橢圓。9、幾何投影:將橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)投影到幾何面上，然后將幾何面展為平面。（正、橫、斜軸） 方位投影: 以平面作投影面，使平面與球面相切或相割，將球面上的經(jīng)緯線投影到平面上而成。 圓柱投影: 以圓柱面作投影面，使圓柱面與球面相切或相割，將球面上的經(jīng)緯線投影到圓柱面上，然后將圓柱面展為平面而成。 圓錐投影: 以圓錐面作投影面，使圓錐面與球面相切或相割，將球面上的經(jīng)緯線投影到圓錐面上，然后將圓錐面展為平面而成。10、等角投影: 投影面上某點(diǎn)的任意兩方向線夾角與橢球面上相應(yīng)兩線段夾角相等，即角度變形為零 =0（或 a=b，m=n）。 等積投影: 投影面與橢球面上相應(yīng)區(qū)域的面積相等，即面積變形為零 Vp=0（或 P=1，a=1/b）。 任意投影: 投影圖上，長(zhǎng)度、面積和角度都有變形，它既不等角又不等積。其中，等距投影是在特定方向上沒(méi)有長(zhǎng)度變形的任意投影（m=1）。11、高斯-克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）以橢圓柱為投影面，使地球橢球體的某一經(jīng)線與橢圓柱相切，然后按等角條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)各一定范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將其展成平面而得。此投影無(wú)角度變形，中央經(jīng)線無(wú)長(zhǎng)度變形。為保證精度，采用分帶投影方法：經(jīng)差 6或 3分帶，長(zhǎng)度變形 0.14%。中國(guó)國(guó)家基本比例尺地形圖采用高斯-克呂格6分帶投影：11萬(wàn)（3分帶）、12.5萬(wàn)、15萬(wàn)、110萬(wàn)、125萬(wàn)、150萬(wàn)。12、通用橫軸墨卡托投影 UTM 投影以橫軸橢圓柱面割于地球橢球體的兩條等高圈，按等角條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)各一定范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將其展成平面而得。此投影無(wú)角度變形，中央經(jīng)線長(zhǎng)度比為0.9996，距中央經(jīng)線約180km處的兩條割線上無(wú)變形。亦采用分帶投影方法：經(jīng)差6或3分帶。長(zhǎng)度變形 0.04%13、大圓航線在正軸等角圓錐投影中是直線；等角航線在正軸等角圓柱投影（UTM墨卡托投影）中是直線，而大圓航線在UTM投影中是曲線；14、地形圖的分幅方法：一種是經(jīng)緯網(wǎng)梯形分幅法或國(guó)際分幅法，主要用于國(guó)家基本比例尺地形圖；另一種是坐標(biāo)格網(wǎng)正方形或矩形分幅法，主要用于工程建設(shè)大比例尺地形圖。 15、我國(guó)1：100萬(wàn)地形圖分幅:1：100萬(wàn)采用國(guó)際1：100萬(wàn)地圖分幅標(biāo)準(zhǔn)。每幅1：100萬(wàn)地形圖范圍是經(jīng)差6，緯差4；緯度6676之間經(jīng)差12，緯差4；緯度7688度之間經(jīng)差24，緯差4（在我國(guó)沒(méi)有經(jīng)度60度以上的需要合幅圖幅）；16、比例尺代碼1:50萬(wàn) A 1:25萬(wàn) B 1:10萬(wàn)C 1:5萬(wàn) D 1：2.5萬(wàn) F 1:1萬(wàn)G 1:5000 H17、比例尺經(jīng)緯差1:100萬(wàn) 1:50萬(wàn) 1:25萬(wàn) 1:10萬(wàn) 1:5萬(wàn) 1：2.5萬(wàn) 1:1萬(wàn) 1:5000 經(jīng)差 6 3 130 30 15 730 345 152.5緯差 4 2 1 20 10 5 230 11518、由已知某地地理坐標(biāo)（x，y），計(jì)算其其所在某比例尺地形圖的圖號(hào)a，按下列公式求出基礎(chǔ)圖1：100萬(wàn)圖幅的圖號(hào)： h=y/y+1 l=x/x+31（我國(guó)疆域位于東半球，故縱列號(hào)大于30）其中y表示緯度，y表示百萬(wàn)分之一地圖的緯差；x表示經(jīng)度，x表示百萬(wàn)分之一地圖的經(jīng)差。 為商取整符號(hào)，如9.3則取9。h表示行號(hào)，l表示列號(hào) b 按下式計(jì)算所求圖號(hào)的地形圖在基礎(chǔ)圖幅內(nèi)位于的行號(hào)和列號(hào)： h=y/y （y/y）/y l= (x/x)/ x +1 其中y、x表示百萬(wàn)分之一地形圖的緯差、經(jīng)差；y、x表示所求圖號(hào)的地形圖圖幅的緯差與經(jīng)差，h表示行號(hào)、l表示列號(hào)。 19、已知圖號(hào)，求該圖幅左上角點(diǎn)的經(jīng)緯度 y=h*y （h1）*y x= ( l 31) * x + (l-1) * x 其中y，x表示左上角點(diǎn)的緯度與經(jīng)度，h，l分別為已知圖號(hào)地形圖的基礎(chǔ)圖百萬(wàn)分之一圖幅所在的行號(hào)與列號(hào)；y、x表示百萬(wàn)分之一地形圖的緯差與經(jīng)差，y、x表示已知比例尺地形圖圖幅的緯差與經(jīng)差；h、l表示地形圖幅在基礎(chǔ)圖1：100萬(wàn)圖幅內(nèi)位于的行號(hào)與列號(hào) 20、是有關(guān)地理實(shí)體和地理現(xiàn)象的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對(duì)表達(dá)地理特征和地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋?？臻g位置、屬性和時(shí)間是地理空間分析的三大基本要素。21、地理信息系統(tǒng)：是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。22、元數(shù)據(jù)：關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。作用：幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔；提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)(clearing house)及數(shù)據(jù)銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù)；提供通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關(guān)的輔助信息。23、數(shù)據(jù)模型三要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)的約束條件。24、柵格數(shù)據(jù)的取值方法：中心點(diǎn)法、重要性、面積占優(yōu)、百分比法。25、鏈?zhǔn)骄幋a：起點(diǎn)行列號(hào)，單位矢量（順時(shí)針）R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3，它是從某一起點(diǎn)開(kāi)始用沿八個(gè)基本方向前進(jìn)的單位矢量鏈來(lái)表示線狀地物或多邊形的邊界。 優(yōu)點(diǎn)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，特別是對(duì)面積、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)折方向和凸凹度等運(yùn)算十分方便； 缺點(diǎn)：對(duì)邊界做合并和插入等修改，編輯比較困難；此結(jié)構(gòu)類似矢量編碼，但不具有區(qū)域的性質(zhì)，因此對(duì)區(qū)域空間分析運(yùn)算比較困難。26、游程長(zhǎng)度編碼：所謂游程是指按行的順序連續(xù)且屬性值相同的若干柵格。游程長(zhǎng)度的記錄方式有兩種：記錄每個(gè)游程起（迄）列號(hào)，記錄每個(gè)游程象元數(shù) 游程長(zhǎng)度編碼壓縮數(shù)據(jù)既有效又方便。壓縮比的大小與圖的復(fù)雜程度成反比，原始柵格類型越簡(jiǎn)單，壓縮效率越高。因此比較適合于同類型面積較大的專題要素、遙感圖像的分類，而不適合于類型連續(xù)變化或類型分散的分類圖； 游程長(zhǎng)度編碼在柵格加密時(shí)，數(shù)據(jù)量沒(méi)有明顯增加，壓縮效率較高，且易于檢索，疊加合并等操作，運(yùn)算簡(jiǎn)單，適用于機(jī)器存儲(chǔ)量下，數(shù)據(jù)需大量壓縮，而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運(yùn)算增加處理和操作時(shí)間的情況。逐行編碼，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 行號(hào), 屬性, 重復(fù)次數(shù)，1, A, 4, R, 1, A, 327、塊狀編碼：塊式編碼是將游程擴(kuò)大到兩維情況，把多邊形范圍劃分成若干具有同一屬性的正方形，然后對(duì)各個(gè)正方形進(jìn)行編碼。塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行列號(hào)）、半徑和屬性代碼組成。正方形區(qū)域?yàn)橛涗泦卧?，?shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 初始位置, 半徑, 屬性(1,1,3,A),(1,5,1,R),(1,6,2,A),28、四叉樹(shù)編碼：基本思想：將2n2n象元組成的圖像(不足的用背景補(bǔ)上) 按四個(gè)象限進(jìn)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(shù)。常規(guī)四叉樹(shù)：記錄這棵樹(shù)的葉結(jié)點(diǎn)外，中間結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系用指針聯(lián)系，每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要6個(gè)變量：父結(jié)點(diǎn)指針、四個(gè)子結(jié)點(diǎn)的指針和本結(jié)點(diǎn)的屬性值。指針不僅增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，而且增加了操作的復(fù)雜性。因此常規(guī)四叉樹(shù)并不廣泛用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其價(jià)值在于建立索引文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。線性四叉樹(shù):記錄葉結(jié)點(diǎn)的位置，深度（幾次分割）和屬性。線性四叉樹(shù)的編號(hào)要遵循一定的規(guī)則，這種編號(hào)稱為地址碼，其隱含了結(jié)點(diǎn)的位置和深度信息。最偏于應(yīng)用的地址碼是十進(jìn)制Morton碼（簡(jiǎn)稱MD碼）優(yōu)點(diǎn)：存貯量小，只對(duì)葉結(jié)點(diǎn)編碼，節(jié)省了大量中間結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)，地址碼線性四叉樹(shù)可直接尋址，通過(guò)其坐標(biāo)值直接計(jì)算其Morton碼，而不用建立四叉樹(shù)。定位碼容易存儲(chǔ)和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)集合相加等組合操作。 29、矢量編碼 實(shí)體式編碼：實(shí)體式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Spaghetti數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）是指構(gòu)成多邊形邊界的各個(gè)線段，以多邊形為單元進(jìn)行組織。（點(diǎn)表、線表、面表）。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀，編碼容易；缺點(diǎn)： 數(shù)據(jù)冗余，相鄰多邊形的公共邊易產(chǎn)生分歧； 實(shí)體互相獨(dú)立，缺乏聯(lián)系； 索引式：索引式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)所有邊界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)對(duì)以順序方式存儲(chǔ)，由點(diǎn)索引與邊界線號(hào)相聯(lián)系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹(shù)狀索引結(jié)構(gòu)。樹(shù)狀索引結(jié)構(gòu)消除了相鄰多邊形邊界的數(shù)據(jù)冗余和不一致的問(wèn)題，在簡(jiǎn)化過(guò)于復(fù)雜的邊界線或合并多邊形時(shí)可不必改造索引表，鄰域信息和島狀信息可以通過(guò)對(duì)多邊形文件的線索引處理得到。 雙重獨(dú)立編碼（DIME）：這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最早是由美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)局研制來(lái)進(jìn)行人口普查分析和制圖的，簡(jiǎn)稱為DIME(Dual lndependent Map Encoding)系統(tǒng)或雙重獨(dú)立式的地圖編碼法。它以城市街道為編碼的主體。DIME采用了拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)。最適合于城市信息系統(tǒng)。線文件：左面，右面，起點(diǎn)，終點(diǎn)；點(diǎn)文件：面文件：？特點(diǎn)：采用拓?fù)渚幋a結(jié)構(gòu)，可有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正確性檢查，便于數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和索引，可用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)編輯； 鏈狀雙重獨(dú)立式：鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。在DIME中，一條邊只能用直線兩端點(diǎn)的序號(hào)及相鄰的面域來(lái)表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線段合為一個(gè)弧段（或鏈段），每個(gè)弧段可以有許多中間點(diǎn)。在鏈狀雙重獨(dú)立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有四個(gè)文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點(diǎn)文件。30、矢量數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 用離散的點(diǎn)描述空間對(duì)象與特征，定位明顯，屬性隱含 用拓?fù)潢P(guān)系描述空間對(duì)象之間的關(guān)系 面向目標(biāo)操作，精度高，數(shù)據(jù)冗余度小 與遙感等圖象數(shù)據(jù)難以結(jié)合 輸出圖形質(zhì)量好，精度高31、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：特點(diǎn) 離散的量化柵格值表示空間對(duì)象 位置隱含,屬性明顯 幾何和屬性偏差 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合,但數(shù)據(jù)量大 面向位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),難以建立空間對(duì)象之間的關(guān)系32、Voronoi多邊形也稱為泰森多邊形。用直線段連接每?jī)蓚€(gè)相鄰多邊形內(nèi)的離散點(diǎn)而生成的三角網(wǎng)稱為狄洛尼三角網(wǎng)，是泰森多邊形的對(duì)偶圖。泰森多邊形的特性：每個(gè)泰森多邊形內(nèi)僅含有一個(gè)離散點(diǎn)數(shù)據(jù)；泰森多邊形內(nèi)的點(diǎn)到相應(yīng)離散點(diǎn)的距離最近；位于泰森多邊形邊上的點(diǎn)到其兩邊的離散點(diǎn)的距離相等?？捎糜诂F(xiàn)有設(shè)施的負(fù)荷狀況分析、設(shè)施選址等問(wèn)題的分析。狄洛尼三角網(wǎng)特性：1）其Delaunay三角網(wǎng)是唯一的；2）三角網(wǎng)的外邊界構(gòu)成了點(diǎn)集P的凸多邊形外殼；3）沒(méi)有任何點(diǎn)在三角形的外接圓內(nèi)部；4）如果將三角網(wǎng)中的每個(gè)三角形最小角進(jìn)行升序排列，則Delaunay三角網(wǎng)的排列得到的數(shù)值最大，即Delauna