地理信息系统第三四章作业

1 、试分析 GIS 的几种主要的数据模型各自的优缺点。

答：GIS主要的数据模型有：矢量数据模型、栅格数据模型、矢量-栅格一体化数据模型、镶嵌数据模型、面向对象数据模型。

矢量数据模型：
优点：
1.便于面向现象(土壤类、土地利用单元等)；
2.数据结构紧凑、冗余度低；
3.有利于网络分析；
4.图形显示质量好、精度高。

缺点：
1.数据结构复杂；
2.软件与硬件的技术要求比较高；
3.多边形叠合等分析比较困难；
4.显示与绘图成本比较高。

栅格数据模型：
优点：
1.数据结构简单；
2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易；
3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析；
4.输出方法快速，成本比较低廉。

缺点：
1.图形数据量大；
2.投影转换比较困难；
3.栅格地图的图形质量相对较低；
4.现象识别的效果不如矢量方法。

2 、简述栅格数据压缩编码的几种方式和各自优缺点。

答：1.游程长度编码结构
优缺点：对于游程长度编码，区域越大，数据的相关性越强，则压缩越大，适用于类型区域面积较大的专题图，而不适合于类型连续变化或类别区域分散的分类图（压缩比与图的复杂程度成反比）。

这种编码在栅格加密时，数据量不会明显增加，压缩率高，并最大限度地保留原始栅格结构，编码解码运算简单，且易于检索，叠加，合并等操作，这种编码应用广泛。

2. 块码结构
优缺点：具有可变分辨率，即当属性变化小时图块大，对于大块图斑记录单元大，分辨率低，压缩比高。

小块图斑记录单元小，分辨率高，压缩比低。

所以，与行程编码类似，随图形复杂程度的提高而降低分辨率。

3. 链式编码（弗里曼编码或边界链码）
优缺点：可以有效的压缩栅格数据，特别是对计算面积、长度、转折方向和凹凸度等运算十分方便。

缺点是对边界做合并和插入等修改，编辑比较困难。

这种结构有些类似矢量结构，但不具有区域的性质，因此对区域空间分析运算比较困难。

4. 四叉树编码
优缺点：对于团块图像，四叉树表示法占用空间要少得多，四叉树表示法基本上是一种非冗余表示法。

四叉树具有可变率或多重分辨率的特点使得它有很好
的应用前景，适用于处理凝聚性或呈块状分布的空间数据，特别适用于处理分布不均匀的块状空间数据，但不适用于连续表面（如地形）或线状地物。

此外，目前应用四叉树还存下列问题：矢/栅正反变换还不理想、建立四叉树耗费机时很多、四叉树虽可修改，但很费事。

3 、简述矢量数据编码的几种方式和各自优缺点。

答：1.实体式
优缺点：这种数据结构具有编码容易、数字化操作简单和数据编排直观等优点。

但这种方法也有以下明显缺点：(1)相邻多边形的公共边界要数字化两遍，造成数据冗余存储，可能导致输出的公共边界出现间隙或重叠；(2)缺少多边形的邻域信息和图形的拓扑关系；(3)岛只作为一个单个图形，没有建立与外界多边形的联系。

2. 索引式（树状）
优缺点：采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息；缺点是比较繁琐，给邻域函数运算、消除无用边、处理岛状信息及检查拓扑关系带来一定困难，工作量大且容易出错。

3. 双重独立式
优缺点：是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用顺序的两点以及相邻多边形来予以定义,最适合于城市信息系统。

4. 链状双重独立式
优缺点：将若干直线段合为一个弧段，每个弧段可以有许多中间点。

4 、 GIS 的数据源有哪些？简述其特征并叙述通过何种途径来获取这些数据源。

答：GIS 的数据源主要包括地图数据、影像数据、野外实测数据、统计数据、数字数据、多媒体数据、文本数据。

获取途径：地图数据（扫描数字化）、影像数据（摄影测量和遥感图像处理）、野外实测数据（野外数据采集、数据交换和键盘输入）、统计数据（扫描数字化和键盘输入）、数字数据（数据交换）、多媒体数据（数据交换）、文本数据（键盘输入）。

5 、假设一条矢量等高线上的点太过密集了，如何减少占用系统的存储空间？你能给出多少方法？
答：可以采用矢量数据压缩的方法，主要有四种：
1.间隔取点法：每隔规定的距离取一点，或者每隔K个点取一点，但首末点一定要保留。

2.垂距法：按照垂距的限差选取符合或超过限差的点
3.偏角法：按照偏角的限差选取符合或超过限差的点
4.分裂法：试图保持曲线走向，并允许用户规定合理的限差。

6 、数据格式转换的途径有哪些？
答：主要有三种，即：
外部数据交换方式、标准空间数据交换格式、空间数据互操作方式
7 、试述空间数据数学基础变换的方法及其适用范围？
答：坐标变换：
1.相似变换（三个或三个以上已知控制点参与坐标变换时，采用最小二乘原理解算）
2.仿射变换（至少需要三个控制点，三个或三个以上已知控制点参与仿射变换时，采用最小二乘原理解算）
3.投影变换（通过选择10个以上的两种投影之间的共同点，并组成最小二乘法的条件式，进行解算系数。

）
4.橡皮拉伸（可以采用仿射变换、双线性变换、平方变换、双平方变换、立方变换、四阶多项式变换等。

）
几何纠正：（可以采用仿射变换、双线性变换、平方变换、双平方变换、立方变换、四阶多项式变换等。

）地形图的纠正和遥感影像的纠正
栅格数据重采样：最邻近像元法、双线性插值法、双三次卷积法
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