数字地图制图复习

简述数字地图、电子地图、模拟地图的基本概念与差别？数字地图是在一定坐标系统内具有确定坐标和属性标志的制图要素和离散数据在计算机可识别的存储介质上概括而有序的集合。

具有计算机可识别性、可量算性、可分析性、可传输性及数字与模拟地图的互转性，是生产电子地图和纸质地图的基础。

电子地图：是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示，是计算机条件下的空间信息可视化，是人眼直接可视的，包括二维、三维电子地图。

模拟地图：传统地图一般绘制印刷在布匹、木板、石板铜板和纸张等介质上，这种地图称为模拟地图。

数字地图的特性：可识别性：指计算机可识别，而目视一般不可识别；可量算：计算可进行几何度量，长度、面积、方位等；可分析性：分析的深度取决于数据结构和数据模型；可转化性：是数字地图与模拟地图之间能够相互转化；可传输性：可借助于当代通讯技术进行远程或近距离传输；存储与显示分离：存储与其显示是分离的；地图数据的几何变换有哪些类型，各自有什么特征？缩放（比例）、对称、旋转、平移、投影、错切、二维组合等各种变换。

平移变换用于移动坐标系的原点变换前后的坐标必须满足，。

旋转变换指图形的放置围绕原点旋转θ角，且逆时针为正，顺时针为负。

平移和旋转变换都保持二维空间上目标变换时的距离及大小不变，但缩放变换会改变坐标系的单位长度（距离）。

顺序存储、随机存储、链式存储的比较链式存储在某些特定操作上具有比顺序存储和随机存储更多的优点。

它能很容易地处理因节点的绝对位置改变带来的变化。

尽管一个节点在表中的绝对位置改变了，但它的物理存储位置可以保持不变，只是节点的属性值即地址要改变。

随机存储也允许节点的存储位置保持不变，但要改变其指向存储位置的指针。

在不改变表中任何节点的绝对位置时，顺序存储和随机存储要优于链式存储。

在顺序或随机存储中，可以很容易地访问第j个节点。

DCEL模型的原理?1.假设C的方向从pN到sN，则与其相邻的多边形RP位于右边，LP位于左边。

弧段C是由围绕点sN处的下一个逆时针弧段RC和围绕点pN的下一个逆时针弧段LC界定的边界之内。

2.所谓下一弧段表示了在终结点sN关联的弧段中，该弧段逆时针方向的第一条弧段RC，而所谓上一弧段则表示了在始结点pN关联的弧段中，该弧段逆时针方向的第一条弧段LC。

3.如果沿着多边形RP顺时针移动，那么弧段RC紧位于C后，4.如果沿着多边形LP顺时针移动，那么LC紧位于C后路径拓扑模型有哪些，网络拓扑模型有哪些，各自的基本原理?路径拓扑模型有面条模型（面状单元间的边界作为坐标记录下来，没有关于坐标串与单个多边形间关系的相应信息；地理底图的轮廓线可以从这种数据模型中轻易获取）、多边形模型（记录和存储了每个多边形的外轮廓线；很容易标识每个多边形实体，但其存储空间却迅速扩大,因为多边形间的公共边被存储两次）、点位字典模型（该模型是对多边形模型的一个改进，它记录的是各多边形边界上各点的编码ID并构成循环表，同时以数据字典方式记录下各点的坐标值，利用字典就可通过点的编码找到其相应的坐标）、弧段/点位字典模型（表达了多边形与弧段，以及弧段与点的构成和组成关系；在该模型中，每个多边形由弧段的循环表组成，而每条弧段又由一列点组成）。

网络拓扑模型有DIME模型（1.要找出所有的DIME段及其左右多边形。

2.这些段按以下顺序排列：第一段的止点是后一段的起点，最后一个段的止点是第一个段的起点，这样便形成了一个循环表。

在这个过程中，起、止点是可以按需切换的，以使多边形始终位于每个段的右边。

）、POLYVRT模型（将弧段的关系按DIME段给出，弧段的端点被称为结点而不是点）、结点模型（用结点结构来组织这些关系，根据任何一个结点都具有且仅有三个相邻结点，每个结点都具有且仅有三条相关链和与这三条相关链相关的右多边形(按右手法则确定)，在拓扑文件中记录下各结点的三个相邻结点、三条相关链和三个右多边形，以此来实现数据处理时对多边形的操作与检索）、扩展弧段模型（弧段的邻域可加以扩展，从而包含围绕某一结点的下一逆时针弧段的ID。

当沿着某一多边形轮廓顺时针方向前进时，这些弧段将依顺序成为下一条弧段。

每一弧段的邻域关系包括了第一和最后一个结点，左、右多边形以及相应的左、右弧段(LC和RC)。

右弧段依顺序是右多边形的下一条弧段，左弧段依顺序是左多边形的下一条弧段）。

4叉树的基本原理?四叉树分割的基本思想是首先把一幅图像或一幅栅格地图等分成四部分，逐块检查其格网值。

四个等分区称为四个子象限，按顺序为左上（NW）、右上（NE）、左下（SW）、右下（SE），可以用树结构表示。

如果某个子区的所有格网都含有相同的值，则这个子区就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区，这样递归地分割，直到每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。

这就是常规四叉树的建立过程。

数字地图数据采集的方式有哪些？比较各自的优缺点和实用范围?数字遥感数据获取、数字化、野外测量等。

数字化具有简便，效率较高，但是精度比野外测量差。

数据测量的尺度有哪4种，各自的特征？定名尺度，顺序尺度，间隔尺度还有比例尺度什么是地图综合，它与数据压缩、比例尺缩放的差别？空间信息数量庞大，类型复杂，因此，在有限的计算机存贮空间与地图的图面上要反映这些庞大而复杂的空间信息，就不得不反映其主要的、本质性的方面，舍弃次要的、非本质性的方面，以确保地图的易读性,满足空间数据库的多尺度表达和GIS的多层次规划、管理与分析决策的需要，这个过程就是地图与GIS综合。

数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。

或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。

比例尺缩放只是指一幅地图的比例尺变大或者缩小，地图的所包含的信息数据并没有变。

地图综合与数据压缩都导致信息量的减少，都是为了缩小存储空间和节省计算处理时间而去掉繁杂细节。

但数据压缩一般是在无损图解精度的前提下去掉“贡献”小而用插值方法可近似恢复的数据元素，即数据压缩可用数据的插值加密手段进行逆处理，而制图综合不受图解精度约束，被删除或被派生的信息不可逆。

地图综合的过程分为几个阶段？分为三个阶段：综合规则的制定，综合过程的控制，综合结果的评测。

线状要素的综合算法有哪些？各自的基本原理和优缺点？独立算法（它不顾及相邻点之间的几何关系。

如选取每第k点法，去掉其它点。

还有随机取点法。

很难捕捉到特征点，会引起曲线的变形。

这种方法只能用于简单的数据压缩，而不能用于真正的地理信息综合。

）、局部处理算法（该方法在对顶点选择时顾及到直接相邻诸顶点的特征。

算法所产生的变形比独立点算法小。

但比后继方法差。

）、约束扩展局部处理算法（在线的某段周围定义一个搜索域，并利用距离、角度或点数来搜索更多的相邻点。

）、无约束扩展局部处理算法（利用线的复杂度，坐标点的密度、开始点的定位等来搜索相邻的点。

）、全局算法（它考虑到整条线或特定线段的特征）、基于自然法则的化简算法（对于任何特定的地图比例尺，就必然有其上地图目标的一个极小尺寸SVO ，在这个尺寸内，所有的细部信息都会丢失）。

可视化和符号化的概念？可视化：是指在人脑中形成对事物的图像,是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。

科学计算可视化：是通过研制计算机工具、技术和系统，把实验或数值计算获得的大量抽象数据转换为人的视觉可以直接感受的计算机图形图像，从而可进行数据探索和分析。

地学相关的可视化：测绘学家的地形图测绘编制，地理学家、地质学家使用的图解，地图学家专题、综合制图等，都是用图形(地图)来表达对地理世界现象与规律的认识和理解。

包括地图可视化、地理信息系统(GIS)可视化及其在专业应用领域的可视化。

符号化是指将专题数字信息转化为模拟的制图符号。

数据增强的手段？数据增强（给线、面状要素增加细节以改进显示效果或者为没有数据采样的地方进行估值。

近似地看作为数据选取和其它综合操作的逆过程）有线性插值，分段拟合（用一段一段的曲线来代替每条线段，而且只在每条线段的端点处才相交。

使用分段多项式函数能产生理想的结果），曲线拟合，空间插值。

多边形晕线填充的原理？多边形的晕线填充算法要求代表某值的晕线与起点对齐。

相邻区域如果属性值相同，这两个区域的晕线则完全对齐。

方法：通过固定晕线位置，使之同X 轴平行就可以保持这种特性。

首先将坐标轴按晕线的方向角旋转。

然后在旋转后的坐标空间中找到多边形的最大Y坐标(YMAX)。

穿过多边形的晕线中最顶端的那条Y坐标可以根据下式计算：Y*=INT [YMAX / DELTA ] × DELTA （其中INT是最大取整函数；DELTA是晕线间的垂直距离。

）取得多边形晕线中的最高一条的Y坐标后，其他各晕线的Y坐标可以通过将Y*依次递减DELTA值来得到，这个过程直到该多边形中再没有晕线经过时停止。

基本方法有：单线法（首先将多边形先旋转一个方向角，然后依序每次一条晕线地分别处理各线。

下一步检查多边形轮廓的每一段，判断其是否与所处理的晕线相交，保存交点并按X坐标排序。

这种排序是为了通过一系列（移动，绘制）对操作来保证恰当地绘出晕线。

最后所有的交点旋转回原始多边形空间显示），绕行法（原理是环绕多边形一周以计算所有晕线与多边形的交点）。

网格法追踪原则和鞍部处理？通过网格追踪等值线方法的优点，在于网格可以按照行列编号隐式地建立起邻域间的位置关系。

步骤：1.一条等高线从网格单元(i,j)的四个邻接单元(i-1,j),(i+1,j),(i,j-1),(i,j+1)之一进入，应退出该单元并继续往其余三个网格单元追踪。

2.确定当前单元的哪条边作为退出边时，要看该边两端点的z值范围是否包含了zi值。

3.等值线在退出边上的准确位置通常使用内插方法确定，4.该内插是在网格单元的边上进行的。

在得到等值线与网格的交点以后可以按顺序直接绘出。

“鞍点”现象：一个网格单元内可能会出现多于一条的有相同z值的等值线段。

出现“鞍点”时的追踪：基于四个端点的z值内插出网格单元的中心点的z值，然后把单元分成四个三角形(图6－36d)。

对于每个三角形来说，由于其只有三边，就不存在难以确定追踪方向的。

问题：如果一条等值线从三角形的一边进入的话，只可能从另外两边的一边中出去。

网格中心点的z值为53，所以应该把S1与S2，S3与S4相连位-平面方法裁剪线段的算法（分区裁剪）？1.窗口把这个平面分成九个区域。

2.点的x,y 坐标如果都位于四个角区域中的任一个，那么该点位于窗口外。

3.如果点的x或y坐标位于四个边区域的任一个，那么这个点也在窗口外。

4.除了角区域和边区域，就是剪裁窗口了。

5.如果一条线段的端点都位于窗口的内部，那么这条线段就全部显示出来。