土地信息系统(3.1.3)--第三章习题作业解答

第三章 数据输入与输出1、数据的涵义是什么？与信息有何区别和联系？数据是信息的载体，它可以是记录下来的某种可以识别的符号，数据的具体形式多种多样，如文本、图像、声音等都可以归入数据的范畴。

虽然数据是信息的载体，但并非就是信息，只有理解了数据的含义、对数据做出解释，才能得到数据中所包含的信息。

信息系统对数据进行处理（编码、分类、增强等）就是为了得到数据中所包含的信息。

2、土地数据的基本特征有哪些？土地数据一般具有三个基本特征：属性特征（非定位数据），表示实际现象或特征；空间特征（定位数据）：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置，空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示，例如笛卡尔坐标等；时间特征（时间尺度）：指土地数据随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。

3、空间数据的测量尺度有哪些？各自的特点是什么？测量的尺度大致可以分成四个层次，由粗略至详细依次为：命名或类型、次序、间隔以及比例。

1）命名量：命名式的测量尺度也称为类型测量尺度，只对特定现象进行标识，赋予一定的数值或符号而不定量描述。

例如，可以用不同数值表示不同的土地利用类型、植被类型或岩石类型，但是这些数值之间无数量关系，对命名数据的逻辑运算只有“等于”或“不等于”两种形式，而其近似均值只能使用众数。

2）次序量：次序测量尺度是基于对象进行排序来标识的，如可以把山峰按高度分级为极高山、高山、中山、低山和丘陵等，将坡度分为陡、中、缓等。

不同次序之间的间隔大小可以不同。

对次序数据的逻辑运算除了“等于”与“不等于”之外，还可以比较它们的大小，即“大于”或“小于”。

3）间隔量：是不参照某个固定点，而是按间隔表示相对位置的数。

按间隔量测的值相互之间可以比较大小，并且它们之间的差值大小是有意义的。

温度是间隔尺度的数据而不是比例数据，因为它的“0”测量值随着所使用的不同温度测量单位而不同。

不能说150F的温度是75F的温度的两倍，因为这个比例在使用摄氏单位时就改变了。

相反，降水量是比例数据，因为它有真的零值1。

比例数据和间隔数据可用于加、减、乘、除等运算，而且可以求算术平均。

4）比率量：是比例测量尺度的测量值指那些有真零值而且测量单位的间隔是相等的数据，比例测量尺度与使用的测量单位无关。

4、数据的获取有哪些方法？并简述几种方法在实际中的应用或适应范围。

获取数据途径主要有五种：①野外实地测量；②摄影测量；③现场专题考察与调查；④社会调查与统计；⑤利用已有资料。

1）野外测量：野外实地测量是传统的测量方法，这种方法获得的资料具体、准确，但花费人工多，工作周期长。

一般是测得资料后制成地图，再输入土地信息系统的数据库中。

对数据库的局部数据作修改时，则可将实测资料直接输入，而不必经过先制图这一环节。

12）摄影测量：航空摄影测量已普遍用于地图的制作。

经过专门训练的操作员可以用一种称为立体解析测图仪的光学、电子仪器，直接在航空照片上读取坐标，传输到计算机中。

最近，已出现了用软件取代立体解析图仪的新技术，这种技术有良好的推广应用前景。

3）GPS：GPS技术是依靠导航卫星来决定地球上某一位置坐标的技术，它已经成为目前既便宜又精确的一种数据采集技术。

目前GPS技术已经用在航海、汽车导航、登山、滑雪等业务或娱乐方面。

GPS精度可达到毫米级。

4）遥感：用遥感技术获取信息有范围大、速度快、信息广的特点，长期在地球轨道上运行的遥感卫星可时时刻刻地向地面传送探测到的信息。

遥感信息中既有空间位置信息，也有属性信息。

大范围的资源、环境调查，遥感往往是主要信息来源。

在土地、地质、水文、土壤、土地、植被、气象、数字地面高程等调查中，已有很多成功的实例。

土地管理部门已成功地将遥感技术运用于土地利用现状调查和土地利用的动态监测。

5）地图及经济数据：任何一个信息系统，都应尽量利用已有的资料，以减少工人成本，缩短工作周期。

例如，现有各种专题地图、政府统计部门的各种调查、统计报表等，都是最常用的信息来源。

一些发达国家已公开提供计算机的数据资料，以及将社会调查和地图结合在一起的地理数据等等，这就简化了各种LIS的数据收集工作，也为不同信息系统之间的数据共享带来方便。

5、土地数据输入时需考虑哪几方面的问题？通常，土地数据输入主要考虑以下三个方面的问题：1）统一的地理基础；2）空间数据（位置数据）：定义地面实体特征相对于某一坐标系统所处的空间信置；3）属性数据（非空间数据）：定义地面实体特征所表示的内容。

6、试述采用数字化仪和扫描仪进行数据输入的工作过程。

数字化仪：首无将待数字化的地图或航片等固定在数字化仪上，输入其比例尺，并用游标定出图幅上的左下角点和右下角点，确定出数字化范围，然后数字化员小心地用手扶动游标，使游标十字丝尽可能地保持在数字化线上，再按动游标键钮进行输入。

在一般的数字化工作中常见的有两种基本输入方式，即流方式和点方式。

流方式数字化是指作业只需仔细保持使游标十字丝沿待数字化的线段连接移动，而由计算机自动地按等时间隔或等距间隔来控制点位的数据录入。

点方式数字化则是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。

扫描仪：扫描仪按其扫描的方式分成以栅格数据形式扫描的栅格扫描仪和直接沿线划扫描的矢量扫描仪。

栅格扫描仪的工作原理并不复杂。

设地图上任意部分是由黑白两色组成。

将装有电荷耦合器件（CCD）的高分辩率镜头的摄像机与扫描装置以及低功率激光源组合在一起，对数字化对象进行扫描后，CCD将摄取的影像分解为离散的像元，然后将其记录成“黑”或“白”的像元。

当然，这样得到的数据还需进行大量的处理工作后才能变成有数字地图要素，如等高线，道路等。

7、土地属性数据包括哪几个方面？如何进行属性数据与空间数据的连接？土地属性数据主要包括三个方面：1描述地块实体的数量、质量、权属和利用状况的数据；2描述有关地理实体的基本特征的数据；3描述地块实体与地理实体相互关系的数据。

属性数据与空间数据的连接：1）在输入空间数据时直接在图形实体上附加特征编码，但是当数据量较大时，这种交互输入的效率就太低了。

2）用特定的程序把属性与已数字化的点、线、面空间实体连接起来。

这样只要求空间实体带有唯一性的识别符即可，除了用程序自动生成以外，识别符也可以用手工来输入。

8、在对空间数据进行编辑时，如何处理图幅拼接时产生的“裂隙”？在数字化过程中，由于人为的或（和）仪器的误差影响致使两个相邻图幅的数据库在接合处产生不一致，即所谓“裂隙”。

这种“裂隙”有两种情况。

在图形编辑系统中应定义相邻图幅的接边范围，开窗检索接边范围内的图形及属性信息，将跨接图幅和目标，根据接边方向横坐标或纵坐标进行排序，对逻辑相同的实体在几何上自然连接，以消除接边误差。

对于存在的逻辑上不一致的实体、则应先用交互编辑方法达到逻辑上的一致性。

9、数据输出的形式有哪几种？举例介绍几种输出设备。

数据的输出形式可以分为三种：硬拷贝、软拷贝和电子输出。

硬拷贝输出是永久显示，信息被打印在纸上、摄影胶片或类似的材料上。

软拷贝是一种能在计算机屏幕上观察的输出方式。

电子输出是由计算机兼容文件组成的输出方法，通常用于计算机系统之间的数据传递、进一步分析或带往远地产生硬拷贝输出之用。

几种输出设备：1）电子显示屏幕：采用电子显示屏幕作为人机交互的数据输出设备具有代价低、速度快、得到的图形、图像色彩鲜艳，且可以动态刷新等特点；但也有显示幅面小、显示精度不高、显示比例失真等不足之外。

此外，屏幕显示不是永久性输出，关机后就无法保留其影像（对屏幕图像进行硬拷贝需用特殊装置进行），所以这种输出形式一般只是作为暂时性输出，供人机交互操作时参考之用。

但是，在LIS运行中的人机交互操作量是很大的，屏幕显示从数据输入、编辑到空间操作等各个阶段都要用到，并用在很多情况下，用户并不要求图形输出的硬拷贝，而只是屏幕上显示地图。

所以,屏幕显示输出是使用频繁的一种方式。

2）打印机：打印输出一般是直接由栅格结构方式进行的。

与一般微机配套的行式打印机就是一种最简单的栅格显示设备。

行式打印机具打印速度快、售价成本低的特点。

但行式打印机的最大缺点是输出图形质量粗糙、精度低，并且输出图形的纵横比例不一，使输出结果失真。

因此，目前多采用行式打印机输出文本数据或输出图形草图。

10、论述空间数据质量标准要素及其内容。

空间数据质量标准要素及其内容如下：（1）数据情况说明：要求对地理数据的来源，数据内容及其处理过程等作出准确、全面和详尽的说明。

（2）位置精度或称定位精度：为空间实体的坐标数据及实体真实位置的接近程度，常表现为空间三维坐标数据精度。

它包括数学基础精度、平面精度、高程精度、接边精度、形状再现精度（形状保真度）、像元定位精度（图像分辨率）等。

平面精度和高程精度又可分为相对精度和绝对精度。

（3）属性精度：指空间实体的属性值与其真值相符的程度。

通常取决于地理数据的类型，且常常与位置精度有关，包括要素分类与代码的正确性、要素属性值的准确性及其名称的正确性等。

（4）时间精度：指数据的现势性。

可以通过数据更新的时间和频率来表现。

（5）逻辑一致性：指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容（包括空间特征、专题特征和时间特征），以及拓宽性质上的内在一致性。

（6）数据完整性：指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完整程度，包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。

（7）表达形式的合理性：主要指数据抽象、数据表达与真实地理世界的吻合性，包括空间特征、专题特征和时间特征表达的合理性等。

11、空间数据质量控制常见的方法有哪些？空间数据质量控制常见的方法有：（1）传统的手工方法。

质量控制的人工方法主要是将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、 绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比或其它比较方法。

（2）元数据方法。

数据集的元数据中包涵了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。

（3）地理相关法。

用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。

例如，从地表自然特征的空间分布着手分析，山区河流应位于微地形的最低点，因此，叠加河流和等高线两层数据时，若河流的位置不在等高线的外凸连线上，则说明两层数据中必有一层数据有质量问题，如不能确定哪层数据有问题时，可以通过将他们分别与其他质量可靠的数据层叠加来进一步分析。

因此，可以建立一个有关地理特征要素相关关系的知识库，以备各空间数据层之间地理特征要素的相关分析之用。

12、什么叫元数据？元数据有何作用？元数据，是描述数据的数据。