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一、名词解释

1． 屏幕跟踪矢量化

【答案】扫描矢量化可以自动进行，但是扫描地图中包含多种信息，系统难以自动识别分辨，所以在实际应用中，常常采用交互跟踪矢量化，或者称为半自动矢量化。

2． 空间数据内插

【答案】空间数据内插即通过己知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。

3． 信息系统

【答案】信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

4． 矢量多边形的拓扑关系

【答案】矢量多边形的拓扑关系是指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质，是明确定义空间结构关系的一种数学方法。它用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的关系，不考虑图形元素的具体位置，包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含三种类型。

5． 地理数据

【答案】地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。地理数据可分为空间数据、属性数据、时态数据。

6． OGC

【答案】OGC 即Open GIS 协会。其目的是使用户可以开放地操纵异质的地理数据，促进采

OGC 会员主要包括GIS 相关的计算机硬用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性。

件和软件制造商，数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。

7． 栅格数据结构

【答案】栅格数据结构指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。

8． 计算机网络

【答案】计算机网络是指实现计算机之间通讯的软件和硬件系统的统称。利用磁盘在两台微

机之间拷贝数据也是一种特殊的网络，共享的资源包括计算机网络中的硬件设备、软件或者数据。

9． 空间数据结构

【答案】空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述，空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型。

10．数据

【答案】数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

二、简答题

11．试以城市地下管网信息管理为例，

【答案】数据采集处理:功能需求调研:简述建立运行GIS 的步骤和方法。GIS 平台选型; 开发风险预研:功能开发:集成测试:交付。

12．简述空间元数据及其作用。

【答案】空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。

作用:帮助用户了解、分析数据; 空间数据的质量控制; 在数据的集成中的运用; 数据存储和功能的实现; 空间数据质量控制; 能够保证数据逻辑与科学的集成; 有足够的说明数据来源加工处理的过程、数据翻译。

13．请简述仿射变换的原理及其误差纠正的方法。

【答案】（1）仿射变换的原理

仿射变换是几何纠正的常用方法，仿射变换后的特性直线变化后仍是直线，平行线变化后仍是平行线，不同方向上的长度比发生变化。仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。

（2）仿射变换误差纠正方法

仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移，其误差纠正方法的具体实现如下:设x ，y 为数字化仪坐标，x ，y 为理论坐标，m 1~m2为地图横向和纵向的长度变化比例，两坐标系夹角为a ，数字化仪原点01相对于理论坐标系原点平移了a n 、b n 。设a 1=m1cos α，b 1=-m1sin α，a 2=m2sin α，b 2=m2cos α，可求得仿射变换的待定系数a 0、a 1、a 2、b 0、B 1、b 2如下：

14．请举几例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法。

【答案】（1）矢量转栅格①内部点扩散法由多边形内部种子点向周围邻点扩散，直至到达各边界为止; ②复数积分算法由待判别点对多边形的封闭边界计算复数积分，来判断两者关系; ③射线算法和扫描算法由图外某点向待判点引射线，通过射线与多边形边界交点数来判断。

（2）栅格转矢量

栅格数据结构向矢量数据结构的转换即矢量化，其目的是将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库，并将栅格数据进行数据压缩，将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。有基于图像数据的久量化和基于栅格数据的欠量化两种形式，具体方法步骤如下:

①基于图像数据的矢量化

a. 二值化

线画图形扫描后产生图像栅格数据，这些数据是按从0~255的不同灰度值量度的，为将256级不同的灰度压缩到2个灰度形成一值图，要在最大与最小灰度之间定义1~7值，根据公式使灰度图像二值化。

b. 细化

细化是消除线画横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。细化可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。剥皮法的实质是从曲线的边缘开始，每次剥掉等于一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点组成的图形。

c. 跟踪

跟踪的目的是将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。跟踪时，从起始点开始，根据八个邻域进行搜索下一个相邻点的位置，记录坐标，直到完成全部栅格数据的矢量化。

②栅格数据的矢量化方法

a. 在栅格数据中搜索多边形边界弧段相交处的节点位置，这些节点通常是相邻栅格单元小相同的属性值个数大于等于3的栅格处;

b. 从搜索出的节点里任选一个作为起始跟踪节点，顺着栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点为止;

c. 重复上述过程，做到所有的边界弧段都被生成;

④将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形，即完成多边形栅格数据的矢量化。

15．说明Delaunay 三角网和Voronoi 图之间的内在关系，并说明它们在GIS 中的应用。

【答案】（1）Delaunay 三角网与V oronoi 图的内在关系

Delaunay 三角网是由与相邻V oronoi 多边形共享一条边的相关点连接成的三角形。Delaunay 三角网的外接圆圆心时域三角形相关的V oronoi 多边形的一个顶点。Delaunay 三角网是V oronoi 图的偶图，可对点集剖分生成Delaunay 三角网后构造得到V oronoi 图。

（2）在GIS 中的应用