计算机制图复习要点

【题型】：名词解释:24分简答：30分综合：16分分析：12分注：以下仅供参考，不能保证一定考到，大家自己烧香吧！第一章：绪论【重点】1、计算机地图制图：是指以计算机硬件设备为基础，在相应软件系统支持下，以数字格式对地图制图要素进行采集、处理与管理，按照地图制作的规范进行符号化、图版制作与输出、并提供地图自动分析的全过程。计算机地图制图的本质是实现原始数据向数字地图的转换，是地图制图学与计算机图形学的交叉和结合。2、GPSRTK操作过程：1）向国土部门或测绘单位收集控制点数据2）到野外实测控制点WGS84坐标，计算转换参数（七参数）3）与已知控制点做点校正4）现场的地形点测量：架设基准站，发射差分信号，配置移动站，接收差分信号得到固定解，进行实时测量。【考点】1、地图3要素：数学要素、地理要素、整饰要素2、地图的4个基本特性：1）由特定的数学法则产生的可量测性2）使用地图符号系统产生的直观性3）实施制图综合产生的一览性4）地图是地理信息的载体3、计算机地图制图体系1）地图制图数据处理：地图数据采集、数据预处理、地图数据更新2）计算机地图制图模块：地图标准与图示、地图空间数据和属性数据库、地图符号3）数字地图：可视化手段、直接使用、数据传输4、计算机地图制图的特点信息容量大；易于校正、编辑和更新；比例尺无级缩放、跨图无缝漫游；良好的交互性，地图制图自动化程度较高，制图效率高；成图精度高，更新速度快；便于信息共享与交流，易于派生新信息；易于与其他系统结合；5、计算机地图制图与GIS的关系。紧密联系，密不可分。它们的主要区别在于最终的目的不同：计算机地图制图的目的是快速、精确地编制高质量的地图，而地理信息系统则是为地理研究和地理决策提供服务。地理信息系统是以计算机地图制图方法作为基础和技术保证，反过来，由于地理信息系统具有强大的空间分析功能，可使地图制作更方便、精确。地理信息系统载负的地理信息更广泛，地理信息系统可以包含计算机地图制图系统，反之，不成立。第二章：地图与数字地图基础【重点】1、数字地图：是以数字形式记录和存储的地图，是在一定的坐标系统内具有确定的位置、属性及关系标志和名称的地面要素和现象的离散数据，是在计算机可识别的存储介质上存储的概括的有序集合。2、数据压缩：把大量的原始数据或者由存储器取出来的数据转换为有用的、有条理的、精炼而简单的信息过程。数字地图的数据压缩分两种，一种是信息量的压缩，另一种是存储空间的压缩。目的是剔除冗余数据，减少数据的存储量，节省存储空间，加快后继处理速度。3、手扶跟踪数字化步骤：1.配置数字化仪;2.配置制图软件；3.标定数字化仪的菜单；4.图纸定向；5.定屏幕显示区；6.开始数字化。4、图纸定向的具体步骤：1）用定标器点取图纸左下角，再输入该点的坐标，要注意的是Y（东）方向应放在前面，两个坐标间用逗号隔开，如40000（东），30000（北）。2）用定标器点取图纸右上角，再输入该点的坐标。3）当屏幕提问要不要定向第3点时，可以直接回车结束图纸定向。5、计算机地图制图数据预处理几何纠正：一次变换（赫尔黙特变换、仿射变换、同素变换）、二次变换、高次变换投影变换：解析变换法、数值变换法、数值解析法数据压缩：间隔取点法、垂距法、偏角法、道格拉斯-普克法、光栏法道格拉斯-普克法数据压缩步骤：在给定的曲线两个端点（M、N）之间连接一条直线，确定MN方程式为：Ax+By+C=0计算中间各点到直线MN的距离：求距离di的最大值dj：dj=max(d1,d2,…,dn)选择距离最大的点Pj，若Pj到直线的距离大于某一MN阈值Ԑ，则保留Pj点。同时Pj将原来的曲线分成MPj和PjN，对它们递归调用该算法；若Pj到直线的距离小于某一阈值Ԑ，则就用该线段近似表示原曲线。数据光滑：差值（Lagrange插值多项式、分段线性插值多项式、Newton插值多项式）拟合(贝塞尔曲线法、B样条曲线法、抛物线调配曲线法、最小二乘法)数据规范化：定义规范、空间数据转换规范、制图要素规范数据匹配：顶点匹配、数字接边、拓扑检查、属性匹配、几何图形校正【考点】：1、几何数据（指矢量图形数据）：是根据给定要素的相对位置和绝对位置的坐标来描述。其获取方法：外业测量、栅格形式空间数据转换、现有地图数字化2、数字地图和模拟地图的比较数字地图的特点：5个特点（灵活性、选择性、动态性、现势性、可扩展性）3、专题地图内容表示法：10种1）表示点状物体定点分布的“定点符号法”2）表示呈线状分布现象的“线状符号法”3）表示间断分布的面状现象的范围法4）表示连续分布、布满整个区域面状现象的质底法5.）用图表形式反映定位于区域某点上反映周期性现象的数量特征及变化的“定位图表法”（温度、降水量）6）反映在制图区域中呈分散的、复杂分布现象数量指标的“点数法”（人口用点的密集度来表示）7）表示移动现象方向、路径、数量、质量特征的“运动线法”（洋流、寒潮、迁徙、资本输入输出、行军路线）8）表示统计数据按照区域分级的“分级统计图法”（各地区人口死亡差异）9）表示区划单元统计总值的“分区统计图表法”（财政收支）10）等值线法第四章：地图数据结构与地图数据库【重点】1、图形对象的图形信息：包括几何信息和拓扑信息。几何信息指形体在欧氏空间中的位置和大小。拓扑信息指形体各分量的数目及其相互间的连接关系。2、数据结构:即数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理、处理的数据逻辑结构。地图数据结构分为两大类：矢量结构与栅格结构。数字地图制图采用的是矢量数据格式。3、基本图元：图形系统中的基本图形元素。基本图元只含有一个图形实例，使用数据和方法标识图形对象。基本图元具有：惟一性、简练性和完整性。4、栅格数据的编码方法直接栅格编码、游程压缩编码、链式数据编码、四叉树编码、分块压缩编码、八叉树编码四叉树编码：是根据栅格数据二维空间分布的特点，将空间区域按照4个象限进行递归分割（2n×2n，且n1），直到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。4、栅格数据和矢量数据的优缺点比较栅格数据矢量数据优点：1、数据结构简单2、叠加操作易实现3、能有效表达空间可变性4、栅格图象便于做图象的有效增强优点：1、提供更严密的数据结构2、提供更有效的拓扑编码，因而对需要拓扑信息的操作更有效，如网络分析3、图形输出美观，接近于手绘缺点：1、数据结构不严密不紧凑，需要用压缩技术解决这个问题2、难以表达拓扑关系3、图形输出不美观，线条有锯齿，需要增加栅格数量来克服，但会增加数据量缺点：1、比栅格数据结构复杂2、叠加操作没有栅格有效3、表达空间变化性能力差4、不能象数字图形那样做增强处理【考点】：1、体素是三维空间中可以用有限个尺寸参数定位和定形的体，常有三种定义形式：1）从实际形体中选择出来，可用一些确定的尺寸参数控制其最终位置和形状的一组单元实体2）由参数定义的一条(或一组)轮廓线沿一条(或一组)空间参数曲线作扫描运动而产生的形体。3）用代数半空间定义的形体2、拓扑关系类型：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含3、栅格数据三种组织方法：单元、层、层（实体对象为基础）栅格数据结构是以规则的像元阵列来表示地图要素及其分布的数据结构，其阵列中的每个数据表示地物属性特征，栅格数据结构非常适合于表达遥感影象数据和DEM。4、栅格数据特点1）离散的量化栅格值表示空间对象2）位置隐含,属性明显；3）数据结构简单,易与遥感数据结合,但数据量大4）几何和属性偏差；面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系5、空间数据引擎：指提供存储、查询、检索空间数据，以及对空间数据进行空间关系运算和空间分析的程序功能集合。6、数据库管理系统有哪几种模型？层次模型、网状模型、关系模型关系数据库的几种设计范式：第一范式、第二范式、第三范式第六章：地图符号设计1、符号图元：指的是指地图符号中最小的具有独立逻辑意义的图形单位。2、地图符号的分类按符号的图形特征分类：几何符号艺术符号文字符号按符号与地图比例尺的关系分类：依比例尺符号、不依比例尺符号（非比例尺符号）、半依比例尺符号；按符号所表示的制图对象的地理特征量度分类：定性符号、定量符号和等级符号；按地形图图式：1:5001:10001:20003、地图符号的绘制方法有哪些？线符号的绘制方法有：重复配置点符号图元法与组合绘制两种方法面状符号绘制：在区域内配置规则点符号、绘制不同倾角的晕线构成图案、图案图块纹理填充。第七章：三维地形模型与可视化【重点】1、DTM(digitalterrainmodel)即数字地面模型：是以数字的形式按一定的结构组织在一起，表示实际地形特征的空间分布，或者说是一种对空间起伏变化的连续表示方法，常用来模拟表示地面高程的起伏，也可以用来模拟二维表面连续的高度变化，如气温、降水量。2、DTM数据结构DTM常用的数据结构是格网结构，即将离散点连接成为多边形格网。它可分为规则格网和不规则格网1）规则格网结构是将离散的原始数据点，依据插值算法归算出规则形状状格网的结点坐标，每个结点的坐标有规律地存放在DTM之中，最常用的是矩形格网。2）不规则格网是以原始数据的坐标位置作为格网的结点，组成不规则形状格网。实际应用中主要采用的是不规则三角形格网2、格网GRID与TIN优缺点DTM常用的数据结构是格网结构，即将离散点连接成为多边形格网。它可分为规则格网和不规则格网。GRID优点：格网简单：正方形、矩形或三角形规则网络；存储结构简单；插值计算简单GRID缺点：高程的内插损失精度；格网过大（不改变格网大小的情况下），难以表示局部地形特征，如山峰；地形平坦区存在大量数据冗余。TIN优点：能较好地表示复杂地形；根据不同地形可以选择合适的采样点数，以不同层次的分辨率描述地形TIN缺点：数据结构与操作复杂采样数据较少时，TIN的质量要明显好于GRID；采样密度增加是，二者区别越来越小3、TIN格网算法TIN格网——建立过程建立TIN的基本过程是将最邻近的三个离散点连接成初始三角形，再以这个三角形的每一条边为基础连接邻近离散点，组成新的三角形。新三角形的边又成为连接其它离散点的基础，如此继续下去，直到所有的三角形的边都无法再扩展成新的三角形，而且所有离散点都包含在三角网中。在生成TIN的过程中，还要考虑地性线、地物等对格网的影响。为了保证DTM格网最大限度地符合实际地形，应用中通常把地性线等地形特征线作为TIN中三角形的边，扩展TIN时，先从地形特征线开始。三条原则：①尽量接近正三角形②保证最近的点构成三角形③TIN结果唯一泰森(Thiessen)多边形算法泰森多边形的概念是将分布在平面区域上的一组离散点用直线分隔，使每个离散点都包含在多边形的规则是:每个多边形内只包含一个离散点，而且包含离散点Pi的多边形中的任意一点Q到Pi的距离都小于Q点到任一其它离散点Pj(j≠i)的距离。把每两个相邻的泰森多边形中的离散点用直线连结后生成的三角形称为泰森多边形的直线对偶，又称为Delaunay三角形。其特点是:每个Delaunay三角形的外接圆内不包含其它离散点，而且三角形的最小内角达到最大值。TIN格网——边扩展算法步骤（1）选择地形特征线、边界线上两点，连接成初始基线；（2）从初始基线开始，与另一个相邻的点构成一个圆；（3）判断圆内是否有其它离散点，若没有组成三角形成功；若有找出所有的离散点，并执行第四步；（4）对找到的所有离散点进行排序，依次与已知边组成三角形，搜索组成的三角形中最小锐角达到最大的三角形，并记录该离散点组成最优的Delaunay三角形。（5）以三角形的两条新边作为新的基线；（6）重复2~5步骤至所有离散点处理完毕。4、TIN建立过程中特殊地貌和地物的处理对于坡度变化陡峭的地形，如陡坎、河岸等，其变化不连续处的地形边线称为断裂线，在建TIN时，必须包含剧烈变化的地形——断裂线的特征信息，才能使DTM最大限度地正确反映出实际地形5、等高线追踪与平滑（详见PPT）