2005-2006第二学期期末考试试卷1及答案_计算机地图制图

兰州交通大学2005-2006第二学期期末考试试卷考试科目名称：计算机地图制图考试班级：地信03试题说明：本试卷分为名词解释（30分）、简答题（40分）和综合分析题（30分）三类，总分100分。一、名词解释（1~8题选做5道，5×6＝30）（请在附卷答题）1.矢量数据2.地图符号库3.晕线4.地图综合5.数据压缩6.数据的符号化7.距离变换图8.等值线地图二、简答题（1~7题选做4道，4×10＝40）（请在附卷答题）1.与传统地图制图技术相比，计算机辅助地图制图技术有什么优势？它有没有劣势？2.说明等值线注记的过程。3.绘图阐述Douglas-peucker算法的基本原理。4.如何判断一点与一个多边形的位置关系？5.专题地图符号有哪些特征？试述自己对构建题地图符号库的看法。6.为什么要开窗？实现开窗的关键算法有哪些？7.普通地图和专题地图的自动绘制主要有什么异同点？三、论述题（1~4题选做2道，2×15＝30）（请在附卷答题）1．什么叫计算机地图制图？计算机地图制图与计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）有什么联系和区别？2．计算机地图制图的数据源有那些？这些数据各是以什么方式被采集的？3．计算机地图制图的一般过程可分为哪几个阶段？试述每个阶段的主要任务。4．地图符号库设计的一般原则是什么？兰州交通大学2005-2006第二学期期末考试试卷考试科目名称：计算机地图制图考试班级：地信03试题说明：本试卷分为名词解释（30分）、简答题（40分）和综合分析题（30分）三类，总分100分。一、名词解释（1~8题选做5道，5×6＝30）1.矢量数据——矢量数据就是代表地图图形的各离散点平面坐标的有序集合。2.地图符号库——地图符号是地图上用以表示各种空间对象的图形记号，或者还包括与之配合使用的注记。地图符号的有序集合即是地图符号库。3.晕线——在面域内填绘不同方向、不同间隔、不同粗细的符号线。4.地图综合——对图面表达内容进行合理的取舍，使地图在有限的平面上表达足够丰富的、容易阅读的信息量的过程。5.数据压缩——是在不破坏拓扑关系的前提下，合理地删除冗余数据，减少数据的存贮量，节省存贮空间。6.数据的符号化——是指将已处理好的矢量地图数据恢复成可见的图形，并附之以不同符号表示的过程。7.距离变换图——距离变换图算法是一种针对栅格图像的特殊变换，是把二值图像变换为灰度图像，其中每个像素的灰度值等于它到栅格地图上相邻物体的最近距离。8.等值线地图——等值线是普通地图和专题地图上表达地貌、地理和社会经济要素时常用的地图符号之一，如地形图上的等高线，专题地图上的等温线、等压线、等降水线、等密度线等，因此以等值线为主要制图要素的地图称为等值线地图。二、简答题（1~7题选做4道，4×10＝40）1.与传统地图制图技术相比，计算机辅助地图制图技术有什么优势？它有没有劣势？答：优势：（1）数字地图易于存贮、复制和远程传输；（2）成图周期短，地图数据的编辑、更新、改编方便，提高和改善了地图的适应性、现势性和用户的广泛性；（3）提高了地图制作与使用的精度，增大了地图信息容量；（4）使地图投影变换和比例尺变换等过程更容易实现；（5）减轻了制图人员的劳动强度，减少了主观随意性，这为地图制图的进一步标准化、规范化奠定了基础；（6）地图品种增多，拓展了服务范围；（7）简化了地图生产的工艺流程，地图制作者与使用者之间的界限开始模糊。劣势：受相关学科发展、技术进步的推动和强烈的地图信息社会需求等因素影响较大。2.说明等值线注记的过程。答：（1）寻找写字的位置和确定字向（2）重新整理等值点数据场在闭曲线上标识注记时，当留出注记的位置后，闭曲线便成了开曲线，而且起迄点也发生了变化，所以要重新整理等值点数据场；在开曲线上写注记后，使原来的一条曲线变成了两段曲线，在输出一段曲线后写注记，写好后要再次整理第二段曲线上数据场。3.绘图阐述Douglas-peucker算法的基本原理。答：道格拉斯—普克法，又称分裂法。该算法实现的基本思路是：对每一条曲线的首末点虚连一条直线，求其它所有点与该直线的距离，并找出其中的最大距离值dmax，用dmax与限差ε相比：若dmax＜ε，这条曲线上的中间点全部舍去；若dmax≥ε，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，对这两部分曲线重复上述操作，直至整条曲线处理结束。4.如何判断一点与一个多边形的位置关系？答：该算法的要点是判断点在多边形内还是在多边形外，因此，可用铅垂线内点法来判别。铅垂线内点法的基本思想是从待判别点引铅垂线，由该铅垂线（注意：是一条射线）与多边形交点个数的奇偶性来判断点是否在多边形内。若交点个数为奇数，点在多边形内；若交点个数为偶数，则该点在多边形外，如右图所示。运用铅垂线内点法求交点时，需要注意交点位于多边形顶点或铅垂线与多边形的一条边重合的特殊情况。如图a、b所示。5.专题地图符号有哪些特征？试述自己对构建题地图符号库的看法。答：地图符号化是地图数据的符号化，是指利用符号将连续的数据进行分类、分级、概括化、抽象化的过程；专题地图是在普通地图的基础上进行信息赛选，并增加专题信息的地图，专题信息的表达是通过专题符号来实现的。因此，专题地图符号的特征有：（1）具有系统分类、分级的特征；（2）具有概括性和抽象性；（3）直观性和动态性；（4）统一性和准确性（5）对比性；（6）特殊性；看法：略。6.为什么要开窗？实现开窗的关键算法有哪些？答：地图图形开窗是地图制图过程中的一项重要技术，其本质是提取地图数据库的一个子集的过程。开窗按照窗口的形状可分为矩形开窗、圆形开窗、任意多边形开窗等；按照窗口与待裁剪数据之间的关系，分为正开窗与负开窗。所谓正开窗，就是窗口里的内容被选取的过程；负开窗是指窗口外的内容被选取的过程。矩形开窗算法：①四比特串编码法；②参数编码法；具体代码略。7.普通地图和专题地图的自动绘制主要有什么异同点？答：相同点：（1）都是利用制图软件进行地图的自动绘制；（2）制图的过程基本一致，即数据获取、数据处理和数据输出；不同点：（1）地图符号不同，专题地图符号更复杂；（2）专题制图的复杂性高，所需支撑技术多，如数据的获取、专题符号的制作、调色等。三、论述题（1~4题选做2道，2×15＝30）1．什么叫计算机地图制图？计算机地图制图与计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）有什么联系和区别？答：计算机地图制图又称为自动化制图或机助地图制图（CAC）。它是研究以传统的地图制图原理为基础，在计算机软、硬件的支持下，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、存贮、处理、识别、分析和输出的一门技术性学科。（1）计算机地图制图与CAD。相同处：CAD与计算机地图制图都以计算机图形学为数据处理和算法设计的基础，均有空间坐标系统，能把目标和参考系统联系起来，也都能在一定程度上处理非图形属性数据。不同处：①CAD一般采用几何坐标系，处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能尤其是三维图形功能极强，属性数据处理功能相对较弱。②计算机地图制图一般采用大地坐标系，处理的多为地理空间的自然目标（如海岸线、地形等高线等）和人工目标（如城市、运河等），图形关系更为复杂，因而图形处理的难度更大，且制图数据来源广、输入方式多样化。特别是专题地图的自动绘制，需要丰富的地图符号库和属性数据库支持。因此一个功能强大的CAD系统，并不完全适合于完成计算机地图制图的任务。（2）计算机地图制图与GIS。①计算机地图制图与GIS的关系非常密切。GIS是信息时代计算机地图制图的延伸和发展。计算机地图制图技术的发展对GIS的产生起了有力的促进作用，GIS的出现进一步为地图制图提供了现代化的先进技术手段，它必将引起地图制图过程深刻变化，成为现代地图制图主要手段。②计算机地图制图是GIS的重要组成部分。计算机地图制图侧重于地物的显示和处理，讨论地形、地物和各种专题要素在地图上的表示，并且以数字形式对它们进行存贮、管理，最后通过图形输出设备输出地图。GIS既注重实体的空间分布又强调它们的可视化效果，既注重实体的空间特征又强调它们的非空间（属性）特征及其操作，具备强大的空间分析和决策支持能力。2.计算机地图制图的数据源有那些？这些数据各是以什么方式被采集的？答：矢量图形数据：①外业测量获取；②手扶跟踪数字化和扫描数字化；③由栅格数据转换获得等。栅格图像数据：①遥感数据；②由矢量数据转换获得等。属性数据：略。3.计算机地图制图的一般过程可分为哪几个阶段？试述每个阶段的主要任务。答：计算机地图制图一般来说都必须包含以下三个阶段：数据获取、数据处理和数据输出。(1)数据获取。地图数据获取是按照地图设计要求采集、输入各种所需的地图制图信息源，将其转换成数字信息，以便计算机存储、识别和处理的过程。该过程包括图形数据的获取和属性数据的获取。(2)数据处理。地图数据处理是指在数据获取以后到图形输出之前对地图数据进行的各种处理。地图数据处理阶段是对地图数据进行加工的全过程，它是计算机地图制图的中心环节。地图数据处理因制图的要求、种类、数据组织形式、设备特性等不同而有不同的处理内容。在相应软硬件的支持下，可采用人机交互、批处理和实时处理等多种方式进行。该过程包括：①地图数据的预处理；②地图数据处理，即数据的选取和概括（地图综合）、空间插值与曲线光滑、空间分析与模型处理、地图数据符号化、地图数学要素的建立、注记及图例配置处理等。(3)数据输出。数据输出阶段的任务是将计算机处理后的数据转换成图形或图像的过程，即将地图数据转变为图形输出装置可识别的指令，以驱动图形输出装置产生模拟的地图图形。它是计算机地图制图的最后环节。4.地图符号库设计的一般原则是什么？答：①在国家基本比例尺地图符号库中，符号信息块表示的图形、颜色、符号含义以及适用的比例尺等，应尽量符合国家规定的地图图式。个别不适合机助制图的符号图形，经主管部门同意后可作必要更正；②在专题地图制图或其他需要新设计地图符号的情况下，在设计符号时也应遵循：图案化、精确性、逻辑性、对比性、统一性、色彩象征性、制图与印刷可能性等一般原则；③符号信息块结构的选择。通常有两种方法，直接信息法和间接信息法；④符号库德可扩充性。