【文章內(nèi)容簡介】 的東西形成的像元灰度值。噪音范圍很廣，沒有簡單有效的方法能加以完全消除，有的軟件能去除一些小的臟點(diǎn)，但有些地圖內(nèi)容如小數(shù)點(diǎn)等和小的臟點(diǎn)很難區(qū)分。對于中間色調(diào)像元，則可以通過選擇合適的閾值選用一些軟件如 Photoshop 等來處理。 一般對獲得的柵格數(shù)據(jù)還要進(jìn)行一些后續(xù)處理如圖像糾正、矢量化等。 掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡 單而越來越受到大家的歡迎，再加之計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現(xiàn)，使得掃描輸入已成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法。 9． 如何發(fā)現(xiàn)進(jìn)入 GIS 中的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤？ 通過矢量數(shù)字化或掃描數(shù)字化所獲取的原始空間數(shù)據(jù)，都不可避免的存在著錯(cuò)誤或誤差，屬性數(shù)據(jù)在建庫輸入時(shí)，也難免會存在錯(cuò)誤，所以，對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的檢查、編輯是很有必要的。 圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括以下幾個(gè)方面： ? 空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)：主要包括空間點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)的丟失或重復(fù)、區(qū)域中心點(diǎn)的遺漏、柵格數(shù)據(jù)矢 量化時(shí)引起的斷線等； ? 空間數(shù)據(jù)位置的不準(zhǔn)確：主要包括空間點(diǎn)位的不準(zhǔn)確、線段過長或過短、線段的斷裂、相鄰多邊形結(jié)點(diǎn)的不重合等； ? 空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確； ? 空間數(shù)據(jù)的變形； ? 空間屬性和數(shù)據(jù)連接有誤； ? 屬性數(shù)據(jù)不完整； 為發(fā)現(xiàn)并有效消除誤差，一般采用如下方法進(jìn)行檢查： ? 疊合比較法，是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法，按與原圖相同的比例尺用把數(shù)字化的內(nèi)容繪在透明材料上，然后與原圖疊合在一起，在 透光桌上仔細(xì)的觀察和比較。一般，對于空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確和空間數(shù)據(jù)的變形馬上就可以觀察出來，對于空間數(shù)據(jù)的位置不完整和不準(zhǔn)確則須用粗筆把遺漏、位置錯(cuò)誤的地方明顯地標(biāo)注出來。如果數(shù)字化的范圍比較大，分塊數(shù)字化時(shí)，除檢核一幅 (塊 )圖內(nèi)的差錯(cuò)外還應(yīng)檢核已存入計(jì)算機(jī)的其它圖幅的接邊情況； ? 目視檢查法，指在屏幕上用目視檢查的方法，檢查一些明顯的數(shù)字化誤差與錯(cuò)誤，如圖 所示，包括線段過長或過短、多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等； ? 邏輯檢查法，如根據(jù)數(shù)據(jù)拓?fù)湟恢滦赃M(jìn)行檢驗(yàn)，將弧段 連成多邊形，進(jìn)行數(shù)字化誤差的檢查。有許多軟件已能自動(dòng)進(jìn)行多邊形結(jié)點(diǎn)的自動(dòng)平差。另外，對屬性數(shù)據(jù)的檢查一般也最先用這種方法，檢查屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍。屬性數(shù)據(jù)之間或?qū)傩詳?shù)據(jù)與地理實(shí)體之間是否有荒謬的組合。 對于空間數(shù)據(jù)的不完整或位置的誤差，主要是利用 GIS 的圖形編輯功能，如刪除（目標(biāo)、屬性、坐標(biāo)），修改（平移、拷貝、連接、分裂、合并、整飾），插入等進(jìn)行處理。 對空間數(shù)據(jù)比例尺的不準(zhǔn)確和變形，可以通過比例變換和糾正來處理。 10．空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題分哪幾類？ GIS 空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差 。 (1)源誤差 源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括： ? 遙感數(shù)據(jù)：攝影平臺、傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性、分辨率等。 ? 測量數(shù)據(jù)：人差 (對中誤差、讀數(shù)誤差等 )、儀差 (儀器不完善、缺乏校驗(yàn)、未作改正等 )、環(huán)境 (氣候、信號干擾等 )。 ? 屬性數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)庫的操作等。 ? GPS 數(shù)據(jù)：信號的精度、接收機(jī)精度、定位方法、處理算法等。 ? 地圖：控制點(diǎn)精度，編繪、清繪、制圖綜合等的精度。 ? 地圖數(shù)字化精度 ：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等。 (2)處理誤差 處理誤差是指 GIS 對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生的誤差，例如在下列處理中產(chǎn)生的誤差就是處理誤差。 ? 幾何糾正； ? 坐標(biāo)變換； ? 幾何數(shù)據(jù)的編輯； ? 屬性數(shù)據(jù)的編輯； ? 空間分析 (如多邊形疊置等 )； ? 圖形化簡 (如數(shù)據(jù)壓縮 )； ? 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換； ? 計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差； ? 空間內(nèi)插； ? 矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。 （ 3） GIS 中的誤差傳播 誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的 GIS 產(chǎn)品也存在著誤差。誤差傳播在 GIS中可歸結(jié)為三種方式。 ? 代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播：這是指對有誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算后，所得結(jié)果的誤差。 ? 邏輯關(guān)系下的誤差傳播：即指在 GIS 中對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯交、并等運(yùn)算所引起的誤差傳播，如疊置分析時(shí)的誤差傳播。 ? 推理關(guān)系下的誤差傳播：這是指不精確推理所造成的誤差。 ？ 元數(shù)據(jù)的作用和意義？ 元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的 描述性數(shù)據(jù)信息，說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息。其目的是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計(jì)算機(jī)輔助軟件工程服務(wù)。 元數(shù)據(jù)的作用和意義： ? 幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效的維護(hù)和管理數(shù)據(jù)； ? 提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位的各種有關(guān)信息供用戶查詢； ? 幫助用戶了解數(shù)據(jù)； ? 提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用數(shù)據(jù)。 ? 采用元數(shù)據(jù)可以便于數(shù)據(jù)共享。 ？ 隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)共享已越來越重要 。由于空間數(shù)據(jù)模型的不同，空間數(shù)據(jù)的定義、表達(dá)和存儲方式也不同，因而數(shù)據(jù)交換就不那么簡單?？臻g數(shù)據(jù)交換的主要方式有： (1)外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。 這類標(biāo)準(zhǔn)通常是 ASCII 碼文件，用戶可以通過閱讀說明書來直接讀寫這種外部數(shù)據(jù)格式。 GIS 的外部數(shù)據(jù)交換格式通常包括矢量數(shù)據(jù)交換格式、柵格數(shù)據(jù)交換格式和數(shù)字高程模型交換格式。 (2)空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議。 制定一套各方都能接受的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)操縱函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)以互相操作對方的數(shù)據(jù)。 (3)空間數(shù)據(jù)共享平臺。 采用客戶機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，各種 GIS 通過一個(gè)公共的平臺 在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)的不一致性。 （ 4）統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口。 在對空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上，各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉(zhuǎn)換程序，將本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。 隨著軟硬件的發(fā)展，人們逐漸感受到了外部數(shù)據(jù)交換格式的不足，如自動(dòng)化程度不高，速度較慢等，但它畢竟解決了不同 GIS 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。 雖然空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便，但由于各種軟件存儲和處理空間數(shù)據(jù)的方式不同，空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大，因此往往不能解決所有問題。 空間數(shù)據(jù)共享平臺雖然是一個(gè)較好的思路，但 現(xiàn)有的 GIS 軟件各有自己的底層，因此目前難以實(shí)現(xiàn)。 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口，首先要求對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理解，這也是不易實(shí)現(xiàn)的。 因此，目前外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍然是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。 空間數(shù)據(jù)共享存在著多種形式，歐美等發(fā)達(dá)國家致力于制定空間數(shù)據(jù)交換格式，前幾年起到了較好效果。為促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，結(jié)合我國實(shí)際，應(yīng)盡快完善我國空間數(shù)據(jù)交換(標(biāo)準(zhǔn) )格式。為此必須參照成功的先行經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，科學(xué)簡明可持續(xù)發(fā)展地制定這一標(biāo)準(zhǔn)是特別重要的。 13． 數(shù)據(jù)共享有哪些主要途徑？最基層的是什么，最理想的又是什么 ？困難在何處？ 主要途徑有：①、地理信息使用相同的定義；②、實(shí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)；③、通過 “互操作地理信息處理 ”。其中 “互操作地理信息處理（ Interoperable geoprocessing）是指數(shù)字系統(tǒng)的這些能力：①自由地交換所有關(guān)于地球的信息，即所有關(guān)于地表上的、空中的、地球表面以下的對象和現(xiàn)象的信息；②通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作運(yùn)行能夠操作這些信息的軟件。概括為自由交換地理空間信息以及協(xié)作運(yùn)行空間信息處理的軟件。 最基層的是：內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的公開發(fā)表。 最理想的是：用戶和不同的信息群在 Inter 和 Intra 中能靈活地進(jìn)行地理數(shù)據(jù)及處理的互操作。 困難存在于：互操作的建立，數(shù)據(jù)的公開發(fā)表。 第四章 空間數(shù)據(jù)處理 1． 空間數(shù)據(jù)處理主要包括哪些內(nèi)容？ 數(shù)據(jù)處理涉及的內(nèi)容很廣，主要取決于原始數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和用戶的具體需求。一般有數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提取等內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理是針對數(shù)據(jù)本身完成的操作，不涉及內(nèi)容的分析。 空間數(shù)據(jù)的處理也可稱為數(shù)據(jù)形式的操作。 2．何謂數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提??？ 數(shù)據(jù)變換：指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換和輻射糾正等，以解決空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。 數(shù) 據(jù)重構(gòu)：指數(shù)據(jù)從一種格式到另一種格式的轉(zhuǎn)換，包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式變換、類型替換等，以解決空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的聯(lián)接與融合。 數(shù)據(jù)提?。褐笇?shù)據(jù)進(jìn)行某種有條件的提取，包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi)插等，以解決不同用戶對數(shù)據(jù)的特定需求。 3．請說明如何建立道路的拓?fù)涞年P(guān)系？ 道路屬于線狀矢量要素，其拓?fù)潢P(guān)系的建立也遵循矢量數(shù)據(jù)自動(dòng)拓?fù)涞牟襟E。其步驟可分為以下幾步： （ 1）鏈的組織。找出在鏈的中間相交 (左圖 )，而不是在端點(diǎn)相交 (右圖 )的情況，自動(dòng)切成新鏈；把鏈按一定順序存儲，如按 最大或最小的 x 或 y 坐標(biāo)的順序，這樣查找和檢索都比較方便，然后把鏈按順序編號。 （ 2）結(jié)點(diǎn)匹配 。結(jié)點(diǎn)匹配是指把一定限差內(nèi)的鏈的端點(diǎn)作為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，其坐標(biāo)值取多個(gè)端點(diǎn)的平均值，如圖。然后，對結(jié)點(diǎn)順序編號。 4．一般從掃描儀上直接得到的地圖有什么問題？如何改正？ 存在圖形的變形、坐標(biāo)系不一致等問題。可以通過幾何糾正和投影變換來糾正。 幾何糾正用以糾正圖紙變形產(chǎn)生的誤差。常用的有高次變換、二次變換和仿射變換。 當(dāng)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影的圖幅時(shí)，需要將一種投影的幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需投影的幾何數(shù)據(jù)，這就需要進(jìn)行地圖投影變換。方法通常分為三類：解析變換法、數(shù)值變換法、數(shù)值解析變換法。 5．如果兩個(gè)作業(yè)小組各自從數(shù)字化儀上得到兩張相鄰圖幅的地圖數(shù)據(jù)在 GIS 中不能準(zhǔn)確對接該怎么辦？ 要將分幅的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，組成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件，需要進(jìn)行圖幅數(shù)據(jù)邊沿匹配處理。邊沿匹配處理的任務(wù)包括以下幾方面： （ 1）識別和檢索相鄰圖幅的數(shù)據(jù)。通過編號與分幅數(shù)字化的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來進(jìn)行圖幅的識別，再通過幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換使兩圖實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系一致。 （ 2）相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配。相鄰圖幅邊界點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配采用追蹤拼接法。符合以下條件即可拼接――①相鄰圖幅邊界兩條線斷或弧段的左右碼各自相反或相同；②相鄰圖幅同名邊 界點(diǎn)坐標(biāo)在某一許可定植的范圍內(nèi)。 （ 3）相同屬性多邊形公共界限的刪除。對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)作定向處理，包括數(shù)據(jù)屬性的重新分類、空間圖形的化簡和圖形特征的內(nèi)插。 6．如果你拿到東經(jīng) 120 度東西兩側(cè)的地圖，在數(shù)字化工作之后得到了兩張地圖的數(shù)據(jù)，這時(shí)能直接交給用戶使用嗎？ 不能。要檢查投影與配準(zhǔn)工作以及方向的問題。 7．假設(shè)一條矢量等高線上的點(diǎn)太過于密集了，如何減少占用系統(tǒng)的存儲空間？你能給出多少方法？各有什么適用范圍？ 采用矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法，矢量數(shù)據(jù)壓縮的目的是刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的存貯量，節(jié)省存貯空間，加快后繼 處理的速度。下面介紹幾種常用的矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法，以及它們之間的異同點(diǎn)。 ? 道格拉斯 ―― 普克法 ? 垂距法 ? 光欄法 ? 幾種方法的比較 如果某種矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法既能精確地表示數(shù)據(jù)，又能最大限度地淘汰不必要的點(diǎn)，那就是一種好的算法。具體可以依據(jù)簡化后曲線的總長度、總面積、坐標(biāo)平均值等與原始曲線的相應(yīng)數(shù)據(jù)的對比來判別。 通過分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)情況下道格拉斯 ―― 普克法的壓縮算法較好，但必須在對整條曲線數(shù)字化完成后才能進(jìn)行，且計(jì)算量較大；光 欄法的壓縮算法也很好，并且可在數(shù)字化時(shí)實(shí)時(shí)處理，每次判斷下一個(gè)數(shù)字化的點(diǎn)，且計(jì)算量較小；垂距法算法簡單，速度快，但有時(shí)會將曲線的彎曲極值點(diǎn) p 值去掉而失真。 8．柵格地圖數(shù)據(jù)如何減少硬盤存貯空間？ 利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。如進(jìn)行游程長度 (行程 )編碼、弗利曼編碼、四叉樹編碼等。 以游程長度 (行程 )編碼為例說明： 地理數(shù)據(jù)往往有較強(qiáng)的相關(guān)性，也就是說相鄰像元的值往往是相同的。游程長度編碼的基本思想是：按行掃描，將相鄰等值的像元合并，并記錄代碼的重復(fù)個(gè)數(shù)。如圖 1,其編碼為A4 A1 B3 A2 B2 A2 B2。若在行與 行之間不間斷地連續(xù)編碼，則為 A5 B3 A2 B2 A2 B2。 對于游程長度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大。其特點(diǎn)是，壓縮效率較高，疊加、合并等運(yùn)算簡單，編碼和解碼運(yùn)算快。 圖 1 9．請簡要說明通過掃描儀得到矢量地圖數(shù)據(jù)的原理和過程。 在數(shù)字圖像中，二值圖像占有非常重要的地位。在對地圖、文字的掃描數(shù)字化和識別時(shí)，通常都是當(dāng)作二值圖像來處理的。 （ 1）二值化 由于掃描后的圖像是以不同灰度級存儲的，為了進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)矢量化的轉(zhuǎn)換，需壓縮為兩級 (0 和 1)，這就稱為二值化。二值化的關(guān)鍵是在灰度級的 最大和最小值之間選取一個(gè)閾值，當(dāng)灰度級小于閾值時(shí)，取值為 0，當(dāng)灰度級大于閾值時(shí)，取值為 1。 （ 2）二值圖像的預(yù)處理 對于掃描輸入的圖幅，由于原稿不干凈等原因，總是