地圖學(xué)復(fù)習(xí)整理

1、第一篇 地圖的基本知識(shí)§1.1 地圖的定義和基本特征一、地圖的基本特性1. 可量測(cè)性特殊的數(shù)學(xué)法則 (地圖投影、比例、尺地圖定向)2. 直觀性地圖語言 （符號(hào)、注記、顏色）3. 一覽性制圖綜合（概括） 二、地圖的概念 根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將地球(或其他星體)上的自然和人文現(xiàn)象，使用地圖語言，通過制圖綜合，縮小反映在平面上，反映各種現(xiàn)象的空間分布、組合、聯(lián)系、數(shù)量和質(zhì)量特征及其在時(shí)間中的發(fā)展變化。§1.2 地圖的分類1. 普通地圖: 以相對(duì)平衡的詳細(xì)程度表示地表最基本的自然和人文現(xiàn)象的地圖。六大地理要素：水系、地貌、土質(zhì)植被、居民地、交通網(wǎng)、境界、各種獨(dú)立目標(biāo) 。 大比例尺地

2、圖：1/10萬，1 中比例尺地圖：(1/100萬，1/10萬)小比例尺地圖：(0,1/100萬國(guó)家基本比例尺地圖1：5千 1：1萬 1：2.5萬 1：5萬 1：10萬 1：25萬 1：50萬 1：100萬2. 專題地圖根據(jù)專業(yè)的需要，突出反映一種或幾種主題要素的地圖，其中作為主題的要素表示得很詳細(xì)，其他的要素則圍繞表達(dá)主題的需要，作為地理基礎(chǔ)概略表示。 自然專題地圖 ：地質(zhì)圖、地貌圖等 人文專題地圖：政區(qū)圖、人口圖、經(jīng)濟(jì)圖等 其他專題地圖：航空?qǐng)D、航海圖、城市地圖§1.3 地圖的基本內(nèi)容 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)控制點(diǎn)、坐標(biāo)網(wǎng)、比例尺和地圖定向地理要素普通地圖：自然和人文要素 專題地圖：地理基礎(chǔ)要素

3、和主題要素整飾要素外圖廓、圖名、圖例、坡度尺、三北方向圖解、文字比例尺、編圖單位、編圖時(shí)間和依據(jù)等。§1.4 地圖用途和基本功能二、 地圖的基本功能1.傳輸功能編圖者（信息源）用圖者（目的地）2.信息載負(fù)功能 空間信息載體：直接信息、間接信息3.模擬功能 空間模型 形象符號(hào)模型：等高線4.認(rèn)知功能 空間認(rèn)知：空間定位、格局、相互關(guān)系、時(shí)空變化等 圖形認(rèn)知：數(shù)量和質(zhì)量特征§1.5 地圖的成圖過程計(jì)算機(jī)地圖制圖的一般過程1. 地圖設(shè)計(jì)（根據(jù)要求收集資料，確定比例尺、投影，選擇地圖內(nèi)容和表示方法）2. 數(shù)據(jù)輸入（將作為制圖資料的圖形、圖像、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字形式，

4、以數(shù)據(jù)庫形式記錄在計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)介質(zhì)上）3. 數(shù)據(jù)處理（加工處理數(shù)據(jù)，建立新編地圖以數(shù)字形式表達(dá)的圖形）4. 圖形輸出（將數(shù)字地圖變成可視的模擬地圖形式）第二篇 地圖的分幅與編號(hào)一、地圖的分幅編圖、印刷、保存、使用方便地圖分幅的方法分幅方式矩形分幅經(jīng)緯線分幅優(yōu)點(diǎn)圖幅之間便于拼接不破壞重要地物的完整性各圖幅面積相對(duì)平衡，方便印刷圖幅有明確的地理范圍可分開多次投影，變形較小缺點(diǎn)制圖區(qū)域只能一次投影，變形較大圖廓為曲線時(shí)拼接不便可能破壞重要地物的完整性高緯地區(qū)面積縮小，不便印刷適用范圍掛圖、地圖集地形圖、大區(qū)域分幅地圖三、我國(guó)基本地形圖的分幅和編號(hào)頂點(diǎn)的編號(hào)怎么看？分成1:10萬時(shí)是3*3J-50/J

5、50橫列號(hào) = 緯度/4° + 1縱行號(hào) = 經(jīng)度/6°+31 （東經(jīng)）縱行號(hào) =31- 經(jīng)度/6° （西經(jīng)） 代表取整舊分幅編號(hào)法1:100萬為基礎(chǔ)J-50 1:50萬 -A / B/ C / D 1:25萬 -116 1:10萬 -11441:10萬為基礎(chǔ) J-50-5 1:5萬 -A / B / C / D 1:2.5萬 -B-14 （以1:5萬為基礎(chǔ)？） 1:1萬 -(1)(64)1:5千 (2)-AD（以1:1萬為基礎(chǔ)？） ppt圖廓經(jīng)度109°30?受不了啊，全部圖解算了地圖學(xué)的定義：地圖學(xué)研究地理信息的表達(dá)、處理和傳輸?shù)睦碚摲椒ǎ缘乩硇畔?/p>

6、可視化為核心，探討地圖的制作技術(shù)和使用方法。第三篇地圖投影 二、 地圖投影的基本理論地圖投影的實(shí)質(zhì)：建立平面上的點(diǎn)（x, y)和地球表面上的點(diǎn)(，）之間的函數(shù)關(guān)系。即x=f1(，)，y=f2(，)地圖投影概念源于西方古地中海，采用幾何透視的方法來實(shí)現(xiàn)球面上的曲線向平面轉(zhuǎn)換；傳統(tǒng)意義上針對(duì)地球是靜態(tài)的，地圖是二維的、矢量的。三維地圖日趨發(fā)展地圖投影變形概念與定義、長(zhǎng)度比、長(zhǎng)度變形、面積比、面積變形、角度變形（變形/不變形-1）主比例尺：在計(jì)算地圖投影或制作地圖時(shí)，將地球橢球按一定比率縮小而表示在平面上，這個(gè)比率稱為地圖的主比例尺（普通比例尺）局部比例尺：地圖上除保持主比例尺的點(diǎn)和線以外的其它部分

7、的比例尺。變化比較復(fù)雜，以投影種類、投影性質(zhì)的不同，常常是隨著線段的方向和位置而變化。變形橢圓：地球面上一無窮小的圓在平面上一般被描寫為一無窮小橢圓。這個(gè)橢圓是由于投影變形而產(chǎn)生，故稱此橢圓為變形橢圓。主方向的性質(zhì)：1、地球面上的正交線投影后仍然正交。2、投影后具有最大長(zhǎng)度比和最小長(zhǎng)度比。地圖投影分類按變形性質(zhì)：等角、等面積、任意（等距屬于任意）按投影方式：1. 幾何投影：將橢球面上的經(jīng)緯線投影到輔助面上，借助輔助面將橢球面展開成平面（套定義）按輔助投影面和地球體的位置關(guān)系劃分為（正軸、橫軸、斜軸）按輔助投影面類型（圓錐,圓柱,方位） 按輔助投影面與地球面的相切或相割關(guān)系劃分（切投影、割投影）

8、2. 條件投影：在幾何投影基礎(chǔ)上根據(jù)某些條件按數(shù)學(xué)法則加以改造形成的。地圖投影的一般命名方式：正軸等角切圓柱投影幾類常見的地圖投影圓錐投影適宜作為中緯度處沿緯線伸展的制圖區(qū)域等角圓錐投影我國(guó)1978年后采用等角圓錐投影作為百萬分之一地形圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)圓錐投影變形特點(diǎn)變形只與緯度有關(guān)，與經(jīng)差無關(guān)，同一緯線上的變形是相同的；切圓錐投影中，標(biāo)準(zhǔn)緯線上長(zhǎng)度比等于n。=1，其余緯線上長(zhǎng)度比均大于1，并向南、北方向增大；在割圓錐投影中，標(biāo)準(zhǔn)緯線n1=n2=1,變形自標(biāo)準(zhǔn)緯線向內(nèi)、向外增大，在標(biāo)準(zhǔn)緯線之間 之間n<1,之外n>1.切圓錐投影變形割圓錐投影變形記法：緯線長(zhǎng)度比根據(jù)一般規(guī)律，經(jīng)線長(zhǎng)度比

9、等面積mn=1，等角時(shí)與等面積相反m=n，等距離m=1方位投影方位投影的種類1.非透視投影：等角、等面積、任意2.透視投影：正射、外心、球面、球心、內(nèi)心 怎么區(qū)分啊啊啊啊啊？?jī)蓸O地區(qū) 正軸方位投影赤道附近圓形區(qū)域地圖 橫軸方位投影方位投影變形特點(diǎn)： 等變形線與緯圈一致；在切方位投影中，切點(diǎn)上無變形，隨著遠(yuǎn)離切點(diǎn)，變形增大； 在割方位投影中，在所割小圓上，角度變形與“切”的情況一樣，其他變形（長(zhǎng)度變形與面積變形）則自所割小圓向內(nèi)與向外增大。圓柱投影低緯度沿緯線伸展的地區(qū)墨卡托投影正軸等角圓柱投影 等角航線：兩點(diǎn)間與所有經(jīng)線構(gòu)成相同方位角的一條曲線，是兩點(diǎn)間的一條特殊的定位線。 是等角投影，經(jīng)線又

10、是平行的直線高斯-克呂格投影等角橫切橢圓柱投影投影條件1、中央經(jīng)線和赤道投影為平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸。2、投影后無角度變形。3、中央經(jīng)線投影后保持長(zhǎng)度不變。變形規(guī)律中央經(jīng)線上無長(zhǎng)度變形無角度變形，面積比為長(zhǎng)度比的平方在同一緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)變形越大；在同一經(jīng)線上，緯度越低變形越大；長(zhǎng)度比的等變形線平行于中央子午線。通用橫軸墨卡托投影UTM橫軸等角割圓柱投影（割地球于兩個(gè)等高圈上）圓柱投影變形特點(diǎn)： 變形隨緯度變化，與經(jīng)差無關(guān)； 在切圓柱投影中，赤道無變形，變形自赤道向兩側(cè)隨緯度的增加而增大；在割圓柱投影中，在兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線上無變形，變形自標(biāo)準(zhǔn)緯線向內(nèi)和向外增大。三、地圖投影的應(yīng)用和變換（一）

11、、地圖投影的選擇依據(jù)制圖區(qū)域的地理位置，形狀和范圍1. 制圖區(qū)域地理位置決定了所選擇投影的種類。極地正軸方位投影赤道附近橫軸方位投影中緯地區(qū)正軸圓錐投影或斜軸方位投影2. 制圖區(qū)域形狀直接制約地圖投影的選擇。中緯度地區(qū):沿緯線方向延伸的長(zhǎng)形區(qū)域單標(biāo)準(zhǔn)緯線正軸圓錐投影沿經(jīng)線方向略窄，沿緯線方向略寬的長(zhǎng)形區(qū)域雙標(biāo)準(zhǔn)緯線正軸圓錐投影沿經(jīng)線方向南北延伸的長(zhǎng)形區(qū)域多圓錐投影 圓形區(qū)域斜軸方位投影低緯赤道附近:沿東西方向長(zhǎng)條形區(qū)域正軸圓柱投影 圓形區(qū)域橫軸方位投影 3. 制圖區(qū)域的范圍大小也影響地圖投影的選擇。范圍小時(shí)，無論什么投影方式都無太大變形差異；對(duì)于區(qū)域廣大的地圖需要慎重的選擇投影。 制圖比例尺

12、不同比例尺地圖，對(duì)精度要求不同，投影選擇不同。以我國(guó)為例，大比例地形圖，量算及精確定位，選擇各方面變形都較小的地圖投影，如分帶投影的橫軸等角橢圓柱投影；中小比例尺的省區(qū)圖，定位精度相對(duì)降低，選擇正軸等角、等積、等距圓錐投影。 地圖表現(xiàn)的主題和內(nèi)容。交通圖，航海圖，航空?qǐng)D等角投影 自然地圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖中的分布圖，類型圖，區(qū)劃圖等面積投影 世界時(shí)區(qū)圖經(jīng)線投影成直線的正軸圓柱投影出版方式單幅圖，系列圖，地圖集。單幅圖和系列圖投影選擇比較簡(jiǎn)單；地圖集應(yīng)該盡量采用同一系統(tǒng)的投影，再根據(jù)個(gè)別內(nèi)容的特殊要求，在變形性質(zhì)方面予以適當(dāng)?shù)淖兓?（二）、地形圖投影高斯克呂格投影 1. 概念： 等角橫切橢圓柱投影

13、是以橢圓柱作為投影面，使地球橢球體的某條經(jīng)線與橢圓柱相切，然后按照等角條件，將中央經(jīng)線東西兩側(cè)各一定范圍內(nèi)的地區(qū)投影到圓柱面上，再將其展開平面而成。該投影由德國(guó)高斯于19世紀(jì)20年代擬定，經(jīng)克呂格1912年對(duì)投影公式加以補(bǔ)充，稱為高斯克呂格投影。2. 經(jīng)緯線特征：中央經(jīng)線和赤道為互相垂直的直線，其他經(jīng)線均為凹向并對(duì)稱于中央經(jīng)線的曲線，其他緯線均為以赤道為對(duì)稱軸的向兩極彎曲的曲線，經(jīng)緯線成直角相交。3. 變形分布規(guī)律：中央經(jīng)線沒有長(zhǎng)度變形。其余經(jīng)線長(zhǎng)度比均大于1，距中央經(jīng)線愈遠(yuǎn)變形愈大； 在同一條經(jīng)線上，長(zhǎng)度變形隨緯度的降低而增大； 在同一條緯線上，長(zhǎng)度變形隨距中央經(jīng)線距離的增大而增大。最大變形

14、在邊緣經(jīng)線與赤道的交點(diǎn)上；為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，把許多帶結(jié)合起來，可以為整個(gè)區(qū)域的投影。4. 6°分帶和3°分帶我國(guó)規(guī)定1：1萬1：50萬比例尺地形圖均采用高斯克呂格投影。1：1萬及大于1：1萬采用3°分帶,小于1：2.5萬采用經(jīng)差6°分帶。5. 坐標(biāo)網(wǎng)(1) 經(jīng)緯線網(wǎng)經(jīng)線和緯線構(gòu)成的坐標(biāo)網(wǎng)，又稱地理坐標(biāo)網(wǎng)。作用：控制和確定地表各點(diǎn)和整體地形的實(shí)地位置。用于分析和計(jì)算投影變形；確定比例尺、量算不可缺少。表示：1：5千1：25萬 以圖廓形式表示1：50萬1：100萬 圖面直接繪出內(nèi)圖廓有

15、加密分劃短線(2)方里網(wǎng)由平行于投影坐標(biāo)軸的兩組平行線所構(gòu)成的方格網(wǎng)。又稱直角坐標(biāo)網(wǎng)。作用：大比例尺地圖上，方便展繪點(diǎn)位和讀圖上地理坐標(biāo)表示：1：1萬1：25萬地圖上繪出方里網(wǎng) 比例尺密度1:1萬1:2.5萬1:5萬1:10萬1:25萬圖上距離（cm) 10 4 2 2 4實(shí)地距離(km) 1 1 1 2 10方里網(wǎng)建立： 在高斯克呂格投影上，規(guī)定以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。X值在赤道以北為正，以南為負(fù)，Y坐標(biāo)值在中經(jīng)以東為正，以西為負(fù)，我國(guó)的X值均為正，但Y值在中經(jīng)經(jīng)西為負(fù)，運(yùn)用起來很不方便，故將各帶的坐標(biāo)縱軸西移500km，并冠以帶號(hào)，稱通用坐標(biāo)。鄰帶方里網(wǎng)：規(guī)定：

16、在一定范圍內(nèi)將鄰帶的坐標(biāo)延伸到本帶的圖幅中。鄰帶方里網(wǎng)（grid of neighboring zone）是投影帶邊緣圖幅上繪制的相鄰?fù)队皫У淖鴺?biāo)網(wǎng)。中國(guó)的基本比例尺地形圖系采用高斯一克呂格投影，是按經(jīng)線分帶的等角橫切橢圓柱投影。位于投影帶邊緣的兩相鄰圖幅，按帶分別計(jì)算坐標(biāo)值，兩圖上的坐標(biāo)網(wǎng)不能相拼接，故影響地圖的使用。為此，規(guī)定每投影的帶的西邊緣經(jīng)差30以內(nèi)的圖幅，以及東邊緣一幅圖內(nèi)，除繪本帶坐標(biāo)網(wǎng)外，需在外圖廓上加繪鄰帶坐標(biāo)網(wǎng)短線，并加注千米數(shù)，以構(gòu)成鄰帶坐標(biāo)網(wǎng)。（三） 地圖投影變換研究從一種地圖投影變換為另一種地圖投影的理論和方法。其實(shí)質(zhì)是建立兩平面場(chǎng)之間的點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 1. 解析

17、變換法 找出兩投影間坐標(biāo)變換的解析計(jì)算公式。（1）反解變換法 ： 通過中間過渡的方法，反解出原地圖投影的地理坐標(biāo)（、），代入新投影中求得其坐標(biāo)。 x,y，￥（地理坐標(biāo)）X,Y（2）正解變換法不要求反解出原地圖投影點(diǎn)的地理坐標(biāo)（、），而直接引出兩種投影點(diǎn)的直接坐標(biāo)關(guān)系式。（3）綜合變換法 將反解變換方法與正解變換方法結(jié)合在一起的一種變換方法。通常根據(jù)原投影點(diǎn)的坐標(biāo)x反解出緯度，然后根據(jù)、y而求得新投影點(diǎn)的坐標(biāo)（X、Y）。2.數(shù)值變換法 在資料圖投影方程式未知時(shí)，或不易求得資料圖和新編圖兩投影間解析關(guān)系式的情況下，可以采用多項(xiàng)式來建立它們之間的聯(lián)系，用數(shù)值逼近的理論和方法來建立兩投影間的關(guān)系。3.

18、數(shù)值-解析變換法 已知新投影方程式，而原投影方程式未知時(shí)，采取類似上述的多項(xiàng)式，求的資料圖投影點(diǎn)的地理坐標(biāo)（、），即反解數(shù)值變換，然后代入新方程式中，即可實(shí)現(xiàn)兩種投影間的變換。第四篇 地圖數(shù)據(jù)§4.1 地理變量與制圖數(shù)據(jù)一、地理變量的基本類型（一）基本概念 (1)地理變量： 地理現(xiàn)象的空間位置和地理屬性的定性或定量描述即構(gòu)成地理 變量。 (2)制圖數(shù)據(jù) ： 當(dāng)?shù)乩碜兞坑糜谥茍D時(shí)，這些變量就轉(zhuǎn)化成了制圖數(shù)據(jù)。 制圖：地理變量（分級(jí)分類）制圖數(shù)據(jù)（符號(hào)化）地圖符號(hào)地理變量分類按性質(zhì)：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)作為制圖數(shù)據(jù)分：點(diǎn)位、線性、面積、體積二、地理變量的量表系統(tǒng)基本概念：按數(shù)據(jù)的不同精度程

19、度將它們分成有序排列的四種量表，稱為量表系統(tǒng)。（1）定名量表：事物定性不定量（2）順序量表：分級(jí)定性；有等級(jí)無數(shù)量（3）間隔量表：即利用某種單位對(duì)順序增加距離信息；順序量表+距離（量的差別）（4）比率量表：一種完整的定量化方法，可描述客體的絕對(duì)量。四種量表的精度順序：定名量表順序量表間隔量表比率量表四種量表數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化：比率量表 間隔量表 順序量表 定名量表 §4.2 數(shù)據(jù)源地圖資料、統(tǒng)計(jì)資料、影像資料、文字資料§4.3地圖數(shù)據(jù)的加工（一） 加工類型：可比、可制圖（二） 加工方法：平均值、比率、密度、位能制圖數(shù)據(jù)的分級(jí)§4.圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一、圖形數(shù)據(jù)：.基本概念

20、：用來表示地理物體的位置、形狀、大小和分布特征諸方面的信息又稱空間數(shù)據(jù).作用：空間定位：確定位置空間量度：長(zhǎng)度、面積、體積等空間結(jié)構(gòu)：物體之間的相互關(guān)系空間聚合：空間數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)的結(jié)合矢量數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)就是代表地圖圖形的各離散點(diǎn)平面坐標(biāo)有序的集合 點(diǎn)：用一對(duì)(x，y)坐標(biāo)表示 線：用一串有序的(x，y)坐標(biāo)表示 面：用一串有序的但首尾坐標(biāo)相同的(x，y)坐標(biāo)對(duì)表示其輪廓范圍柵格數(shù)據(jù) 將地圖的制圖區(qū)域的平面表象按一定的分辨率做行和列的規(guī)則劃分，就形成了一個(gè)柵格陣列由平面表象對(duì)應(yīng)位置上像元灰度值所組成的矩陣形式的數(shù)據(jù)就是柵格數(shù)據(jù)。 點(diǎn)：用中心點(diǎn)所處的單個(gè)像元來表示 線：用其中軸線上的像元集合來表示

21、 面：用其覆蓋的像元集合來表示二、屬性數(shù)據(jù)基本概念：主要包括專題屬性和質(zhì)量描述等數(shù)據(jù)，表示地理物體的本質(zhì)特性又稱非空間數(shù)據(jù)形式：特征碼數(shù)字編碼三、地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式.全柵格矩陣式.行程格式.矢量格式4.5 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過空間點(diǎn)的密集而規(guī)則的排列表示整體的空間現(xiàn)象的，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位存取性能好，可以與影像和DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合空間分析，數(shù)據(jù)共享容易實(shí)現(xiàn)，是地理信息系統(tǒng)重要的一種空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 一、柵格數(shù)據(jù)有關(guān)的概念 1、像元（像素） 柵格陣列 2、灰度 用來表示個(gè)個(gè)像元所具有的表象信息 灰度值不同區(qū)分不同的地物 3、二值圖像（二元圖像） 如果一個(gè)圖像的灰度值只有“0”、“1”

22、良種，這這個(gè)圖像為二元圖像（二值圖像） 其中通常用“0”代表背景元素，“1”代表前景元素 4、柵格數(shù)據(jù) 有平面表象對(duì)應(yīng)位置上像元灰度值所組成的矩陣式數(shù)據(jù)就是柵格數(shù)據(jù)。 象元+灰度 5、四方向相鄰與八方向相鄰 在捕捉地物時(shí)，需要沿著一定的方向進(jìn)行搜索。在柵格數(shù)據(jù)中常用的概念有四方向相鄰和八方向相鄰點(diǎn)、線、面的表示  1）、點(diǎn)實(shí)體：表示為一個(gè)像元；中心點(diǎn)所處的象元  2）、線實(shí)體：表示為在一定方向上連接成串的相鄰像元的集合；軸線上的象元集合 中軸線的寬度僅為一個(gè)象元，即僅有一條途徑從軸上的一個(gè)象元到達(dá)另一個(gè)象元  3）、面實(shí)體：表示為聚集在一起的相鄰像元的集合。用其所

23、覆蓋的象元集合來表示。三、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立一）柵格數(shù)據(jù)的獲取途徑1、來自于遙感數(shù)據(jù)2、來自于對(duì)圖片的掃描3、由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來4、由手工方法獲取二）柵格系統(tǒng)的確定 柵格系統(tǒng)的確定包括柵格坐標(biāo)系的確定和柵格單元尺寸的確定三)柵格代碼（屬性值）的確定 1）、中心歸屬法（中心點(diǎn)法） 2）、長(zhǎng)度占優(yōu)法 3）、面積占優(yōu)法 4）、重要性法四、柵格數(shù)據(jù)的一般組織方法1、未經(jīng)壓縮的組織方法1）、全柵格矩陣式結(jié)構(gòu)2）、全柵格聯(lián)合矩陣式結(jié)構(gòu) 1）、全柵格矩陣式 結(jié)按順序存放象元的灰度值 當(dāng)用文件保存一幅地圖時(shí)，須記錄的是像素的位置+灰度值。 文件是一維的，而矩陣式二維的，矩陣的長(zhǎng)度與寬度在文件頭中記錄

24、。 一個(gè)文件存貯一層的信息，如果多于一層則采用多個(gè)文件，也可以在一個(gè)文件中存貯多層信息，記錄每個(gè)Pixel的行、列號(hào)以及與該象元有關(guān)的層的信息。 適合于類型變化比較復(fù)雜地圖形數(shù)據(jù)。 優(yōu)點(diǎn)：便于開窗檢索2）、全柵格聯(lián)合矩陣式結(jié)構(gòu) 指在同一個(gè)網(wǎng)格系統(tǒng)中存儲(chǔ)多種要素的空間數(shù)據(jù)，就像地圖中的分層，這樣可以少記。 疊置分析時(shí)使用2、壓縮方法 由于柵格文件很大，而地圖中許多要素都具有連通性，也就是有許多象元的相鄰象元也代表同一種地物，可以采取某種方法對(duì)他進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲嚎s 常用的方法有，行程編碼、霍夫曼編碼、四叉樹編碼1）、行程編碼 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)。 對(duì)于游程長(zhǎng)度編碼，區(qū)

25、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(jiǎn)單，編碼和解碼運(yùn)算快。 2）、霍夫曼編碼 主要記錄線狀地物和面狀地物的邊界。他把線狀地物和面狀地物的邊界表示為：由某一起點(diǎn)開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。 具體編碼過程： A 找起點(diǎn)，并記下行、列號(hào)（自上而下，從左到右） B 按順時(shí)針方向?qū)ふ蚁噜彽臒糁更c(diǎn)，記下方位編碼優(yōu)點(diǎn)： 鏈?zhǔn)骄幋a對(duì)多邊形的表示具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)壓縮能力，且具有一定的運(yùn)算功能，如面積和周長(zhǎng)計(jì)算等， 探測(cè)邊界急彎和凹進(jìn)部分等都比較容易；缺點(diǎn)：對(duì)疊置運(yùn)算如組合、相交等則很難實(shí)施，對(duì)局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)，效率較低，而且由于鏈碼以每個(gè)區(qū)域?yàn)閱挝淮鎯?chǔ)

26、邊界，相鄰區(qū)域的邊界則被重復(fù)存儲(chǔ)而產(chǎn)生冗余。 3）、塊式編碼 塊式編碼是將游程長(zhǎng)度編碼擴(kuò)大到二維的情況，把多邊形范圍劃分成由像元組成的正方形，然后對(duì)各個(gè)正方形進(jìn)行編碼。 塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置(行號(hào)，列號(hào))和半徑，再加上記錄單元的代碼組成。 塊式編碼的特點(diǎn)：一個(gè)多邊形所能包含的正方形越大，多邊形的邊界越簡(jiǎn)單，塊式編碼的效果越好。 游程和塊式編碼都對(duì)大而簡(jiǎn)單的多邊形更有效，而對(duì)那些碎部較多的復(fù)雜多邊形效果并不好。 優(yōu)點(diǎn)：塊碼在合并、插入、檢查延伸性、計(jì)算面積等操作十分方便。 缺點(diǎn)：對(duì)某些運(yùn)算不適應(yīng)，必須再轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)形式才能被進(jìn)行。4）、四叉樹編碼(Quadtree Encoding)

27、基本思想： 將柵格地圖分為4等分（四象限） 判斷每個(gè)象限是否繼續(xù)再分，判斷依據(jù)：該象限只代表一種地物 如要繼續(xù)，重復(fù)上兩步 四叉樹有兩種形式：指針?biāo)牟鏄浜途€性四叉樹 指針?biāo)牟鏄渚褪窃谧庸?jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)之間設(shè)立指針，而由于指針?biāo)加玫目臻g十分巨大，因此難以達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。 線性四叉樹不需要記錄中間結(jié)點(diǎn)和使用指針，僅記錄葉子節(jié)點(diǎn)，用地址來表示葉節(jié)點(diǎn)的位置，因而可以大大壓縮數(shù)據(jù)量，也是目前廣泛用于數(shù)據(jù)壓縮和UIS總的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)行四叉樹的地址編碼方式分四進(jìn)制和十進(jìn)制兩種 基于四進(jìn)制的線性四叉樹編碼 基于十進(jìn)制的線性四叉樹編碼      &

28、#160;                                                 4

29、.6 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最常見的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種面向目標(biāo)的數(shù)據(jù)組織方式。矢量方法強(qiáng)調(diào)離散現(xiàn)象的存在，將線離散為一串采樣點(diǎn)的坐標(biāo)串，面狀區(qū)域由邊界線確定。由于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析等優(yōu)點(diǎn)，是GIS主要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。 二、矢量數(shù)據(jù)的圖形表示     矢量方法將地理現(xiàn)象或事物抽象為點(diǎn)、線、面實(shí)體，將它們放在特定空間坐標(biāo)系下進(jìn)行采樣記錄 1、點(diǎn)實(shí)體：記錄點(diǎn)坐標(biāo)和屬性代碼； 2、線實(shí)體：記錄兩個(gè)或一系列采樣點(diǎn)的坐標(biāo)，并加屬性代碼； 3、面實(shí)體：記錄邊界上一系列采樣點(diǎn)的坐標(biāo)，由于多邊形封閉，邊界為閉合環(huán)，加面域?qū)傩源?/p>

30、碼。三、矢量數(shù)據(jù)的獲取方式  1)外業(yè)測(cè)量 2）柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 3)跟蹤數(shù)字化四、矢量數(shù)據(jù)的一般組織方法 1、點(diǎn)實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2、線實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 3、面實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)五、矢量數(shù)據(jù)的編碼方法 考慮以下問題：     1)矢量數(shù)據(jù)自身的存貯和處理。     2)與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系。     3)矢量數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系(拓?fù)潢P(guān)系)(一)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)     1、標(biāo)識(shí)碼：按一定的原則編碼，簡(jiǎn)單情況下可順序編號(hào)。標(biāo)識(shí)碼具有唯一性，是聯(lián)系矢量

31、數(shù)據(jù)和與其對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字。屬性數(shù)據(jù)單獨(dú)存放在數(shù)據(jù)庫中。     2、點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的X，Y坐標(biāo)：是點(diǎn)實(shí)體的定位點(diǎn)，如果是有向點(diǎn)，則可以有兩個(gè)坐標(biāo)對(duì)。     3、線結(jié)構(gòu)中的坐標(biāo)對(duì)數(shù)n：是構(gòu)成該線(鏈)的坐標(biāo)對(duì)的個(gè)數(shù)。 X,Y坐標(biāo)串是構(gòu)成線(鏈)的矢量坐標(biāo)，共有n對(duì)。也可把所有線(鏈)的X,Y坐標(biāo)串單獨(dú)存放，這時(shí)只要給出指向該鏈坐標(biāo)串的首地址指針即可。     4、面結(jié)構(gòu)是鏈索引編碼的面(多邊形)的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，鏈數(shù)n指構(gòu)成該面(多邊形)的鏈的數(shù)目。鏈標(biāo)識(shí)碼集指所有構(gòu)成該面(

32、多邊形)的鏈的標(biāo)識(shí)碼的集合，共有n個(gè)。這種結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、易實(shí)現(xiàn)以實(shí)體為單位的運(yùn)算和顯示的優(yōu)點(diǎn)。由于面結(jié)構(gòu)建立了鏈索引，一個(gè)面(多邊形)就可由多條鏈構(gòu)成，每條鏈的坐標(biāo)可由線(鏈)的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲取。這種方法可保證多邊形公共邊的唯一性；但多邊形的分解和合并不易進(jìn)行；鄰域處理比較復(fù)雜，需追蹤出公共邊；在處理“洞”或“島”之類的多邊形嵌套問題時(shí)較麻煩，需計(jì)算多邊形的包含等。 1、坐標(biāo)序列法：任何點(diǎn)、線、面實(shí)體都可以用（X，Y）來表示 優(yōu)點(diǎn)： 直觀簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)以多邊形為單位的運(yùn)算和顯示 缺點(diǎn)： 1)鄰接多邊形的公共邊被數(shù)字化和存儲(chǔ)兩次，由此產(chǎn)生冗余和邊界不重合的匹配誤差。 (2)每個(gè)多邊形自

33、成體系，而缺少有關(guān)鄰域關(guān)系的信息。 (3)不能解決“洞”或“島”之類的多邊形嵌套問題，島只作為單個(gè)的圖形建造，沒有與外包多邊形的聯(lián)系。 (4)沒有方便方法來檢查多邊形邊界的拓?fù)潢P(guān)系正確與否，如有無不完整的多邊形等 2、改進(jìn)型坐標(biāo)序列法：多邊形點(diǎn)號(hào)；點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)值3、樹狀索引編碼法 該法采用樹狀索引以減少數(shù)據(jù)冗余，并增加鄰域信息 方法是： 對(duì)所有邊界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)對(duì)以順序方式存儲(chǔ) 由點(diǎn)索引與邊界線號(hào)相聯(lián)系 由線索引與各多邊形相聯(lián)系 形成樹狀索引結(jié)構(gòu)點(diǎn)索引（點(diǎn)號(hào)，坐標(biāo)值）；線索引（線號(hào)，起點(diǎn)，終點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)）多邊形索引（多邊形號(hào)，邊界線號(hào)） 優(yōu)點(diǎn)： 公共邊只存儲(chǔ)了一次 鄰域、島狀信息可以通過索引文件

34、得到缺點(diǎn)： 鄰域信息、島狀信息處理比較繁瑣 拓?fù)潢P(guān)系檢查比較困難 人工方式編碼容易出錯(cuò)4、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法（鄰域和島狀問題）(二)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、拓?fù)湓兀狐c(diǎn)、線、面2、拓?fù)潢P(guān)系 描述地圖中的有關(guān)信息，不僅要有定位信息、屬性信息，還要有空間關(guān)系 空間關(guān)系表示要素間的鄰接、關(guān)聯(lián)、包含關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系不依賴于地圖，但他們可以應(yīng)用于地圖圖形的數(shù)據(jù)處理3、拓?fù)潢P(guān)系的表示 點(diǎn)、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系有：拓?fù)溧徑樱ㄍ愒兀?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)（不同類元素）、拓?fù)浒ㄍ惒煌?jí)元素；簡(jiǎn)單、多層、等價(jià)）4、拓?fù)潢P(guān)系的建立 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是能夠完全顯示的表達(dá)結(jié)點(diǎn)、弧段、面之間所有關(guān)聯(lián)關(guān)系（塊面弧段；弧段左邊塊面

35、、右邊塊面；結(jié)點(diǎn)弧段，弧段結(jié)點(diǎn)）5、拓?fù)潢P(guān)系的應(yīng)用 簡(jiǎn)化分析和查詢工作 在城市規(guī)劃中，規(guī)劃人員做多邊形和多邊形相鄰的查詢。例如可迅速查詢那些有污染的工業(yè)用地和住宅用地由公共邊界，某交通干道是否穿越大型繁華商業(yè)區(qū)等等。 利用弧段和結(jié)點(diǎn)的關(guān)系，可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來描述區(qū)域的河流、城市的道路以及綜合管線等。在描述的基礎(chǔ)上可分析河流的污染狀況、道路車型線路的選擇、電力、煤氣的選線、故障排除等等。§4.7 柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換一、兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較柵格結(jié)構(gòu)可用于大范圍小比例尺的自然資源、環(huán)境、農(nóng)林業(yè)等區(qū)域問題的研究。矢量結(jié)構(gòu)用于城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應(yīng)用。1、矢柵一體化的概念