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2005-2006第二学期期末考试试卷1及答案


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 3. 晕线 5. 数据压缩 7. 距离变换图

2. 地图符号库 4. 地图综合 6. 数据的符号化 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。


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