土地信息系统(5.1.3)--第五章习题作业解答

第五章 土地信息处理与查询
1. 土地信息系统中的坐标系有哪些，为什么要进行坐标变换。

土地信息系统一般有三种坐标系: 用户坐标系、规格化数据库坐标系、设备坐标系。

土地信息系统中由于输入数据的多样性，及输入输出图形设备的不同，处理问题时常遇到多种坐标系，因此，必须进行坐标变换。

此外，由于输入输出图件比例尺的不同，图形投影坐标的不统一及地图图纸的变形等，要求对图形进行变换。

2. 为何要进行图幅接边与分割。

无论在新区建设或旧城改造中，土地管理工作经常要处理这样两种情况：①一块土地的使用权和用途将要改变,那么就需要从数据库中将这块土地的图形调出来,进行分宗或合宗处理;②当这块土地的使用权和用途改变以后,地形也发生了很大变化,又要将这块土地新的图形送进数据库。

前一种情况需要裁剪，后一种情况需要接边。

裁剪和接边实质上是基本空间关系处理方法的一个应用。

拼接的目的是将相邻区域拼接成一个大区域进行统一的信息分析或输出；分割的目的是把大区域分割成小区域进行分析或输出。

3. 简述图幅接边的过程。

相邻图幅拼接时，要求同一目标的线段或弧段的数据坐标相互衔接，为此必须进行图幅数据边缘的匹配处理，并使同一目标属性码统一。

其具体过程如下：
1）、统一坐标，规范化属性。

对被拼接图幅必须统一坐标及比例尺，并通过交互编辑把不同幅上相同属性目标规范化。

2）、对相邻图幅进行编号。

编号通常取2位数，其中个位数表示拼幅时横向顺序，十位数表示拼幅时的纵向顺序。

在横向拼幅时将十位相同图，按个位数顺序拼接；纵向拼幅时将个位数相同图，按十位数顺序拼接。

此外，为了便于对坐标数据匹配，提取边界内一条区间（如2cm）作为坐标数据匹配目标对其进行跟踪。

3）、图幅间坐标数据的匹配。

采用跟踪法进行图幅边界匹配时，可归纳成如下四种情况，即分别为向右、左、上、下跟踪。

首先要判断相邻图幅的同名边界点坐标应在某一允许范围内如±1mm，且相接的相邻图幅边界的弧段其左右多边形号必须是相同或相反。

然后把符合拼幅条件的匹配弧段，按结点之间线段方向一致性的原则进行记录。

4）、删除拼幅时的公共边界。

当完成拼幅后还需删除拼幅的公共边界，并对共同属性进行合并。

4. 空间数据编辑的用途及其实质。

土地信息系统中空间数据的编辑主要用来对输入的图形数据和属性数据进行检查、改错、更新及加工，以便得到净化的输入数据。

并在此基础上生成拓扑关系，作为实现系统功能的基础。

空间数据的编辑实质上是空间数据的预处理，它是土地信息系统中不可缺少的功能之一。

5. 空间数据经编辑处理后，为什么还要进行数据管理？其内容有哪些。

空间数据经编辑处理后，一般只能消除或减少在数字化过程中因操作产生的局部误差或明显错误，还可能存在着各种数据来源的比例尺和投影不一致、各幅地图数据之间的不匹配和数据的冗余等问题，必须作进一步的预处理——数据管理过程，才能得到可以满足用户要求的数据文件。

空间数据管理包括图幅数据处理、数据格式转换、空间数据的内插、定
位或定性检索、数据之间的边缘匹配和数据更新等。

6. 为什么要进行空间数据的压缩？矢量数据的压缩方法有哪些，并比较其优劣。

把数据组织到数据库中，是建立LIS的一个重要环节。

利用现代的数据采集手段对空间要素进行量化，若以微米级的分辨率，将产生很大的坐标数据量。

若不采用数据压缩技术，系统存储空间和处理时间上都会受到很大压力，甚至导致系统的失败。

此外，当空间数据的比例尺变化时，也往往要求压缩数据。

在矢量数据结构中，数据压缩的主要对象是线性要素中心轴线和面状要素的边界数据，常用的数据压缩方法有：
1）、间隔取点法 根据曲线上两相邻点间距小于特定距离值就删除的原则达到数据压缩的目的。

采用数字化仪时，这种方法可大量压缩取样点列中的点，但不一定能恰当地保留方向上曲率显著变化的点。

2）、垂距法和偏角法这两种方法是按垂距或偏角的限差选取符合或超过限差的点。

这两种方法虽然不能同时考虑相邻点间的方向和距离，且有可能舍去不该舍去的点，但比前一种
方法好。

3）、Douglas-Peucker方法 该方法试图保持曲线走向并允许用户规定合理的限差。

7. 空间分析的概念。

空间分析是基于土地对象的位置和形态特征的空间数理分析技术，是指接近、毗邻、符合、交叉和其它模式的拓扑关系分析，其目的在于提取和传输空间信息。

广义的空间分析，应当包括下述五个基本内容，即空间位置分析、空间分布分析、空间形态分析、空间关系分析和空间相关分析。

这五个基本内容组成了空间分析的结构框架。

8. 简述常用的空间分析方法。

（1）缓冲区分析
缓冲区是根据数据库中事物的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形。

在建立点的缓冲区时，只需要给顶半径绘圆即可。

面的缓冲区只朝一个方向，而线的缓冲区需在线的左右配置。

（2）拓扑叠加分析
拓扑叠加分析是把分散在不同层上的空间，属性信息按相同的空间位置加到一起，合为新的一层。

该层的属性由被叠加层各自的属性组合而成。

这种组合可以是简单的逻辑合并的结果，也可以是复杂的函数运算的结果。

拓扑叠加分析是土地信息系统最基本最常用的分析功能。

按叠加形式可分为点点的叠加、面与面的叠加、线与面的叠加、点与面的叠加。

从数据结构的角度看，叠置分析有栅格叠置分析和矢量叠置分析。

（3）逻辑关系分析
用逻辑表达式来分析处理重合点的非几何特性之间逻辑关系，实现对空间数据复合、提取、删除等操作。

常用逻辑运算包括：逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑非运算。

（4）网络分析
网络分析是GIS空间分析的重要组成部分。

在网络分析中用到的网络模型是数学模型中离散模型的一部分。

分析和解决网络模型的有力工具是图论。

图论中的“图”并不是通常意义下的几何图形或物体的形状图，而是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之间具备或不具备某种特定关系的数学系统。

网络分析的典型应用是求最短路径问题。

（5）地形分析
地理信息系统的地形分析可提供3D数字地形模型分析和等高线生成及分析。

地形分析主要包括以下内容：等高线生成及等高线分析、立体透视图分析、地度分析、地
表面积计算及填土方体积计算、断面图分析、
9. 空间信息查询方法有哪些，举例说明。

空间信息查询是按一定的要求对土地信息系统所描述的空间实体及其空间信息进行访问，从众多的空间实体中挑选出满足用户要求的空间实体及其相应的属性。

查询交互进行时，其结果能动态地通过两个视窗（图形窗和属性表格窗口）进行显示。

根据信息查询的出发点不同，可分为三种不同的查询方式；基于空间关系特征的查询，基于属性特征的查询，基于空间关系和属性特征的查询。

值得一提的是，平时关于查询的说法有多种，如穿越查询、缓冲查询、几何查询、落入查询、包含查询都可归纳到以上分类中，而且查询和分析往往结合在一起。

通俗的讲查询又可分为以下几种：图文互访、空间关系查询、地址匹配查询。

10.为何要进行空间内插？简述其分类，常用的内插方法有哪些。

空间内插是指在一个由x、y坐标平面构成的二维空间中，由已知若干离散点i P的高程
估算待内插点的高程值。

由于DTM采样的数据点呈离散分布形式，或是数据点虽按格网排列，但格网的密度不能满足使用的要求，这就需要以数据点为基础进行插值运算。

空间内插按插点分布范围，可分为分块内插、剖分内插和单点移面内插三类。

常用的内插方法有：二元多项式拟合内插、二元样条函数内插、移动拟合法内插、加权平均内插法。

11．空间分析题
从城市规划区内选定某些地块，作为房地产开发商的项目选址，选址的标准包括：
1、地块的规划用途为住宅用地；
2、地块面积规模介于20000㎡—25000㎡；
3、地块的地价不超过1000元/㎡；
4、地块所处地段交通便利；
5、周围500米以内不能有工厂等设施，以免受到工厂的影响。

请说明操作步骤。

答案：1）数据准备：a）地块图层，包含面积、地价、规划用途属性；b）工厂和道路图层。

2) 在地块图层属性表中添加“交通”字段，计算道路对地块的影响分值，将赋给“交
通”字段。

3）对地块图层进行属性查询，条件为面积>=20000 and 面积<=25000 and地价<=1000 and 交通>=80,将符合条件的地块作为新的图层存放。

3）对第二步进行属性提取后的地块图层做缓冲区，缓冲半径为500米。

4）将缓冲区域与工厂图层进行叠加分析，提取缓冲区域内无工厂设施的地块作为选址候选方案。