城市地理信息:城市地理空间分布有关的各种要素的图形信息、属性信息以及相互空间关系的总称，是有关城市地理实体的性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。
城市地理信息的基本特征：数据量大、数据分布不均匀、拓扑关系复杂、多重属性结构、多尺度特征、数据来源多样化、地图表现形象性
城市地理信息系统：融计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术。它把城市的地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。
基本组成结构：基础层、专题层、综合层
特点：1.数据类型的多样性和服务对象的多层性2.精度高、现势性强3.模型化、智能化和多功能性4.与办公自动化的一体化5.严格的层次结构和高度统一的规范标准6.强烈的实用化需求 GIS一般由五个要素组成：数据、软件、硬件、模型和人员。GIS的五大功能：输入、处理、存储与管理、查询与分析、可视化。
GIS将现实世界抽象为相互联结不同特征的层面组合，用以解决各种复杂的地理问题。将地面实物用多个层面来表示，依照实物的特性，可以分为点、线、面三种典型层面。对每个特征层面，可以进一步用矢量或栅格格式来存储地理数据。通过这些数据，进行相关操作和分析。
地球表面：地球的自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，它不能用数学公式来表达大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面，与平均海水面相吻合的称为大地水准面。地球椭球体：假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。大地基准面:它由椭球体本身及椭球体和地表上一点视为原点间之关系来定义。
3、什么是地图投影？它的分类方法有几种？它们是如何分类的？在我国城市GIS中常采用什么投影？★★
地图投影:运用一定的数学法则（投影变换公式），将大地坐标系转化为某投影平面上的平面直角坐标系的过程。
它的分类方法有两种：根据地图投影中可能引起变形的性质，将投影分为等角投影、等面积投影、任意投影；根据投影的可展曲面不同，可以分为圆锥投影、圆柱投影和方位投影。同时，根据投影面与地球轴向的相对位置，区分为正轴投影、斜轴投影、横轴投影。
在城市GIS系统中均采用6度或3度分带的高斯－克吕格投影。
高斯―克吕格投影，即横轴墨卡托投影，在小范围内保持形状不变，可以想象成将一个圆柱体M躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，我们将这条切线称为“中央经线”。
特点：中央经线无变形，由中央经线往|西两侧延伸，地表图形会被逐渐放大，变形也会越来越严重，变形最大处在投影带内赤道的两端。
栅格数据结构：是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的，它是指将地球表面划分为大小均匀、紧密相邻的网格阵列。
特点：每个网格做为一个像元或像素，包含一个代码表示该像素的属性类型或量值，栅格数据的位置隐含在行列号中，栅格数据与矢量数据一样能表达点、线、面。
7、栅格数据存储压缩编码方法主要有哪几种？每种方法是如何进行压缩的？★★
直接栅格编码,长度编码法,改变扫描顺序法,链式编码,游程长度编码,块式编码,四叉树编码。 直接栅格编码是将栅格看作一个数据矩阵，逐行逐个记录代码数据。可以每行都从左到右，也可奇数行从左到右，或者采用其它特殊的方法。
行程编码（代码，长度）
又称为游程长度编码,将行程编码按顺序组成行程序列表,并建立顺序表索引,从而实现对行程编
码的快速访问.
块码（行号，列号，半径，代码）
块码是行程编码向二维扩展的情况，又称二维行程编码,采用方形区域作为记录单元,每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单元的代码组成。
链式编码又称弗里曼编码或边界编码,将线状地物或区域边界表示为由某一起始点和在某些基本方向上的单位矢量链组成。单位矢量的长度为一个栅格单元，每个后续点可能位于其前继点的8个基本方向之一。
.四叉树编码
四叉树编码是把一幅图像或一幅栅格地图等分成四个子区，不断检查每个子区的所有格网值，如该子区都含有相同的值（灰度或属性），这个子区就不再往下分割；否则，把该子区再分割成四个子区，这样递归地分割，直到每个子区都只含有相同的值为止。
矢量结构：矢量数据结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等空间实体的位置和形状的一种数据组织方式。
特点：矢量数据表示的坐标空间是连续的，因此可以精确地定义地理实体的空间位置、长度、面积等。还可以对复杂数据以最小的数据冗余进行存贮，具有数据精度高、存储空间小的特点，是一种高效的图形数据结构。
2、矢量数据存储压缩编码方法主要有哪几种？每种方法是如何进行压缩的？★★
简单矢量数据结构有坐标序列法、树状索引法；拓扑数据结构有双重独立式、链状双重独立式
坐标序列法以基本的空间实体（点、线、多边形）为单位进行组织。只记录空间对象的位置坐标和属性信息。不记录拓扑关系的矢量数据模型（面条结构）。
树状索引法将所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，点索引与边界线号联系，线索引与多边形相联系，形成树状索引结构。
双重独立编码结构是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用顺序的两点定义以及相邻多边形来予以定义。技术复杂，特别是软硬件
链状双重独立式数据结构将若干直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以有许多中间点。
3、试述矢、栅结构的优缺点，并通过列表比较。★
矢量数据结构：优点：表示地理数据的精度较高、严密的数据结构，数据量小、完整的描述空间关系、图形输出精确美观、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现、面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息。缺点：数据结构复杂、矢量叠置较为复杂、数学模拟比较困难
栅格数据结构：优点：数据结构简单、空间数据的叠置和组合方便、各类空间分析很易于进行、数学模拟方便。缺点：图形数据量大、用大像元减少数据量时，精度和信息量受损、地图输出不美观、难以建立网络连接关系、投影变换比较费时
4、叙述矢量数据向栅格数据的转换方法。★（简答题）
1.了解矢量数据和栅格数据的坐标。如矢量数据的坐标是直角坐标系，原点在图的左下方，栅格数据坐标是行列坐标，原点在图左上方，转换时，一般使直角坐标x,y轴与栅格数据行列平行
2.确定栅格单元的大小。栅格单元的大小就是它的分辨率，应根据原图的精度，变换后的用途及存储空间等因素予以决定。栅格单元的边长在X，Y坐标系中的大小用ΔX和ΔY表示。设Xmax、Xmin和Ymax、Ymin分别表示全图X坐标和Y坐标的最大值与最小值，I，J表示全图格网的行数和列数。J=(Xmax-Xmin) /△X，I=(ymax-ymin) /△Y这里I和J可以由原地图比例尺根据地图对应的地面长宽和网格分辨率相除求得，并取整数。
3.点的栅格化。点的变换只要这个点落在某一个栅格中，就属于那个栅格单元，其行、列号
I、J可由下式求出：I=1+INT[（Ymax-Y）/Δ
4.线的栅格化。折线或曲线是由直线段两端点的坐标为I2,J2.点为直线段经 (x1,y1),(x2,y2),且y2&y1,
Yi=I1+(i-1/2),Xi=[(X2-X1)/(Y2-Y1)](Yi-Y1)+X1,其中I1&i&I2 .
5.多边形（面域）栅格化。多边形转换的算法很多，主要有内部点扩散法、复数积分算法、射线算法、扫描算法和边界代数填充算法。这里主要介绍射线算法和内部点扩散算法。射线算法：由待判点向图外某点引射线，判断该射线与某多边形所有边界相交的总次数，如果相交偶数次，则待判点在该多边形外部，如为奇数次，则待判点在该多边形内部；内部点扩散算法：将矢量图 栅格化，每个面域多边形选择一个种子点；判断种子点的8个相邻栅格是否在多边形的边界上；进行新的扩散运算，直至所有新老种子点填满该多边形并遇到边界为止。
5、叙述由栅格数据向矢量数据的转换方法。★（简答题）
1.多边形边界提取。采用高通滤波将栅格图像二值化，并经过细化标识边界点
①二值化。线划图形扫描后产生栅格数据，这些数据是按从0～255的灰度值量度的，设以G（i，j）表示，为了将这种256或128级不同的灰阶压缩到2两个灰阶，即0和1两级，首先要在最大和最小灰阶之间定义一个阙值，设阙值为T，则如果G（i，j）大于等于T，则记此栅格的值为1。如果G（i，j）小于T则记此栅格的值为0，得到一幅二值图.
G(i,j)=1,f(i,j)&=T;G(i,j)=0,f(i,j)&=T;
②细化。细化是消除线划横断面的多余栅格，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线（对面状符号而言）位置的单个栅格的宽度。即：将占有多个栅格宽的图形要素缩减为只有1个像素。在此，“细化”可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。
2.边界线追踪
边界线跟踪的目的将细化处理后的栅格数据，转化为从结点出发的线段或闭合的线条。跟踪时，从图幅左上角开始，按顺时针或逆时针方向，从起始点开始，根据八个邻域进行搜索，依次跟踪相邻点。并以矢量形式存储结点坐标，然后搜索闭曲线，直到完成全部栅格数据的矢量化，写入矢量数据库。
3.去除多余点及曲线圆滑
由于搜索是逐个栅格进行的，所以弧段或多边形的数据列十分密集。为了减少存储量，在保证线段精度的情况下可以删除部分数据点。
4.拓扑关系生成
对于矢量表示的边界弧段，判断其与原图上各多边形空间关系，形成完整的拓扑结构，并建立与属性数据的联系。
1、GIS的数据源有哪些？空间数据的采集方法主要有哪些？★
主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。
空间数据采集的方法：野外数据采集（平板仪、经纬仪、全站仪、GPS等）、手工数据输入法（各种调查统计数据、宗地信息等）、地图数字化（手扶跟踪、扫描数字化等）、摄影测量与遥感、其它系统的数据转换（公共的数据接口与转换标准）
2、地图数字化方法有哪些？叙述它们的工作流程和步骤。★★
有：手扶跟踪数字化、扫描矢量化
1.手扶跟踪自动化工作流程：设置好数字化仪-确定投影方式和坐标系-用数字化软件进行数字化
步骤：准备：1）读图和分层2）固定地图-&设置：3）输入初始化参数4）设置与输入控制点
5）设置数字化参数6）设置定标器按键-&数字化：7）数字化8）检查和修改数字化错误
2.扫描矢量化流程：纸地图-&扫描转换-&拼接子图块-&裁剪地图-&图像处理矢量化-&矢量图合成-&矢量图编辑
步骤：1）扫描准备2）扫描参数设置3）图形扫描4）图像装入5）采集控制点6）分层矢量化7）检查和修改数字化错误
3、试述道格拉斯―普克算法（Douglas-Peucker）实现矢量数据抽稀的过程。★
曲线离散化算法Douglas-Peucker：1.在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦；2.得到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d；3.比较该距离与预先给定阈值ε的大小，如果小于ε，则将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕；
4.如果距离大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行1-3步的处理。
5.当所有曲线都处理完毕后，依次连接各个分割点形成的折线，即可以作为曲线的近似。 数据处理是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。
空间数据处理的目的是为了消除地图数字化过程中所产生的错误，以及将数字化数据重新组织以便得到进一步处理和使用的格式。 5、空间数据产生误差的主要来源有哪些？空间数据的误差主要有哪些？一般采用哪些方法对误差进行检查？★★（客观基础题）
数据采集阶段：实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）
数据输入：数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）
数据存贮：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）、空间精度不能满足
数据操作：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）、多层数据叠加误差、多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）、各种内插引起的误差
数据输出：比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）
成果使用：用户错误理解信息、不正确使用信息
空间数据的误差主要有：空间数据的不完整或重复，空间数据位置不准确，空间数据比例尺不准确，空间数据变形等
误差或错误检查的方法：叠合比较法、目视检查法、逻辑检查法
6、什么是数据质量？试以地图数字化生成地图为例，说明数据质量控制的方法。★
GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)在表达空间位置、属性和时间特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及三者统一性的程度。
数据质量控制手段：数据源的选择和处理、数字化过程的数据质量控制，其中数字化过程的数据质量控制：1）数据预处理工作2）数字化设备的选用3）数字化对点精度 4）数字化限差5）数据的精度检查
地图符号是地图的语言，它是表达地图内容的基本手段。地图符号是由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成，注记是地图符号的一个重要部分，它也有形状、尺寸和颜色之区别。
符号的构成要素1）符号的形状2）符号尺寸3）符号的颜色
城市专题地图，是突出而完善地表示一种或几种城市自然和社会现象，是地图内容专题化的地图。
城市专题地图的基本特征：1图上的主要内容，大部分是普通地图上所没有的专门要素(经济指标)；2图上所显示的现象往往是地面上所看不到或无法直接进行量测的(人口分布)；3编图的资料往往是科学研究成果、文献记载、论文报告、统计和勘测等文字资料(地质报告)；4具有独特的图式和特殊的表示方法(规划：风叶玫瑰图)；5说明各种自然和社会经济特征，以及社会经济体制和政治体制方面的特征；用空格间隔多个标签,如:小说 文学 余秋雨
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|□a978-7-307-07970-0□dCNY29.00
|□a7-307-07970-4
em y0chiy50
101|0 |□achi
|□aCN□b420000
200|1 |□a城市地理信息系统□d= Urban geographic-
| information system□f黄正东, 于卓, 黄经南编著□zeng
|□a武汉□c武汉大学出版社□d2010.9
|□a269页□c图□d26cm
225|2 |□a高等院校城市规划专业本科系列教材□i城市规划技术子系列-
|□a并列题名：Urban geographic inform-
|ation system
|□a有书目 (第268-269页)
|□a本书介绍了地理信息系统的基本原理、方法以及在城市规划和城-
|市管理中的应用，阐述了地理信息系统的五大功能构成，即数据输入-
|、数据库管理、数据查询与空间分析、数据编辑、数据可视化与数据-
|输出。同时，深入介绍了地理信息系统在城市规划和城市管理中应用-
|的途径和方法，并给出了相关的典型应用及最新发展状况。-
410| 0|□12001 □a高等院校城市规划专业本科系列教材□i城市规-
|划技术子系列
461| 0|□12001 □a高等院校城市规划专业本科系列教材
462| 0|□12001 □a城市规划技术子系列
510|1 |□aUrban geographic information-
| system□zeng
606|0 |□a城市□ACheng Shi□x地理信息系统□x高等学校□-
|□aTU984□v4
701| 0|□a黄正东□AHuang Zheng Dong□4编著
701| 0|□a于卓□AYu Zhuo□4编著
701| 0|□a黄经南□AHuang Jing Nan□4编著
801| 0|□aCN□bJG□c
801| 2|□aCN□bKMLG□c
|□alh□fTU984/353
|□Ituzai□i:28:03□Gtu-
|zai□g:28:33城市网格地理信息公众平台体系结构研究及试验--《中国测绘科学研究院》2007年硕士论文
城市网格地理信息公众平台体系结构研究及试验
【摘要】：
随着国家大力推行数字城市的建设，城市中的各种空间信息及其它各种专题信息资源得以整合并充分利用，从而为城市的管理者的决策和其它管理活动提供支撑，以及为社会公众提供面向生活的各种地理信息的公众服务。在城市地理信息系统的应用趋势方面，继大力发展专业化和行业化阶段之后，正处于社会化发展的重要阶段。在该阶段，城市地理信息系统的主要作用是为公众提供信息服务，也就是直接面向公众，为公众提供信息服务和辅助公众进行行为决策。
基于以上背景，本文研究和探讨了城市网格地理信息公众平台体系结构的内容及设计，并通过试验平台的建立验证了城市网格地理信息公众平台的体系结构。主要内容包括：
1、提出了城市网格地理信息公众平台体系结构以及其中的各个组成要素。
2、研究了城市地理信息网格数据的划分原则、获取方式以及编码技术。着重介绍了不规则网格数据的划分、获取以及编码方法。
3、提出了城市地理信息基础框架要素的选取原则、选取方法、数据编码及组织等问题。着重分别阐述了六大要素的获取方式、编码及组织方法。
4、建立了社会公众信息分类与编码体系，提出了社会公众信息的特点、分类、获取方法、属性设计、编码及组织等问题。着重阐述了社会公众信息的分类方法，并根据存储的需要将其分为社会公众空间信息和社会公众属性信息。
5、研究了城市网格地理信息公众平台数据更新的方法、平台的安全性以及备份与恢复方法。
6、以义乌市为平台，尝试建立了城市网格地理信息公众平台，并在此基础上进行了对外服务网站的试验。
论文最后总结研究的成果与不足，并展望了进一步的研究内容。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国测绘科学研究院【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：P208【目录】：
Abstract4-8
第一章 绪论8-12
1.1. 选题目的及研究意义8
1.2. 国内外研究现状及存在问题在问题8-10
1.2.1. 国内外研究现状8-9
1.2.2. 研究的关键与存在问题9-10
1.3. 本文研究主要内容10-12
第二章 城市网格地理信息公众平台体系结构12-15
2.1. 城市网格地理信息公众平台中的各类数据12-13
2.1.1. 城市网格地理信息中的网格数据12-13
2.1.2. 城市网格地理信息中的基础框架要素13
2.1.3. 城市网格地理信息中的社会公众信息13
2.2. 平台的软件、硬件、网络环境13-15
2.2.1. 平台软件环境14
2.2.2. 平台硬件及网络环境14-15
第三章 网格数据15-20
3.1. 网格划分的原则15
3.2. 网格的划分方法15-19
3.2.1. 规则网格15-17
3.2.2. 不规则网格17-19
3.3. 网格的编码19-20
第四章 基础框架要素20-29
4.1. 城市空间基础框架要素的确定原则20-21
4.2. 城市空间基础框架要素的组成21-23
4.2.1. 境界要素21-22
4.2.2. 土地要素22
4.2.3. 交通要素22
4.2.4. 水域要素22-23
4.2.5. 植被要素23
4.2.6. 其它要素23
4.3. 城市空间基础框架要素的整合方式23-25
4.3.1. 几何配准23-24
4.3.2. 属性共享24
4.3.3. 质量评价24
4.3.4. 地图合并24-25
4.4. 城市空间基础框架要素的分类编码及组织25-29
4.4.1. 境界要素编码及组织25-26
4.4.2. 土地要素编码及组织26
4.4.3. 交通要素编码及组织26-27
4.4.4. 水域要素编码及组织27
4.4.5. 植被要素编码及组织27-28
4.4.6. 其他要素编码及组织28-29
第五章 社会公众信息29-40
5.1. 社会公众信息的组成29-31
5.1.1. 社会公众空间信息30
5.1.2. 社会公众属性信息30-31
5.2. 社会公众信息的采集获取31-32
5.2.1. 社会公众空间信息的采集获取31-32
5.2.2. 社会公众属性信息的采集获取32
5.3. 社会公众信息分类与编码32-40
5.3.1. 社会公众信息分类编码原则33-34
5.3.2. 社会公众信息分类的划分34-39
5.3.3. 社会公众信息编码及组织39-40
第六章 城市网格地理信息公众平台的维护40-49
6.1. 平台数据的更新40-44
6.1.1. 基础框架要素及网格数据的更新42
6.1.2. 社会公众信息的更新42-44
6.2. 平台安全性以及备份与恢复44-49
6.2.1. 系统安全设计44-46
6.2.2. 备份与恢复设计46-49
第七章 城市网格地理信息公众平台试验49-69
7.1. 公众平台试验系统设计49-50
7.2. 试验系统后台数据库设计50-58
7.2.1. 社会公众信息数据库50-53
7.2.2. 平台网站数据库53-58
7.3. 试验系统功能设计58-69
7.3.1. 网站功能59-66
7.3.2. 网站后台管理功能66-69
第八章 总结与展望69-71
参考文献71-75
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支持CAJ、PDF文件格式
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