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第二章（重点）1、什么是分析空间的维数和实体的维数（延展度）？P20答：实体空间的维数随应用环境而定，取决于分析空间的维数。空间物体的延展度反映了空间实体的空间延展特性，在三维分析空间中，区分点、线、面、曲面四种空间实体，相应地，我们把点、线、面、曲面的延展度记为0、1、2、3。空间实体可以看作是分析空间的点集，可以用R^2（或R^3）的点集描述。在维数和延展度为2的空间里，实体是一个平面域，无法用R^2中单一个子集来确定描述，代之以一个多边形即闭合曲线来表示。空间实体的维数和延展度构成了对空间实体的几何特征的概括与描述，是对空间实体以数值表示的坐标串的补充。2、请叙述空间实体的基本概念及其地图表示的方法。P20答：空间实体是具有确定的位置和形态特征并且具有地理意义的地理空间的物体。空间实体的地图表示：（1）地图对空间实体的定位表示：空间信息在地图上表示为一组地图元素。位置信息由点、线、面来表示。（2）地图对空间实体的属性表示：地图用符号和标记来表示属性信息。（3）地图对空间实体的空间关系表示：地图要素间的关系一图形表示在地图上，依靠读者去解读。3、请叙述描述空间实体的现实世界、观念世界和数据世界。并解释空间实体的数据描述过程。P23答：（1）现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界，事物及其联系处于这个世界中。失误分成“对象”和“性质”，又可分为“特殊事物”和“共同事物”两个重要级别。（2）观念世界是现实世界存在于人们头脑中的反映。客观事物在观念世界中称为“实体”，实体包括对象和属性，实体分级为总体和个体，反映事物联系的是实体模型。（3）数据世界是观念世界中信息的数据化。数据分为记录和项，数据分级为型和值。空间实体的数据描述过程：空间实体的数据抽象，基于实体对象的描述（整个地理空间看成一个空域，地理实体和现象作为独立对象分布在该空域中，主要描述不连续的地理现象，如点、线、多边形对象），基于场的描述（把地理空间的事物和现象作为连续的变量看待，例如图斑模型，等值线模型，选样模型/规则网格、不规则三角网）。4、请分别叙述点、线、面三类实体对象的基本概念，并说明二维欧氏空间上的连续空间对象类的继承等级关系。P24/25答：点是具有特定位置、维数为零的实体（点实体、注记点、内点、结点、特征点）。线对象是维度为1的空间实体，由一系列坐标表示（特征：实体长度，弯曲度，方向性）。多边形对象，面状实体也称多边形，是对琥珀、岛屿、地块等一类现象的描述，有封闭曲线加内点表示。5、什么是基于场的地理空间现象？并请叙述其描述方式。P26/27答：是具有一定空间内连续分布特点的现象，例如空气中污染物的集中程度、地表的温度、土壤湿度等。基于场模型是吧地理空间事物和现象当做连续的变量来看。场可以表现为二维和三维。在地理空间上任意给定的空间位置都对应一个唯一的属性值。根据属性值的分布的表示方法，基于场模型分为图斑模型、等值线模型、和选样模型。（P26~27）6、请叙述空间实体的矢量数据表示三种基本地理信息的基本概念，并进一步说明空间实体的空间关系表示的基本概念。P32答：1点：点由坐标的单一几何来表示，包括孤立点、悬挂点、结点；2、链（弧段、边）：线由有序的坐标集合来表示，用直线连接坐标对，近似逼近线状地物；3、面：面由边界来定义，界线的几何特征用直线段来逼近；4、多边形：一组或多组链首尾连接。（1）描述位置和地理实体形状的空间信息用几何数据来表示。（2）属性信息是关于地理要素的描述性信息（是什么，地图要素的分类、分级和质量、数量、名称等特征）（3）空间关系表示要素间的领接关系和包含关系。计算机中拓扑结构是明确定义空间结构关系的一种数学方法。7、请叙述矢量数据结构中空间实体的几何（位置信息）表示方法。P32/33答：矢量模型的表达源于空间实体本身，通常以坐标来定义。一个点：可以用二维或三围的坐标来描述一条线：由两个或多个坐标对集合来表示，之间的路径可以是一个线性函数或一个较高次的数学函数，而线本身可以有中间点的集合确定。一个面：由一个边界来定义，而边界事由形成一个封闭环状的一条或多条组成。如果有个洞在其中，可以多个还描述它。地图矢量化第一步是空间数据的分类，采用三种基本的地理信息：位置信息、属性信息、空间关系信息。8、请简述空间实体的属性描述的基本概念及方法。P35，结合题6答：地图属性数据是对地理要素进行定义，属性数据是对地理信息分类分级的数据表示。与地图特性有关的描述性属性，在计算中与坐标的储存方式相似，属性是以一组数字或字符的形式储存。每个空间实体对应一个坐标和一属性。为使坐标和属性建立关系，他们共享一个公共信息－用户识别号。首先要分级分类。（1）信息分类分级：依据具有某种共同属性或表征的归类再一起，其余遵循以下规则：科学性、系统性、可扩展性、兼容性、综合实用性。（2）分类分级方法：确定分级适用原则及本身特点或根据地图特征，应顾及视觉变量的变化范围。方法很多，要确认每一个分级都有相对应的数据。（3）信息的编码：编码应遵循以下原则：唯一性、合理性、可扩充性、简单性、适用性规范性。（4）代码的功能：鉴别、分类、排序（5）空间信息编码：字符或者数字代码p37三级六位编码（地图要素类别、要素几何类型、质量特征）。9、请叙述地理空间关系的表示方法。P38，结合题6答：空间关系研究的是通过一定的数据结构或一种运算规则来描述与表达具有一定位置、术性和型态的空间实体之间的相互关系。当我们以数字形式描述地图信息，饼是系统具有特殊的空间查询、空间分析等功能时，就必须把空间关系映射成适合计算器处理的数据结构，借助拓朴数据结构来表示地图要素间的关系A.地理要数的基本原素为了进行地理分析，按照拓朴学原理，人们提出了拓朴关系，将完整的地理实体进行进一步离散，以点、链、多边形这三种基本空间特征类型来记录地理位置和表示地理现象。B.最基本的拓朴关系1.关联2.邻接3.包含4.几何关系5.层次关系C.基本原物的空间关系具体表示拓朴元素之间的各种基本拓朴关系则构成了对实体的拓朴数据结构表达。1.点与键邻接的关系表示为：Ｐ０Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３Ｐ１Ｌ２、Ｌ１、Ｌ３2.键与面的邻接关系表示为：ＡＬ１，Ｌ２Ｂ-Ｌ２，Ｌ３3.点与面的邻接关系。D.地理要素分层管理与空间关系用“关系表”来描述不同层间要素的互相关系F.空间数据的分幅和空间关系连接模拟地图拼接，数据库拼接要解决几何误差，还要解决两幅地图间的空间关系。10、请叙述空间实体的栅格数据表示。P39答：栅格格式即将空间分割持有规则的格网，在各个网格上给出相应的属性信息来表示地理信息的一形式。用栅格格式描述的地理信息通常用以下的数据结构表示：A.点：由一个单元网格表示B.线段：由一串有序的相互连接的单元网格表示C.区域：由聚集在一起的、相互连接的单元网格组成栅格数据结构表示的是二维表面上的地理数据的离散化数值。在栅格数据中地理表面被分割为相互邻接、规则排列的结构体。常规为正方形网格、把像元转成网格，像元值对应地物或空间现象的属性值。如果给定参照原点及ＸＹ轴的方向以及网格的生成规则，则可以使网格位置与平面坐标对应，即每个网格都具有明确的平面坐标，用行列式方式直接表示个个网格属性质。11、请在叙述矢量数据和栅格数据的特点的前提下，比较它们的数据结构，并简要介绍其转换算法。P51/521.答：要介绍其转换算法。栅格结构：面相空间的表示方法,将地理空间作为整体进行描述矢量结构：面相实体的表示方法,以具体空间实体为独立描述对象一，矢量向栅格的转换：1.内部点扩散算法由每个多边形一个内部点开始，向其８个方向的林点扩散，判断个个新加入点是否在多边形边界上，如果在边界上，则该新加入点不做为种子点，否则把非边界点的林点做为新的种子点与原有种子点一起进行新的扩散运算，并赋予多边形的编号。重复上述过程直到所有种子点填满该多边形且遇到边界停止为止2.复数积分算法对全部栅格数组逐个单元判断该栅格归属的编码，判别方法是由待判断点对每个多边形的封闭边界计算复数积分，对某个多边形，若积分值为２圆周率ｒ，则该点属于此多边形，否则反之。3.射线算法和扫描算法射线算法可逐点判断判断数据栅格点在某多边形之外或之内，由待判点向图外某点引射线，该判断射线与某多边形所有边界相交总次数，进而判断点在多边形外或内。4.边界代数算法边界代数多边形填充算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格式转换算。二，栅格向矢量的转换I.步骤：A.多边形边界提取B.边界线追踪C.拓朴关系生成D.去除多余点汲曲线圆滑II.多边形栅格转矢量的双边界搜索算法:A.算法的基本思想是通过边界提取,将左右多边形信息北存在边界点上,每条边界弧段由两个并行的边界炼组成,分别记录该B.边界弧段的左右多边形编号。边界线搜索用2X2窗口,具体步骤：a.边界点和节点提取b.边界线搜索与左右多边形信息纪录12、空间数据有哪些基本特征？P57答：空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。1.抽样性：空间物体以连续的模拟方式存在于地理空间，为将其数字化，必须离散化，以有限的抽样数据标书连续物体。2.概括性：对地理物体的化简和综合，由于数据库主题不同，取舍的主要数据不同。3.多态性：一是同一地物在不同情况下的形态不同，一是不同底物占据同样的空间位置（如河流表示成线或者带状面）4.空间性：空间物体的位置、形态和由此产生的特性。