处理误差是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差，例如在下列处理中产生的误差就是处理误差。
? 几何纠正； ? 坐标变换；
? 几何数据的编辑； ? 属性数据的编辑；
? 空间分析(如多边形叠置等)； ? 图形化简(如数据压缩)； ? 数据格式转换； ? 计算机截断误差； ? 空间内插；
? 矢量栅格数据的相互转换。 （3）GIS中的误差传播
误差传播是指对有误差的数据，经过处理生成的GIS产品也存在着误差。误差传播在GIS中可归结为三种方式。
? 代数关系下的误差传播：这是指对有误差的数据进行代数运算后，所得结果的误差。 ? 逻辑关系下的误差传播：即指在GIS中对数据进行逻辑交、并等运算所引起的误差传
播，如叠置分析时的误差传播。
? 推理关系下的误差传播：这是指不精确推理所造成的误差。
11.何谓元数据？元数据的作用和意义？
元数据是关于数据的描述性数据信息，说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。其目的是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程服务。
元数据的作用和意义：
? 帮助数据生产单位有效的维护和管理数据；
? 提供有关数据生产单位的各种有关信息供用户查询； ? 帮助用户了解数据；
? 提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据。 ? 采用元数据可以便于数据共享。
12.空间数据交换标准的意义是什么？
随着地理信息系统的发展，数据共享已越来越重要。由于空间数据模型的不同，空间数据的定义、表达和存储方式也不同，因而数据交换就不那么简单。空间数据交换的主要方式有：
(1)外部数据交换标准。
这类标准通常是ASCII码文件，用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。GIS的外部数据交换格式通常包括矢量数据交换格式、栅格数据交换格式和数字高程模型交换格式。
(2)空间数据互操作协议。
制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数，通过调用这些函数以互相操作对方的数据。
(3)空间数据共享平台。
采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。
（4）统一数据库接口。
在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。
随着软硬件的发展，人们逐渐感受到了外部数据交换格式的不足，如自动化程度不高，速度较慢等，但它毕竟解决了不同GIS之间的数据转换问题。
虽然空间数据互操作协议比外部数据交换标准方便，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能解决所有问题。
空间数据共享平台虽然是一个较好的思路，但现有的GIS软件各有自己的底层，因此目前难以实现。
统一数据库接口，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，这也是不易实现的。
因此，目前外部数据交换标准仍然是实现数据共享的主流方式。
空间数据共享存在着多种形式，欧美等发达国家致力于制定空间数据交换格式，前几年起到了较好效果。为促进地理信息产业发展，结合我国实际，应尽快完善我国空间数据交换(标准)格式。为此必须参照成功的先行经验和教训，科学简明可持续发展地制定这一标准是特别重要的。
13． 数据共享有哪些主要途径？最基层的是什么，最理想的又是什么？困难在何处？ 主要途径有：①、地理信息使用相同的定义；②、实行数据转换标准；③、通过 “互操作地理信息处理”。其中 “互操作地理信息处理（Interoperable geoprocessing）是指数字系统的这些能力：①自由地交换所有关于地球的信息，即所有关于地表上的、空中的、地球表面以下的对象和现象的信息；②通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。概括为自由交换地理空间信息以及协作运行空间信息处理的软件。
最基层的是：内部数据结构的公开发表。 最理想的是：用户和不同的信息群在Internet和Intranet中能灵活地进行地理数据及处理的互操作。
困难存在于：互操作的建立，数据的公开发表。
第四章 空间数据处理
1． 空间数据处理主要包括哪些内容？
数据处理涉及的内容很广，主要取决于原始数据的特点和用户的具体需求。一般有数据变换、数据重构、数据提取等内容。数据处理是针对数据本身完成的操作，不涉及内容的分析。空间数据的处理也可称为数据形式的操作。
2．何谓数据变换、数据重构、数据提取？数据变换：指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正、投影转换和辐射纠正等，以解决空间数据的几何配准。
数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式变换、类型替换等，以解决空间数据在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接与融合。
数据提取：指对数据进行某种有条件的提取，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以解决不同用户对数据的特定需求。 3．请说明如何建立道路的拓扑的关系？
道路属于线状矢量要素，其拓扑关系的建立也遵循矢量数据自动拓扑的步骤。其步骤可分为以下几步：
（1）链的组织。找出在链的中间相交(左图)，而不是在端点相交(右图)的情况，自动切成新链；把链按一定顺序存储，如按最大或最小的x或y坐标的顺序，这样查找和检索都比较方便，然后把链按顺序编号。
（2）结点匹配 。结点匹配是指把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多
个端点的平均值，如图。然后，对结点顺序编号。
4．一般从扫描仪上直接得到的地图有什么问题？如何改正？
存在图形的变形、坐标系不一致等问题。可以通过几何纠正和投影变换来纠正。 几何纠正用以纠正图纸变形产生的误差。常用的有高次变换、二次变换和仿射变换。 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的几何数据转换成所需投影的几何数据，这就需要进行地图投影变换。方法通常分为三类：解析变换法、数值变换法、数值解析变换法。
5．如果两个作业小组各自从数字化仪上得到两张相邻图幅的地图数据在GIS中不能准确对接该怎么办？
要将分幅的数据联系在一起，组成统一的数据文件，需要进行图幅数据边沿匹配处理。边沿匹配处理的任务包括以下几方面：
（1）识别和检索相邻图幅的数据。通过编号与分幅数字化的数据联系起来进行图幅的识别，再通过几何纠正和投影转换使两图实现坐标系一致。
（2）相邻图幅边界点坐标数据的匹配。相邻图幅边界点坐标数据的匹配采用追踪拼接法。符合以下条件即可拼接――①相邻图幅边界两条线断或弧段的左右码各自相反或相同；②相邻图幅同名边界点坐标在某一许可定植的范围内。
（3）相同属性多边形公共界限的删除。对数据库的数据作定向处理，包括数据属性的重新分类、空间图形的化简和图形特征的内插。
6．如果你拿到东经120度东西两侧的地图，在数字化工作之后得到了两张地图的数据，这时能直接交给用户使用吗？
不能。要检查投影与配准工作以及方向的问题。
7．假设一条矢量等高线上的点太过于密集了，如何减少占用系统的存储空间？你能给出多少方法？各有什么适用范围？
采用矢量数据压缩的方法，矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存贮量，节省存贮空间，加快后继处理的速度。下面介绍几种常用的矢量数据的压缩算法，以及它们之间的异同点。
? 道格拉斯――普克法 ? 垂距法 ? 光栏法
? 几种方法的比较
如果某种矢量数据的压缩算法既能精确地表示数据，又能最大限度地淘汰不必要的点，那就是一种好的算法。具体可以依据简化后曲线的总长度、总面积、坐标平均值等与原始曲线的相应数据的对比来判别。
通过分析可以发现，大多数情况下道格拉斯――普克法的压缩算法较好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大；光栏法的压缩算法也很好，并且可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小；垂距法算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p值去掉而失真。
8．栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间？
利用数据压缩技术。如进行游程长度(行程)编码、弗利曼编码、四叉树编码等。 以游程长度(行程)编码为例说明：
地理数据往往有较强的相关性，也就是说相邻像元的值往往是相同的。游程长度编码的基本思想是：按行扫描，将相邻等值的像元合并，并记录代码的重复个数。如图1,其编码为A4 A1 B3 A2 B2 A2 B2。若在行与行之间不间断地连续编码，则为A5 B3 A2 B2 A2 B2。
对于游程长度编码，区域越大，数据的相关性越强，则压缩越大。其特点是，压缩效率较高，叠加、合并等运算简单，编码和解码运算快。
图1
9．请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。
在数字图像中，二值图像占有非常重要的地位。在对地图、文字的扫描数字化和识别时，通常都是当作二值图像来处理的。
（1）二值化
由于扫描后的图像是以不同灰度级存储的，为了进行栅格数据矢量化的转换，需压缩为两级(0和1)，这就称为二值化。二值化的关键是在灰度级的最大和最小值之间选取一个阈值，当灰度级小于阈值时，取值为0，当灰度级大于阈值时，取值为1。
（2）二值图像的预处理
对于扫描输入的图幅，由于原稿不干净等原因，总是会出现一些飞白、污点、线划边缘凹凸不平等。除了依靠图像编辑功能进行人机交互处理外，还可以通过一些算法来进行处理。
除了上述方法外，还可用其它许多方法。例如，对于飞白和污点，给定其最小尺寸，不足的消除；对于断线，采取先加粗后减细的方法进行断线相连；用低通型滤波进行破碎地物的合并，用高通滤波提取区域范围等等。
（3）细化
所谓细化就是将二值图像象元阵列逐步剥除轮廓边缘的点，使之成为线划宽度只有一个像元的骨架图形。细化后的图形骨架既保留了原图形的绝大部分特征，又便于下一步的跟踪处理。
细化的基本过程是：(1)确定需细化的像元集合；(2)移去不是骨架的像元；(3)重复，直到仅剩骨架象元。
如果是对扫描后的地图图像进行细化处理，应符合下列基本要求： ? 保持原线划的连续性； ? 线宽只为一个像元；
? 细划后的骨架应是原线划的中心线； ? 保持图形的原有特征。 （4）追踪
细化后的二值图像形成了骨架图，追踪就是把骨架转换为矢量图形的坐标序列。其基本步骤为：
? 从左向右，从上向下搜索线划起始点，并记下坐标。
? 朝该点的8个方向追踪点，若没有，则本条线的追踪结束，转(1)进行下条线的追
踪；否则记下坐标。
? 把搜索点移到新取的点上，转2°。
（注意的是，已追踪点应作标记，防止重复追踪）。 （5）拓扑化
为了进行拓扑化，需找出线的端点和结点，以及孤立点。 ? 孤立点：8邻城中没有为1的像元。如下图2- (1)。 ? 端点：8邻城中只有一个为1的像元。如图2- (2)。
? 结点：8邻城中有三个或三个以上为1的像元。如图2-（3）。
图2
在追踪时加上这些信息后，就可形成结点和孤段，就可用矢量数据的自动拓扑方法进行拓扑化了
10．对于扫描仪输出的结果一般需要做哪些处理？
扫描仪输出的结果需要经过图像增强、数据编码和传输、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。经过这些处理后，输出图像的质量得到相当程度的改善，既改善了图像的视觉效果，又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。
11．二值图像的处理对于GIS有什么意义？常用哪些方法？
地理信息系统教程答案
