中级应用能力考试小测验:空间数据处理与分析(一)

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GIS应用能力考试知识点小测验今天继续!

根据初、中级考试范围

我们按章节挑选了一些知识点,并通过小测验的形式启发大家思考

(测验形式:基本概念考查+知识点梳理+例题)

每周将与考生分享几个知识点和测验题

每篇拿出10分钟的时间来进行阅读思考

查漏补缺,发现有不会的快快翻阅参考书重点学习

距离考试还有72天

相信坚持学习的你肯定没问题!

今天开始我们的中级考试第一章的测验:空间数据处理与分析(一)

知识点小测验1

在进行GIS分析前,我们需要对已获得的空间数据进行检查和处理。那么,空间数据处理都包括哪些内容呢?

一、基本概念:

1. 空间数据处理的内容

空间数据的处理是GIS的重要功能之一。空间数据处理涉及的内容很广泛,主要取决于原始数据的特点和用户的具体要求,一般包括数据变换、数据重构、数据提取等内容。

(1)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,包括几何纠正和地图投影转换等,以实现空间数据的几何配准。

(2)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、格式转换、类型替换等,以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一,多源和异构数据的联接与融合。

(3)数据提取:指对数据进行某种条件的取舍,包括类型提取、窗口提取、空间内插等,以适应不同用户对数据的特定要求。

概念来源:《地理信息系统概论(第三版)》/黄杏元, 马劲松编著,高等教育出版社

2. 地理配准

通过具有较高位置精度的控制点将扫描得到的地图数据匹配到用户指定的地理坐标系中,这个过程就叫做地理配准。地理配准中控制点的选择要遵循以下原则:

(1) 变换公式是n次多项式,则控制点个数最少为(n+1)(n+2)/2;

(2) 应选取图像上易分辨且较精细的特征点;

(3) 特征变化大的地区应多选点;

(4) 图像边缘处要尽量选点;

(5) 尽可能满幅、均匀地选点。

概念来源:《ArcGIS10地理信息系统教程从初学到精通》/牟乃夏,刘文宝,王海银,戴洪磊主编,测绘出版社——配套PPT第四章“空间数据的采集”

二、图示说明

1. 空间数据的坐标变换

空间数据的坐标变换

图源:《地理信息系统概论(第三版)》/黄杏元, 马劲松编著,高等教育出版社

2. 坐标校正示例-仿射变换校正

有3个图层【roadcenter(线)】【plan(多边形)】【design(线)】,roadcenter和plan是已经完成的某地区规划道路中心线和规划地块,它们的位置基本准确。design(线)是其他设计单位完成的规划设计图,与前两者的位置有明显偏差。可以看出,design需要移动、旋转、拉伸,才能和roadcenter及plan相匹配。

design图层需要转换、校正坐标

(1)选择校正对象

在标准工具条中点击 ,出现编辑器工具条,选用菜单“编辑器开始编辑”,“编辑器更多编辑工具空间校正”,弹出空间校正工具条,按需要进行设置。

空间校正工具条

(2)设置位移链接线

在空间校正工具条中点击(“新建位移链接工具”),先在需要校正的图层design上找到主要道路中心线的某一交叉点为特征点,单击鼠标确定。再到roadcenter图层上找到应该校正到的正确位置,单击鼠标确定另一个特征点,这就绘出了一条位移链接线(Displacement Link),起点是校正前的位置,终点是校正后的位置。按原理,仿射校正至少要设3对位移链接点,为了提高校正的精度,可多设几对。

设置位移链接线

(3)实现校正

空间校正工具条中勾选“空间校正校正方法变换-仿射”,再选“空间校正校正预览”,可以大致观察校正后的效果。选用菜单“空间校正校正”,图层design中的要素经计算,调整位置,实现仿射变换,位移链接线自动消失。如果校正后的要素位置不够精确,多数原因是位移链接线输入不准确,操作时应适度放大地图的显示,合理捕捉。如果校正后的图形有明显不正常的变形,一般原因是不正常的链接线未删除。

经变换处理,图层design中的要素实现校正

示例来源:《地理信息系统实习教程(第三版)》/宋小冬, 钮心毅编著,北京: 科学出版社,更多参考示例参见本书第10章“坐标校正”

-思考一下(然后再偷看),点击查看基本概念-

参考例题(单选):

在扫描矢量化过程中,经常需要通过采集控制点,来配准栅格底图。控制点的选择的基本原则是( )

A. 尽可能的接近一条直线便于计算

B. 控制点的数量越多越好

C. 控制点宜均匀分布

D. 控制点的数量越少越好

答案:C

控制点的选取原则:

(1)应选取图像上易分辨且较精细的特征点;

(2)特征变化大的地区应多选点;

(3)图像边缘处要尽量选点;

(4)尽可能满幅、均匀地选点;——(选项C正确)

(5)变换公式是n次多项式,则控制点个数最少为(n+1)(n+2)/2。 故A、B、D错误。

-点击查看案与解析-

知识点小测验2

什么是空间数据的拓扑处理?如何建立一个拓扑?了解一些常见拓扑错误的处理。

一、基本概念

拓扑(Topology):是指空间数据的位置关系,空间关系简称为拓扑。如等高线不能相交、行政区不能重叠、界址点不能重复、行政区(面)必须是行政界线的边界等,这些都是拓扑。拓扑主要用于确保空间关系并帮助进行数据处理,保证数据质量。使用拓扑检查空间数据的位置关系时,不符合约定规则的图形之间以拓扑错误反映出来。

概念来源:《ArcGIS地理信息系统从基础到实践》/闫磊, 张海龙编著,中国水利水电出版社

二、图示说明

1. 建拓扑

中级应用能力考试小测验:空间数据处理与分析(一)

建立拓扑的注意事项:

(1)拓扑检查数据必须放在数据库的要素数据集下,不放在数据集中,否则无法进行拓扑检查。一个拓扑可以设置检查多个数据,一个数据只能参加一个拓扑;一个拓扑检查最少一个拓扑规则,一个数据可以添加多个拓扑规则。如果需要检查两个图层之间,先检查一个图层拓扑。

(2)数据被拓扑检查后,数据不能重命名,如若删除和移动位置,只有删除拓扑后才可以执行。

2. 创建拓扑步骤

(1)右击要素数据集(要素数据集下一定要有要素类)。

新建拓扑第一步操作

(2)设置拓扑名称和拓扑容差。

(3)添加规则。对dgx添加“不能相交”规则;对dltb添加“不能重叠”规则。保存规则可以把现有的规则保存成rul文件,下次单击加载规则。

拓扑添加规则

(4)验证拓扑。创建完成拓扑后,需要对该拓扑进行验证。

(5)查看拓扑错误。拓扑创建完成后,会自动增加一个拓扑图层。在数据集下右击,在“拓扑属性”页中,单击生成汇总信息,可以查看错误。在“规则”中可以添加和删除规则;“要素类”中可以添加当前数据集下其他要素类。

拓扑错误汇总

2. 一些常见拓扑错误的处理

(1)点、线和面完全重合。

对于几何对象完全相同的要素,可能只需要保留一个要素即可,要去掉重复的数据,可使用【 删除相同项(Delete Identical) 】工具,在ArcGIS 10.5以前的版本名字是“删除相同的”。该工具可实现以空间几何对象或者以属性字段值为处理规则,删除完全相同的数据记录。

删除完全重复的面

(2)线层部分重叠

对于线状数据图层中存在部分重叠或相交的状况,可使用“打断相交线”功能,在高级编辑工具条中。该工具可以删除完全重叠的线,也可以删除部分重叠的线。

(3)点不是线的端点

中级应用能力考试小测验:空间数据处理与分析(一)

对于点不是线的端点的拓扑错误,要修改或者调整点或线的端点位置,使用工具箱中的【捕捉(Snap)】工具。该功能主要适合于点和线、点和面、面和点、线和点或者点和点的简单情况,概括为:一对多,或多对一;不适合于线和线、线和面或者面和面等多对多的复杂情况。

示例来源:《ArcGIS地理信息系统从基础到实践》/闫磊, 张海龙编著,中国水利水电出版社,详细拓扑错误处理介绍见本书第六章“空间数据的拓扑处理”

-思考一下(然后再偷看),点击查看基本概念-

参考例题(单选):

有两个工作图层,面状地类图斑,面状行政区划。现需要检查地类图斑中,是否存在跨多行政区的现象,推荐采用下面哪个拓扑规则?( )

A. 必须被其他要素覆盖(Must Be Covered By)

B. 必须被其他要素的要素类覆盖(Must Be Covered By Feature Class)

C. 必须互相覆盖(Must Cover Each Other)

D. 不能与其他要素覆盖(Must Not Overlap With)

答案:A

选项A:由题干可知,两个面状图层(地类图斑、行政区划),检查是否存在跨多行政区的现象,应使用的拓扑规则为【必须被其他要素覆盖】

选项B:必须被其他要素的要素类覆盖(Must Be Covered By Feature Class)

选项C:必须互相覆盖(Must Cover Each Other)

选项D:不能与其他要素覆盖(Must Not Overlap With)

-点击查看参考答案与解析-

知识点小测验3

如何使用自定义脚本、工具、方法,进行按需的数据批处理操作?

一、基本概念

1. 模型构建器(Model Builder)

模型构建器(Model Builder)是创建、编辑和管理模型的专用模块,是ArcGIS的二次开发途径之一。模型将一系列地理处理工具串联起来,使前一个工具的输出成为后一个工具的输入,成为批处理工作流,提高工作效率。

模型构建器的界面有自己的菜单、工具条,中部空白区域称为画布(Canvas)。模型有3个主要元素:变量(Variable)、工具(Tool)、连接符(Connector),有不同的显示符号。

(1)变量符号为椭圆形的框,分为数据变量和值变量两种,数据变量包括ArcGIS能处理的各种数据源,值变量是指数值、字符串等。

(2)工具指ArcGIS的地理处理工具,符号为方形框。

(3)连接符起到变量和工具的连接作用,其符号为带箭头的线,箭头的方向就是数据处理的次序。一个工具可能同时有多个输入、输出变量,相互之间都用连接符表示。若干工具、变量相互连接起来,形成模型图(Model Diagram)。

概念来源:《地理信息系统实习教程(第三版)》/宋小冬, 钮心毅编著,北京: 科学出版社

模型构建器示意图

(此模型使用StudyArea面裁剪Soils,并添加新字段,然后计算该新字段的值)

图源:ArcGIS教程--ArcMap|文档

2. 迭代器使用

迭代是指以一定的自动化程度多次重复某个过程,通常又称为循环。模型中的迭代就是批量处理,这也是模型的强大之处。但一个模型只能支持一个迭代,不能多个,可通过模型调用实现多个迭代。

模型中常用迭代器列表

概念来源+图源:《ArcGIS地理信息系统从基础到实践》/闫磊, 张海龙编著,中国水利水电出版社

二、图示说明

批处理模型举例:

1. 影像数据批量裁剪模型

下图所示的模型是一个影像数据被一个矢量数据按每一个图形批量裁剪,矢量数据每条记录迭代。

影像的批量裁剪模型

2. 迭代栅格数据(一个文件夹含子文件夹批量定义栅格坐标系)

迭代栅格数据:就是对一个数据库或文件夹的所有栅格数据(含栅格数据集、镶嵌数据集)进行循环。模型实现:一个文件夹含子文件夹所有栅格数据定义坐标系

注:在“迭代栅格数据”的参数定义界面中,勾选“递归”选项(勾选后将递归迭代所有子文件夹)

批量定义栅格数据坐标系模型

示例来源:《ArcGIS地理信息系统从基础到实践》/闫磊, 张海龙编著,中国水利水电出版社,详细批处理模型介绍见本书第十章“ModelBuilder与空间建模”

-思考一下(然后再偷看),点击查看基本概念-

参考例题(单选):

Model Builder 中可以通过那个工具,实现循环或批量执行任务( )

A. 迭代器/Iterators

B. 收集值/Collect Values

C. 计算值/Calculate Values

D. 选择数据/Select Data

答案:A

选项A:迭代是指以一定的自动化程度多次重复某个过程,通常又称为循环。模型中的迭代就是批量处理,这也是模型的强大之处。但一个模型只能支持一个迭代,不能多个,可通过模型调用实现多个迭代。

选项B:“收集值”工具专用于收集迭代器的输出值或将一组多值转换为一个输入。收集值的输出可用作合并、追加、镶嵌和像元统计等输入数据有多个工具的输入。

选项C:“计算值”——使用“仅模型工具”中的“计算值”工具,主要用于编写Python程序,返回Python表达式的值。

选项D:“选择数据”,不能实现循环或批量执行任务,错误。

-点击查看参考答案与解析-

END

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