地理信息系统仿射变换

A. 谁有华东师范大学GIS历年考研真题 最好是2011的 带答案最好

华东师范大学2009年地图学与地理信息系统试题一 名词解释
1. 高斯——克吕格投影
2. 时间片快照模型
3. 专题地图中的分级颜色法与分级符号法
4. 主成分分析法及关键变量分析法
5. 高光谱遥感
二 问答题
1.什么是游程编码？叙述游程编码的方法并对以下的栅格数据进行游程编码。

2. 叙述相似变换、仿射变换以及二次变换这三种几何纠正方法的各自特点
3. 为描述一个连续地形表面的地形因子，我们需要在计算机中构造2.5维数字地面模型（DTM），而其中以高程为描述对象称为数字高程模型（DEM）。基于DEM我们可以提取其他地形银子，如坡度、坡向、曲面面积、地表粗糙度等。请解释DEM的构成原理，并以上述任意一个地形因子为例，解释其提取过程。
4. DIME是一种称为对偶独立地图编码法的拓扑数据结构，它的特点是：点是相互独立的、点连成线、线构成面，利用DIME方法存储的空间数据文件称为DIME数据文件。请写出下面的DIME数据文件，并写出多边形进行连接编辑的算法步骤。
5. 某物流公司准备开发一个地理信息系统，用于对车辆进行实时监控及车辆调度等，请写一个系统建设的方案书，包括软硬件的选购、系统构架、功能设计、界面设计等。
华东师范大学2010年地图学与地理信息系统试题
一 名词解释
1.北京1954，西安坐标系，wgs1984坐标系
2.网络数据索引R-tree（可做图说明）
3.不规则三角网(TIN)
4.线条简化和平滑（意义和方法）
5.RGB\HSV\CMYK色彩模式
二 问答题
1.叙述如何利用有效性规则（属性规则、关系规则、拓扑规则、……）来提高空间数据的精度和空间数据的智能化水平。

2.在地理编码中，需要设计哪些字段？其使用原理和方法

3.要对某一地区进行道路规划，现有该地区规划道路图层和植被类型分布图，其中道路分为1级、2级和3级，并且各级道路的影响范围分别为50米、40米和30米。请叙述如何利用以上信息计算出该地区受规划道路影响的各植被类型面积。

4.在数字化过程中，经常会出现两条中心线交叉处，中心线没有断开、另一方面，在某些相交位置，几条中心线没有相交。请针对出现的两种错误，各找出两种以上的解决方案。

5.空间数据共享的意义及方法。

华东师范大学2011年地图学与地理信息系统试题
一 名词解释
1.地理坐标系统与投影坐标系统
2.坐标点捕捉（Snapping）
3.地理编码（Geocoding）
4.最佳路径分析（Best Route）
5.空间自相关（Spatial Autocorrelation）
二 问答题
6.请比较矢量数据模型与栅格数据模型在表达空间对象上的不同及优缺点，并完成下列计算。已知某矢量地图文件的范围如下，X：36589.4—40426.54米，Y：20247.48—31324.51米；现将其转换成栅格地图文件，其中栅格单元为40*40米，试求在矢量地图文件中坐标点（37631.08,30319.81）在网络地图文件中得行列位置。

7.已有我国分省行政区划数字地图都和人口统计数据，叙述如何计算我国大陆（不包括沿海岛屿）的几何中心和人口重心，请写出具体的方法和算法。

8.什么是视域分析（ViewShed）分析？举例说明视域分析的应用，并叙述实现的方法。

9.叙述GPS的定位原理及影响定位精度的因素和改进方法。

10.阐述地理信息系统的组成，并结合你熟悉的某种地理信息系统软件，说明地理信息系统的主要功能。

华东师范大学2012年地图学与地理信息系统试题
一 名词解释
1.空间数据互操作
2.反距离加权插值（IDW）
3.点密度专题地图
4.定位配置分析
5.4D产品
二 问答题
11.以海岛资源调查为例，简述不同观测尺度（即地图比例尺），对于海岛资源的数量、形状及定位精度等方面的影响。

12.什么是空间拓扑关系，它包括哪些类型？简述点-面间的拓扑关系，并说明它的用途。

13.空间分析有哪些类型？并以实例说明它在地学中的应用及地理意义。

14.如果某出租公司，要建立一个出租车调度系统，可以根据用户提供的地址信息，调度临近的出租车前往，请回答以下问题。
（1）、这个地理信息系统涉及哪些GIS关键技术，请予以分析。
（2）、请详细说明出租车调度信息系统的实施过程。

15.请介绍遥感技术的最新进展，及其对地理信息系统的影响。

B. gis复习重点

第一章 绪论
1.地理参照数据：描述地球表面空间要素的位置和特征的数据，即空间数据和属性数据两种组成。（P5）
2.空间数据：描述空间要素几何特性的数据，可以使离散的或连续的；属性数据：描述空间要素特征的数据。
3.矢量数据和栅格数据之间的不同：矢量数据适用于表示离散要素，而栅格数据适用于表示连续要素。它们结构也不同，栅格数据模型使用行、列式单一数据结构和固定像元位置。矢量数据模型可以是地理相关的或是基于对象的，是否拓扑均可，且可包括单一或复合要素。
4.地理相关数据模型和基于对象数据模型之间的不同：存储方式不同。地理相关模型使用不同的数据系统分部存储空间数据和属性数据；基于对象数据模型则将空间数据和属性数据存储在统一的数据系统中。
5.矢量数据分析的工具和技术：缓冲区建立（由选择的要素量测直线距离来创建缓冲区）、地图叠置（将不同图层的几何形态和属性组合而创建输出图层）、距离量算（计算空间要素之间的距离）、空间统计（检测要素之间的空间依赖性和聚集模式）和地图操作（管理和改变数据库中得图层）。
6.栅格数据分析的操作：局部（对单个像元操作）、邻域、分区（对一组相同值的像元或类似要素的操作）和整体操作（对整个栅格进行操作）。经常用数学函数将输入和输出联系起来。
7.习题：①将Raster文件、Shapefile文件导入Geodatebase;②gird文件生成坡度图的方法和流程；③*.mxd是什么文件，具有什么功能。
第二章 坐标系统
1.大地基准在GIS中的重要性：大地基准是地球的一个数学模型，可作为计算某个位置地理坐标的参照或基础。大地基准的定义可包括大地原点、用于计算的椭球参数、椭球与地球在原点的分离。大地基准的概念还可用于测量海拔和高度。
2.地图投影（球形的地球表面到平面的转换过程）：经纬线在平面上的系统安排。
3.根据所保留性质描述地图投影的4种类型：正形投影、等积投影、等距投影、等方位投影。
4.通过投影或可展曲面描述地图投影的3中类型：圆柱投影、圆锥投影、方位投影。
5.标准线和中央线的差异：标准线是定义地图投影的一个普通参数，与切割状态直接相关，标准线指明投影变形分布的模式；而中心线定义了地图投影的中心或原点。
6.比例系数与主比例尺如何建立关系：比例系数是局部比例尺与主比例尺的比值。
7.基于横轴墨卡托投影的常用投影坐标系统：UTM—通用横轴墨卡托格网系统。
8.UTM分带如何以中央经线、标准经线和比例系数来定义：每个UTM分带都用通用正割横轴墨卡托投影制图，中央经线的比例系数为0.9996，原点纬线是赤道。两条标准经线分距中央子午线以西和以东180km。每个UTM带的作用就是保持精度至少为1:2500。
9.习题：经纬度坐标投影成横轴墨卡托投影的方法和流程。
第三章 地理关系矢量数据模型
1.地理关系数据模型用独立的系统存储矢量数据。“独立的系统”表达的意思：用图形文件存储空间数据，用关系数据库存储属性数据。
2.GIS中的简单要素及其几何属性：点的维数为零，且只有位置的性质；线是一维的，且有长度特性；面是二维且有面积和周长性质。
3.试述多边形Coverage的数据文件结构是如何执行Coverage模型的拓扑关系：
4.阐述拓扑（连接性、面定义和邻接性）在GIS中的重要性：①能确保数据质量；②拓扑可强化GIS分析。
5.使用Shapefile的主要优势：①非拓扑矢量数据能比拓扑数据更快速地在计算机上显示出来；②非拓扑数据具有非专有性和互操作性。
6.分区数据模型中的分区与Coverage模型中的多边形的不同：地理分区数据模型能处理好两个空间特征：①一个分区可以在空间上相连和分离，②分区可重叠或涵盖相同区域。而Coverage模型中的多边形不能处理这两个特性。
7.习题：①Coverage和Shapefile文件结构有什么不同；②Coverage导出成Shapefile的方法和流程；③Shapefile与dwg文件相互导入导出方法与流程。
第四章 基于对象的矢量数据模型
1.说明地理关系数据模型和基于对象数据模型的区别：地理关系数据模型将空间数据和属性数据分别存储在不同的系统中；基于对象数据模型将空间数据和属性数据存储在同一个系统中，基于对象数据模型允许一个空间要素（对象）与一系列属性和方法相联系。
2.ArcObjects:对象的集合。
3.就空间要素的几何显示而言，Geodatabase数据模型和Coverage模型间有何区别：主要在于复合要素如分区和路径。Geodatabase不再支持Coverage模型中的亚区，但亚区的几何特性仍被Geodatabase保留下来，因为在Geodatabase中，多要素组合而成的多边形可由空间上相邻或不相邻的组分组成，且可相互叠加。Coverage模型中得路径亚类Geodatabase数据模型中由带m（测度）值的聚合线替代。Geodatabase用m值而不是区段和弧对路径进行线测度。
4.Geodatabase、要素数据集和要素类之间的关系：
5.一个独立要素类与包含在一个要素数据集中的要素类，两者间有何区别：包含在一个要素数据集中的要素类通常与其他要素类有拓扑关联。
6.面向对象技术中封装性规则的定义：将对象的属性和方法隐藏起来，使得用户只能通过预定义界面访问对象的技术。
7.面向对象技术中多态性规则的定义：同样的方法运用于不同的对象，可能产生不同的效果。
8.Geodatabase数据模型的优点：①具有面向对象技术的新功能优势；②提供了一个存储和管理不同GIS数据的便利框架；③避免了空间和属性要素间协同的复杂性，减少了数据处理的工作量；④可按照各行各业的需求定制对象。
9.习题：Shapefile转换成Geodatabase要素类方法和流程；
第五章 栅格数据模型
1.栅格数据模型的基本要素：行、列、像元。
2.栅格数据模型与矢量数据模型相比的优缺点：更容易进行数据的操作、集合和分析。
3.举出整型栅格数据和浮点型栅格数据的例子：整型栅格数据数值不带小数位，通常代表类别数据。例如土地覆被模型可用1代表城市用地，2代表林地，3代表水体等。浮点型栅格数据数值带小数位，表示连续的数值性数据，例如降水量栅格数据可能具有20.15、12.23等降水量数值。
4.像元大小、栅格数据分辨率和空间要素的栅格表示三者之间的关系：像元大小决定了栅格数据模型的分辨率。
5.矢量化：栅格数据转换成矢量数据。包括线的细化（只占据一个像元宽带）、线的提取（决定独立线段的起、止点的过程）和拓扑关系的重建（将栅格图像提取出来的线条连接，以及显示数字化错误所在）。
第六章 数据输入
1.USGS DLG文件包含了哪些类型的数据：DLGs（数字线状图）包括诸如地貌（等高线和高程点）、水文、边界、交通和美国公共土地调查系统在内的数据类型。DLG也是一种数据格式。
2.描述包含在SDTS拓扑矢量标准的文件、点文件和栅格文件里面的数据类型：拓扑矢量标准文件针对DLG、TIGER和其他基于拓扑的矢量数据；点文件支持测量控制点数据；栅格文件提供数字正射影、数字高程模型和其他栅格数据。
3.差分纠正的工作原理：用基站数据校正GPS数据噪声误差的方法。
4.文本文件必须包括哪些数据，才能够转换成为Shapefile：
5.在数字化过程中点模式和流模式的不同之处：点模式中操作者选点进行数字化；流模式中按预设的时间或距离间隔进行线的数字化。如果被数字化的特征有很多直线线段，点模式是首选。
6.数字化的扫描方法同时包括栅格化和矢量化方法，为什么：
7.源地图对数字化地图质量有很大影响，举例说明：USGS标准图幅的源地图是二手数据源，原因是这些地图已经过综合、概括、符号化等一系列制图处理过程，每一种过程都会影响绘图数据的精确性。例如，如果源地图的编辑过程有错误，则这些错误就会传递到数字化后的地图。
8.假设你被要求把一张纸质地图转化为数字化数据集，你用哪些方法来完成？每种方法的优缺点：
第七章 几何变换
1.地图到地图的转换：刚数字化完毕的地图，无论是经手工数字化还是扫描数字化的跟踪，其单元都是基于数字化仪的单位。而数字化仪的单位可能是英寸或点/英寸。这种刚数字化完毕的地图转换到投影坐标的几何变换过程，称为地图到地图的转换。
2.图像到地图的转换：把卫星影像的行和列转变为投影坐标。
3.仿射变换可以旋转、平移、倾斜和不均匀缩放。描述各种变换：旋转指在原点旋转对象的x、y轴；平移指把原点移到新的位置；倾斜指允许轴与轴之间存在一个不垂直角度或仿射角，从而在一个倾斜方向上，使其形状变为平行四边形；不均匀缩放指在x方向或者y方向，增大或者缩小比例尺。
4.仿射变换的3个步骤：①更新所选控制点的x、y坐标到真实世界坐标。如果不能更新到真实世界坐标，可通过投影控制点的经纬度值获得；②在控制点上运行仿射变换，并检验RMS误差。如果RMS误差高于期望值，则选择另一系列的控制点并再次运行仿射变换。如果RMS误差在可接受范围内，那么控制点估算得出的六个仿射变换系数将应用于下一步；③用估算系数和变换方程，计算数字化地图的要素或影像的像元的x、y坐标。
5.控制点在仿射变换中得作用：
6.如何选择地图到地图变换的地面控制点：只需要有已知真实世界坐标的点。如果没有，可以将已知经纬值的点投影到真实世界坐标中。比如，一幅比例尺为1:24000的USGS标准图幅有16个已知经纬度值的点，这16个点也称之为地理控制点。
7.如何选择图像到地图变换的地面控制点：直接从卫星影像选取。地面控制点的真实世界坐标就可以通过数字化地图或GPS读书获取。
8.几何变换中得均方根（RMS）误差：在几何变换中，用均方根估算控制点实际位置和估算位置的偏差的统计方法。
9.在图像到地图变换过程中，为什么必须进行像元值的重采样：卫星影像几何变换的结果是一幅基于投影坐标系的新图像，但是这幅新图像没有像元值，必须通过重采样填充像元值。
10.试述栅格数据重采样的3种常用方法：邻近点插值法（将原始图像的最邻近像元值填充新图像的每个像元。具有计算速度快的优点，保留原像元值的特征。）、双线性插值法（把基于三次线性插值得到的4个最邻近像元值的平均值赋予新图像的相应像元）和三次卷积插值法（用五次多项式插值法求出16个相邻像元值的平均值）。双线性插值法和三次卷积插值法都是把原始图像像元值的距离加权平均值填充到新图像，后一种比前一种得出的图像平滑，但需要较长的处理时间。
11.对于类型数据，建议用邻近点插值法进行重采样，为什么：邻近点插值法可以保留原像元值的特征。
12.什么是金字塔形法：一种用来显示大栅格数据集的常用方法。通过建立不同的金字塔等级来表示减少或降低分辨率的大栅格。
第八章 空间数据编辑
1.定位错误（数字化要素的几何错误）和拓扑错误（影响GIS软件包必需的或用户自定义的拓扑关系）之间的差异：
2.试述悬挂节点（在一个点处没有完全结合，在悬挂的结束点产生的点）和伪节点（出现在一条连续线段上，并把该线段不必要地分为数段）的不同：悬挂点在某些特殊情况下可接受的，而某些伪节点不能被接受。
3.地图拓扑：要素组成部分之间拓扑关系的临时集合，这些要素组成部分被认为是重合一致的。图层类型可以使shapefile文件或者Geodatabase模型要素，但不是Coverage。
4.描述运用拓扑规则的3个基本步骤：①通过定义参与要素类型，创建新的拓扑；②拓扑关系的验证；③验证结果将被储存在到一个拓扑图层，进行修正错误和特例情况下接受错误。
第九章 属性数据的输入与管理
1.要素属性表：存储要素空间数据的属性表格。
2.分布式数据库系统：
3.描述基于量测标尺概念的4种属性数据类型：标称数据、有序数据、区间数据和比率数据。
4.关系数据库：表格的一个集合，它们之间通过关键字联系起来。
5.关系数据库的优点：简单、灵活。①数据库中每一表格可与其他表格分开准备、维护和编辑；②在因查询或分析需要连接表格之前，这些表格仍保持分离。
6.合并操作（两个表格的一个共同关键字把这两个表格连在一起。合并的表格和属性可以被用于进行数据查询和数据分析）与关联操作（只是临时性地把两个表格连接在一起，而各表格保持独立）的相似性和差异性

C. MapGIS误差校正

屏幕跟踪矢量化实质上是用计算机来实现制图，将图纸上的图件，转化为计算机可识别的矢量图形文件。在图形矢量化过程中，通常由于操作误差，图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形所在的位置有偏差，这些误差必须经过误差校正，才能满足实际要求。

一般情况下，扫描图像跟踪矢量化的误差来源受三个因素的制约:一是扫描图像与理论坐标系统的原点存在偏差;二是扫描图像的坐标与理论坐标系统的坐标轴不平行存在夹角;三是图纸变形造成扫描图像的比例尺与理论比例尺不符，扫描图像通常不存在其他的误差影响因素，此种误差可以通过仿射变换予以消除。

下面列出了误差校正的一般步骤。

1)在底图上标识控制点。这里的控制点与图像配准中所谈到的控制点是同一个概念，由于在矢量化过程中不必绘制方里网，所以矢量化数据中不存在方里网，必须在底图上标定方里网的交点，这样需要建立一个额外的线文件，专门用于方里网交点的标示，如图1.6所示:

底图上的十字标代表了变形的坐标系，在这种坐标系上所做的数字化与底图具有相同坐标系，因此对底图的标定也代表对矢量化图形的标定。这就是实际坐标系。

图1.6底图上标定同名点(方里网交点处)

2)读图生成标准图框。标准图框代表了理论坐标系，两个坐标系上的同样位置的方里网交点就是控制点，也可以称为同名地物点。

3)在误差校正系统中打开用于标示控制点(同名地物点)的文件和标准图框文件。

4)打开或者建立控制点文件。选择“打开控制点”菜单，如果不存在控制点文件，则建立一个新的控制点文件。

5)采集实际值。

6)采集理论值。

7)打开需要校正的文件。

8)使用误差校正系统进行校正，校正方法选择“分块校正”，如图1.7所示。

9)保存校正的结果。

图1.7 误差校正

D. MapInfo与AutoCAD支持下的土地利用总体规划修改方法研究

刘吉军¹ 周华

（南京东图土地规划咨询有限公司，南京，210002）

摘要：土地利用总体规划的调整和修改需要对涉及的地块位置和各类用地面积进行较为准确的定位，以保证调整方案顺利实施，保障国民经济的用地需求。本文以MapInfo和AutoCAD在A镇土地利用总体规划调整和修改工作中的使用为例，分析了地理信息系统和图形辅助设计相结合的土地利用总体规划修改方法。

关键词：土地利用总体规划；MapInfo；AutoCAD；仿射变换

我国目前执行的土地利用总体规划于1997年制定，规划目标年为2010年。规划中对耕地特别是基本农田空间布局进行了详细的划定，明确了土地利用结构变化趋势，对于规范土地合理利用，各类用地合理布局起到了积极作用。但是，由于规划制定之初未充分预见到未来国民经济快速发展态势，很多地方预留建设用地不足，满足不了经济发展对土地的需求，导致经济发展对建设用地的需求与土地利用总体规划之间的矛盾日益突出。为此，在规划执行过程中，根据国民经济发展以及关系国计民生的重大项目对土地需要，要对现行规划进行调整和修改。

土地利用总体规划修改涉及内容较广。从数据上来讲，不仅需要空间特征数据（也可称为图形数据），还需要描述各种地物空间属性的数据（如人口、地类、商业、环境）以及动态的信息处理。同时，涉及规划调整和修改各种重大工程的实施细则对制图和信息都提出了较高的要求^［1］。如何在规划中做到空间特征数据和属性特征数据的统一，对规划者有着较高的要求。GIS （地理信息系统）软件能够很好地实现空间拓扑数据与属性数据间的连接，并提供比较全面的信息处理功能；而CAD （计算机辅助设计）软件能够很好地完成各种重大工程对于精确制图的要求。因此在土地利用总体规划中结合 GIS 和CAD进行准确的规划调整和修改势在必行。

GIS和CAD软件在各自领域有很多出色产品，使用原理上大同小异。笔者选用目前使用比较广泛的GIS软件MapInfo和CAD软件AutoCAD来探讨GIS与CAD相结合进行土地利用总体规划修改的方法。

1 数据对接与转换

土地利用总体规划的调整和修改工作往往涉及多个部门，尤其是一些重大项目的工程设计如道路、桥梁、工矿用地等由专业设计单位设计。国土部门根据这些项目设计，通过GIS处理功能对土地利用总体规划进行调整和修改，并反映到土地利用现状图中。这就涉及到两种不同软件的数据对接和数据转换问题。重点是下面几个关键问题。

1.1 坐标系确定

MapInfo和AutoCAD有着不同的坐标系统。AutoCAD作为专业制图软件，建立的是以单纯直角坐标为体系的坐标系统。而MapInfo作为GIS软件，坐标系统要复杂得多。地球是一个椭球体，为了能在平面上反映椭球体，就需要将椭圆的球面进行投影。土地利用总体规划调整或修改多为局部调整，在1∶10000大比例尺地图上进行。我国大比例尺使用高斯－克吕格投影，并使用两类坐标系：地理坐标系（经纬网）和直角坐标系（方里网）。

在把AutoCAD数据转换成MapInfo数据时，首先要明确在MapInfo 下使用何种坐标系，以确定转换方法。

1.2 直角坐标系转换

MapInfo中如果以直角坐标进行空间定位，转换方法比较简单。由于工程设计单位对于地理坐标的误解，常常会把地图上的分度带号作为坐标来对施工项目进行定位，为此先在MapInfo中选择参照点并获取坐标，然后在AutoCAD中根据参照坐标进行坐标平移，再利用AUTODESK公司提供的dxf图形文件交换格式，通过MapInfo的转入指令或者通用转换器进行格式转换即可。

1.3 地理坐标系转换

由于投影方式改变，从直角坐标转换成地理坐标，常会出现图形变形，从而影响到整个规划调整和修改的结果。AutoCAD使用直角坐标系，所以与按地理坐标进行制图的MapInfo文件进行数据对接时，要相应地进行地理坐标转换。最常用的方法就是在AutoCAD绘图的过程中在整个图幅中确定两个基点，一个位于最左下角，一个位于最右上角，这两个点在地图应能找到较为准确的地理坐标。然后利用 MapInfo提供的功能，通过基点在不同坐标系下的对照，对整幅图进行坐标转换。但由于MapInfo在定义转换的基点时只能选用2个基点，因此在转换后，可以很好地控制x、y轴上的变形误差，而对于图形旋转、扭曲所产生的误差则无法消除。因此要对转换后的矢量图进行误差校正。

1.4 误差校正

对于坐标转换所产生的误差，可以通过仿射变换和相似变换等模型来进行数据处理。仿射变换和相似变换都为线性函数变换模型，可实现对原图形的平移、旋转和缩放，相比较而言，相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换，而仿射变换能保证更高的数据精度^［3］，因此对转入后数据使用仿射变换更加合适。

仿射变换的基本数学形式为：

X＝Ax＋By＋C

Y＝Dx＋Ey＋F

X和Y为转换后坐标，x和y为转换前坐标，A、B、C、D、E、F为方程参数，各参数在坐标系空间上的几何意义：A和E分别确定点（x，y）在输出坐标中x方向和y方向上的缩放尺度，B 和D 确定旋转角度，C 和F 分别确定在 x 方向和 y 方向上的水平移动距离。

各参数可以通过控制点（已知实际坐标）坐标利用最小二乘法来求得。控制点个数越多，其精度越大^［4］。

MapInfo除了提供各种GIS处理功能外，还提供了MapBasic二次开发程序，用户可以根据需要自己编写基于MapInfo数据的处理程序，并在MapInfo主程序中直接调用，省却了利用其他软件提供的模块进行转换的麻烦^［5～6］。

在MapBasic中所定义对象有10种，但是从AutoCAD转换过来的文件一般只涉及点对象（OBJ_TYPE_POINT）、直线对象（OBJ_TYPE_LINE）、折线对象（OBJ_TYPE_PLINE）和区域对象（OBJ_TYPE_REGION），因此坐标转换程序主要是针对这四类对象开发。点对象和直线对象的坐标转换较容易，通过ObjectGeography函数获得坐标，然后利用Alter Object语句将原有坐标转换成新坐标即可。折线对象和区域对象处理相对复杂，需要先利用ObjectInfo （）函数依次返回各节点的编号，然后利用ObjectNodeX （）和Object-NodeY （）函数获得各节点的x，y坐标，再利用Alter Object语句对节点坐标进行转换。对于区域对象，需要改变坐标的点的个数为区域的边的个数减1；对于折线对象需要改变坐标的点的个数为构成折线的直线段的个数^［7］。实现这一功能程序编写较为烦琐，这里不再赘述。

2 实证研究——以江苏省 A 镇土地利用总体规划修改为例

A镇位于江苏省盐城市。由于B省道建设，需要对现有土地利用总体规划进行修改。江苏省B省道是省政府发展建设的省道干线公路，地处江苏省北部盐城市境内，是盐城市干线公路网中重要的横向干线，也是江苏公路网络体系建设的重要工程项目，对于促进苏北经济发展有着非常重要的战略意义。B 省道项目涉及 A 镇等八个乡镇。由于项目具有不可预见性，故在A镇等八个乡镇土地利用总体规划（1997～2010年）中无法准确预测该工程的用地规模和布局，因此在原规划中没有为该工程预留建设用地区。根据相关法律、法规和政策的要求，必须对土地利用总体规划进行修改。道路工程利用AutoCAD进行设计；土地利用总体规划修改工作利用MapInfo对土地利用结构及基本农田布局进行调整。因此工作中涉及到AutoCAD与MapInfo进行数据交换问题。本文以该项目A镇段为例，探讨如何利用AutoCAD与MapInfo来完成土地利用总体规划修改工作。

B省道项目区途经A镇境内，范围120°8′35.06″E～120°17′16.29″E，34°12′58.70″N～34°17′4.74″N （见图1），东西走向，路线长度13270m，路基宽60m，共占地79.62hm²。该项目为省重点项目，不占用A镇规划建设所占用的耕地指标，因此仅需要对项目占用的基本农田进行补划。

AutoCAD中进行道路工程设计使用直角坐标系，而MapInfo中使用地理坐标系。由于土地利用总体规划修改需要准确定位道路所经过的位置，从而确定所占用的基本农田和需要进行调整的规划建设用地的位置和面积，因此需要将道路工程的设计在MapInfo中精确反映出来。利用MapInfo提供的转换程序所得到结果与理论有一定出入，转入后的道路中心线出现偏差，见图2。

图2选取1∶5000比例尺下道路终点附近范围，理论道路中心线是利用局部范围内各节点的直角坐标换算成经纬度后生成。从图上可以看出，直接将AutoCAD所绘制道路转入MapInfo后，除了转换基点（省道在A镇的起始点）附近误差较小外，其余地区均出现不同程度的误差，且理论与实际道路所经过的地块差距较大，部分地区位置偏移明显，最大偏移可达80 m。因此需要对AutoCAD所转换的图形进行误差校正。

图1 项目区范围

图2 仿射变换前道路中心线与理论道路中心线位置比较 （局部放大）

2.1 求取仿射变换模型

分别在B省道A镇段的起止点、1/4处、1/2处和3/4处选择基点，从MapInfo中获得仿射变换前坐标（x，y），在AutoCAD中获得相应直角坐标系下坐标，并计算得到理论坐标（X，Y）。各基点的变换前坐标和理论坐标见表1。

表1 各基点仿射变换前及其理论坐标

利用最小二乘法进行平差，得到仿射变换公式

X＝0.986 x＋0.026 y＋0.7923

Y＝－0.026 x＋1.048 y＋1.1418

2.2 建立误差校正程序

在MapBasic中建立基于仿射变换模型的误差校正程序。B省道只涉及到折线对象的变换，程序较为简单，关键代码如下：

Fetch First From road

Do While Not EOT（road）

node_num＝ObjectInfo（road.obj，OBJ_INFO_NPNTS）

section_num＝ObjectInfo（road.obj，OBJ_INFO_NPOLYGONS）

for（i＝1；i＜＝node_num；i＋ ＋）

｛

x＝ObjectNodeX（road.obj，section_num，i）

y＝ObjectNodeY（road.obj，section_num，i）

tran_x＝0.988∗x＋0.026∗y＋0.7923

tran_y＝－0.026∗x＋1.048∗y＋1.1418

Alter Object road.obj

Node Set Position section_num，i （tran_x，tran_y）

｝

Fetch Next From road

Loop

2.3 变换图像比较

利用MapBasic所建立的误差校正程序，得到变换后B省道的位置。对比校正前后道路中心线位置与理论位置的关系，可以发现，经过变换后的道路位置与理论更加接近；缓冲区分析发现，变换前道路占地中遗漏了部分建设用地，错误占用了部分农田和水域，而通过仿射变换，这些错误已经得到校正。

2.4 结果

从误差范围来看，未仿射变换前，经度上误差在［0，26］m 范围，纬度上误差在［0，49］m范围；通过仿射变换后，经度上误差在［0，12］m范围，纬度误差在［0，18 ］m范围。在1∶10000地图上最大误差距离分别由2.6 mm和4.9 mm变换成1.2 mm和1.8 mm。经过仿射变换，AutoCAD转入的图像得到了较好的处理。

对变换后道路进行缓冲区分析，B省道A镇段占用农用地8 块，总面积50.70hm²，其中占用耕地43.01hm²；项目取土占用农用地2块，均为耕地，总面积20.67hm²。在占用地块中，基本农田60.87hm²，为保证基本农田数量与质量不变，将6 块质量相当的一般农地补划为基本农田，总面积60.87hm²。

3 结论与建议

利用MapBasic编制仿射变换程序，可以很好的解决MapInfo中矢量图形因为文件格式及坐标转换所带来的图像变形问题，使AutoCAD绘制的工程图能够与土地利用总体规划很好地进行衔接。这对于精确划定国家重大项目用地，保证项目得以顺利实施，落实基本农田保护政策，保障国家和个人的利益不受侵害具有十分重大的意义。

图3 校正前后道路中心线及道路占地情况比较 （局部放大）

这一方法的利用前景十分广阔，但就现阶段而言，这一方法还有不完善之处，需要进一步改进。仿射变换的应用数学模型由基点的空间位置、个数、误差大小等情况决定，不同位置，不同个数的基点，所推导出的模型可能是不一样的；就公式本身而言，建立的是一个空间线性模型，对于每一个节点的缩放、旋转和位移量是一样的。但实际上每个节点变形情况一致是不现实的，因此，用这一模型来满足所有节点变换要求是不完善的。同时，仿射变换属于误差校正方法，这一方法虽然比较直观，但是校正后的面积有一定误差^［6］。这些问题的解决有待数学模型的进一步补充和改进，在实际操作过程中为了提高转换精度，可以采用分块校正方法，将整个区域化分成多个小块，对不同区域，采用能够反映局部特征的变换模型来进行校正^［7］。

参考文献

曹大贵.MapInfo和AutoCAD相互在转换在城镇规划中的应用［J］.城市规划.2001，25 （8）：28～30

张超，王秀茹，高楠.MapInfo和AutoCAD支持下的土地整理规划设计方法［J］.水土保持研究.2006，13 （1）：189～203

徐建刚.城市规划信息技术开发及应用［M］.南京：南京大学出版社，2000

陈清明，徐建刚.GIS数据采集中的坐标变换模型应用［J］.测绘通报.1999 （9）

许婧婧.基于MapGIS和 MapInfo 的矢量化方法——以土地整理制图为例［J］.测绘工程.2006，15 （1）：62～63

李剑琳.土地堪测定界中SCS for GIS、MapGIS、MapInfo之间数据的转换及处理［J］.地矿测绘.2005，21 （1）：16～18

赵泉华，蔡影，鲍勇.MapInfo下矢量图形纠正方法的研究与实现［J］.矿山测量.2006 （1）：31～32

E. 地理学学科，地理信息系统子学科中，仿射变换的概念是什么

答案:是想要翅膀,飞翔,或是自由,