南大地理信息系统考研真题解答06-

1、06二、论述1、 gis中的缓冲区有点、线、面的缓冲区三种。试分别举一例说明其在地学中的应用。缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立他们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。它是解决临近度问题的空间分析工具之一。建立点缓冲区仅是以点状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，它可用于研究公共设施（商场、邮局、银行、医院、车站、学校等）的服务范围。线缓冲区和面缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线，作它们的平行线，再考虑端点圆弧即可。线缓冲区可用于研究铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的影响，面缓

2、冲区可用于研究大型水库引起的搬迁所涉区域。3、矢量多边形数据的拓扑关系、tin数据的拓扑关系、网络数据的拓扑关系分别有哪些，举例说明拓扑关系是指，主要有“相邻”、“相离”、“相交”、“包含”、“重合”等，其表示方法主要有三种：拓扑关联性表示空间图形中不同类型元素之间的拓扑关系；拓扑邻接性表示空间图形中同类元素之间的拓扑关系；拓扑包含性表示空间图形中面状实体所包含的其他面状或线状、点状实体的关系。矢量数据结构的基本空间对象是点、线（弧段）和多边形。在图1所示的空间图形中，矢量多边形的拓扑关联性可用表1来表示，拓扑邻接性可用表2来表示，拓扑包含性表现为p4包含于p2之中，p4这样由一条弧段组成的多

3、边形称为岛，p2这样含岛区的多边形称为复合多边形。tin数据结构的基本空间对象是顶点、边和三角形。tin的拓扑关系与矢量多边形的类似，只是不需要定义“岛”和“洞”的拓扑关系。一个简单的存储方式是对每一个三角形，记录其关联的三个顶点和邻接的三个三角形，如图2所示的三角网可用表3和顶点坐标文件记录。网络数据结构的基本空间对象是顶点和链（弧段、边），因此不需要定义面状对象。网络由于地理目标的不同形态通常可分为道路型（如交通网）、树型（如河道网）、环网型、细胞型、交错型（如地下管线网）。网络的拓扑关系通常用邻接矩阵和关联矩阵来记录。如 可用05（40）请将下列栅格矩阵数据结构转换成相应的游程编码数据结

4、构和线性四叉树数据结构的压缩存储形式。游程编码数据结构（长度，属性值）：(5,2),(3,3),(2,4),(5,2),(3,3),(2,4),(5,2),(4,3),(1,4),(5,2),(5,3),(4,2),(6,3),(2,2),(2,1),(6,3),(1,2),(7,1),(2,3),(2,1),(2,5),(5,1),(1,3),(1,1),(3,5),(5,1),(1,3),(9,1),(1,3) 线性四叉树数据结构（md码，深度，属性值）：(0,2,2),(16,4,2),(17,4,3),(18,4,2),(19,4,3),(20,3,3),(24,4,2),(25,4,

5、3),(26,4,2),(27,4,3),(28,3,3),(32,3,2),(36,4,2),(37,4,2),(38,4,1),(39,4,1),(40,4,2),(41,4,1),(42,4,1),(43,4,1),(44,4,1),(45,4,1),(46,4,5),(47,4,5),(48,3,3),(52,3,3),(56,3,1),(60,3,1),(64,3,4),(68,3,0),(72,4,3),(73,4,4),(74,4,3),(75,4,3),(76,3,0),(80,2,0),(96,3,3),(100,3,0),(104,4,3),(105,4,3),(106,4

6、,1),(107,4,3),(108,3,0),(112,2,0),(128,4,1),(129,4,5),(130,4,1),(131,4,1),(132,4,5),(133,4,5),(134,4,1),(135,4,1),(136,3,0),(140,3,0),(144,3,1),(148,3,1),(152,3,0),(156,3,0),(160,2,0),(176,2,0),(192,4,1),(193,4,3),(194,4,1),(195,4,3),(196,3,0),(200,3,0),(204,3,0),(208,2,0),(224,2,0),(240,2,0)（20）在地理

7、信息系统中，多边形的矢量数据结构转换为对应的栅格数据结构时，1、 为什么会存在两种不同的转换算法？即基于弧段的栅格化算法和基于多边形的栅格化算法。2、 在基于多边形的栅格化算法中，请举出四种具体的实现算法，并任选其中的两种说明算法实现的原理。 1因为处理的数据文件不同。前者基于弧段数据文件，后者基于多边形数据文件。2基于多边形的栅格化方法有复数积分算法、射线算法、内部点扩散算法。复数积分算法的原理是先建立多变性的最小外接矩形，然后对矩形内的栅格阵列逐格判断是否在多变型内，方法是由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分，若值为2i，则对该点赋予多边形编号，否则不属于该多边形。射线算法的原理是先

8、建立多变性的最小外接矩形，然后对矩形内的栅格阵列逐格判断是否在多变型内，方法是由待判点向左做平行于x轴的射线，若交点数为偶数，则对该点赋予多边形编号，否则不属于该多边形。为了避开奇点，可先对每条直线y值高端点进行负修正。（30）移动拟和法与反距离加权法的比较 地理信息系统的空间数据内插方法中，逐点内插法是常用的一类，请说明其中的移动拟合方法与距离平方反比加权平均方法的相同点和不同点。移动拟合法是指对每一个待定点，可选取其邻近的n（>6）个参考数据点拟合一个多项式曲面来表达该点附近的表面。此时以待定点为圆心，以r为半径的圆内各数据点来定义函数的待定系数。拟合曲面形式为：z=ax2+bxy+

9、cy2+dx+ey+f，其中x、y、z为参考数据点在当前坐标系中的坐标值。待定系数可用最小二乘法求解，权可取，其中d为待定点与参考数据点的距离。距离平方反比加权平均法简称加权平均法，它是移动拟合法的特例。相同点是权函数及参考点范围的选取。不同点是在解算待定点高程时，前者用误差方程，后者使用加权平均值。（30）叠合分析是地理信息系统空间分析中重要的一种，矢量数据的叠合分析分为点与多边形的叠合、线与多边形的叠合、多边形与多边形的叠合三种，请对三种叠合分析各举一个实例说明其原理。点与多边形的叠合是指先进行点与多边形的空间包含关系计算，通常采用铅垂线法来实现，再进行属性信息处理，通常不产生新数据层面，

10、而是把属性信息叠加到原图层中。例如一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点）叠合分析后，可以查询指定省有哪些类型的矿产，也可查询指定类型的矿产在那些省有分布。线与多边形的叠合是指将线与多边形边界求交，并将线目标进行切割，形成一个新的空间目标结果集，并建立属性表，包含原来线壮和面状目标的属性。例如一个中国政区图（多边形）和一个全国河流图（线）叠合分析后，可以查询指定省的河流长度，进而计算该省的河网密度。多边形与多边形的叠合是指先将两层多边形的边界全部进行求交和切割，形成一个新的空间目标结果集，再根据切割的弧段重建拓扑关系，然后判断新多边形分别落在原图层的那个多边形内，最后抽取属性。例如一

11、个宗地图和一个土壤状况图叠合分析后，可以查询指定宗地的土壤状况，也可查询指定状况的土壤属于哪些宗地。（30）请论述什么是地理信息系统中的可视化与虚拟现实，并分别举一个实例加以说明。过去地学中的可视表达和分析是手工或机助的，并把纸质材料作为地图信息存储传输的媒介，而gis中的可视化是指利用计算机图形软硬件技术，用图形呈现地理空间数据和地学处理分析的结果。它对于动态地、交互地、形象地、多视角地、多层面地、全方位地描述客观现实，对于虚拟化研究、再现和预测地学现象，都有突出的方法论意义。如可以用等值线表示降水量等地学数据场，用真三维反映地下矿体、矿脉，用四维模拟洪水的流动与涨落，以及决堤后的淹没状况。

12、如果想通过视觉、听觉、触觉，以及人的形体、手势或口令，参与到地理信息处理的环境中去，获得身临其境的体验，则虚拟现实技术是达到这一目的的关键技术。04（30）矢量与栅格的转换gis系统中，为什么需做栅格数据和矢量数据之间的转换？这些转换有哪些算法？ 由于矢量数据结构和栅格数据结构有不同的优缺点，一般对于它们的应用原则是：数据采集采用矢量数据结构，有利于保持空间实体的几何精度和拓扑特性的描述；而空间分析则主要采用栅格数据结构，有利于加快系统数据的进行速度和分析应用的进程。因此，在数据处理阶段，经常要进行两种数据结构的相互转换。由矢量向栅格的转换可分为基于弧段数据的栅格化方法（如）和基于多边形的栅格

13、化方法（如复数积分算法、射线算法、内部点扩散算法）。有栅格向矢量的转换方法可分为基于图像数据的矢量化方法和基于再生栅格数据的矢量化方法。02（25）比较缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明两者的不同用途。缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立他们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。叠合分析是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。点缓冲区可用于研究公共设施（商场、邮局、银行、医院、车站、学校等）的服务范围；线缓冲区可用

14、于研究铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的影响；面缓冲区可用于研究大型水库引起的搬迁所涉区域。01（15）简述空间数据结构的拓扑关系及其对gis数据处理和空间分析有何重要意义拓扑关系是指，主要有“相邻”、“相离”、“相交”、“包含”、“重合”等，其表示方法主要有三种：拓扑关联性表示空间图形中不同类型元素之间的拓扑关系；拓扑邻接性表示空间图形中同类元素之间的拓扑关系；拓扑包含性表示空间图形中面状实体所包含的其他面状或线状、点状实体的关系。利用拓扑关系，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系，而不需要借助坐标或距离。（25）试述gis、rs和gps集成的定义、理论与关键技

15、术gis是空间分析、处理的有力武器；rs是空间信息最迅速、覆盖面最大的采集手段；gps是空间实体快速、精密定位的现代化工具。三者的结合简称为3s集成。gis与rs的结合。rs技术是接收、传输、处理、分析、判读和应用遥感信息的全过程。大量的遥感数据，以及由图像分析系统分类所形成的各类专题信息，可直接输入gis，整个过程能在“全数字”环境下进行，图像数据能够在屏幕上显示。主要问题有：数据的获取和存储结构各不相同；缺少相互支持的格式交换标准。关键技术有：遥感图像纠正与重采样；数字高程模型建立；复合显示；专题信息提取。gis与gps的结合。gps是。gps为gis提供实时定位信息。（25）设某相应用为

16、核电站选址，要求核电站邻近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。请试以gis方法，设计该位址选择的应用模型，用框图表示其运行过程，并说明其有关的操作和算子。假设邻近海湾指与海距离小于500m，交通便捷指与公路距离小于250m，避开居民区指与居民区距离大于1000m，由这三个条件可知需要一份的土地利用图（假设居民区的栅格值为2，公路为3，海为4）；由条件“地形坡度小于5度”可知需要一份地形图；由条件“地质条件安全”可知需要一份地质图（假设栅格值在5到10之间的地方都是安全的）。应用模型框图如下：00（20）简述空间数据的拓扑关系及其对gis数据处理与空间分析有何重要意义。

17、同01（20）dem 简述数字高程模型（dem）的建立方法（以一种方法为例），并说明它在gis空间分析中的意义。dem的数据源有地形图、地面测量数据、数字摄影测量数据等。其中用地形图生成dem的过程为：扫描仪扫入地形图 à 预处理获得二值等值线 à 细化二值等高线图 à 跟踪赋值高程值 à 插值生成dem数据。（20）试以空间矢量分析方法为例，绘图表示当坡向分别为南、东、北、西时的法矢量(ni,j)及其在平面上的投影与x轴之间的夹角()的状态，并计算高程zi,j=200米，zi+1,j=500米和zi,j+1=40米时，该曲面单元糙度(di,j)的值。di,j = (1/2)*|zi+1,j+1+zi,j-zi,j+1-zi+1,j| = (1/2)*|40+200-500-100| = 18099（20）试述建立数字高程模型的基本方法，并说明根据该模型派生出哪些地学信息及其意义。为了建立dem，必须量测一些点的三维坐标，这就是dem数据采集。如果利用数字化仪对已有地形图进行数字化，就可以直接建立等高线模型，然后使用针对等高线插值的专用方法转成规则格网dem；如果利用地面测量或数字摄影测