双语教学示范课程建设项目

1、PAGE PAGE 8地理信息息系统考考试试题题一、简答答题（770分）1. 什什么是地地理信息息系统?它与地地图数据据库有什什么异同同?与地理理信息的的关系是是什么?2. 通通过课程程的学习习，你对对地图投投影与地地图比例例尺之间间的关系系有什么么新的认认识？3. WWhatt arre tthe devveloopmeent perriodds, staatuss quuo aand thee moost urggentt keey pprobblemms tto bbe ssolvved in GISS?4. HHow Geoo-Sppatiial Infformmatiion dess

2、criibe thhe ttruee woord in diggitaal fformm?5. DDesccribbe mmetaadatta cconccepttionn, ttypees aand itss fuuncttionn.6. IIlluustrratee thhe ccharractteriistiics of GISS sppatiial Dattabaase andd itts bbasiic oorgaanizzingg paatteern.7. DDesccribbe mmetaadatta aand itss tyypess annd ffuncctioon.二、编程

3、程题 （30分分）设有一个个公路矢矢量数据据文件WW.TXXT (x1,y1,x1,y2,)，试求：（1）该该公路的的总长度度（2）该该公路中中点坐标标（该点点到两端端点的线线路长度度相等）答案：1. 什什么是地地理信息息系统?它与地地图数据据库有什什么异同同?与地理理信息的的关系是是什么?地理信息息系统简简称为GGIS。关于它它确切的的全称，多数人人认为是是Geoograaphiicall Innforrmattionn Syysteem，也也有人认认为是GGeo-Infformmatiion Sysstemm。不同同领域、不同专专业对GGIS的的理解不不同，目目前没有有完全统统一的被被普遍

4、接接受的定定义：1）美国国学者PParkker认认为“GGIS是是一种存存贮、分分析和显显示空间间与非空空间数据据的信息息技术”。2）加拿拿大的RRogeer TTomllinsson认认为“GGIS是是全方位位分析和和操作地地理数据据的数字字系统”。 3）Gooodcchilld把GGIS定定义为“采集、存贮、管理、分析和和显示有有关地理理现象信信息的综综合系统统”。 4）Buurrooughh认为“GISS是属于于从现实实世界中中采集、存储、提取、转换和和显示空空间数据据的一组组有力的的工具”。 5）俄罗罗斯学者者也把GGIS定定义为“一种解解决各种种复杂的的地理相相关问题题，以及及具有内

5、内部联系系的工具具集合”。 6）美国国国家地地理信息息与分析析中心给给出的定定义：“GISS为了获获取、存存储、检检索、分分析和显显示空间间定位数数据而建建立的计计算机化化的数据据库管理理系统”。 7）英国国教育部部认为：“GIIS是一一种获取取、存储储、检索索、操作作、分析析和显示示地球空空间数据据的计算算机系统统”。这些定义义，有的的侧重于于GISS的技术术内涵，有的则则强调GGIS的的应用功功能。本本人倾向向认为：地理信信息系统统应该是是在计算算机硬、软件系系统支持持下，对对整个或或部分地地球表层层（包括括大气层层）空间间中的有有关地理理分布数数据进行行采集、储存、管理、运算、分析、显示

6、和和描述的的技术系系统。地地理信息息系统处处理、管管理的对对象是多多种地理理空间实实体数据据及其关关系，包包括空间间定位数数据、图图形数据据、遥感感图像数数据、属属性数据据等，用用于分析析和处理理在一定定地理区区域内分分布的各各种现象象和过程程，解决决复杂的的规划、决策和和管理问问题。地图数据据库可以以从两个个方面来来理解：一是把把它看作作是软件件系统，即“地图数数据库管管理系统统”；一是是把它看看作是地地图信息息的载体体数字字地图。地图数数据库使使地图信信息表现现为结构构化的数数据集合合，可以以为多个个部门使使用，从从而扩大大了其使使用范围围，减少少了大量量的不必必要的用用于重复复获取数数据

7、而消消耗的人人力物力力；另一一方面，地图数数据库中中的信息息（地图图数据）可以能能以多种种方式进进行处理理，为不不同的应应用提供供决策依依据。地理信息息系统与与地图数数据库的的共同点点在于：都有地地图编辑辑、输出出、查询询、检索索功能，地图数数据库也也是GIIS的重重要组成成部分，为综合合图形和和属性进进行深层层次的空空间分析析提供辅辅助决策策信息。本质区区别在于于：地图图数据库库侧重于于数据的的查询、分类及及自动符符号化等等，强调调数据显显示、管管理而非非数据分分析，地地理信息息系统不不仅实现现了地理理空间信信息的采采集、储储存、管管理，更更重要的的在于其其空间分分析功能能。地理信息息是有关

8、关地理实实体的性性质、特特征和运运动状态态的表征征和一切切有用的的知识，它是对对表达地地理特征征与地理理现象之之间关系系的地理理数据的的解释。地理数数据则是是各种地地理特征征和现象象间关系系的符号号化表示示，包括括空间位位置、属属性特征征及时域域特征三三部分。地理信信息是地地理信息息系统赖赖以进行行空间分分析的数数据基础础和理论论基础2. 通通过课程程的学习习，你对对地图投投影与地地图比例例尺之间间的关系系有什么么新的认认识？一 概念念阐述：（1）地地图投影影：就是是把地球球椭球面面上的点点、线(即经纬纬线)投投影在平平面图纸纸上。它它是研究究把地球球椭球体体面上的的经纬网网按照一一定的数数学

9、法则则转绘到到平面上上的方法法及其变变形问题题。地图图投影的的方法有有几何法法和解析析法。几几何法是是以平面面、圆柱柱面、圆圆锥面为为承影面面，将曲曲面（地地球椭球球面）转转绘到平平面（地地图）上上的一种种古老方方法，这这种直观观的透视视投影方方法有很很大的局局限性。解析法法是确定定球面上上的地理理坐标与与平面上上对应点点的直角角坐标之之间的函函数关系系。将地地球椭球球面上的的点投影影到平面面上，必必然会产产生变形形，这是是由于椭椭球面是是一个不不可展的的曲面所所决定的的。在地地球面上上一定间间隔的经经差和纬纬差构成成经纬网网，相邻邻两条纬纬线件的的许多网网格具有有相同的的形状和和大小。但投影

10、影到平面面后，往往往产生生明显的的差异，这就是是投影变变形导致致的。这这种变形形表现在在形状和和大小上上发生了了变形，实质上上，就是是由投影影产生了了长度变变形、面面积变形形、角度度变形。 （22）地图图的比例例尺，是是指地图图上某线线段的长长度与实实地相应应线段的的水平长长度之比比。其表表现形式式有数字字比例尺尺、文字字比例尺尺和图解解比例尺尺。地图图上的比比例尺又又分为主主比例尺尺和局部部比例尺尺。在计计算地图图投影或或制作地地图时，将地球球椭球按按一定比比率缩小小而表示示在平面面上，这这个比率率称为地地图的主主比例尺尺，或称称普通比比例尺。地图上上除保持持主比例例尺的点点或线以以外其他他

11、部分的的比例尺尺称为局局部比例例尺。局局部比例例尺的变变化比较较复杂，它们依依投影种种类、投投影性质质的不同同，常常常是随着着线段的的方向和和位置而而变化的的，对于于某些需需要在图图上进行行量测的的地图，便要采采用一定定的方式式设法表表示出该该图的局局部比例例尺。二 两者者的关系系：地图投影影的选取取决定于于地图的的应用及及其比例例尺大小小，例如如,墨卡卡托投影影适用于于海图，其面积积变形随随着纬度度的增高高而加大大，但其其方向变变形很小小；横轴轴墨卡托托投影的的面积变变形随着着距中央央经线的的距离的的加大而而增大，适用于于制作不不同的国国家地图图。等角角投影常常用于航航海图、风向图图、洋流流

12、图等。现在世世界各国国地形图图采用此此类投影影比较多多。等积积投影用用于绘制制经济地地区图和和某些自自然地图图。对于于大多数数数学地地图和小小比例尺尺普通地地图来说说，应优优先考虑虑等积的的要求。地理区区域，诸诸如国家家、水域域和地理理分类地地区（植植被、人人口、气气候等）相对分分布范围围，显然然是十分分重要的的内容。 任意意投影常常用作数数学地图图，以及及要求沿沿某一主主方向保保持距离离正确的的地图。常用作作世界地地图的投投影有墨墨卡托投投影、高高尔投影影、摩尔尔威特投投影、等等差分纬纬线多圆圆锥投影影、格灵灵顿投影影、桑森森投影、乌尔马马耶夫投投影等。3. WWhatt arre tthe

13、 devveloopmeent perriodds, staatuss quuo aand thee moost urggentt keey pprobblemms tto bbe ssolvved in GISS?Answwer：(1)TThe devveloopmeent couursee off GIIS ：The phaase of GISS apppeaarannce:In 119633,Caanadda ssurvvey sciienttistt R.F.TTomllinsson firrstlly pput forrwarrd tthe terrm oof GGIS, annd

14、bbuillds thee fiirstt GIIS iin tthe worrld CCGISS thhat is useed tto mmanaage natturaal rresoourcces. The phaase of GISS coonsooliddatiion:In 119700s, Duee too thhe eeffeect of commputter harrdwaare andd sooftwwaree teechnnoloogy devveloopmeent, GIIS ttechhnollogyy iss deevellopeed tto tthe praactii

15、call diirecctioon. Somme aadvaanceed ccounntriies succcesssivvelyy buuiltt maany proofesssioonall LMMIS andd GIIS. Meaanwhhilee, GGIS sofftwaare marrkett iss veery acttivee. TThe govvernnmennt, commmerrciaal ccomppanyy annd uunivverssityy beegann too paay aatteentiion to GISS teechnnoloogy andd GIIS

16、 bbecoome a ddomaain thaat aattrractts eeverryonne. TThe phaase of GISS poopullariizattionn annd aappllicaatioon:In 119800s, Witth tthe impprovvemeent of rattio of cappabiilitty aand priice of figguree woorksstattionn annd PPC, Commputterss annd sspattiall innforrmattionn syysteem aare widdelyy appp

17、liied. GIIS aappllicaatioon bbegaan tto cchannge froom tthe spaatiaal ddataa maanaggemeent to spaatiaal ddeciisioon aanallysiis wwithh thhe ddeveeloppmennt oof GGIS sofftwaare andd haardwwaree. IIn 119900s,WWithh thhe bbuilldinng oof ggeoggrapphy infformmatiion inddusttry andd thhe ppopuularrizaatio

18、on oof ddigiitall innforrmattionn prroduuct in thee woorldd, GGIS goees iintoo a larrge nummberr off hoouseehollds andd beecommes a aassiistaant andd toool of peooplees liffe, stuudy andd woork.(2) Criiticcal queestiionss muust be sollvedd inn thhe ffutuure:Methhodoologgy oof GGIS dessignn annd rrea

19、llizaatioon;Funcctioons of GISS;Manaagemmentt annd ooperratiionss off muultii-meediaa GIIS;Deepp prroceess of geoograaphiicall innforrmattionn inn GIIS;Visuual andd VRR teechnnoloogy of spaatiaal iinfoormaatioon. Thhe iinfoormaatioon iislaandss annd tthe infformmatiion shaarinng pprobblemms4. HHow g

20、eoo-sppatiial infformmatiion desscriibe thee trrue worrld in diggitaal fformm?Answwer:We ssubddiviide thee trrue worrld, thhe eeartths ssurffacee innto meaaninngfuul eentiitiees oor oobjeectss thhat cann bee chharaacteerizzed. Eaach acccideent thaat hhapppenss onn thhe ttruee woorldd caan bbe ddigii

21、tizzed. Thhe ggeommetrricaal eentiitiees oof ggeo-spaatiaal iinclludee seeverral priimittivee tyypess suuch as poiint, liine, poolyggon, suurfaace, voolumme aand so on. Thhe mmodeel oof tthe earrth, inn thhis wayy, ccan be reppressentted in a sspattiall daatabbasee.The diggitaal rreprreseentaatioon

22、oof ggeoggrapphiccal infformmatiion is usuuallly iin ttwo wayys: vecctorr annd rrastter.Vecttor Datta SStruuctuure is bassed on MAMatthemmatiic AAnallysiis, whiich usees ppoinnt, linne aand arrrow to desscriibe geoograaphiicall enntittiess inn a cooordiinatte. So Vecctorr Daata Strructturee iss inn

23、orrderr. CConccrettelyy sppeakkingg, VVecttor Datta SStruuctuuress arre bbaseed oon eelemmenttal poiintss, wwhosse llocaatioons aree knnownn too arrbittrarry ppreccisiion. Maany commputter graaphiics andd coompuuterr-aiidedd-deesiggn ssysttemss usse vvecttor-likke mmodeels as theeir intternnal datta

24、 oorgaanizzatiion, ussingg prrimiitivves succh aas ppoinnts, liiness annd ccirccless.Sincce tthe geoo-sppatiial is so commpleex, thaat vvecttor datta sstruuctuure cannt rreprreseent it in dettaill annd ccleaarlyy. WWe tthinnk oof uusinng rrastter datta sstruuctuure.Rastter datta sstruuctuure is bass

25、ed on LALinner Matth AAnallysiis. In a rrastter strructturee, aa vaaluee foor tthe parrameeterr off innterrestt-ellevaatioon iin mmeteers aboove dattum, laand usee cllasss foorm a sspeccifiied lisst, plaant bioomasss iin ggramms pper squuaree meeterr, aand so forrth is devveloopedd foor eeverry ccel

26、ll inn a arrray oveer sspacce. Thiis kkindd off daata strructturee iss inntuiitivve, we migght imaaginne aa suurveey tteamm deeterrminningg ellevaatioons at reggulaar ddisttancces aloong linnes of connstaant lattituude. 5. DDesccribbe mmetaadatta aand itss tyypess annd ffuncctioon.Answwer:Wheen yyou

27、 loook tthrooughh a mapp,yoou mmay unddersstannd ssomeethiing on it,no mattterr whhichh coounttry thiis mmap wass maade in,butt yoou ccan nevver unddersstannd aanytthinng ffromm a spaatiaal ddataa.Yoou nneedd a kinnd oof ddataa too teell youu soometthinng aabouut iit,tthatt iss meetaddataa.Tiill now

28、w,thheree iss noo exxactt deefinnitiion aboout it,it is genneraallyy coonsiiderred as succh ddataa thhat useed tto iilluustrratee ottherr daatass.To bettterr unnderrstaand mettadaata andd usse mmetaadatta,wwe cclasssiffy iit iintoo seervaal ttypees.AAccoordiing to itss coonteent,it is claassiifieed

29、iintoo thhreee tyypess:Sccienntiffic ressearrch mettadaata,whiich hellps useers to gett daata froom aall kinnds of souurcees aand othher rellateed iinfoormaatioon;AAsseess mettadaata,whiich is useed tto aasseess thee usse oof ddataa;Moodell meetaddataa,ussed to desscriibe thee daata moddel.Acccorddi

30、ngg too thhe oobjeect it desscriibess,itt iss cllasssifiied intto ootheer tthreee ttypees:DDataa laayerr meetadda,tto ddesccribbe eeachh daata in datta aasseemblly;AAttrribuute mettadaata,rellateed tto aattrribuute datta;EEntiity mettadaa,too deescrribee thhe wwholle ddataa asssemmblyy.Acccorrdinng

31、tto iits funnctiion in thee syysteem,iit iis cclasssiffiedd innto twoo tyypess:syysteem lleveel mmetaadatta,tto rreallizee thhe ffilee-syysteem ccharractterss orr too maanagge tthe datta iinfoormaatioon iin tthe fille ssysttem;Apppliccatiion-levvel mettadaata,whiich hellps useers to seaarchh,esstimm

32、atee,viisitt annd mmanaage datta aas wwelll ass soome othher infformmatiion rellateed tto ddataa usserss.Acccorrdinng tto iits funnctiion,it is claassiifieed iintoo twwo ttypees:IIlluustrratiion mettadaata ,sppeciiallly sservves wheen uuserrs uuse datta:CConttroll meetaddataa,ussed to conntrool tthe

33、 opeeratte pproccesss off a commputter.Thee maain funnctiion of mettadaata inccludde ffivee asspeccts:Thee fiirstt onne iis tto hhelpp thhe ddataa prroduucedd unnit to effficiienttllyy maanagge aand maiintaain spaatiaal ddataa,too esstabblissh ddataa doocummenttatiion,andd too ennsurre tthe undderss

34、tanndinng oof ddataa.Seeconnd,tthe mettadaata willl pprovvidee thhe ddataa-prroduucedd unnit witth llotss off innforrmattionn abboutt daata stooragge,ddataa cllasssifiicattionn,daata conntennt,ddataa quualiity,datta ccleaarinng hhousse,ddataa saale andd soo onn,soo ass too bee coonveenieent forr uss

35、erss too seearcch aand reaach spaatiaal ddataa.Thhe tthirrd oone is to proovidde mmethhodss orr waays of seaarchhingg daata thrrouggh tthe Intternner,andd asssittantt innforrmattionn abboutt daata excchannge andd trranssporrtattionn.Thhe ffortth oone is to hellp uuserrs tto uundeersttandd daata,so a

36、s to makke ccorrrectt juudgeemennt aabouut sshettherr thhe ddataa coouldd meeet theeir neeeds.Thee laast onee iss too prroviide somme iinfoormaatioon tthatt iss heelpfful forr usserss too prroceess andd coonveert useefull daata.6. IIlluustrratee thhe ccharractteriistiics of GISS sppatiial Dattabaase

37、 andd itts bbasiic oorgaanizzingg paatteern.Answwer:Charractteriistiics: (1)TTradditiionaal ddataabasse ssysttem mannagees ddisccrette,llow-corrrellatiive nummberrs aand strringgs.GGeoggrapphicc innforrmattionn daata is conntinnuouus, andd haas aa sttronng sspattiall reelevvancce.(2) Traadittionnal

38、dattabaase sysstemm maanagges litttlee tyypess off enntittiess, aand thee sppatiial rellatiionsshipp ammongg thhem is usuuallly ssimpple andd fiixedd.Thhe eentiity typpe oof ggeoggrapphicc sppatiial datta iis vvariiouss,ammongg whhichh thheree iss a commpleex sspattiall reelattionnshiip,aand somme n

39、new rellatiionsshipp maay ccomee abboutt.(3) Traadittionnal dattabaase sysstemm ussuallly stooress daata reccordded of thee eqquall leengtth. Geoograaphiic sspattiall daata oftten inccluddes unffixeed-llenggth reccordd,annd tthe datta iitemms mmay be larrge andd coompllicaatedd,beecauuse diffferrent

40、t sppatiial objjectt haas ddifffereent cooordiinatte sstriing lenngthh.(4) Traadittionnal dattabaase sysstemm onnly hanndlees aand inqquirres infformmatiion of worrds andd nuumbeers.Spaatiaal ddataabasse rrequuirees mmuchh sppatiial datta ooperratiing andd innquiirinng.Basiic oorgaanizzingg paatteer

41、n: Hyybriid mmodeel:IIts bassic connceppt iis tto uuse twoo suub-ssysttemss too sttoree annd ssearrch spaatiaal ddataa annd aattrribuute datta ssepaarattelyy.Atttriibutte ddataa iss sttoreed iin cconvventtionnal RDBBMS whiile geoomettricc daata is stooredd inn sppatiial datta mmanaage sysstemm.Thhes

42、ee twwo ssub sysstemm arre cconnnectted by a kkindd off tootemm.Whhilee seearcchinng tthe objjectt,itt iss esssenntiaal tto iinquuiree thhe ttwo subb syysteems at thee saame timme,tthenn coombiine theeir ansswerrs.Conssideerinng ppartt off thhis hybbridd moodell iss baasedd onn sttanddardd RDDBMSS,s

43、ttoriing andd seearcchinng ddataa seeemss too bee moore efffecttivee annd rreliiablle.BBut as thee ruuless off thhe ttwo subb syysteems aree diiffeerennt ffromm eaach othher,thee daata stooredd ouutsiide RDBBMS mayy soomettimees llosee itts mmeanningg.Beesiddes,thee quualiificcatiion of thee inntegg

44、rallityy off daata is likkelyy too bee deestrroyeed. 7. DDesccribbe mmetaadatta aand itss tyypess annd ffuncctioon.Answwer:Wheen yyou loook tthrooughh a mapp,yoou mmay unddersstannd ssomeethiing on it,no mattterr whhichh coounttry thiis mmap wass maade in,butt yoou ccan nevver unddersstannd aanytthi

45、nng ffromm a spaatiaal ddataa.Yoou nneedd a kinnd oof ddataa too teell youu soometthinng aabouut iit,tthatt iss meetaddataa.Tiill noww,thheree iss noo exxactt deefinnitiion aboout it,it is genneraallyy coonsiiderred as succh ddataa thhat useed tto iilluustrratee ottherr daatass.To bettterr unnderrst

46、aand mettadaata andd usse mmetaadatta,wwe cclasssiffy iit iintoo seervaal ttypees.AAccoordiing to itss coonteent,it is claassiifieed iintoo thhreee tyypess:Sccienntiffic ressearrch mettadaata,whiich hellps useers to gett daata froom aall kinnds of souurcees aand othher rellateed iinfoormaatioon;AAss

47、eess mettadaata,whiich is useed tto aasseess thee usse oof ddataa;Moodell meetaddataa,ussed to desscriibe thee daata moddel.Acccorddingg too thhe oobjeect it desscriibess,itt iss cllasssifiied intto ootheer tthreee ttypees:DDataa laayerr meetadda,tto ddesccribbe eeachh daata in datta aasseemblly;AAt

48、trribuute mettadaata,rellateed tto aattrribuute datta;EEntiity mettadaa,too deescrribee thhe wwholle ddataa asssemmblyy.Acccorrdinng tto iits funnctiion in thee syysteem,iit iis cclasssiffiedd innto twoo tyypess:syysteem lleveel mmetaadatta,tto rreallizee thhe ffilee-syysteem ccharractterss orr too

49、maanagge tthe datta iinfoormaatioon iin tthe fille ssysttem;Apppliccatiion-levvel mettadaata,whiich hellps useers to seaarchh,esstimmatee,viisitt annd mmanaage datta aas wwelll ass soome othher infformmatiion rellateed tto ddataa usserss.Acccorrdinng tto iits funnctiion,it is claassiifieed iintoo twwo ttypees:IIlluustrratiion mettadaata ,sppeciiallly sservves wheen uuserrs uuse datta:CConttroll meetaddataa,ussed to conntrool tthe opeeratte pproccesss off a commputter.Thee maain funnctiion of mettadaata inccludde ffivee ass