《地理信息系统原理》答疑要点

《地理信息系统原理》课程解答要点导论世界上第一个地理信息系统消失在20世纪60年月，即加伞大地理信息系统(CGIS),主要功能是自然资源的管理和土地规划任务。◊地理信息的特征可以归纳为：空间特征、属性特征和时序特征。数据是信息的表达形式，而信息则是数据的内容。ArcGIS是一种基础型的GIS软件产品。在GIS数据中，把非空间数据称为属性数据。几何数是据描述地理实体本身位置、外形和大小等的数据。地理信息区分与其他信息的显著标志是属于空间信息。在ArcMap左侧的内容列表(TableOfContent)中，当图层名祢旁边消失一个红色的感叹号时意味着原数据已经被重命名、删除、或是从原参考路径移走。GIS进入推广应用阶段是20世纪80年月。◊在地理数据釆集中，手工方式主要是用于录入属性数据。“3S”技术指的是GIS、RS、GPS第2章GIS的数据结构2-1地理空间及其表达◊地理空冋一般指上至大气电离层，下至地壳与地慢交界的莫霍面之冋的空间区域。目前，我们我国釆纳的大地坐标系为我国80坐标系，大地原点设在陕西省泾阳县永乐鎮，选用1975年国际大地测量协会推举的国际椭球。我们我国现在规定的高程基准面为“1985我国高程基准"，它是釆纳青岛验潮站1953年至1979年验潮资料计算确定的。地理空间的实体包括点(point)、线(line)、面(polygon),曲面(surface)和体(volume)等多种类型，构成地理空间实体的基本元素是点。2.2地理空间数据及其特征空间数据是GIS的核心。GIS空间数据依据数据来源可以分为地图数据、影像数据和文本数据。空间数据依据数据特征分为空间数据和属性数据。空间数据依据数据的发布形式可以分为数字线画图、数字栅格图、数字高程模型和数字正射影像图。空间数据是现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，它反映的特征同样应当包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。空间数据具有三个基本特征：(1)空间特征：是指地理现象和过程所在的位置、外形和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系＜.(2)属性特征：是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等。(3)时间特征：是指肯定区域内的地理现象和过程随着时间的变化状况，称为时态数据。空间拓扑关系的定义：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，对于凡具有网状结构特征地理要素，都存在节点、孤段和多边形之间的拓扑关系。拓扑关系的类型有：(1)46扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系；(2)拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之冋的拓扑关系：(3)拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级元素之间的拓扑关系。空间数据的拓扑关系对GIS的数据处理和空间分析具有重要意义：(1)依据拓扑关系不需要采用坐标或者计算强离，就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；(2)采用拓扑数据有利于空冋要素的查询：(3)可以采用拓扑数据作为工具，重建地理实体。2.3空间数据结构的类型GIS中的空间数据依据数据结构可以分为矢量数据和栅格数据。空间数据结构可分为基于矢量数据模型和栅格数据模型的数据结构。◊地理信息系统中特别的空间数据模型打算了地理信息系统特别的空间数据结构和特别的数据编码。矢量结构的特点是定位明显、属性隐含；栅格结构的特点是定位隐含、属性明显。2-3-1矢■数据结构矢量数据结构是采用欧几里德几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。矢量数据结构能很好地表达地理实体的空间分布特征.数据箱度高，数据存储冗余度低，但对于多层空间数据的卷合分析比转困谁。实体数据结构是无拓扑关系的矢量数据结构，空间数据依据基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织。典型的实体数据结构是面条（Spaghetti）结构，实例：ArcGIS的Shape丈件和Mapinfo的Tab文件。ArcGIS中shapefile由主文件（*.shp）、dBASE表文件（*.dbf）和索引文件（*.shx）组成。拓扑数据结构包括DIME（对偶独立地图编码法）.P0LYVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照体统的集成）。拓扑数据结构的特点：点是相互独立的，点连成线，线构成面。每条线始于起始节点，止于中止节点，并与左右多边形相邻接。在拓扑数据结构中，弧段是数据结构的基本对象。◊依据矢量拓朴结构图列出弧段文件的构成。2-3-2栅格数据结构振格数据结构：基于栅格数据模型的结构，是指将空间分成有规章的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性来表示地理实体的一种数据组织方式。柵格单元（象元）组成栅格数据最基本的单元。柵格（网格）边长打算了柵格数据的精度，也打算了柵格数据空冋辨别率。柵格数据结构中，编小栅格单元面积或减小柵格边长可以削减信息损失，确定棉格单元尺寸的原则保证最小图斑不丢失。与矢量数据结构相比，栅格数据结构表达地理要素比较直观，简洁实现多层数据的登合操作，便于与遥感图像及扫描输入数据匹配使用。柵格数据结构的缺点是：数据的冗余度大，网络分析比较困难。

◊楣格数据结构可以分为以下几种存储类型：柵格矩阵结构、游程（行程）编码结构、四叉树结构。◊游程编妈是一种栅格数据的无损压缩方法，目的是消退栅格数据的冗余。◊游程编玛的数据冗余度的计算方法：Re=\-一2压缩比的定义：S=m*n/K,k为游程总数。压缩比越大，压缩效果越好。采用游程编码对栅格数据进行压縮。四叉树编码是栅格数据的一种压缩方法。四叉树的存储方法有两种：常規四叉树和线性四叉树。釆用常规四叉树编码和线性四叉树编码对栅格数据进行压缩。。莫顿玛栅格挨次424342434647404144453435383932333637101114158912132367014558596263565760615051545548495253262730312425282918192223161720210 12 3 4 5 6 72.4空间数据结构的建立矢量数据的猎取方式:跟踪数字化仪、扫描矢量化、数字测图仪和数据结构的转换。柵格数据的猎取方式：图像扫描、遥感解译和数据结构的转换。我们我国基础地理信息数据分类：测量学握点、水系、居民地、交通、管线与恒栅、地形与土质、植被等八个大类。◊我国基础地理信息数据的分类代码由6位数字组成，大类码、小类码、一级代码和二级代码分别用数字挨次排列，识别码由用户自定义。第3章空间数据处理◊空间数据处理是GIS的重要功能之一，内容包括：数据变换、数据重构、数据提取。空间数据处理是针对空间数据本身完成的操作，不涉及内容的分析。数据变换是从一种数学状态到另一种数学状态的变换，处理内容包括几何订正、投影转换，解决空间数据的几何匹配问题。数据重构是数据从一个格式到另一种格式的转换，处理内容包括结构转换、格式转换、类型替换，解决敎据姑构、.格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接和融合U数据提取是对数据进行某种条件的提取，处理内容包括类型提取、窗口提取和空间插值，解决不同用户对数据的特定需求。3-1空间数据的变换空间数据的变换即空间数据坐标系的变换，其实质是建立两个坐标系之间的一一对应关系，包括几何订正和投影转换，是空冋数据处理的内容之一。数据变换是从一种数学状态到另一种数学状态的变换，处理内容包括几何订正、投影转换，解决空间数据的几何匹配问题。3-1-1几何订正几何订正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的订正。几何订正包括放射变换、相像变换和二次变换等。仿射变换的特性是：直线变换后仍为直线；平行线变换后仍为平行线；不同方向上的长度比发生变化。3・1・2地图投影及其转换◊地图投影按变形性质可分为三类：等角投影、等积投影和任意投影。地图投影按投影面与地球的相对位置关系可分为：正轴投影、斜轴投影和横轴投影。地图投影鞍投影面的外形分为：圆锥投影、圆柱投影和方位投影。高斯一克吕格投影是等角横切椭圆柱投影，所规定的条件如下：（1）中心经线和赤道投影后为相互垂直的直线，且为投影的对称轴；（2）投影具有等角性质：（3）中心经线投影后保持长度不变。高斯一克吕格投影的特点如下：

中心经线上没有任何变形，满足中心经线投影后保持长度不变的条件；除中心经线上的长度比为1外，其他任何点的长度比均大于1;IllivvIllivvvi在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上：投影属于等角性质，故没有角度变形，而积比为长度比的平方；长度比的等变形线平行于中心子午线。◊我们我国1:50万、1:20万、1：10万、1:5万、1:2.5万、1：1万及更又比例尺的地形图均采纳高斯一克吕格投影。1:2.5万至1:50万地形图采纳6度分落方案，我们我国横跨11个投影帯(13—23),1：1万及更大比例尺地形图釆纳3度分带方案。◊墨卡托(Mercator)投影是一种等角正切圆柱投影，在地图上保持方向和角度不变形,常用于作航海和航空制图中。◊UTM(通用横轴墨卡托)投影是横轴等角割圆柱投影。Lambert投影是等角正轴割圆锥投影，是我们我国1:100万地形图釆纳的投影方式。特点是：角度没有变形；两条标准纬线上没有任何变形；等变形线和纬线全都，及同一条纬线上的变形相同；在同一经线上，两标准纬线外侧为正变形，之间为员变形；同一纬线上等经差的线段长度相等，两条纬线见的经纬线长度到处相等。投影转换的方式有两种正解变换和反解变换。◊正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似解的解析关系式.直接由一种投影的数字化坐标x,y变换到另一种投影的直角坐标X,Y。◊反解变换：即由一种投影的坐标反解出地理坐标(x,y->B,L),然后将地理坐标代入两一种投影的坐标公式中(B,L->X,Y),从而实现从一种投影坐标到另一种坐标的变换(x,y-〉X,Y)o◊依据转换的方法不同，投影转换可分为：解析变换、数值变换和解析数值变换。解析变换：运用正解或反解法求出两种投影坐标之间的精确表达式。数值变换：多项式拟合，具有不确定性。◊解析一数值变换：两种方法的综合运用。3.2空间数据结构的转换3-2-1矢量与栅格数据结构的比较矢量数据是面对该实体的结构，即对于每一个具体的实体都直接賦有位置和属性信息.以及目标之间的拓扑关系说明，常用于数据采集，以保证空间实体的几何精度和拓扑特征的描述。柵格数据是面对位置的结构，平面空间上的任意一点都直接联系到某一个或某一类实体，对于一个实体没有直接聚集全部信息，不能完整地建立实体间的拓扑关系，常用于空间分析，以加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。矢量数据结构具有的优点：i.(1)便于面对现象(土壤类、土地采用単元等)的数据表示；ii.(2)数据结构紧凑、冗余度低iii.(3)有利于网络分析iv.(4)图形显示质量好、精度高◊缺点：i.(1)数据结构简单ii.(2)软件与硬件的技术要求比较高iii.(3)多边形查合分析比较困谁iv.(4)显示与绘图成本比较高◊柵格数据结构具有的优点：i.(1)数据结构简洁ii.(2)空间分析和地理现象的模拟均比较简洁iii.(3)有利于与遥感数据的匹配应用和分析iv.(4)输出方法快速，成本比校低廉0缺点：i.(1)图形数据量大ii.(2)投影转换比较困难iii.(3)栅格地图的图形质量比较低些iv.(4)现象识别的效果不如矢量方法3-2-2矢■向栅格的转换点的柵格化是线和面栅格化的基础。I.有一点实体其矢量坐标为P（9.5,15.6）,若网格的宽与高都是2,则P点栅格化的行列坐标为：（ ）2000C）A.P（5,8） B.P（8,5）C.P（4,7） D.P（7,4）线的据格化来纳扫描线算法：先栅格化线段的两个断点，然后在栅格化线段的中间部分。而的柵格化分为：基于弧段数据的柵捋化和基于多边形数据的栅格化。基于弧段数据的栅格化方法，中心扫描线算法。基于多边形数据的栅紹化方法：内部点填充法、边界代数法、包含检验法“点在多边形内"的判定：检验夹角之和的方法和铅垂线法3-2-3栅格向矢量的转换矢量化的目的：一是将扫描仪猎取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库；二是将柵格数据进行压缩，将面状柵格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。<基于图像数据的矢量化方法：（1）二值化：（2）细化：（3）跟踪。细化的方法：（1）剝皮法；（2）骨架法。3-3多元空间数据的融合遥感数据与GIS教据融合的方式有：遥感影像与数字线画图（DLG）的融合、遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合、遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合。遥感影像与数字线画图（DLG）的融合：可以生产影像地图，有丰富的光谱信息与几何信息，义有行政界线和属性信息，提高了可视化效果。遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合：有助于实施几何校正与配准，消退遥感影像中因地形起伏产生的位移和辐亮度的变化。遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合，可以从遥感图像中快速发觉已发生变化的区域，进而实现空间数据库的自动、便自动更新。3.4空间数据的压缩与重分类矢量数据压缩的实质是对线状实体上点的数量的压缩，其中最常用的是道格拉斯一普朗克算法，也祢垂距法。基于矢量的压缩的本质是采用某种算法削减实体点的数量。3.5空间数据的内插方法点的内插是用来建立具有连续变化特征现象（例如地面高程）的数值方法。点的内插步朦：（1）数据取样；（2）数据内插：（3）内插数据精度分析。数据取样以建立数字高程模型为例，有两种方式：（1）特征点取样，随机取样；（2）格网取样。点的空间内插分类：分块内插法：线性内插法、双线性多项式内插法、二元样条函数内插法逐点内插法：移动拟合法、加权平均法、克里金法整体内插法：N次多项式拟合法，函数不稳定，运用较少3.6空间拓扑关系的编辑多边形连接编辑节点连接编辑第4章GIS空间数据库空间数据的存储和管理方法通常有两种方式：空间文件存储管理和空间数据库存储和管理。空间数据管理的进展（1）初级式的管理模式：其空间分析功能和属性处理功能分别直接调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理；举例：ArcGIS的Coverage文件。（2）混合式的管理模式：其空间分析功能调用空冋数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据釆用属性数据库进行管理；举例：Shape文件和.TAB文件。(3)扩展式的管理模式(引擎方式)：在常规数据管理系统之上添加一层空间教据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的力量；举例：ArcGIS的GeoDatabase(SDE)O(4)集成式的管理模式：它是直接財常规数据库管理系统进行功能扩展，加入肯定数量的空间数据存储与管理功能举例：OracleSpatiaICartridgo„在面財对象数据模型中，对象就是现实世界中一个事物的模型表达，它具有一个唯一的名称标识，并把自身的状态和内在的功能封装在一起。在面对■对象数据模型中，类是一组对象的抽象描述，它将该组对象全部具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的力量和性质。在面对■对象系统中，实现特定功能的方法不仅以名称来区分，而且用它所带的参数来区分，这称为重载。在面对对象系统中，同一个消息可以依据发送消息对象的不同采纳多种不同的行为方式，这称为多态。数据库方法与文件管理方法相比，具有更强的数据管理力量。数据库的主要特征：数据冗余度小；数据集中掌握；数据独立性特征。基本地理空间熟悉模型的抽象层次，可用纳为三个层次：概念模型、规律数据模型、物理数据模型应用程序对数据犀的操作全部通过DBMSo对■文件进行存取操作的基本单位是纪录。用来表示物体属性最基本的不行分割的数据单位是数据项。在关系模型的规律设计中，法律规范化的基本思想是逐步消退数据依靠中的不合理部分，使模式中的各个关系达到某种程度的分别，让一个关系描述一个概念。2NF在满足前一范式的基础上，每一个非主属性完全函数依靠于该关系的关键字。为了唯一标识每个纪录，就必需有纪录的标识符，这个标识符称为主关键字。时空一体化数据模型：时间片快照模型、底图走加模型、时空合成模型。◊数据字典是描述数据库中各种数据属性与组成的数据集合。第5章空间分析的原理与方法从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是具有空间分析功能。（）GIS与机助制图的差异在于：（）（D）是地理信息的载体 B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能 D.具有强大的空间分析功能从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是GIS具有（）。（C,）数据输入功能 B.数据管理功能C.空间分析功能 D.数据输出功能GIS中空间分析的步骤是：确定分析目的和评价标准；收集和录入空间和属性数据：作空间位置的处理和分析和作属性数据的处理和分析；获得简要分析结果；解释和评价结果，若不满足，则返回前面任一步骤重做；以专题地图、文字报告形式作为正式结果，供决策用。（）T下列那些是矢量数据的分析方法：（）（C）A.坡向分析 B.谷脊特征分析C.网络分析 D.地形剖面分析解决道路拓宽中拆迁指标的计算问题，可应用的空间分析方法是：（）（A）A.缓冲区分析 B.包含分析C.网络分析 D.最短路径分析5-1数字地形分析下列给出的方法中，哪项适合生成DEM：（ ）（A）A.等高线数字化法 B.多边形环路法C.四叉树法 D.拓扑结构编码法有关DEM的叙述错误的是：（）（0DEM是构成DTM的基础三角网可生成DEMDTM的质量打算DEM的精确性等高线数字化法是普遍釆纳的生成DEM的方法

下列数据格式不能用来表示DEM的是：（）（D）A.规章格网（Grid） B.不规章三角网（TIN）C.地形特征线 D.面条数据（Spaghetti）数字地面模型中，地表粗糙度一般定义为地表单元曲面面积与投影面积之比。（）T地表粗糙度反映地表起伏变化与侵蚀的指标，可以定义为：地表单元曲面面积与投影面积之比。T地表粗糙度反映地表起伏变化与侵蚀的指标，可以定义为：对角线连线的中点的高差D来表示。T高程变异可以定义为网格单元顶点高程的标准差与平均高程的比值。T（）数字地面模型中，地面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角是坡向。（）F卜.面那种地形分析可•以为防止倒塌、泥石流等自然灾难供应数据支持（）o（C）A.坡向分析谷脊特征分析A.坡向分析坡度分析地表粗糙度坡度分析地表粗糙度16.釆用DEM数据可以进行：（16.釆用DEM数据可以进行：（)(A)A・洪水沉没损失估算B.缓冲区分析C.包含分析C.包含分析D.网络分析17.下列不属于数字地形分析的是：17.下列不属于数字地形分析的是：（）（C）A.坡向分析C.网络分析谷脊特征分析A.坡向分析C.网络分析D.地形剖面分析以下不属于地形因子的是：（）（A）A.剖面线 B.曲面面枳地表粗糙度 D.谷脊特征地形分析中常常需要提取谷线、脊线和鞍点等地形特征线，在规章格网地形数据中（如下图），假如Zi.j满足①（Zjj-1-Zij）国|-瓦）>0：②ZijQZij：③Zi+ij>Z订三个条件,则该点为（）。（C）Z(i+-左：Z（Z(i-1A.脊点 B.鞍点C.谷点 D.不是地形特征点5.2空间叠合分析确定某一县境内大路的类型以及不同级别道路的里程，应当用：（ ）（C）A.追踪分析法 B.信息复合分析法C.叠置分析法 D.包含分析法釆用GIS进行土地釆用动态监测时，可使用的分析方法是：（）（C）A.空间聚类 B,空间聚合C.合成叠置 D.网络分析解决点、线、而之间是否存在直接联系的分析方法是：（）（A）A.包含分析 B.统计分析C.多边形叠置分析 D.网络分析采用GIS可以分析计算出某条高速大路穿越各个行政区的长度，在此过程中需要用到那种空间分析能（）0（B）A.空间缓冲区分析 B.空冋叠合分析C.空间网络分析 D.空间统计分析栅格叠合分析的前提是相同地区的栅格图层和相同的栅格单元大小。（）T栅格叠合分析是相同地区的栅格图层之间的运算，但栅格大小可以不同。（）F栅格数据的叠合算法只能在两个空间特征数据之间进行。（）F在矢量数据的叠合分析中，下图的多边形a与b经过什么运算后能得到C图的结果？)(A)

A.UnionC.EraseB.IntersectA.UnionC.EraseB.IntersectD.Update5-3空间接近度分析最短路径分析是一种空间接近度分析，具有广泛的应用。（）F依据分析对象的点、线、而实体，自动建立它们四周肯定距离的带状区，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供应依据。符合该项要求的空间操作是（A.空间缓冲区分析C.空间网络分析）。（A）B.空间叠合分析D.空间统计分析30.湖泊和河流四周爱护区的定界可釆纳：（）（D）A.空间聚类B.统计分析C.叠置分析D.缓冲区分析31.确定城市的噪音污染源所影响的肯定空间范围所用到的分析方法主要为：（）（B）A.包含分析法B.缓冲区分析方法C.叠置分析法D.网络分析法5.3空间网络分析32.空间数据中属于数据网络数据的内容是（）o（D）A.考古地点C.气象站B.地名D.道路交点33.通常用来选择最佳路径或最佳布局中心的位置的一种方法：（ ）（D）

A.包含分析法A.包含分析法C.叠置分析法B.缓冲区分析方法D.网络分析法第6章GIS的应用模型依据所表达的空间对象不同，GIS应用模型可分为数学模型、闻历模型和混合模型。海洋环流模型属于数学模型。GIS技术在土地评价中应用广泛，以玉米种植地评价为例，一赦评价过程是：①评价对象的生态条件调查;②确定评价对象的影响因素和因子；③采用GIS生成影响因素数据;④计算个因素的权重和贡献函数值；⑤计算相宜性评级。应用型地理信息系统是解决一类或多类实际应用问题的地理信息系统。第7章GIS的设计与评价应用型的GIS设计，大致可以分为四个主要阶段：系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护，GIS研制工作的核心是系统分析。地理信尽系统按其功能和内容可分为基础型地理信息系统和应用型地理信息系统。基础型地理信息系统：ArcGIS、SuperMapo应用型地理信息系统：黄河流域地理信尽系统，地籍管理地理信尽系统。应用型地理信息系统按对象性质和内容可分为区域地理信息系统和专题地理信息系统。在应用型GIS的系统设计方法中，生命周期法就是系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后依据肯定的准则挨次开发实施。国内地理信息标准制定的优点是看眼于满足当前需求，针对性强，缺点是解决整体标准化问题时难于归纳和统一。国外地理信息标准化的工作思路是从整体到局部，从一般到特别，对简单的标建化对象有整体的处理方式。地理信息的标准化对下列问题不能起到直接作用的是降低地理信息的猎取成本。GIS数据法律规范化和标准化直接影响地理信息共享，地理信息系统空间位置建立的基础是统一的坐标系统。美国openGIS协会的0GC是一种行业标准，ISO是一种国际标准。

第8章GIS产品的输出设计推断数字地球的概念是由美国前副总统戈尔在1998年提出的概念，其核心思想是：•是用数字化手段同一处理地球问题；二是通过网络最大限度地采用地球信息资源。T数字地球的概念是由美国前总统克林顿在1998年提出的概念。F全要素地形图的内容包括水系、地貌、植被、居民地、交通、境界、独立地物等，它们具有统一的大地掌握、统一的地图投影和分幅编号，统一的比例尺系统统一的编制法律规范和图式符号，是编制各类专题地图的基础。T1：1万的全要素地形图属于我国基本比例尺地形图。T1：20万的全要素地形图属于我国基本比例尺地形图。F1：30万的全要素地形图属于我国基本比例尺地形图。F1：2万的全要素地形图属于我国基本比例尺地形图。F遥感影像地图具有遥感图象和地形图的双重优点，既包含了遥感图象的丰富信息内容,又保证了地形图的整饰和儿何精度。TGIS产品的输出内容包括空间数据和属性数据。TGIS产品的输出内容包括纸质地图和数字地图。FGIS产品按输岀载体不同分为纸质地图和数字地图。T地理信息系统的输出内容主要包括空间数据和属性数据。（）T选择常规地图分为全要素地形图、各类专题图、遥感影像地图和（ ）。（C）B.城市规划图A.B.城市规划图C.正射影像地图C.正射影像地图D.统计图表与数据报表14.不属TGIS输出的内容的是：（）（0A,全要素地形图B.专题地图C.遥感影像D.统计图表15.卜.列颜色标准属于工业标准的是：（)(C)A.HSV颜色模型B.CMYK颜色模型C.RGB颜色模型D,都不是16.釆用二基颜色色合成原理可以得到全部的其它颜色,试指出下列哪种颜色不属于三基色的范畴：（）（B）A.红色B.黄色C.绿色D.蓝色17.全要素地形图具有统一的大地掌握、统一的地图投影和分幅编号，统一的比例尺系统统一的编制法律规范和图式符号，是编制各类专题地图的基础。其中不属于我国基本比例尺的是（）（D,2000E）A.I：I万B.I：5万C.I：10万D.1：20万18.在进行图形比例变换时，若比例因子SX=SYvl,则图形变化为：（）（B）图形没有变化图形按比例缩小图形按比例放大图形发生变形名词解释（9题）、简答题（20题）CHP1名词解释:GISGIS是地理信息系统（GeographicalInformationSystem）的英文缩写，GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决简单的规划和管理问题。什么是地理信息系统（GIS）?简述其基本功能。（6分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决简单的规划和管理问题。（3分）其基本功能有：（1） 数据的釆集与编辑（2） 数据存储与管理（3） 数据的处理与变换（4） 空间分析和统计（5） 产品的制作和演示（6） 二次开发和编程什么是地理信息系统（GIS）?简述其应用功能。（6分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的釆集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决简单的规划和管理问题。（3分）其应用功能有：（1）资源管理；（2）区域规划；（3）国土监测；（4）帮助决策GIS的基本概念及其基本构成？（6分）答：（4分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决简单的规划和管理问题。（2分）GIS的基本构成包括：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。试述GIS的几种进展趋势？（6分）答：（每个要点1.5分）（1）地理信息系统已成为一门综合性技术。GIS不仅与RS、GPS集成3S系统，且与CAD多媒体、通信、因特网等技术结合，构成综合信息技术，其自身功能不断完善，为数字地球建立及其应用供应牢靠技术保障。<2）GIS产业化进展势头强劲。地理信息系统产业对象包括：硬件、软件、数据釆集与转换、电子数据、遥感数据猎取与处理、系统开发与集成和询问与技术服务七个方面。（3） GIS网络化己构成当今社会的热点。因特网在全球的快速进展，为地理信息的共享供应了一个开放的信息空间，拓展了GIS的功能和应用。（4） 地理信息科学的产生和进展。地理信息系统以前所未有的进展速度在科技界和企业界推广应用，大大提高了人类处理和分析地球资源、环境、社会和经济数据的力量，而GIS技术及其应用的进一步进展必需依托基础理论的争论，进展地理信息科学。什么是地理信息系统（GIS）?它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？（7分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决简单的规划和管理问题。（4分）与一般的计算机应用系统比较，其相同点：（1） 计算机化的技术系统，采用计算机处理数据，能够从数据中提取信息。（2） 基本构成：系统硬件、系统软件、应用人员、应用模型不同点：（1） 以空间数据作为处理和操作的主要对象，这是它区分于其他信息系统的根本标志，也是技术难点；由于空间数据具有区域性、多层次和动态变化的特征；（2） GIS在数据结构、空间分析、搜寻查询，可视化以及演化模拟和决策支持方面的优势,打算了它能供应其他方法难以获得的重要信息；（3） GIS与地理学和测绘学紧密相关。CHP2什么是空间数据？它有那些基本特征?（6分）答：（5分）空间数据是现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，它反映的特征同样应当包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。空间数据具有三个基本特征：（1） 空间特征：是指地理现象和过程所在的位置、外形和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系。（2） 属性特征：是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等。（3） 时间特征：是指肯定区域内的地理现象和过程随着时间的变化状况，称为时态数据。空间数据的拓扑关系对GIS的数据处理和空间分析具有哪些重要意义？（6分）答：（6分）（1）依据拓扑关系不需要釆用坐标或者计算距离，就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；（2） 釆用拓扑数据有利于空间要素的查询；（3） 可以采用拓扑数据作为工具，重建地理实体。名词解释:矢量数据结构。（4分）矢量数据结构是采用欧几里徳几何学中的点、线、而及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。矢量数据结构能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。名词解释:栅格数据结构（4分）基于栅格数据模型的结构，是指将空间分成有规章的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性来表示地理实体的一种数据组织方式。CHP3名词解释：空间数据变换（4分）空间数据变换即空间数据坐标系的变换，是从一种数学状态到另一种数学状态的变换,其实质是建立两个坐标系之间的一一对应关系，包括几何订正和投影转换，解决空间数据的几何匹配问题，是空间数据处理的内容之一。对比分析矢量数据结构和栅格数据结构的特点。（10分）答：矢量数据结构具有的优点：<1）便于面对现象（土壤类、土地采用单元等）的数据表示；（2） 数据结构紧凑、冗余度低（3） 有利于网络分析（4） 图形显示质量好、精度高缺点：（1） 数据结构简单（2） 软件与硬件的技术要求比较高（3） 多边形叠合分析比较困难（4） 显示与绘图成本比较高栅格数据结构具有的优点：（1） 数据结构简洁（2） 空间分析和地理现象的模拟均比较简洁（3） 有利于与遥感数据的匹配应用和分析（4）输出方法快速，成本比较低廉缺点：（1） 图形数据量大（2） 投影转换比较困难（3） 栅格地图的图形质量比较低些（4） 现象识别的效果不如矢量方法请分析说明矢量数据结构的优点和缺点。（6分）答：矢量数据的优点是（3分）：（1） 便于面对现象（土壤类、土地釆用单元等）的数据表示；（2） 数据结构紧凑、冗余度低（3） 有利于网络分析（4） 图形显示质量好、精度高矢量数据结构的缺点是（3分）：（1） 数据结构简单（2） 软件与硬件的技术要求比较高（3） 多边形叠合分析比较困难（4） 显示与绘图成本比较高请分析说明栅格数据结构的优点和缺点。（6分）答：栅格数据的优点是（3分）：（1） 数据结构简洁（2） 空间分析和地理现象的模拟均比较简洁（3） 有利于与遥感数据的匹配应用和分析（4） 输出方法快速，成本比较低廉栅格数据的缺点是（3分）：（1） 图形数据量大（2） 投影转换比较困难（3） 栅格地图的图形质量比较低些（4） 现象识别的效果不如矢量方法名词解释：数据内插（4分）设已知一组空间数据，他们可以是离散点的形式，也可以是多边形分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使关系式最好地靠近这些己知的空间数据，并能依据该函数关系式推求出区域内其他任意点或任意多边形分区范围的值。这种通过己知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法称为空间数据的内插。CHP4简述空间数据库设计的歩骤。（6分）答：空间数据库设计的步骤为：（6分，只答出要点而没有解释得3分）<1）需求分析：即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合；（2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来；（3） 规律设计：即把信息世界中的概念模型采用数据库管理系统所供应的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来；（4） 物理设计：即数据库存储结构和存储路径的设计。空恒舌管理实现方式从文件进展到数据库，主要经受了哪四个阶段？（6分）空恒答：（6分，只答要点得4分）（1）初级式的管理模式：其空间分析功能和属性处理功能分别直接调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理；（2） 混合式的管理模式：其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据釆用属性数据库进行管理：（3） 扩展式的管理模式（引擎方式）：在常规数据管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的力量；（4） 集成式的管理模式：它是直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入肯定数量的空间数据存储与管理功能。空间数据库设计的原则？（6分）答：（6分）（1）尽量削减空间数据存储的冗余量；（2） 供应稳定的空间数据结构，在用户的需要转变时，该数据结构能够快速作相应变化:（3） 满足用户对空间数据准时访问的需求，并能高效地供应用户所需的空间数括查询结果；（4） 在数据元素间维持简单的联系，以反映空间数据库的简单性；（5） 支持多种多样的决策需要，具有较强的适应性。CHP5名词解释：DEM。（4分）数字高程模型（DigitalElevationModel）,是一种用数字化的形式表达髙程信息的方法,DEM是各种地球科学分析、工程设计和帮助决策的重要基础性数据，可以用来提取各种地形因子，如坡度、坡向、地面粗糙度、高程变异等，DEM在形式上可以用规章格网（Grid）或不规章三角网（TIN）。什么是DEM,有哪些地学应用？（6分）答：（6分）数字高程模型（DigiialElevationModel）,是一种用数字化的形式表达高程信息的方法，DEM是各种地球科学分析、工程设计和帮助决策的重要基础性数据，可以用来提取各种地形因子，如坡度、坡向、地面粗糙度、高程变异等，DEM在形式上可以用规章格网（Grid）或不规章三角网（TIN）。应用举例：提取地形因子，地形剖线，基站选址等。从数字高程模型（DEM）中可以派生出哪些数字地形数据?（6分）答：（6分）从DEM中可以派生的数字地形数据有：（1） 坡度与坡向数据；（2） 曲而而积数据；（3） 地表粗糙度数据；（4） 高程变异数据；（5） 谷脊特征数据；（6） 地形剖线数据：（7） 地形通视数据。名词解释:空间叠合分析。（4分）空间叠合分析是指在相同的坐标系统条件下,将统一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，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，一般用于搜寻同时具有几种地理属性的分布区域。名词解释：空间缓冲区分析。（4分）空间缓冲区分析是围绕点、线、面实体，自动建立其四周肯定宽度范围内的多边形，用以表征地理空间实体的一种影响范围或服务范围，是空间接近度分析的一种，常用于地很影响范围、超市等服务范围等方面的应用。什么是空间缓冲区分析，举例说明其应用？（6分）答：（6分）空间缓冲区分析是空间接近度分析的一种，即围绕点、线、面实体，自动建立其四周肯定宽度范围内的多边形，用以表征地理空间实体的一种影响范围或服务范围。应用举例：地震影响范围、强度分析，超市的服务范围，水源地爱护区，道路噪音影响范围等（应用举例非标准答案，合理即可）。名词解释：Voronoi多边形分析。（4分）Voronoi多边形分析是空间接近度分析的一种，其原理是依据离散分布的己知数据点对争论区域进行划分，使得划分的多边形（即Voronoi多边形）掩盖整个争论区域，形成一个Voronoi图，且每一个多边形中仅包含一个己知的数据点。则可以用该己知数据点的数据来表达和分析该多边形内全部其他数据点，常用于空间插值计算。Voronoi分析的原理及其应用?（6分）答：（6分）Voronoi多边形分析是空间接近度分析的一种，其原理是依据离散分布的已知数据点对争论区域进行划分，使得划分的多边形（即Voronoi多边形）掩盖整个争论区域，形成一个Voronoi图，旦每一个多边形中仅包含一个己知的数据点。则可以用该已知数据点的数据来表达和分析该多边形内全部其他数据点，常用于空间插值计算。应用举例：天气预报等。CHP6以公园选址为例，依据公园对环境的要求，争论在选址过程中需要哪些空间数据源？（6分）答：（6分）依据公园的环境需求，一般需要以下空间数据源：（1） 城市道路专题数据；（2） 城市噪音污染源专题数据；（3） 城市地形数据；（4） 城市水专题数据。CHP7试述应用型GIS开发中原型法和生命周期法设计的特点。（10分）答:（3分）生命周期法：应用型GIS的设计大致分为四个阶段：系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护。这四个阶段构成了系统的生命周期。假如系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后依据肯定的准则挨次开发实施。（3分）原型化设计方法：就是依据用户提出的需求，由由用户与开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短的时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原型或系统雏形，交用户试用，经过一段时间的运行后，依据用户意见对原型加以修改或扩充，产生一个新版本，如此反复迭代，最终形成一个比较完善和质量较高的版本。（2分）生命周期法的优点是便于开发工作的组织管理，缺点是系统开发过程较长，新系统实际效果的可见性差，来自最终用户的反馈比较迟，不简洁把握用户需求变化等。（2分）原型法与生命周期法相比教，能使用户更乐观地参加新系统的设计与实现，能使开发人员准时猎取用户的反馈意见，能更快地看到系统的实际效果，能使系统开发人员的风险降到最低限度。简述GIS系统评价的概念和GIS系统评价的内容（8分）答：（3分）GIS系统评价就是将运行者的系统与预期目标进行比较，考察是否达到了系统设计时所预定的总体目标、功能需求和经济指标，然后对下列各项指标逐一审议和考核（每条1分）：1） 系统效率2） 系统牢靠性3） 可扩展性4） 可移植性5） 系统的效益CHP8相对于纸质的常规地图，电子地图的优势是什么?（6分）答：（每条2分）1）数字地图的存储介质是计算机磁盘、光盘等，其优势是信息存储量大、体积小，易于携带和通过网络传输。2） 数字地图是以空间数据反映各类地理特征，可以在计算机软件的支持下借助髙辨别率的显示器实现地图的无极缩放、漫游等显示，和信息的动态选择、查询、量算等功能。3） 数字地图便于与遥感数据相结合，实现地图的快速更新，也便于多层次信息的综合表现与分析。计算题、分析题CHP2计算题：游程编码采用游程编码法对下面10*10的栅格矩阵文件进彳亍压缩，并计算冗余度（10分）CHP2计算题：四叉树编码下图给出了8x8栅格数据,请按常规四叉树对该数据进行编码，并给出编码结果。（7分）

(2000X)下面左图为莫顿码栅格挨次，采用十进制线性四叉树编码对右图的栅格数据进行压缩。(8分)4243464758594243464758596263404144455657606134353839505154553233363748495253101114152627303189121324252829236718192223014516172()2120265该栅格数据的十进制线性四叉树编码结果为:莫顿码 尺寸 值莫顿码 尺寸 值CHP3计算题：点的内插点的内插是用已知点的属性数据来推求肯定区域内其他未知点的属性数据，从而生成连续变化的曲面。请依据下图1・6号点的高程数据；釆用下列方法求出A

点的高程(10分1(1)线性内插法；(2)按距离加权法。点号x/cmy/cmz/cm112402333035420446305254061650A35?CHP3计算题：面的内插区域的内插是依据一组多边形分区的已知数据来推求同一地区另一组多边形分区的位置数据的内插方法，源区和目标区如下图所示，A、B、C三区的人口数分别为，104,80,78,请计算出目标区1,2,3区的人口数。(10分)解:321目标区人口面积A104解:321目标区人口面积A10413表1源区的人口与面积表2目标区与源区面枳的交集B60102642C78133406计算依据公式，-冃标区各个分区的序号S-源区各个分区的序号%-t区与S区相交的面积%-s区的面积区的插值VI=104*3/13+60*6/10+78*5/13=90区的插值V2=104*6/13+60*4/10+78*2/13=84区的插值V3=104*4/13+60*0/10+78*6/13=68CHP5分析题：最短路径分析（？3题）请用"Dijkstra算法"计算出下列网络图中vl—v9间的最短路径。（20分）解:VIV2V3V4V5V6V7V8V9确定起点0（8）3)3)(°°)(°°)(°°)(°°)（8）标定VI0(2)(1)(1)(°°)3)3)3)（8）标定V30(2)1(1)(3)(2)3)（8）3)标定V40(2)11(3)(2)3)⑸3)标定V20211(3)(2)3)⑸3)

标定V60211(3)2(5)(5)3)标定V5021132(5)(4)3)标定V8021132(5)4⑸标定V9021132(5)45最短路径：VI—V3—V5—V8—V9CHP2分析题：拓扑文件、CHP3多边形冷点连接编辑(2000Z)在地理信息系统中，对于凡是网状结构特征的地理要素，例如自然与行政的分区、各种瓷源类型的空间分布以及交通网等，都存在结点、弧段和多边多之间的拓扑结构，请依据下图回答问题：(20分)(1)写出该图的DIME弧段数据文件；(2)多边形Pl、P2、P3、P4、P5的属性分别为A、B、C、D、E,将该图纵边和横边进行八等分，依据网格面积占优法，建立该图的栅格矩阵文件；(3)对栅格数据进行常规四叉树编码；

请用DIME编码法对下图的拓扑地图进行编码，并对N5进行节点连接编辑（20请写岀下图的弧段数据文件，并对P4进行多边形连接编辑（20分、

解：该图的弧段数据文件为(8分):弧段号起始节点终止节点左多边形右多边形CININ2P1P3C2N2N3P4P3C3N2N4P1P4C4N3N4P4OC5N3N1(DP3C6N5N5P1P2C7N1N4中P1多边形连接编辑步骤(12分，每步4分):(1)在上述弧段文件中找出全部与当前编辑的多边形P4相关的全部纪录.如下表弧段号起始节点终止节点左多边形右多边形C2N2N3P4P3C3N2N4P1P4C4N3N4P4(2)在找出的纪录中，检査当前编辑的多边形P4所处的位置：假