地理信息系统应用知识要点梳理卷

地理信息系统应用知识要点梳理卷姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、填空题1.地理信息系统（GIS）是一种____信息处理系统____，用于对地理空间数据进行采集、管理、分析和表达。

2.GIS的主要功能模块包括数据采集、____数据编辑____、分析、可视化等。

3.空间数据可以分为____矢量____数据和____栅格____数据两大类。

4.矢量数据以____点、线、面____形式表示地理要素，如____点____、____线____等。

5.栅格数据以____网格____形式表示地理要素，如____遥感影像____、____温度分布____等。

6.GIS中常用的坐标系统有____大地坐标系____、____投影坐标系____和____地理坐标系____等。

7.在GIS中，坐标点的____X坐标____、____Y坐标____和____Z坐标____三个维度构成了地理空间坐标系统。

8.GIS的____空间查询与分析____功能可以用于空间查询和分析。

答案及解题思路：

答案：

1.信息处理

2.数据编辑

3.矢量；栅格

4.点；线；面

5.网格；遥感影像；温度分布

6.大地坐标系；投影坐标系；地理坐标系

7.X坐标；Y坐标；Z坐标

8.空间查询与分析

解题思路：

1.GIS是一种信息处理系统，它对地理空间数据进行操作，故填“信息处理”。

2.GIS的基本功能模块包括数据采集、编辑、分析、可视化等，其中数据编辑是预处理数据的重要步骤，故填“数据编辑”。

3.空间数据根据表示方式的不同，可以分为矢量数据和栅格数据，故填“矢量”和“栅格”。

4.矢量数据通过点、线、面等基本几何元素来表示地理要素，常见的有点和线，故填“点”、“线”和“面”。

5.栅格数据通过规则的网格单元来表示地理要素，常用于遥感影像和温度分布等数据的表示，故填“网格”、“遥感影像”和“温度分布”。

6.GIS常用的坐标系统包括大地坐标系、投影坐标系和地理坐标系，它们分别适用于不同类型的地理空间数据处理，故填相应的坐标系统名称。

7.在GIS中，坐标点通过X、Y、Z三个维度来描述其位置，这三个维度构成了地理空间坐标系统，故填“X坐标”、“Y坐标”和“Z坐标”。

8.GIS的空间查询与分析功能是GIS的核心功能之一，通过这一功能可以进行空间查询、叠加分析、缓冲区分析等操作，故填“空间查询与分析”。二、选择题1.以下哪个不是GIS的主要功能模块？

A.数据采集

B.数据存储

C.数据处理

D.可视化

2.矢量数据中，以下哪个是点要素？

A.多边形

B.线

C.点

D.注记

3.栅格数据中，以下哪个是连续的数值数据？

A.矢量数据

B.栅格数据

C.属性数据

D.空间数据

4.在GIS中，以下哪个坐标系统适用于全球范围？

A.地球坐标系

B.投影坐标系

C.地形坐标系

D.局部坐标系

5.GIS中，以下哪个功能可以用于空间查询和分析？

A.空间查询

B.空间分析

C.属性查询

D.可视化

6.以下哪个不是GIS的空间分析方法？

A.密度分析

B.空间叠加

C.空间聚类

D.空间插值

7.以下哪个不是GIS的属性数据？

A.地理名称

B.地理编码

C.地理分类

D.地理坐标

8.以下哪个不是GIS的应用领域？

A.城市规划

B.土地管理

C.环境监测

D.交通运输

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：GIS的主要功能模块通常包括数据采集、数据存储、数据处理和可视化。可视化是展示数据处理结果的方式，而不是一个独立的功能模块。

2.答案：C

解题思路：在矢量数据中，点要素是表示地理空间位置的基本单位，如道路交叉口、建筑位置等。多边形、线和注记分别表示面、线和文本信息。

3.答案：B

解题思路：栅格数据由单元格（像素）组成，每个单元格包含一个或多个数值，这些数值可以是连续的，如温度、高程等。

4.答案：A

解题思路：地球坐标系（如WGS84）是一个全球性的坐标系统，适用于全球范围内的地理定位。

5.答案：B

解题思路：空间分析是GIS的核心功能之一，它允许用户对空间数据进行查询和分析，以识别空间模式、关系和趋势。

6.答案：A

解题思路：密度分析、空间叠加、空间聚类和空间插值都是GIS中的空间分析方法，而密度分析通常用于计算空间点的密度。

7.答案：D

解题思路：GIS的属性数据包括地理名称、地理编码和地理分类等，地理坐标是用于定位的空间数据，不属于属性数据。

8.答案：D

解题思路：GIS的应用领域非常广泛，包括城市规划、土地管理和环境监测等，交通运输虽然与GIS相关，但不属于GIS的直接应用领域。三、判断题1.GIS只适用于空间数据的处理和分析。（×）

2.矢量数据和栅格数据是GIS中两种基本的空间数据类型。（√）

3.投影坐标系可以完全表示地球表面的真实位置。（×）

4.GIS的空间查询功能只能进行简单的空间位置查询。（×）

5.空间叠加分析可以用于比较不同图层之间的空间关系。（√）

6.GIS的属性查询功能可以对空间数据进行属性信息查询。（√）

7.地理信息系统（GIS）可以用于城市规划、土地管理、环境监测等领域。（√）

8.空间插值分析可以用于预测未知区域的地表特征。（√）

答案及解题思路：

1.答案：×解题思路：GIS不仅适用于空间数据的处理和分析，还包括对空间数据与属性数据的结合分析，以及空间分析的结果输出等。

2.答案：√解题思路：矢量数据通过点和线描述空间现象，栅格数据通过像素网格表示空间现象，它们是GIS中最为基础和常用的空间数据类型。

3.答案：×解题思路：投影坐标系是在地球表面上的平面坐标系，由于地球是一个不规则的球体，投影坐标系无法完全表示地球表面的真实位置。

4.答案：×解题思路：GIS的空间查询功能不仅限于简单的位置查询，还包括根据空间条件、拓扑关系、距离等多种方式进行复杂的查询。

5.答案：√解题思路：空间叠加分析是通过将不同图层的数据进行合并、交集、差集等操作，来分析不同图层之间的空间关系。

6.答案：√解题思路：GIS的属性查询功能可以根据空间数据的属性信息进行查询，如查询某个区域的土地使用类型、建筑高度等。

7.答案：√解题思路：GIS在城市规划、土地管理、环境监测等领域具有广泛的应用，可以帮助相关部门进行科学决策和管理。

8.答案：√解题思路：空间插值分析是通过已知样本点的空间分布来预测未知区域的地表特征，广泛应用于地形分析、资源勘探等领域。四、简答题1.简述GIS的空间数据类型及其特点。

答案：

GIS的空间数据类型主要包括矢量数据和栅格数据。

矢量数据：以点、线、面等几何要素表示地理空间信息，具有精确的地理位置信息和丰富的拓扑关系。特点包括：位置信息准确，易于编辑和管理，拓扑关系明确，适合于表示具有明确边界和形状的地理实体。

栅格数据：以规则的网格单元表示地理空间信息，每个网格单元包含特定的属性值。特点包括：数据采集和处理相对简单，适合于表示连续变化的地理现象，如温度、高度等。

解题思路：

先简述两种主要的空间数据类型，然后分别阐述其特点，最后总结。

2.简述GIS的坐标系统及其作用。

答案：

GIS的坐标系统用于确定地理空间中点的位置。常见的坐标系统包括：

平面坐标系：如经纬度坐标系，用于确定地球上任意点的位置。

投影坐标系：将地球表面上的三维坐标投影到二维平面上，用于地图制作。

作用包括：保证地理数据的准确性和一致性，实现不同地区、不同比例尺地图之间的转换，便于空间分析和展示。

解题思路：

首先列举常见的坐标系统，然后说明其作用，最后强调坐标系统在GIS中的重要性。

3.简述GIS的空间查询功能及其应用。

答案：

GIS的空间查询功能允许用户根据空间位置或属性条件检索地理数据。应用包括：

空间位置查询：基于地理坐标或地址检索特定区域的数据。

属性查询：根据属性值（如人口密度、面积等）查询相关地理实体。

空间叠加分析：结合多个数据集进行查询，如查找特定区域内满足特定条件的地理实体。

解题思路：

介绍空间查询功能的基本概念，然后列举其应用实例，最后强调其在GIS分析中的重要性。

4.简述GIS的空间分析功能及其应用。

答案：

GIS的空间分析功能包括地形分析、网络分析、空间建模等。应用包括：

地形分析：计算坡度、坡向等，用于评估地形适宜性。

网络分析：如路径分析、服务区分析，用于交通规划。

空间建模：模拟现实世界的空间过程，如洪水模拟、城市扩张预测。

解题思路：

列举GIS的主要空间分析功能，然后说明其应用领域，最后展示空间分析在GIS中的重要作用。

5.简述GIS的属性查询功能及其应用。

答案：

GIS的属性查询功能允许用户基于地理实体的属性特征进行查询。应用包括：

属性索引：快速检索具有特定属性的地理实体。

统计和分析：对地理实体进行分组、分类和统计分析。

决策支持：根据属性信息制定规划、政策和决策。

解题思路：

首先介绍属性查询的基本功能，然后列举其应用实例，最后说明属性查询在GIS决策支持中的作用。五、论述题1.结合实际案例，论述GIS在城市规划中的应用。

[案例]北京市城市总体规划（20162035）

[答案]

北京市城市总体规划（20162035）中，GIS技术被广泛应用于城市规划的多个方面。例如通过对城市土地利用、交通网络、公共设施分布等数据的分析，GIS帮助规划者识别城市发展的瓶颈和潜力区域。具体应用包括：

土地利用规划：利用GIS对城市现有土地利用情况进行分析，预测未来土地利用变化趋势，为城市空间布局提供依据。

交通规划：GIS分析城市交通流量、拥堵情况，优化道路网络布局，提高交通效率。

公共服务设施规划：基于GIS分析人口分布、需求密度等信息，合理规划教育、医疗、文化等公共服务设施的布局。

[解题思路]

解题时应首先介绍GIS的基本概念和城市规划的相关背景，然后结合北京市城市总体规划（20162035）的案例，详细阐述GIS在城市规划中的应用，包括土地利用、交通、公共服务设施等方面。最后总结GIS在城市规划中的重要作用。

2.结合实际案例，论述GIS在土地管理中的应用。

[案例]广东省土地利用规划（20162030）

[答案]

广东省土地利用规划（20162030）中，GIS技术被用于土地资源的调查、监测、管理和规划。具体应用包括：

土地资源调查：GIS结合遥感技术，对土地资源进行全面调查，获取土地利用现状、土地质量、土地权属等信息。

土地管理：通过GIS对土地利用变化进行监测，及时发觉违法用地行为，为土地管理部门提供决策支持。

土地规划：GIS结合空间分析，为土地利用规划提供科学依据，优化土地资源配置。

[解题思路]

解题时应首先介绍GIS在土地管理中的重要性，然后结合广东省土地利用规划（20162030）的案例，详细阐述GIS在土地管理中的应用，包括资源调查、管理和规划等方面。最后强调GIS在土地管理中的实际效果和意义。

3.结合实际案例，论述GIS在环境监测中的应用。

[案例]湖南省长沙市环境监测系统

[答案]

湖南省长沙市环境监测系统中，GIS技术被用于监测空气质量、水质、噪声等环境指标。具体应用包括：

空气质量监测：GIS结合气象数据和空气质量监测数据，分析污染源和污染扩散情况。

水质监测：GIS对水质监测数据进行空间分析，识别污染区域，为水污染防治提供依据。

噪声监测：GIS分析噪声污染分布，为噪声污染治理提供决策支持。

[解题思路]

解题时应首先介绍GIS在环境监测中的重要性，然后结合湖南省长沙市环境监测系统的案例，详细阐述GIS在环境监测中的应用，包括空气质量、水质、噪声等方面。最后总结GIS在环境监测中的实际作用。

4.结合实际案例，论述GIS在交通运输中的应用。

[案例]广东省高速公路网络规划与优化

[答案]

广东省高速公路网络规划与优化中，GIS技术被用于评估高速公路建设方案，优化网络布局。具体应用包括：

高速公路选址：GIS结合社会经济数据、地形地貌数据，评估高速公路建设方案的可行性。

交通流量分析：GIS分析高速公路交通流量，为高速公路建设和运营提供依据。

路网优化：GIS对高速公路网络进行优化，提高路网整体效益。

[解题思路]

解题时应首先介绍GIS在交通运输中的重要性，然后结合广东省高速公路网络规划与优化的案例，详细阐述GIS在交通运输中的应用，包括高速公路选址、交通流量分析和路网优化等方面。最后总结GIS在交通运输领域的实际应用效果。

5.结合实际案例，论述GIS在自然灾害防治中的应用。

[案例]四川省地震灾害防治规划

[答案]

四川省地震灾害防治规划中，GIS技术被用于地震灾害风险评估、预警和应急响应。具体应用包括：

地震灾害风险评估：GIS结合地震活动数据、地形地貌数据，评估地震灾害风险，为防灾减灾提供依据。

预警系统建设：GIS与预警系统结合，实时监测地震活动，发布地震预警信息。

应急响应：GIS为灾害发生后的应急响应提供空间分析支持，指导救援力量和物资的分配。

[解题思路]

解题时应首先介绍GIS在自然灾害防治中的重要性，然后结合四川省地震灾害防治规划的案例，详细阐述GIS在自然灾害防治中的应用，包括地震灾害风险评估、预警系统和应急响应等方面。最后总结GIS在自然灾害防治领域的实际应用价值。六、案例分析题1.案例一：某城市规划项目

题目：某城市拟进行新区规划，该区域位于市区东北角，现有地形平坦，土地利用类型包括住宅、商业、工业和绿地。根据以下信息，分析该区域的地形、土地利用、人口分布等信息，并提出合理的城市规划方案。

地形信息：海拔高度为1020米，坡度为2%5%。

土地利用信息：住宅用地占40%，商业用地占15%，工业用地占20%，绿地占15%。

人口分布信息：住宅区人口密度为8000人/平方公里，商业区人口密度为10000人/平方公里，工业区人口密度为5000人/平方公里，绿地内无居民。

解题思路：

1.分析地形条件，确定适合的城市功能区布局。

2.分析土地利用现状，评估各功能区的发展潜力。

3.分析人口分布，确定城市公共设施和基础设施的配置需求。

4.结合以上分析，提出合理的城市规划方案，包括土地利用规划、交通规划、绿地规划等。

2.案例二：某土地管理部门土地利用调查

题目：某土地管理部门需要对该区域内的土地利用情况进行调查。该区域面积为100平方公里，包括耕地、林地、水域、建筑用地和其他用地。请运用GIS技术进行空间数据采集和分析。

解题思路：

1.利用卫星遥感图像和无人机航拍数据采集土地利用数据。

2.利用GIS软件进行数据处理，包括图像处理、矢量数据转换等。

3.进行空间分析，包括土地利用类型面积统计、空间分布分析等。

4.分析结果报告土地利用变化趋势和规划建议。

3.案例三：某地区空气质量监测

题目：某环境监测部门需要对某地区的空气质量进行监测。该地区设有多个空气质量监测站，收集到的数据包括PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO等污染物浓度。请运用GIS技术对监测数据进行空间分析。

解题思路：

1.将监测数据导入GIS软件，创建点状数据。

2.对数据进行空间插值，空气质量浓度图。

3.分析污染源分布，识别高污染区域。

4.提出改善空气质量的具体措施。

4.案例四：某地区交通网络优化

题目：某交通运输部门需要对该地区的交通网络进行优化。该地区主要道路包括高速公路、国道、省道和城市道路。请运用GIS技术进行交通分析。

解题思路：

1.导入交通网络数据，包括道路网络、节点位置等。

2.分析道路网络拓扑结构，识别关键节点和路段。

3.进行交通流量分析，评估道路负荷。

4.提出优化方案，包括道路扩建、交通组织调整等。

5.案例五：某地区自然灾害评估与救援规划

题目：某地区发生自然灾害，如洪水、地震等。请运用GIS技术进行灾害评估和救援规划。

解题思路：

1.收集灾害影响数据，包括人口分布、基础设施受损情况等。

2.利用GIS进行灾害风险评估，确定高风险区域。

3.分析救援资源分布，包括医疗、物资等。

4.制定救援规划，包括疏散路线、救援点设置等。

答案及解题思路：

案例一：

答案：根据地形、土地利用和人口分布，提出以下规划方案：住宅区位于地形平坦的区域，商业区靠近交通便利的地段，工业区设立在远离住宅区的地方，绿地设置在住宅区和工业区之间，以降低污染影响。同时规划公共设施和基础设施，如学校、医院和交通设施。

解题思路：通过综合分析地形、土地利用和人口分布，提出合理的功能区布局，保证城市可持续发展。

案例二：

答案：运用GIS技术进行空间数据采集和分析，得出土地利用变化趋势和规划建议，如合理规划土地利用，优化农业结构，保护和恢复生态环境。

案例三：

答案：运用GIS技术分析空气质量监测数据，得出污染源分布和高风险区域，提出改善空气质量的具体措施。

案例四：

答案：运用GIS技术分析交通网络，提出优化方案，如扩建道路、调整交通组织等。

案例五：

答案：运用GIS技术进行灾害评估和救援规划，制定合理的救援方案，降低灾害损失。七、计算题1.计算某区域的面积（单位：平方千米）

题目：某区域的边界坐标为（东经120°，北纬30°）、（东经120°，北纬35°）、（东经115°，北纬35°）和（东经115°，北纬30°），请计算该区域的面积。

解答过程：

绘制出区域的边界线，这是一个梯形。

使用梯形面积公式：面积=(上底下底)×高÷2。

上底长度为（北纬35°北纬30°）×地球半径，下底长度同理。

高度为（东经120°东经115°）×地球半径。

代入公式计算得到面积。

2.计算某条线段的长度（单位：千米）

题目：某条线段的起点坐标为（东经121°，北纬29°），终点坐标为（东经121°，北纬31°），请计算该线段的长度。

解答过程