河海大學(xué)2011年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題地理信息系統(tǒng).doc

機密啟用前 秘密啟用后 請將所有答案寫在報考點提供的專用答題紙上河海大學(xué)2011年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題（A卷）考試科目代碼及名稱： 823 地理信息系統(tǒng) 一、 名詞解釋（本題共6小題，每小題7分，滿分42分）1.元數(shù)據(jù)（metadata）元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它反映了某項數(shù)據(jù)自身的一些特征。空間元數(shù)據(jù)是指描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它描述空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，是空間數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，也是空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量提供了保障。2.GIS的基本構(gòu)成由5個部分構(gòu)成，即系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、地理空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)應(yīng)用人員及應(yīng)用模型。把各部分簡單描述下。3.GIS拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點、弧段、面域之間的空間關(guān)系，主要表現(xiàn)為拓?fù)溧徑?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒?。根?jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的位置關(guān)系，拓?fù)鋽?shù)據(jù)也有利于空間要素的查詢，可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。分別簡單解釋下拓?fù)溧徑?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒?.四叉樹一種有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是將空間區(qū)域按照四個象限進行遞歸分割n次，每次分割形成2n2n個子象限（n1），直到子象限中屬性數(shù)值都相同為止，該子象限就不再分割。凡屬性值都相同的子象限，不論單元大小，均作為最后的存儲單元。這樣，對同一種空間要素，其區(qū)域網(wǎng)格的大小，隨該要素分布特征而不同。生成四叉樹有兩種方法，即自上而下和自下而上方式。四叉樹的存儲方法通常有兩種，即常規(guī)四叉樹和線性四叉樹。5.SDESpatial Database Engine，空間數(shù)據(jù)庫引擎是一種空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，即在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上添加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲和管理的能力。6.空間數(shù)據(jù)內(nèi)插即通過已知點或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的方法?；菊n本上那一大段都要寫。（概論第三版）好像是：設(shè)已知一組空間數(shù)據(jù)二、 簡答題（本題共6小題，每小題11分，滿分66分）1. 講述下列名詞的英文全名及中文含義？DBMS，DLG，ESRI，TIN，KMLDBMS：Database Management System，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DLG：Digital Line Graph，數(shù)字線化圖ESRI：Environmental System Reasearch Institute，Inc.，美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司TIN：Triangulated Irregular Network，不規(guī)則三角網(wǎng)KML：Keyhole Markup Language，Keyhole標(biāo)記語言最好稍微解釋下，我也不清楚，反正時間夠用。2. GIS的產(chǎn)業(yè)涉及到哪一些，你對其中哪一類最感興趣？GIS軟件開發(fā)與銷售，GIS數(shù)據(jù)，GIS教育、研究和出版，GIS服務(wù)這個得擴充，不能只簡單的寫四部分。我對GIS服務(wù)產(chǎn)業(yè)最感興趣，GIS服務(wù)產(chǎn)業(yè)在GIS各產(chǎn)業(yè)中的比重將越來越高，而且處于一種快速發(fā)展的狀態(tài)。GIS用戶通過網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)基于地圖的遠程站點服務(wù)，而基于位置的服務(wù)把地理信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)推向了實用化。3. 點在多邊形內(nèi)判斷時用到的鉛垂線算法原理以及極值條件？由任一待判的P點向下作與Y軸平行的射線（稱為鉛垂線），計算該射線與多邊形交點的個數(shù)，若為偶數(shù)，則待判點在多邊形外，若為奇數(shù)，則待判點在多邊形內(nèi)。一些特殊情況（相切、重合、不連通）會影響交點的個數(shù)，必須予以排除。可以簡單的畫上圖，圖文并茂。至于極值條件，我也不知道4. 闡述點、線、面緩沖分析的原理并應(yīng)用舉例？緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依據(jù)。它是解決臨近度問題的空間分析工具之一。建立點緩沖區(qū)僅是以點狀地物為圓心，以緩沖區(qū)距離為半徑繪圓即可，它可用于研究公共設(shè)施（商場、郵局、銀行、醫(yī)院、車站、學(xué)校等）的服務(wù)范圍。線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)的建立也是以線狀地物或面狀地物的邊線為參考線，作它們的平行線，再考慮端點圓弧即可。線緩沖區(qū)可用于研究鐵路、公路以及航運河道對其所穿過區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的影響，面緩沖區(qū)可用于研究大型水庫引起的搬遷所涉區(qū)域?？梢詤⒖枷履洗蟮恼骖}，好像06年的，有人整理了答案，有詳細(xì)的原理及舉例。5. 索引的方法并闡述之（至少三種）。實體范圍索引，在記錄每個空間實體坐標(biāo)時，同時記錄包圍每個空間實體的外接矩形的最大最小坐標(biāo)，這樣在檢索實體時，根據(jù)空間實體的最大最小范圍，預(yù)先排除那些沒有落入檢索窗口內(nèi)的空間實體，僅對那些外接矩形落在檢索窗口的空間實體作進一步判斷，最后檢索出那些真正落入窗口內(nèi)的空間實體。格網(wǎng)索引，它的基本思想是將覆蓋整個研究區(qū)的范圍按照一定的規(guī)則分成大小相等的網(wǎng)格，然后記錄每個網(wǎng)格內(nèi)所包含的地理實體。當(dāng)用戶進行空間查詢時，首先計算出用戶查詢的對象所在的格網(wǎng)，然后再在該網(wǎng)格中快速查詢所選的地理實體。四叉樹索引，根據(jù)所有空間對象覆蓋的范圍，進行四叉樹分割，每個子塊中包含單個實體，然后根據(jù)包含每個實體的子塊層數(shù)或大小，建立相應(yīng)的索引。盡量答的詳細(xì)點。答題紙很多。6. 矢量GIS疊置分析的缺點是什么（至少兩點），柵格GIS疊置分析的定義與方法？柵格數(shù)據(jù)的疊置分析可以有多個空間特征數(shù)據(jù)參與分析，而矢量疊置分析只能在兩個空間特征數(shù)據(jù)之間進行。矢量數(shù)據(jù)的疊置分析雖然數(shù)據(jù)存儲量比較小，但是運算過程比較復(fù)雜。在多邊形疊置過程中會遇到偽多邊形問題，疊置過程中不可避免會遇到兩個圖層中邊界重合問題，但由于數(shù)據(jù)來源，測量時間，精度不一致，導(dǎo)致同一邊界的表達不一致，從而產(chǎn)生細(xì)小的碎片多邊形。柵格GIS疊置分析又稱為地圖代數(shù)，首先要具有兩個或多個同一地區(qū)相同行列數(shù)且具有相同柵格單元大小的柵格數(shù)據(jù)，然后對這些不同圖層間相應(yīng)的柵格進行運算，其疊置分析后的結(jié)果是生成新的柵格圖層，產(chǎn)生新的空間信息。常用的柵格疊置方法包括點變換方法、區(qū)域變換方法和領(lǐng)域變換方法。不管有沒有問定義，一定要先把定義答上，然后再分析缺點之類的。方法要擴充解釋。三、 綜合題（1）（本題滿分22分）現(xiàn)在Google Earth、ArcGIS等軟件均采用了地圖切片技術(shù)，請問何為地圖切片技術(shù)，如何進行地圖切片，切片時如何分級？地圖切片的思想來源于層次細(xì)節(jié)模型，是指將大幅影像切分為大量相同分辨率的切片圖，用戶每次查看影像時，實際只對少量的切片圖進行操作，這樣就大大提高了計算機的性能。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中則降低了服務(wù)器的壓力。大多數(shù)的地圖切片使用X-Y-Z的立體坐標(biāo)系組織結(jié)構(gòu)，X-Y-Z的立體坐標(biāo)系組織結(jié)構(gòu)是將影像金字塔級別定義為Z，把地圖切片按照X-Y方向進行排序，這種組織方式更能滿足實際的應(yīng)用，而且結(jié)構(gòu)簡單易懂。通常情況下，會將地圖切片與影像金字塔結(jié)合一起使用，形成地圖切片與影像金字塔結(jié)構(gòu)，地圖切片是四叉樹的組織結(jié)構(gòu)，即金字塔級別每提高一個級別，就要用較高分辨率的4張地圖切片來替代原來較低分辨率的1張地圖圖片。結(jié)合課本上的地圖切片與影像金字塔那一節(jié)作答，好像剛開始是為什么要進行切片與金字塔之類的，這屬于論述，所以靠邊的都要答。（2）（本題滿分20分）從數(shù)字城市走向智慧城市的過程中GIS究竟能提供哪些支持？數(shù)字城市是城市地理信息和其他城市信息相結(jié)合、并存儲在計算機網(wǎng)絡(luò)上的、能供用戶訪問的一個將各個城市和城市外的空間連在一起的虛擬空間，是數(shù)字地球的重要組成部分。當(dāng)今世界，數(shù)字地球正向智慧地球轉(zhuǎn)型，智慧城市孕育而生，數(shù)字地球把遙感技術(shù)、地球信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展等社會需要聯(lián)系在一起，為全球信息化提供了一個基礎(chǔ)框架，數(shù)字地球與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來就可以實現(xiàn)智慧的地球。數(shù)字城市為城市規(guī)劃、智能化交通、網(wǎng)格化管理和服務(wù)、基于位置的服務(wù)、城市安全應(yīng)急響應(yīng)等創(chuàng)造了條件，是信息時代城市和諧發(fā)展的重要手段，數(shù)字城市加上物聯(lián)網(wǎng)可走向智慧城市，智慧城市支持人與人、人與機器、機器與機器的參與和溝通，提供面向IP的靈性服務(wù)。數(shù)字城市是城市空間信息集成的平臺，基于數(shù)字城市的空間信息共享與服務(wù)包括利用Web Service技術(shù)對各種空間信息資源進行注冊和提供在線服務(wù)。對各種服務(wù)資源進行組合，可以加工提取更高級的信息，提供更智能化的服務(wù)。智慧城市的核心是一種更智慧的方法通過利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等核心的新一代信息技術(shù)來改變政府、企業(yè)和人們相互交往的方式。智慧城市可以更有效地實現(xiàn)城市網(wǎng)格化管理和服務(wù)，利用GIS實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)，提升交通系統(tǒng)的信息化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字地球是美國副總統(tǒng)戈爾提出的一個與GIS、網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實等高新技術(shù)密切相關(guān)的概念。在戈爾的文章內(nèi)，他將數(shù)字地球看成是“對地球的三維多分辨率表示、它能夠放入大量的地理數(shù)據(jù)”。在接下來對數(shù)字地球的直觀實例解釋中可以發(fā)現(xiàn)，戈爾的數(shù)字地球?qū)W是關(guān)于整個地球、全方位的GIS與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 顯然，面對如此一個浩大的工程，任何一個政府組織、企業(yè)或?qū)W術(shù)機構(gòu)，都是無法獨立完成的，它需要成千上萬的個人、公司、研究機構(gòu)和政府組織的共同努力。數(shù)字地球要解決的技術(shù)問題，包括計算機科學(xué)、海量數(shù)據(jù)存貯、衛(wèi)星遙感技術(shù)、互操作性、元數(shù)據(jù)等。其核心思想是用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息，其特點是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多分辨率、三維對地球的描述，即虛擬地球。通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環(huán)境的時空變化裝入電腦中，實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。 嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運用海量地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。數(shù)字地圖是紙制地圖的數(shù)字存在和數(shù)字表現(xiàn)形式，是在一定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)具有確定坐標(biāo)和屬性的地面要素和現(xiàn)象的離散數(shù)據(jù)，在計算機可識別的可存儲介質(zhì)上概括的、有序的集合。在計算機技術(shù)和信息科學(xué)高度發(fā)展的當(dāng)今，僅靠紙制的地圖和一些零散的數(shù)字地圖提供信息已無法滿足需要，取而代之的是在飛機、艦船導(dǎo)航、新武器制導(dǎo)、衛(wèi)星運行測控和部隊快速反應(yīng)、軍事指揮自動化以及經(jīng)濟建設(shè)的各個行業(yè)中廣泛應(yīng)用的，基于區(qū)域性或全國性的數(shù)字地圖及各種各樣的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)共同的特點是：信息豐富多樣，提供信息正確及時，修改、檢索、 傳輸信息方便快速，并可以對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)作進一步的分析操作，最后輸出人們關(guān)注的專題信息。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用和信息系統(tǒng)的建立使傳統(tǒng)紙制地圖的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍，也為地圖產(chǎn)品開辟了一個新的應(yīng)用天地。 數(shù)字地球就是一個全局性的長遠的戰(zhàn)略思維問題，其核心在于：（1）用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題；（2）最大限度地利用信息資源。具體地說，就是在全球、國家和區(qū)域的層次上，長遠地規(guī)劃地球表層和淺表層數(shù)字信息的獲取、處理、應(yīng)用等方面的相關(guān)工作，從系統(tǒng)論和一體化的角度來整合已有的或者正在發(fā)展的與數(shù)字地球相關(guān)的理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和能力。數(shù)字地球在不同歷史時期又有特定的目標(biāo)；目前，應(yīng)當(dāng)建立多比例尺、多應(yīng)用層面的數(shù)字化地球、數(shù)字化地區(qū)或數(shù)字化城市，能夠更廣泛、深入地為社會可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。盡管建立數(shù)字地球涉及到的許多理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用等基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備，仍然存在許多需要解決的理論和技術(shù)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：數(shù)據(jù)獲取與更新方面：各類遙感新技術(shù)，如高分辨率高光譜衛(wèi)星圖像技術(shù)、雷達衛(wèi)星技術(shù)數(shù)據(jù)獲取集成一體化技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播方面：新一代大規(guī)模平行處理器，高寬帶網(wǎng)絡(luò)，支持基于網(wǎng)絡(luò)的分布式計算操作系統(tǒng)，智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于對象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，分布處理和互操作協(xié)議等。數(shù)據(jù)處理、儲存、數(shù)據(jù)庫、信息提取與分析方面：高密度高