南大地理信息系統(tǒng)考研真題解答06-

1、06二、論述1、 gis中的緩沖區(qū)有點(diǎn)、線、面的緩沖區(qū)三種。試分別舉一例說明其在地學(xué)中的應(yīng)用。緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實(shí)體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項(xiàng)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(diǎn)緩沖區(qū)僅是以點(diǎn)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(diǎn)圓弧即可。線緩沖區(qū)可用于研究鐵路、公路以及航運(yùn)河道對其所穿過區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，面緩

2、沖區(qū)可用于研究大型水庫引起的搬遷所涉區(qū)域。3、矢量多邊形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系、tin數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系分別有哪些，舉例說明拓?fù)潢P(guān)系是指，主要有“相鄰”、“相離”、“相交”、“包含”、“重合”等，其表示方法主要有三種：拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性表示空間圖形中不同類型元素之間的拓?fù)潢P(guān)系；拓?fù)溧徑有员硎究臻g圖形中同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系；拓?fù)浒员硎究臻g圖形中面狀實(shí)體所包含的其他面狀或線狀、點(diǎn)狀實(shí)體的關(guān)系。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本空間對象是點(diǎn)、線（弧段）和多邊形。在圖1所示的空間圖形中，矢量多邊形的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性可用表1來表示，拓?fù)溧徑有钥捎帽?來表示，拓?fù)浒员憩F(xiàn)為p4包含于p2之中，p4這樣由一條弧段組成的多

3、邊形稱為島，p2這樣含島區(qū)的多邊形稱為復(fù)合多邊形。tin數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本空間對象是頂點(diǎn)、邊和三角形。tin的拓?fù)潢P(guān)系與矢量多邊形的類似，只是不需要定義“島”和“洞”的拓?fù)潢P(guān)系。一個(gè)簡單的存儲方式是對每一個(gè)三角形，記錄其關(guān)聯(lián)的三個(gè)頂點(diǎn)和鄰接的三個(gè)三角形，如圖2所示的三角網(wǎng)可用表3和頂點(diǎn)坐標(biāo)文件記錄。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本空間對象是頂點(diǎn)和鏈（弧段、邊），因此不需要定義面狀對象。網(wǎng)絡(luò)由于地理目標(biāo)的不同形態(tài)通常可分為道路型（如交通網(wǎng)）、樹型（如河道網(wǎng)）、環(huán)網(wǎng)型、細(xì)胞型、交錯(cuò)型（如地下管線網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系通常用鄰接矩陣和關(guān)聯(lián)矩陣來記錄。如 可用05（40）請將下列柵格矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的游程編碼數(shù)據(jù)結(jié)

4、構(gòu)和線性四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的壓縮存儲形式。游程編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（長度，屬性值）：(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) 線性四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（md碼，深度，屬性值）：(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、信息系統(tǒng)中，多邊形的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，1、 為什么會存在兩種不同的轉(zhuǎn)換算法？即基于弧段的柵格化算法和基于多邊形的柵格化算法。2、 在基于多邊形的柵格化算法中，請舉出四種具體的實(shí)現(xiàn)算法，并任選其中的兩種說明算法實(shí)現(xiàn)的原理。 1因?yàn)樘幚淼臄?shù)據(jù)文件不同。前者基于弧段數(shù)據(jù)文件，后者基于多邊形數(shù)據(jù)文件。2基于多邊形的柵格化方法有復(fù)數(shù)積分算法、射線算法、內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法。復(fù)數(shù)積分算法的原理是先建立多變性的最小外接矩形，然后對矩形內(nèi)的柵格陣列逐格判斷是否在多變型內(nèi)，方法是由待判點(diǎn)對每個(gè)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，若值為2i，則對該點(diǎn)賦予多邊形編號，否則不屬于該多邊形。射線算法的原理是先

8、建立多變性的最小外接矩形，然后對矩形內(nèi)的柵格陣列逐格判斷是否在多變型內(nèi)，方法是由待判點(diǎn)向左做平行于x軸的射線，若交點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)，則對該點(diǎn)賦予多邊形編號，否則不屬于該多邊形。為了避開奇點(diǎn)，可先對每條直線y值高端點(diǎn)進(jìn)行負(fù)修正。（30）移動(dòng)擬和法與反距離加權(quán)法的比較 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)內(nèi)插方法中，逐點(diǎn)內(nèi)插法是常用的一類，請說明其中的移動(dòng)擬合方法與距離平方反比加權(quán)平均方法的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。移動(dòng)擬合法是指對每一個(gè)待定點(diǎn)，可選取其鄰近的n（>6）個(gè)參考數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合一個(gè)多項(xiàng)式曲面來表達(dá)該點(diǎn)附近的表面。此時(shí)以待定點(diǎn)為圓心，以r為半徑的圓內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)來定義函數(shù)的待定系數(shù)。擬合曲面形式為：z=ax2+bxy+

9、cy2+dx+ey+f，其中x、y、z為參考數(shù)據(jù)點(diǎn)在當(dāng)前坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。待定系數(shù)可用最小二乘法求解，權(quán)可取，其中d為待定點(diǎn)與參考數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離。距離平方反比加權(quán)平均法簡稱加權(quán)平均法，它是移動(dòng)擬合法的特例。相同點(diǎn)是權(quán)函數(shù)及參考點(diǎn)范圍的選取。不同點(diǎn)是在解算待定點(diǎn)高程時(shí)，前者用誤差方程，后者使用加權(quán)平均值。（30）疊合分析是地理信息系統(tǒng)空間分析中重要的一種，矢量數(shù)據(jù)的疊合分析分為點(diǎn)與多邊形的疊合、線與多邊形的疊合、多邊形與多邊形的疊合三種，請對三種疊合分析各舉一個(gè)實(shí)例說明其原理。點(diǎn)與多邊形的疊合是指先進(jìn)行點(diǎn)與多邊形的空間包含關(guān)系計(jì)算，通常采用鉛垂線法來實(shí)現(xiàn)，再進(jìn)行屬性信息處理，通常不產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，

10、而是把屬性信息疊加到原圖層中。例如一個(gè)中國政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)）疊合分析后，可以查詢指定省有哪些類型的礦產(chǎn)，也可查詢指定類型的礦產(chǎn)在那些省有分布。線與多邊形的疊合是指將線與多邊形邊界求交，并將線目標(biāo)進(jìn)行切割，形成一個(gè)新的空間目標(biāo)結(jié)果集，并建立屬性表，包含原來線壯和面狀目標(biāo)的屬性。例如一個(gè)中國政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國河流圖（線）疊合分析后，可以查詢指定省的河流長度，進(jìn)而計(jì)算該省的河網(wǎng)密度。多邊形與多邊形的疊合是指先將兩層多邊形的邊界全部進(jìn)行求交和切割，形成一個(gè)新的空間目標(biāo)結(jié)果集，再根據(jù)切割的弧段重建拓?fù)潢P(guān)系，然后判斷新多邊形分別落在原圖層的那個(gè)多邊形內(nèi)，最后抽取屬性。例如一

11、個(gè)宗地圖和一個(gè)土壤狀況圖疊合分析后，可以查詢指定宗地的土壤狀況，也可查詢指定狀況的土壤屬于哪些宗地。（30）請論述什么是地理信息系統(tǒng)中的可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)，并分別舉一個(gè)實(shí)例加以說明。過去地學(xué)中的可視表達(dá)和分析是手工或機(jī)助的，并把紙質(zhì)材料作為地圖信息存儲傳輸?shù)拿浇?，而gis中的可視化是指利用計(jì)算機(jī)圖形軟硬件技術(shù)，用圖形呈現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)和地學(xué)處理分析的結(jié)果。它對于動(dòng)態(tài)地、交互地、形象地、多視角地、多層面地、全方位地描述客觀現(xiàn)實(shí)，對于虛擬化研究、再現(xiàn)和預(yù)測地學(xué)現(xiàn)象，都有突出的方法論意義。如可以用等值線表示降水量等地學(xué)數(shù)據(jù)場，用真三維反映地下礦體、礦脈，用四維模擬洪水的流動(dòng)與漲落，以及決堤后的淹沒狀況。

12、如果想通過視覺、聽覺、觸覺，以及人的形體、手勢或口令，參與到地理信息處理的環(huán)境中去，獲得身臨其境的體驗(yàn)，則虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是達(dá)到這一目的的關(guān)鍵技術(shù)。04（30）矢量與柵格的轉(zhuǎn)換gis系統(tǒng)中，為什么需做柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換？這些轉(zhuǎn)換有哪些算法？ 由于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，一般對于它們的應(yīng)用原則是：數(shù)據(jù)采集采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有利于保持空間實(shí)體的幾何精度和拓?fù)涮匦缘拿枋?；而空間分析則主要采用柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有利于加快系統(tǒng)數(shù)據(jù)的進(jìn)行速度和分析應(yīng)用的進(jìn)程。因此，在數(shù)據(jù)處理階段，經(jīng)常要進(jìn)行兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換。由矢量向柵格的轉(zhuǎn)換可分為基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法（如）和基于多邊形的柵格

13、化方法（如復(fù)數(shù)積分算法、射線算法、內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法）。有柵格向矢量的轉(zhuǎn)換方法可分為基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法和基于再生柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法。02（25）比較緩沖區(qū)分析和疊合分析的概念，并舉例說明兩者的不同用途。緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實(shí)體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。疊合分析是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對象的圖層進(jìn)行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。點(diǎn)緩沖區(qū)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)可用

14、于研究鐵路、公路以及航運(yùn)河道對其所穿過區(qū)域經(jīng)濟(jì)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。01（15）簡述空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)潢P(guān)系及其對gis數(shù)據(jù)處理和空間分析有何重要意義拓?fù)潢P(guān)系是指，主要有“相鄰”、“相離”、“相交”、“包含”、“重合”等，其表示方法主要有三種：拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性表示空間圖形中不同類型元素之間的拓?fù)潢P(guān)系；拓?fù)溧徑有员硎究臻g圖形中同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系；拓?fù)浒员硎究臻g圖形中面狀實(shí)體所包含的其他面狀或線狀、點(diǎn)狀實(shí)體的關(guān)系。利用拓?fù)潢P(guān)系，可以確定一種地理實(shí)體相對于另一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系，而不需要借助坐標(biāo)或距離。（25）試述gis、rs和gps集成的定義、理論與關(guān)鍵技

15、術(shù)gis是空間分析、處理的有力武器；rs是空間信息最迅速、覆蓋面最大的采集手段；gps是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具。三者的結(jié)合簡稱為3s集成。gis與rs的結(jié)合。rs技術(shù)是接收、傳輸、處理、分析、判讀和應(yīng)用遙感信息的全過程。大量的遙感數(shù)據(jù)，以及由圖像分析系統(tǒng)分類所形成的各類專題信息，可直接輸入gis，整個(gè)過程能在“全數(shù)字”環(huán)境下進(jìn)行，圖像數(shù)據(jù)能夠在屏幕上顯示。主要問題有：數(shù)據(jù)的獲取和存儲結(jié)構(gòu)各不相同；缺少相互支持的格式交換標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵技術(shù)有：遙感圖像糾正與重采樣；數(shù)字高程模型建立；復(fù)合顯示；專題信息提取。gis與gps的結(jié)合。gps是。gps為gis提供實(shí)時(shí)定位信息。（25）設(shè)某相應(yīng)用為

16、核電站選址，要求核電站鄰近海灣，交通便捷，地形坡度小于5度，地質(zhì)條件安全，并避開居民區(qū)。請?jiān)囈詆is方法，設(shè)計(jì)該位址選擇的應(yīng)用模型，用框圖表示其運(yùn)行過程，并說明其有關(guān)的操作和算子。假設(shè)鄰近海灣指與海距離小于500m，交通便捷指與公路距離小于250m，避開居民區(qū)指與居民區(qū)距離大于1000m，由這三個(gè)條件可知需要一份的土地利用圖（假設(shè)居民區(qū)的柵格值為2，公路為3，海為4）；由條件“地形坡度小于5度”可知需要一份地形圖；由條件“地質(zhì)條件安全”可知需要一份地質(zhì)圖（假設(shè)柵格值在5到10之間的地方都是安全的）。應(yīng)用模型框圖如下：00（20）簡述空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及其對gis數(shù)據(jù)處理與空間分析有何重要意義。

17、同01（20）dem 簡述數(shù)字高程模型（dem）的建立方法（以一種方法為例），并說明它在gis空間分析中的意義。dem的數(shù)據(jù)源有地形圖、地面測量數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)據(jù)等。其中用地形圖生成dem的過程為：掃描儀掃入地形圖 à 預(yù)處理獲得二值等值線 à 細(xì)化二值等高線圖 à 跟蹤賦值高程值 à 插值生成dem數(shù)據(jù)。（20）試以空間矢量分析方法為例，繪圖表示當(dāng)坡向分別為南、東、北、西時(shí)的法矢量(ni,j)及其在平面上的投影與x軸之間的夾角()的狀態(tài)，并計(jì)算高程zi,j=200米，zi+1,j=500米和zi,j+1=40米時(shí)，該曲面單元糙度(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）試述建立數(shù)字高程模型的基本方法，并說明根據(jù)該模型派生出哪些地學(xué)信息及其意義。為了建立dem，必須量測一些點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這就是dem數(shù)據(jù)采集。如果利用數(shù)字化儀對已有地形圖進(jìn)行數(shù)字化，就可以直接建立等高線模型，然后使用針對等高線插值的專用方法轉(zhuǎn)成規(guī)則格網(wǎng)dem；如果利用地面測量或數(shù)字?jǐn)z影測