地理信息系統(tǒng)原理

1、地理信息系統(tǒng)原理 模擬試卷（A）卷考試時間：100分鐘考試方式：閉 卷題號一-二二三四五六總分得分閱卷人（注：除填空題以外的各題請在答題紙上解答）一、填空題（每空1分，共10分）1、 地理信息系統(tǒng)萌芽于 20世紀年代，世界第一個地理信息系統(tǒng)是 。2、 GIS軟件開發(fā)是整個GIS工程中最重要的環(huán)節(jié)，主要的開發(fā)方法有結構化開發(fā)方法、和集成式的開發(fā)策略。3、 地理信息系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)轉換的內(nèi)容主要包括三個方面的信息，其一是；其二是;其三是屬性數(shù)據(jù)。4、常見的空間索引一般采取自頂向下、逐級劃分的方式來建立，比較有代表性的是實體范圍索引、格網(wǎng)索引、 、和KDB樹等。5、 目前已經(jīng)有多種技術可以用于實現(xiàn)W

2、ebGIS ,女口 CGI、SerVerAPl、插件方法、 和等。二、名詞解釋（每個3分，共24分）1 GIS 2數(shù)字地球 3空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù) 4 OPenGIS 5空間索引 6 DEM 7疊置分析 8 DIME三、簡答題（每個5分，共30分）1、簡述GIS和CAD、MIS的區(qū)別？2、說明高斯-克呂格投影的特點？3、空間索引中R樹和R+樹的區(qū)別？4、空間數(shù)據(jù)質量問題的來源？5、簡要說明DEM的規(guī)則格網(wǎng)表示模型的缺點？6、 請說明谷脊的概念與基于DEM的提取方法。四、利用關系表來表達圖1的空間拓撲關系（10分）弧段數(shù)字化方向圖1五、對圖2的柵格圖分別采用鏈式編碼（ R線）、行程長度編碼和四叉樹編碼

3、（10分）1 2 3 4 5 6 7 8AAAARAAAAAARAAAAAAARAGGAAAARAGGAAARAGGGGARAAGGGAARAAGGGARAAAAAAA圖2六、由于徐州經(jīng)濟的迅速發(fā)展，在最近幾年私家車以較快的速度進入家庭，道路擁擠越來越頻繁，為了減緩交通壓力， 徐州市政府決定對市重要交通干道解放路進行拓寬，在開展這項工程之前，需要提交一個影響評估報告給市政府相關機構。為了完成這項工作，你需要哪些數(shù)據(jù)，結合GIS的相關功能給出詳細分析過程？ （16分） 地理信息系統(tǒng)原理 模擬試卷（ A ）卷（參考答案）一、填空題1 20 世紀 60 年代 CGIS2 面向對象 基于組件技術3 空

4、間定位信息 空間拓撲關系4 四叉樹索引 R 樹索引（任意舉出兩種即可）5 Java Applet 組件對象模型法二、名詞解釋1 GIS 在計算機硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲 存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。2 數(shù)字地球以地球為對象，以地理坐標為依據(jù)， 具有多分辨率、 海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合， 并可用多媒體和虛擬技術進 行多維的（立體的和動態(tài)的）表達具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化和可視化特征的技術系統(tǒng)。3 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)用于確定具有自然特征或者人工建筑特征的地理實體的地理位置、 屬性及其邊界的信息； 空間數(shù)據(jù)

5、元數(shù)據(jù)指對于空間數(shù)據(jù)的描述和說明。4 OpenGIS在計算機和通信環(huán)境下， 根據(jù)行業(yè)標準和接口所建立起來的地理信息系統(tǒng)。 目的是為了使不同的地理信息系統(tǒng) 軟件之間具有良好的互操作性，以及在異構分布數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)信息共享的途徑。5 空間索引依據(jù)空間實體的位置和形狀或空間實體之間的某種空間關系， 按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)文件。 介于空間操作 算法和空間實體之間， 通過篩選作用使大量與特定空間操作無關的空間實體被排除， 從而提高空間操作的速度和 效率。6 DEM數(shù)字高程模型， 是用來描述地面地形起伏、 空間分布的有序數(shù)值陣列， 可以用二維區(qū)域上的一個有限項的向 量序列來表示。7 虛擬現(xiàn)實是 20 世

6、紀 80 年代后期興起的計算機圖形新技術， 它利用計算機生成逼真的三維視覺、 聽覺、 觸覺等感覺形 式的虛擬世界， 使得用戶可以通過專用設備自然地對虛擬環(huán)境中的實體進行交互考察和控制。 是計算機仿真和視 覺技術的延伸。8 空間數(shù)據(jù)質量 指空間數(shù)據(jù)對特定用途的分析和操作的適用程度。9 疊置分析（ Overlay Analysis ）就是把同一地區(qū)、 同一投影、 同一比例尺的兩個或兩個以上的圖層重疊在一起， 產(chǎn)生新的空間圖形或空間位 置上新的屬性。 疊置后產(chǎn)生的新的圖形屬性就是原疊置相應位置處的圖形對應屬性的函數(shù)。 根據(jù)數(shù)據(jù)結構的不同， 疊置分析主要包括矢量疊置分析和柵格疊置分析，它們分別針對矢量

7、數(shù)據(jù)結構和柵格數(shù)據(jù)結構。10 DIME 鏈狀雙重獨立式編碼， 美國人口統(tǒng)計系統(tǒng)采用的一種編碼方式， 以城市街道為編碼的主體， 鄰接關系和關聯(lián)關系 比較明確，通過線文件能自動尋找并形成面文件。三、簡答題 1GIS 有別于 CAD 系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但 CAD 系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬 性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS有別于MIS （管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應用，GIS的軟硬件設備要復雜、系統(tǒng)功能要強； MIS 則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要 素不能分解、查詢、沒有拓撲關系。管理地圖和地理

8、信息的 MIS 不一定就是 GIS， MIS 在概念上更接近 DBMS 。 21）中央經(jīng)線上無變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。3R樹和R+樹立用空間實體的外接矩形來建立空間索引。R 樹不僅利用單個實體的外接矩形， 還將空間位置上鄰近的實體的外接矩形重新組織成一個更大的虛擬矩形，虛擬矩形的方向與坐標方位軸一致， 同時滿足： 包含盡可能多的空間實體；矩形間的重疊率盡可能少； 允許在每個 矩形內(nèi)再劃分小矩形。對這些虛擬的矩形再建立空間索引，它含有指向所包圍的空間實體的指針。R+樹是R樹索引的改進，允許虛擬矩形之

9、間可以相互重疊，并分割下層矩形，允許一個空間實體被多個虛擬矩 形高所包圍。 在構造虛擬矩形時， 盡量保持每個虛擬矩形的包含相同個數(shù)的下層虛擬矩形或實體外接矩形，以保證任意實體具有相同的檢索時間。41）空間現(xiàn)象自身存在的復雜性、不穩(wěn)定性和模糊性2）空間數(shù)據(jù)的獲取和表達所產(chǎn)生的質量問題3）空間數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)質量問題4）空間數(shù)據(jù)應用中產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)質量問題51）地形簡單的地區(qū)存在大量冗余數(shù)據(jù)；2）格網(wǎng)單元大小固定，對起伏程度變化大的區(qū)域描述得不夠精確；3）對于某些特殊計算如視線計算時，網(wǎng)格的軸線方向被夸大；4 ）由于柵格過于粗略，不能精確表示地形的關鍵特征，如山脊等； 6谷和脊是地表形

10、態(tài)結構中的重要部分。 谷是地勢中相對最低點的集合， 脊是地勢相對最高點的集合， 谷和脊在匯 水區(qū)自動判別中至關重要。在格網(wǎng)DTM中，可以按照下面的判別式直接判定谷點和脊點(1 )：當(Zi,j-1-Zi,j)X (Zi,j+1-Zi,j)>0時若 Zi,j+1>Zi,j;則VR(i,j)=-1若 Zi,j+1<Zi,j;則VR(i,j)=1(2):當(Zi-1,j-Zi,j)X(Zi+1,j-Zi,j)>0時若 Zi+1,j>Zi,j;則VR(i,j)=-1若 Zi+1,j<Zi,j;則VR(i,j)=1(3)其他情況VR( i,j )=O其中VR(i,j )為：-1 ,表示谷點，1表示脊點，0表示其它點。四、1)點-線拓撲a1,3,4b2,3,5C1,2,7d4,5,7e6線-點拓撲線號起點終占二八、1Ca2bC3ba4da5db6ee7dC線-面拓撲線號左多邊形右多邊形1P302P3P13P2P340P25P2P16P4P17P10五、1) R折線的鏈式編碼:R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3