地理信息系統(tǒng)概論課后習(xí)題全部答案 黃杏元著

1、課后習(xí)題第一章1、什么是地理信息系統(tǒng)（GIS）？它與一般計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有哪些異同點(diǎn)？ 答：地理信息系統(tǒng)： 是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持 空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。 GIS 脫胎于地圖學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間 科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等眾多學(xué)科交叉融合而成的新興學(xué)科。但是，地理信息系統(tǒng)與這 學(xué)科和系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別: （1） GIS 與機(jī)助制圖系統(tǒng) 機(jī)助制圖是地理信息系統(tǒng)得主要技術(shù)基礎(chǔ)，它涉及 GIS 中的空間數(shù)據(jù)采集、表示、處理、 可視化甚至空間數(shù)據(jù)的管理。地理信息系統(tǒng)和

2、數(shù)字制圖系統(tǒng)的主要區(qū)別在于空間分析方面。 一個(gè)功能完善的地理信息系統(tǒng)可以包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的所有功能， 此外它還應(yīng)具有豐富的空 間分析功能。 （2）GIS 與 DBMS(數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)) GIS 除需要功能強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)的管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù) 的可視化和空間分析等功能。因此，GIS 在硬件和軟件方面均比一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)更加復(fù)雜， 在功能上也比后者要多地多。 （3）GIS 與 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(kù)功能 弱，更缺乏分析和判斷能力。 （4）GIS 與遙感圖像處理的系統(tǒng) 遙感圖像處理的系統(tǒng)是專門用于對(duì)遙感

3、圖像數(shù)據(jù)處理進(jìn)行分析處理的軟件。 它主要強(qiáng)調(diào)對(duì)遙 感柵格數(shù)據(jù)的幾何處理、 灰度處理和專題信息提取。 這種系統(tǒng)一般缺少實(shí)體的空間關(guān)系描述， 難以進(jìn)行某一實(shí)體的屬性查詢和空間關(guān)系查詢以及網(wǎng)絡(luò)分析等功能。2、地理信息系統(tǒng)有哪幾個(gè)主要部分組成？它的基本功能有哪些？試舉目前廣泛應(yīng)用的兩個(gè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件為例，列出它們的功能分類表，并比較異同點(diǎn)？（1）系統(tǒng)硬件:包括各種硬件設(shè)備，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)； （2）系統(tǒng)軟件:支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、加工、回答用戶問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)； （3）空間數(shù)據(jù):系統(tǒng)分析與處理的對(duì)象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)； （4）應(yīng)用人員:GIS 服務(wù)的對(duì)象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)

4、、管理和更新的高級(jí)用戶； （5）應(yīng)用模型:解決某一專門應(yīng)用的應(yīng)用模型，是 GIS 技術(shù)產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。3、試說(shuō)明地理信息系統(tǒng)的基本分析功能與應(yīng)用模型之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？ 答： 地理信息系統(tǒng)分析功能是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律或者參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出的結(jié)構(gòu)， 這 些規(guī)律和參數(shù)就可以構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用模型， 比如降雨量計(jì)算模型和風(fēng)力強(qiáng)度計(jì)算模型等。 但應(yīng) 用模型很多是專業(yè)領(lǐng)域的模型， 其表現(xiàn)可以是參數(shù)表格也可以是圖標(biāo)或計(jì)算公式， 不利于地 理信息這種要與地理坐標(biāo)想聯(lián)系， 并且需要特殊的可視化效果的信息分析與表達(dá)。 因此要構(gòu) 建適合于地理信息分析和表達(dá)的應(yīng)用模型就要吧如氣象農(nóng)業(yè)等行業(yè)應(yīng)用模型轉(zhuǎn)變

5、或者結(jié)合 地理信息做成與空間信息想連接的模型應(yīng)用于分析。4、根據(jù)你的了解，闡述地理信息系統(tǒng)的相關(guān)學(xué)科及關(guān)聯(lián)技術(shù)，并就地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)理論的簡(jiǎn)歷和發(fā)展問(wèn)題，發(fā)表你的意見(jiàn)和觀點(diǎn)？ 答：地理信息系統(tǒng)與其他相關(guān)學(xué)科系統(tǒng)間的關(guān)系 （1）GIS 與 地圖學(xué) GIS 是以地圖數(shù)據(jù)庫(kù)（主要來(lái)自地圖）為基礎(chǔ)，其最終產(chǎn)品之一也是地圖，因此它與地圖 有著極密切的關(guān)系。GIS 是地圖學(xué)理論、方法與功能的延伸， GIS 與地圖學(xué)一脈相承，它 們都是空間信息處理的學(xué)科，地圖學(xué)強(qiáng)調(diào)圖形信息傳輸，而 GIS 則強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)處理與分 析，地圖學(xué)與 GIS 之間的聯(lián)系是通過(guò)地圖可視化工具與他們的潛力來(lái)增強(qiáng) GIS 的數(shù)據(jù)綜合 和

6、分析能力。 （2）GIS 與一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù) GIS 離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要通過(guò)屬性來(lái)管理和檢索， 但一般沒(méi)有空間概念， GIS 恩能夠處理空間數(shù)據(jù)。 （3）GIS 與計(jì)算機(jī)地圖制圖 計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)的發(fā)展對(duì) GIS 的產(chǎn)生起了有力的促進(jìn)作用， 的出現(xiàn)又反過(guò)來(lái)為地圖 GIS 制圖提供了現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)手段。數(shù)字地圖是 GIS 的數(shù)據(jù)源，也是 GIS 的表達(dá)形式，計(jì) 算機(jī)地圖制圖是 GIS 的重要組成部分。 （4）GIS 與計(jì)算機(jī)輔助制圖（CAD） GIS 處理的多為自然目標(biāo)，CAD 處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合。GIS 的屬性庫(kù)內(nèi)容結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，圖形屬性的相互作用十分頻繁

7、，且多具有專業(yè)化特征。5、地理信息系統(tǒng)課應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？根據(jù)你的了解論述地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展前景？答：現(xiàn)今地理信息系統(tǒng)已應(yīng)用于測(cè)繪與地圖制圖、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境保 護(hù)、國(guó)防、宏觀決策支持等領(lǐng)域； 應(yīng)用：1、資源管理、2、區(qū)域規(guī)劃 3、國(guó)土監(jiān)測(cè)、4、輔助設(shè)計(jì)6、你對(duì)地理信息系統(tǒng)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)是怎么理解的？ 答：當(dāng)前地理信息系統(tǒng)正向集成化、產(chǎn)業(yè)化、和社會(huì)化發(fā)展方向邁進(jìn)，呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)： 1）地理信息系統(tǒng)已成為一門綜合性技術(shù)，地理信息系統(tǒng)不僅與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS） 、 遙感（RS）構(gòu)成“3S”集成系統(tǒng)，而且與 CAD、多媒體、通信、英特網(wǎng)、辦公自動(dòng)化、虛 擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)

8、相結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)； 2）地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，地理信息系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展日益受到各國(guó)普 遍關(guān)注， 許多基礎(chǔ)地理信息數(shù)字化產(chǎn)品和大批專業(yè)地理科學(xué)數(shù)字化產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)， 地理信 息系統(tǒng)一成為信息產(chǎn)業(yè)鎮(zhèn)南關(guān)市場(chǎng)前景十分廣闊，又相對(duì)獨(dú)立的新興產(chǎn)業(yè)； 3）地理信息網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)今社會(huì)熱點(diǎn)，逐步受到關(guān)注； 4）地理信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，地理信息系統(tǒng)一發(fā)展到地信息科學(xué)，但學(xué)科體系尚未健全， 還處在發(fā)展階段。7、敘述地理信息系統(tǒng)的幾個(gè)主要發(fā)展階段，它們的標(biāo)志性進(jìn)展及其對(duì)地理信息系統(tǒng)發(fā)展的影響？ 答：1）地理信息系統(tǒng)開(kāi)拓期（二十世界 60 年代）萌芽：這一時(shí)期計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用，1963

9、年 Roger Tomlinson 開(kāi)創(chuàng)了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)即加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS） ， Tomlinson 被譽(yù)為地理信息系統(tǒng)之父； 2）地理信息系統(tǒng)的鞏固和發(fā)展期（二十世界 70 年代）計(jì)算機(jī)打在到第三代，推出了額大容 量直接存取設(shè)備磁盤，而且通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕直接件事數(shù)字化操作，ESRI 公司開(kāi)發(fā)了著名的 ArcInfo 軟件，這一個(gè)階段還先后召開(kāi)了一系列地理信息的國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)； 3）地理信息系統(tǒng)技術(shù)的大發(fā)展時(shí)期（二十世紀(jì) 80 年代） ：由于第四代計(jì)算機(jī)推出，促進(jìn)了 地理信息系統(tǒng)技術(shù)提高，先后開(kāi)發(fā)出了 ArcInfo、Genqmp、Microstation、System9

10、等地理信 息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，1987 年美國(guó)成立了國(guó)家地理信息與分析中心（NCGIA） ，地理信息系統(tǒng)開(kāi) 始與哦能夠與結(jié)局全球化問(wèn)題； 4）地理信息系統(tǒng)普及時(shí)代（二十世紀(jì) 90 年代） ：地理信息系統(tǒng)被認(rèn)為一種痛用得地理信息 技術(shù)工具被廣泛應(yīng)用，美國(guó)前副總統(tǒng)提出了“數(shù)字地球”這一概念； 5）地理信息系統(tǒng)用用普及階段（二十一世紀(jì)） ：地理信息系統(tǒng)正在開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶，地理 信息系統(tǒng)也英特網(wǎng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了人類社會(huì)巨大資源共享，網(wǎng)絡(luò) GIS，移動(dòng) GIS 逐漸普及。8、給出 “ Geomatics”一詞的定義 。 如何理解 “ Geo”和 “ matics” 的含義 ？ 、“Geomatics”的出現(xiàn)有什

11、么意義？ 答：1990 年 Gagnon 將"Geomatics"定義為“利用各種手段，通過(guò)一切途徑來(lái)獲取和管理有 關(guān)空間基礎(chǔ)信息的空間數(shù)據(jù)部分的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 "Geo" 是地理的意思， ” “Matics”是數(shù) 據(jù)的意思，他們只是從地理學(xué)科來(lái)考慮地理信息系統(tǒng)，從"Geomatics"一詞出現(xiàn)的過(guò)程可以 看出，"Geomatics" 反映了現(xiàn)在測(cè)繪科學(xué)、遙感和地理信息系統(tǒng)御現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科 學(xué)相結(jié)合的多學(xué)科集成，以滿足對(duì)空間信息要求的發(fā)展趨勢(shì)。 信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界各種事實(shí)的知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息

12、中所包含的意義，它 不隨載體的物理形式的各種改變而改變。信息具有如下的特點(diǎn)：信息的客觀性。任何信息 都是與客觀事物緊密相聯(lián)系的；信息的適用性。信息對(duì)決策是十分重要的，建立地理信息 系統(tǒng)的目的就是為生產(chǎn)、管理和決策服務(wù)的，因而信息具有適用性；信息的傳輸性。信息 可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設(shè)備（包括遠(yuǎn)程終 端） ，和以一定形式提供給有關(guān)用戶，也包括信息在系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的傳輸和交換。 信息的共享性。信息與實(shí)物不同，它可以傳輸給多個(gè)用戶，為多個(gè)用戶共享，而其本身并無(wú) 損失。信息的這些特點(diǎn)，使信息成為當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要資源。 數(shù)據(jù)（Data）是通過(guò)數(shù)字化或直接

13、記錄下來(lái)的可以被鑒別的符號(hào)，不僅數(shù)字是數(shù)據(jù)，而且文 字、符號(hào)和圖像也是數(shù)據(jù)。 地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù) 字、文字、圖像和圖形等的總稱。第二章1、通過(guò)實(shí)列說(shuō)明 GIS 空間數(shù)據(jù)的基本特征及在計(jì)算機(jī)中的表示方法？ 答：GIS 空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時(shí)間特征； 在計(jì)算機(jī)中空間特征采取空間分幅， 即將整個(gè)地理空間劃分為許多子空間， 在選擇要素 表達(dá)子空間； 屬性特征采取屬性分層即將要表達(dá)的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來(lái) 表； 時(shí)間特征采取時(shí)間分段即將有時(shí)間特征的地理數(shù)據(jù)按其表化規(guī)律劃分為不同的時(shí)間短數(shù) 據(jù)再逐一表示。2、簡(jiǎn)述空

14、間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及其對(duì) GIS 數(shù)據(jù)處理和空間分析有何重要意義？ 答：空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系是明確定義空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法，在 GIS 中，它不但用 于空間數(shù)據(jù)的編輯和組織，而且在空間分析和應(yīng)用中都具有非常重要的意義。 意義： （1）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或者計(jì)算距離，就可以確定一種地理實(shí)體，相對(duì)于另 一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系； （2）利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢； （3）可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實(shí)體。3、試比較矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各有什么特征？ 答： 矢量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：用離散的點(diǎn)、線、面織成的邊界或表向來(lái)表達(dá)空間實(shí)體，用標(biāo)識(shí)符表達(dá)的內(nèi)容描述空間實(shí)體的屬性。描述的空間對(duì)象位

15、置明確，屬性隱含。矢量數(shù)據(jù)之間的關(guān) 系表示丁空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系。 柵格數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：用離散的量化的網(wǎng)格值來(lái)表示和描述空間目標(biāo)；具有屬性明顯、位 置隱含的特點(diǎn)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合，但數(shù)據(jù)量大；幾何和屬性偏差；面向位 置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，難以建立空間對(duì)象之間的關(guān)系。 （1）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型具有“屬性明顯、位置隱含”的特點(diǎn)，它易于實(shí)現(xiàn)，且操作簡(jiǎn)單， 有利于基于柵格的空間信息模型的分析，而采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則麻煩的多； （2）但柵格數(shù)據(jù)表達(dá)精度不高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，工作效率較低。因此，對(duì)于基于柵格數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)， 需要根據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目的自身特點(diǎn)及其精度要求來(lái)恰當(dāng)?shù)仄胶鈻鸥駭?shù)據(jù)的表達(dá) 精度和工作效率兩

16、者之間的關(guān)系。 （3）另外，因?yàn)闁鸥駭?shù)據(jù)格式的簡(jiǎn)單性（不經(jīng)過(guò)壓縮編碼） ，其數(shù)據(jù)格式容易為大多數(shù)程序 設(shè)計(jì)人員和用戶所理解，基于柵格數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的信息共享也較矢量數(shù)據(jù)容易。 矢量數(shù)據(jù)具有“位置明顯，屬性隱含”的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)表達(dá)精度較高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小，較高分辨 率，便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，但在多辨析跌至和摳門那個(gè)鍵均值處理等操作比較苦難。4、請(qǐng)簡(jiǎn)述平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)在 GIS 中的應(yīng)用？答：平面控制網(wǎng)用以確定在地球上得平面位置通常是地理經(jīng)緯度坐標(biāo)； 高程控制網(wǎng)利用空間某點(diǎn)高于或低于基準(zhǔn)面的垂直距離來(lái)提供地形信息。5、什么是 4D 數(shù)據(jù)？它們與矢量和柵格數(shù)據(jù)之間具有什么聯(lián)系？答：4D 數(shù)據(jù)是指：數(shù)字線畫(huà)

17、圖數(shù)據(jù)（DLG） 、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG） 、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù) （DEM） 、數(shù)正射影像數(shù)據(jù)（DOM）; 數(shù)字線畫(huà)圖數(shù)據(jù)（DLG）:是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)。 數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG） ：是現(xiàn)有紙質(zhì)地圖經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM） ：是藝術(shù)字形式表達(dá)的地形起伏數(shù)據(jù)，也是矢量數(shù)據(jù)； 數(shù)正射影像數(shù)據(jù)（DOM） ：是對(duì)遙感數(shù)字影像，經(jīng)像元進(jìn)行投影差改正、鑲嵌，也是一種柵 格形式的數(shù)據(jù)。6、什么是游程編碼？游程編碼的壓縮效果與哪些因素有關(guān)？ 答： 游程編碼是逐行將相同值得柵格合并， 記錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量 （即游程） ，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的

18、冗余。游程編碼的壓縮效果主要取決于柵格數(shù)據(jù) 的性質(zhì)級(jí)與原圖的復(fù)雜成反比，變化多得部分有游程數(shù)就多，變化少的部分游程數(shù)就少，圖件越簡(jiǎn)單壓縮效率就越高。7、什么是柵格四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)？請(qǐng)比較常規(guī)四叉樹(shù)與線性四叉樹(shù)的區(qū)別？ 答：柵格四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)是指將空格鍵區(qū)域按照四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分 n 次，每次分割形成 2n*2N 個(gè)子象限中的屬性數(shù)值都相同為止，該子象限就不再分割。 常規(guī)四叉樹(shù)與線性四叉樹(shù)的區(qū)別： 常規(guī)四叉樹(shù)：常規(guī)四叉樹(shù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)通常儲(chǔ)存 6 個(gè)量，即 4 個(gè)子節(jié)點(diǎn)指針、一個(gè)父節(jié)點(diǎn)指針和 一個(gè)節(jié)點(diǎn)值。常規(guī)四叉樹(shù)可采用子下而上的方法建立，對(duì)柵格按莫頓碼順序進(jìn)行檢測(cè)，這種 方法除了要記錄葉節(jié)點(diǎn)，還要記錄中間節(jié)點(diǎn)

19、。常規(guī)四叉樹(shù)在處理上簡(jiǎn)便靈活，而且當(dāng)柵格矩 陣很大，存儲(chǔ)和處理整個(gè)矩陣較困難時(shí)，可用常規(guī)四叉樹(shù)存儲(chǔ)法 ； 線性四叉樹(shù)：線性四叉樹(shù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ) 3 個(gè)量，即莫頓碼、深度（或節(jié)點(diǎn)大?。┖凸?jié)點(diǎn)值。 線性四叉樹(shù)編碼不需要記錄中間節(jié)點(diǎn)的、0 值節(jié)點(diǎn)，也不適用指針，僅記錄非 0 值也節(jié)點(diǎn)， 并用莫頓碼表示葉節(jié)點(diǎn)的位置。 線性四叉樹(shù)比常規(guī)四叉樹(shù)節(jié)省存儲(chǔ)空間； 由于記錄節(jié)點(diǎn)地址， 既能直接找到其在四叉樹(shù)中的走向路徑， 又可以換算出他在整個(gè)柵格區(qū)域內(nèi)的行列位置， 壓 縮和解壓縮比較方便，各部分分辨率可不同，即可精確地表示圖形結(jié)構(gòu)，又可減少存儲(chǔ)量， 易于進(jìn)行大部分圖形操作和運(yùn)算。8、什么是 TIN？Grid 和

20、 TIN 在表達(dá)曲面數(shù)據(jù)的時(shí)候各有什么特點(diǎn)？ 答：Grid 規(guī)則網(wǎng)格和 TIN 不規(guī)則三角網(wǎng)都是表示數(shù)字高程的兩種方法。 Grid 規(guī)則網(wǎng)格通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則網(wǎng)格。規(guī)則網(wǎng)格將區(qū)域空間切 分為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值。數(shù)學(xué)上可以表示為一個(gè)矩陣，在計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)中則是一個(gè)二維數(shù)組。每個(gè)格網(wǎng)單元或數(shù)組的一個(gè)元素，對(duì)應(yīng)一個(gè)高程值； TIN 不規(guī)則三角網(wǎng)是將離散分布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)連成三角網(wǎng)， 網(wǎng)中的每份三角形要求盡量接近 等邊形狀，并保證由最近鄰點(diǎn)構(gòu)成三角形，即三角形的邊長(zhǎng)之和最小。 特點(diǎn)： Grid 規(guī)則網(wǎng)格：可以很容易地用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，特別是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地理信息

21、系統(tǒng)。 它還可以很容易地計(jì)算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動(dòng)提取流域地形，使得它成為數(shù)字 高程模型（DEM）最廣泛使用的格式。規(guī)則格網(wǎng)的缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確表示表面網(wǎng)格所代表的 地形的結(jié)構(gòu)和細(xì)部： 在地形平坦的地方， 存在大量的數(shù)據(jù)冗余； 在不改變格網(wǎng)大小的情況下， 又難以表達(dá)復(fù)雜地形的突變現(xiàn)象。此外，規(guī)則格網(wǎng)的數(shù)據(jù)量通常比較大，給數(shù)據(jù)管理帶來(lái)了 不便，需要進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)。如果采用無(wú)損壓縮難以達(dá)到很好的壓縮效果，如果要保證壓縮效 果，只能采用有損壓縮，即犧牲了地形的細(xì)節(jié)信息。 TIN 不規(guī)則三角網(wǎng)：減少了規(guī)則格網(wǎng)帶來(lái)的數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)在計(jì)算效率和表達(dá)精度方面也有 其優(yōu)越性。 不規(guī)則三角網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式比

22、規(guī)則格網(wǎng)復(fù)雜， 不規(guī)則三角網(wǎng)與規(guī)則格網(wǎng)不同之 處是隨地形起伏變化的復(fù)雜性而改變采樣點(diǎn)的密度和決定采樣點(diǎn)的位置， 因而它能夠避免地 形平坦時(shí)的數(shù)據(jù)冗余， 又能按地形特征點(diǎn)如山脊、 山谷線、 地形變化線等表示數(shù)字高程特征。第三章1、比較空間內(nèi)插的移動(dòng)擬合法、局部函數(shù)和按距離加權(quán)法等。P108 答：移動(dòng)擬合法：是只對(duì)每一個(gè)待插值點(diǎn) P 用一個(gè)多項(xiàng)式曲面擬合該店附近的表面，從而 計(jì)算出該點(diǎn)的高程值。3、試述克里金內(nèi)插法的基本原理、優(yōu)點(diǎn) 及實(shí)施過(guò)程？答：原理：將被插值的莫要素（例如地形要素）當(dāng)做一個(gè)區(qū)域化地變量來(lái)看待。所謂區(qū)域化 的變量就是介于完全隨機(jī)的變量和完全確定的變量之間的一種變量， 它隨所在區(qū)域

23、位置的改 變而連續(xù)地變化，因此，彼此離得近點(diǎn)之間有某種程度上的空間相關(guān)性，而相隔比較遠(yuǎn)的點(diǎn) 之間在統(tǒng)計(jì)上看是相互獨(dú)立無(wú)關(guān)的。 優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)施過(guò)程： 首先是利用那些搖搖用來(lái)插值的離散點(diǎn)集合建立一個(gè)變量圖， 變量圖通常包括兩 部分，一個(gè)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的變量圖，另一個(gè)是模型變量圖。 其次將變量圖用來(lái)計(jì)算 Kriging 方法中的權(quán)重。4、請(qǐng)舉例說(shuō)明常用的矢量和柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法？ 矢量轉(zhuǎn)柵格： 矢量轉(zhuǎn)柵格： 內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散法，即由多邊形內(nèi)部種子點(diǎn)向周圍鄰點(diǎn)擴(kuò)散，直至到達(dá)各邊界為止； 復(fù)數(shù)積分算法，即由待判別點(diǎn)對(duì)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，來(lái)判斷兩者關(guān)系； 射線算法和掃描算法， 即由圖外某點(diǎn)向待判點(diǎn)引射線

24、， 通過(guò)射線與多邊形邊界交點(diǎn)數(shù)來(lái)判斷 內(nèi)外關(guān)系； 邊界代數(shù)算法， 是一種基于積分思想的矢量轉(zhuǎn)柵格算法， 適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的多邊形矢 量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，方法是由多邊形邊界上某點(diǎn)開(kāi)始，順時(shí)針?biāo)阉鬟吔缇€，上行時(shí)邊界左側(cè)具有相 同行坐標(biāo)的柵格減去某值， 下行時(shí)邊界左側(cè)所有柵格點(diǎn)加上該值， 邊界搜索完之后即完成多 邊形的轉(zhuǎn)換。 柵格轉(zhuǎn)矢量：即是提取具有相同編號(hào)的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓?fù)?柵格轉(zhuǎn)矢量 關(guān)系，并表示成矢量格式邊界線的過(guò)程。步驟包括：多邊形邊界提取，即使用高通濾波 將柵格圖像二值化；邊界線追蹤，即對(duì)每個(gè)弧段由一個(gè)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)搜索；拓?fù)潢P(guān)系生成和去處多余點(diǎn)及曲線圓滑。答：矢量向

25、柵格轉(zhuǎn)換方法：矢量向柵格轉(zhuǎn)換處理的更笨任務(wù)就是把點(diǎn)、線或面的矢量數(shù)據(jù)， 轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)，這一過(guò)程叫做柵格化。柵格化可以分別針對(duì)點(diǎn)、線和面來(lái)進(jìn)行，點(diǎn) 的柵格化是線和面柵格化的基礎(chǔ)。 轉(zhuǎn)換方法： 立矢量數(shù)據(jù)的平面直角坐標(biāo)系和柵格行列坐標(biāo) 系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。點(diǎn)的柵格化：矢量坐標(biāo)（x，y） ，轉(zhuǎn)換后的柵格但愿行列值（I，J） ；線 的柵格化：線的柵格化先分解成折線的每一個(gè)線段的柵格化，對(duì)應(yīng)一條線段的柵格化，先使 用點(diǎn)柵格化地方法，柵格化線段的兩個(gè)端點(diǎn)，然后再柵格化線段中間的部分；面得柵格化： 基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法 與線段柵格化地方法類似，基于多邊形數(shù)據(jù)柵格化地方法，這 種方法是以非拓?fù)涞膶?shí)體

26、的實(shí)體多邊形作為柵格化地處理單元， 將一個(gè)多邊形的內(nèi)部柵格單 元賦予多邊形的屬性值，基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法包括：內(nèi)點(diǎn)填充法、邊界代數(shù)法和包 含檢驗(yàn)法等。 柵格向矢量的轉(zhuǎn)換方法：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化又稱為矢量化。矢量化方法：1） 二值化， 想根據(jù)柵格數(shù)據(jù)建立一個(gè)閾值， 再根據(jù)這個(gè)閾值將不同的數(shù)據(jù)灰度嚴(yán)肅哦到 2 個(gè)弧 度形成二值圖。2）細(xì)化，是消除線畫(huà)橫斷面柵格樹(shù)的差異，使得每一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線位置的單個(gè)柵格的寬度。細(xì)化又可分為“剝皮法” ，和“骨架法”兩大類。 “剝皮法” ：實(shí)質(zhì)是從曲線的邊緣開(kāi)始，每一次剝掉等于一個(gè)柵格寬的一層，直到最后留下 彼此連通的由單個(gè)柵格

27、點(diǎn)組成的圖形。 “骨架法”3）跟蹤法：是講細(xì)化處理后的柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為從節(jié)點(diǎn)出發(fā)的線段或閉合的線條，并以矢量形式存儲(chǔ)線段的坐標(biāo)。 柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法：1）首先在柵格數(shù)據(jù)中收索多邊形邊界弧段相交處的節(jié)點(diǎn)位置； 2）接著從收索出得節(jié)點(diǎn)里任選一個(gè)座位其實(shí)跟蹤節(jié)點(diǎn)，順著柵格單元屬性值不同的兩個(gè)柵 格單元之間進(jìn)行多邊形邊界弧段的跟蹤，記錄每一步跟蹤的坐標(biāo)，直到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)為止； 3）最后將各宗得到的弧段數(shù)據(jù)連接組織成多邊形。6、試述 GIS 空間拓?fù)潢P(guān)系編輯的功能及具體算法？P106 、 空間拓?fù)潢P(guān)系編輯的功能及具體算法？答：1）多邊形連接編輯功能：首先要找出要編輯多邊形相關(guān)的所有記錄，其次找在找出的

28、記錄中，檢查當(dāng)前編輯的多邊形所處的位置：如果帶編輯的多邊形在左多邊形位置，將之與 處于有多邊形位置的多邊形號(hào)相交換， 同時(shí)也將該記錄的節(jié)點(diǎn)號(hào)位置作相應(yīng)的交換， 反之則 該記錄的所有數(shù)據(jù)順序不作改變；隨后，從經(jīng)過(guò)代碼位置轉(zhuǎn)換的記錄中，任取一個(gè)起始節(jié)點(diǎn) 作為起點(diǎn)，順序連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)，必要時(shí)可對(duì)記錄的前后順序作調(diào)整，是的連接的節(jié)點(diǎn)能自行 封閉；如節(jié)點(diǎn)不能閉合則必須改正出錯(cuò)得記錄。 2）節(jié)點(diǎn)連接編輯功能：首先從弧段文件中找出與當(dāng)前編輯的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的所有記錄；其次在 找出的記錄中，檢查當(dāng)前編輯的節(jié)點(diǎn)所在的位置：如果待編輯的節(jié)點(diǎn)在起始節(jié)點(diǎn)位置，將之 與處于終止節(jié)點(diǎn)位置的節(jié)點(diǎn)號(hào)相交換， 同時(shí)也將該記錄的多邊形號(hào)

29、位置作相應(yīng)的交換反之則 該記錄的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)順序不作改變；再者，從經(jīng)過(guò)代碼位置轉(zhuǎn)換的記錄中，任取一個(gè)左多邊 形作為起點(diǎn)，順序連接各個(gè)多邊形，同樣必要時(shí)可對(duì)記錄的前后順便作調(diào)整，使得連接的多 邊形能首尾呼應(yīng)。7、仿射變換的原理及其誤差糾正的方法？答：放射變化是幾何糾正的常用方法，放射變換后的特性直線變化后任是直線，平行線變化 后任是平行線，不同方向上的長(zhǎng)度比發(fā)生變化；8、請(qǐng)簡(jiǎn)述地圖投影的分類及作用？答： 地圖投影實(shí)質(zhì)是將地球托球體面上的經(jīng)緯度線間按照一定的數(shù)學(xué)法則轉(zhuǎn)移到平面上， 在 地球橢球面和平面之間建立點(diǎn)與點(diǎn)之間函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)方法； 地圖投影分類： 按地圖投影的構(gòu)成方法可分為： 1）幾何投影：

30、 方位投影、圓柱投影、圓錐投影 按球面與投影免得幾何位置不同可風(fēng)為正軸投影、橫軸投影和斜軸投影； 2）非幾何投影：偽方位投影、偽圓柱投影、偽圓錐投影、多圓錐投影 按地圖投影變形性質(zhì)可分為： 等積投影、等角投影、任意投影第四章1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念及其組成部分有哪些？P110 答：空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要是為 GIS 提供空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方法。空間數(shù)據(jù)庫(kù)由三個(gè)部分組 成：空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 。2、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)有哪些主要的步驟和內(nèi)容？ 答：空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要經(jīng)歷一個(gè)由現(xiàn)實(shí)世界到信息世界，再到計(jì)算機(jī)世界的轉(zhuǎn)化過(guò)程。具 體步驟和內(nèi)容為：1）需求分析：即用系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析與某一

31、特點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用有關(guān)系 的數(shù)據(jù)集合；2）概念設(shè)計(jì)：把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表達(dá)出來(lái)。3）邏輯設(shè)計(jì)： 空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的任務(wù)是， 把信息世界中的概念模型利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所提共的工具 映射為計(jì)算機(jī)世界中偉數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，并用數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)； 4）物理設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)指數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)路徑的設(shè)計(jì)，即將數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯 模型在實(shí)際的物理存儲(chǔ)設(shè)備上加以實(shí)現(xiàn)，從而建立一個(gè)具有較好性能的物理數(shù)據(jù)庫(kù)。3、語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型中的實(shí)體聯(lián)系模型的圖示中有那些基本元素？ 答：.實(shí)體聯(lián)系模型由 1）實(shí)體：實(shí)體是對(duì)客觀現(xiàn)存的其獨(dú)立作用的食物的一種抽象； 2）聯(lián)系：聯(lián)系是實(shí)體見(jiàn)有意

32、義的相互作用或?qū)?yīng)關(guān)系；3）屬性：屬性是對(duì)實(shí)體和聯(lián)系特征 的描述。4、什么是關(guān)系數(shù)據(jù)模型？其中的基本概念，如元組、 屬性、關(guān)鍵字、 模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系完整性等的含義分別是什么？ 答： 關(guān)系數(shù)據(jù)模型是將用戶對(duì)數(shù)據(jù)的視圖與其物理實(shí)現(xiàn)分割開(kāi)來(lái)， 從而使得關(guān)系模型十分有 利于數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。 基本概念含義： 元組：每個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)于表中的一行，在關(guān)系鎮(zhèn)南關(guān)叫做元組，相當(dāng)于通常的一個(gè)記錄； 域：表中的列表示屬性，叫做域，相當(dāng)于通常記錄中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)； 屬性： 關(guān)鍵字：關(guān)系中的某一屬性組，若它的唯一地標(biāo)識(shí)了一個(gè)元組則稱該屬性組為候選關(guān)鍵字； 關(guān)系模式： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)：一系列關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)； 關(guān)系

33、完整性：關(guān)系的正確性相容性和有效性；5、在關(guān)系數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)中，函數(shù)依賴和范式的含義是什么？ 函數(shù)依賴：是由數(shù)學(xué)理論派生的術(shù)語(yǔ)，它表征一個(gè)屬性集合的值，對(duì)另一屬性值集合的依賴 性。 范式： 由于關(guān)系的屬性之間存在著多種關(guān)系依賴特性當(dāng)用關(guān)系模式表達(dá)時(shí)， 一些不良的語(yǔ)義 特性就可能造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余及由此造成的數(shù)據(jù)操作的異常， 所以提出了必須遵循的一些 規(guī)范化形式，稱范式。6、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的基本概念， 如對(duì)象、消息、 繼承、重載、 多態(tài)、 概括、聚集的含義是什么？答：對(duì)象：人們對(duì)世界上的事物的認(rèn)識(shí)形成概念使我們可以感知和推理世界上的事物，這些 概念運(yùn)用到的事物稱為對(duì)象；消息：是對(duì)象與對(duì)象之間相

34、互請(qǐng)求或相互協(xié)作的唯一途徑； 類：是對(duì)一組對(duì)象的抽象描述，它將改組對(duì)象所具有的共同特征集中起來(lái)，以說(shuō)明改組對(duì)象 的能力和性質(zhì)； 繼承：是對(duì)具有層次關(guān)系的屬性和操作進(jìn)行的共享的一種機(jī)制； 重載：一個(gè)類型上可以才能在使用名的方法，當(dāng)出現(xiàn)這種方法時(shí)，必須按照某種明顯的方式 區(qū)分它們，將這種特性稱為重載； 多態(tài)：是只同一個(gè)消息可以根據(jù)發(fā)送消息對(duì)象的不同采用多種不同的行為方式； 概括：是吧舉有相同特征和草做的類歸納在一個(gè)更一般的超類中； 聚集：聚集反映了潛逃對(duì)象的概念，仙桃對(duì)象是有一些其他對(duì)象組成的，他是用來(lái)描述更高 層次對(duì)象的一種形式。7、什么是空間數(shù)據(jù)庫(kù)索引？主要的空間數(shù)據(jù)庫(kù)索引有哪些？ 答： 所謂

35、空間數(shù)據(jù)庫(kù)索引就是依據(jù)空間實(shí)體的位置形狀或空間實(shí)體的某種空間關(guān)系， 按一定 的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要的空間數(shù)據(jù)庫(kù)所以有：范圍索引、格網(wǎng)空間索引、四叉樹(shù) 空間索引。8、什么事空間元數(shù)據(jù)？空間元數(shù)據(jù)的作用是什么？ 答： 空間元數(shù)據(jù)是指在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中用于描述空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量表示方法， 空間參考和管理方 法等特征的數(shù)據(jù)， 是實(shí)現(xiàn)空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一； 空間元數(shù)據(jù)的作用是幫助空間數(shù)據(jù) 的使用者查詢所需的空間信息進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步處理空間數(shù)據(jù)。第五章1、試解釋緩沖區(qū)分析和疊合分析概念，并舉例說(shuō)明這兩種空間分析方法的用途？答：緩沖區(qū)分析是指在點(diǎn)、線、面試題的周圍，自動(dòng)建立的一定寬度的多邊形

36、區(qū)域或帶狀區(qū) 域； 疊合分析是指在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)條件下， 將同一地區(qū)的兩個(gè)不同地理特征的空間和屬性 數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。 緩沖區(qū)分析應(yīng)用于某一主題對(duì)象對(duì)鄰近對(duì)象在一定輻射強(qiáng)度或影響強(qiáng)度天劍俠的影響區(qū)域 分析。 疊合分析應(yīng)用于查詢和和建模方面，也很有效的解決插值問(wèn)題。2、比較緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析的概念？答：1.緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析不是一個(gè)概念的兩種形式，緩沖區(qū)查詢屬于數(shù)據(jù)查詢，而緩 沖區(qū)分析屬于數(shù)據(jù)的空間分析；2.緩沖區(qū)查詢不對(duì)原有圖形進(jìn)行切割，只是根據(jù)用戶需要給 定一個(gè)點(diǎn)緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個(gè)緩沖區(qū)的多邊形，再

37、根據(jù)多邊形檢索 的原理，檢索出言該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。而緩沖區(qū)分析對(duì)原有圖形進(jìn)行切割，形成 一個(gè)點(diǎn)緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而獲得該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。3、P172 4、討論從數(shù)字高程模型中還可以派生出那些數(shù)字地形數(shù)據(jù)？ 答：高程模型是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型是數(shù)字地形模型 的一個(gè)分支。因此高程模型可以派生出如：坡度、坡向、曲面面積等地形數(shù)據(jù)。5、試以格網(wǎng) DEM 數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提取山丘地區(qū)的山頂高程信息。答：1）以地表單元網(wǎng)格四個(gè)頂點(diǎn)的高程的平均值為該單元的平均高程； 2）一地表單元格頂點(diǎn)的高程與研究區(qū)域內(nèi)最低點(diǎn)高程只差打得平均值為該單元的相對(duì)高

38、程； 3）高程變異是反映地表單元網(wǎng)格個(gè)頂點(diǎn)高程變化的指標(biāo) 數(shù)字高程模型(DEM)包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，可以直接在野 外通過(guò)全站儀或者 GPS 等進(jìn)行測(cè)量，也可以間接地從航空影像或者遙感圖像以及 既有地圖上得到。具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，一方面取決于這些 源數(shù)據(jù)的可獲得性，另一方面也取決于 DEM 的分辨率、精度要求、數(shù)據(jù)量大小 和技術(shù)條件等 數(shù)據(jù)來(lái)源：遙感影像航 攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集， ，形圖數(shù)字化 地形圖數(shù)字化就是指對(duì)地形圖中的地形要素進(jìn)行數(shù)字化處理，從模擬數(shù)據(jù)，地形圖，現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 量，其它數(shù)據(jù)源 中獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：手扶跟蹤數(shù)字化：描數(shù)字化或屏幕數(shù)字化6、什么是地圖代數(shù)，主要存在那

39、些地圖代數(shù)的方法？ 答： 地圖代數(shù)是以一尺度空間內(nèi)柵格點(diǎn)集的變換和運(yùn)算來(lái)解決地理信息的圖形符號(hào)可視化及 空間分析的新型理論和方法。主要存在基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析方法。7、什么是 Voronoi 圖，他有哪些主要特征和用途？ 答：它是由一組由連接兩鄰點(diǎn)直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成。N 個(gè)在 平面上有區(qū)別的點(diǎn)， 按照最鄰近原則劃分平面； 每個(gè)點(diǎn)與它的最近鄰區(qū)域相關(guān)聯(lián)。Voronoi 圖特征：1）所有 Voronoi 圖都是凸多邊形；2）Voronoi 多邊形的頂點(diǎn)是相鄰已知點(diǎn) 構(gòu)成的三角形外接圓的圓心 3）所有這些外接圓的內(nèi)部不包含已知點(diǎn)。 Voronoi 圖的用途： 可以用該已知數(shù)據(jù)點(diǎn)的

40、數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)和分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點(diǎn)， Voronoi 圖可以用于空間插值計(jì)算。8、請(qǐng)簡(jiǎn)述 Dijkstra 算法及其在 GIS 最短路徑分析中的應(yīng)用？答：Dijkstra 算法是按路徑長(zhǎng)度遞增順序產(chǎn)生各頂點(diǎn)的最短路徑。算法過(guò)程：設(shè)最短距離已 確定的頂點(diǎn)集合稱為紅集點(diǎn)，最短距離尚未確定的為藍(lán)集點(diǎn)。1）按路徑長(zhǎng)度遞增順序產(chǎn)生各藍(lán)頂點(diǎn)的最短路徑；2)在當(dāng)前藍(lán)點(diǎn)集中選擇一個(gè)距離最小的藍(lán)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)充紅點(diǎn)集，以保證算 法按路徑長(zhǎng)度遞增的順序產(chǎn)生各頂點(diǎn)的最短路徑；3）沒(méi)擴(kuò)充一個(gè)藍(lán)點(diǎn)到紅點(diǎn)集中，則剩余 的藍(lán)點(diǎn)的路徑按照新加入的紅點(diǎn)作為中間頂點(diǎn)進(jìn)行修正， 一旦加入新頂點(diǎn)使得藍(lán)點(diǎn)路徑長(zhǎng)度 最短，則用變短的路徑

41、代替原來(lái)的藍(lán)點(diǎn)路徑長(zhǎng)度，重復(fù)以上過(guò)程；4）直到所需求的藍(lán)點(diǎn)已 擴(kuò)充到紅點(diǎn)集時(shí)，算法結(jié)束。 應(yīng)用：1）選擇要進(jìn)行計(jì)算的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)；2）對(duì)這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)通分析，即采用寬度優(yōu)先搜 索方法，來(lái)快速判斷這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間是否聯(lián)通，也就是確定是否存在計(jì)算最短路徑的必要， 若聯(lián)通則進(jìn)行 3）調(diào)用 Dijkstra 算法，計(jì)算兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的最短路徑 4）進(jìn)過(guò)對(duì)計(jì)算出來(lái)的 最短路徑樹(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理后，生成最終的最短路徑樹(shù)，輸出并推出。第六章1、結(jié)合你的興趣領(lǐng)域（水土保持、洪水防災(zāi)、土地分等定級(jí)等），敘述基于 GIS的地球科學(xué)應(yīng)用模型的建模步驟和方法？答：利用 GIS 的數(shù)值分析方法來(lái)估算土壤水土流失程度，首先確定土壤

42、流失的數(shù)字分析模 型，根據(jù)模型確定影響土壤流失的因子，這些因子必須能夠反映不同的土壤的性質(zhì)，不同的 坡面形態(tài)，以及不同的植被條件；然后選擇格網(wǎng)尺寸，建立各個(gè)影響因子的柵格數(shù)據(jù)；最后 將多種信息加以復(fù)合， 確定研究地區(qū)土壤流失量的各種不同等級(jí)， 為制定區(qū)域的水土保持規(guī) 劃提供依據(jù)。 應(yīng)用模型的步驟：1）明確分析目的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 2）準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù) 3）空間分析操作 4）結(jié)果分 析 5）解釋評(píng)價(jià)結(jié)果。2、通過(guò)應(yīng)用實(shí)例或?qū)嶋H操作過(guò)程圖，說(shuō)明在解決地球科學(xué)問(wèn)題中，如何將地球科學(xué)知識(shí)與 GIS 應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并討論兩者之間的相互關(guān)系？答： 地球科學(xué)是一門研究地球資源、 環(huán)境演化規(guī)律與人類社會(huì)活動(dòng)之間相

43、互作用關(guān)系的科學(xué)， 它尋求人類社會(huì)與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展的途徑?，F(xiàn)在已發(fā)展為集自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與 社會(huì)科學(xué)為一體，是由多學(xué)科科學(xué)體系組成的邊緣學(xué)科，是 21 世紀(jì)的支柱性科學(xué)。地球科 學(xué)是 GIS 兩個(gè)理論基礎(chǔ)支持點(diǎn)的其中一個(gè)，它涉及信息的組織、存儲(chǔ)、處理、可視化表示 及傳輸中的理論問(wèn)題和實(shí)踐問(wèn)題。 而隨地球科學(xué)工作的不斷深入， 地球科學(xué)的難度逐漸增加， 以往單一的研究方法已難見(jiàn)成效。 越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到， 只有將地球科學(xué)領(lǐng)域的不同研究方 法得到的信息進(jìn)行綜合分析研究， 才是提高效果的根本出路。 近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步特別 是 GIS 技術(shù)的發(fā)展使這一可能變成現(xiàn)實(shí)。操作過(guò)程圖 P197 土

44、壤侵蝕數(shù)據(jù)處理流程圖3、為公園選址，要求該公園的位置必須是從主要公路上容易到達(dá)，要減少噪聲干擾，同時(shí)依山傍水，而且公園的可利用面積最大。試以 GIS 方法模擬選址分析步驟，設(shè)計(jì)其數(shù)據(jù)處理流程圖，并說(shuō)明其有關(guān)的操作和算子。分析目的： 確定建立公園的合適區(qū)域 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則： 1)相對(duì)安靜（離公路 0.2 公里之外）且交通方便（離公路 0.8 公里之內(nèi)） 2)依附在大小適中的天然河流上，即等級(jí)為 2 的河流才適合建公園。 3)公園選址要避免沼澤地，即土地利用圖中非沼澤地的適合建公園。所需數(shù)據(jù)： 交通圖 水系圖（帶有分級(jí)屬性的水系圖） 土地利用圖 具體步驟： 1)對(duì)交通圖中的公路分別建立 0.8,0.2

45、公里緩沖區(qū) 2）將兩緩沖區(qū)進(jìn)行空間疊置（擦除分析）得到公園候選區(qū)域-zones 3）通過(guò)賦屬性再分類，將土地利用圖分成沼澤地及非沼澤地兩類（1 為非沼澤地，0 為沼澤 地） ； 4）合并土地利用圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界，得到 Marsh 層； 5)將 Marsh 層和 zones 進(jìn)行多邊形空間疊置分析（相交分析或裁剪分析） ，得到 zones 內(nèi)的土 地利用區(qū)域 Zmarsh； 6)將 Stream 層與 Zmarsh 進(jìn)行空間疊置（相交分析） 7）查詢輸出所選中的區(qū)域。查詢“土地利用類型=1 ”且“河流等級(jí)=2 ”的區(qū)域， 該區(qū)域即為公園建立的候選地址。 具體操作步驟： 1）建緩沖區(qū)

46、 將交通圖層添加到新的 Map 中， Layers 的 Properties， General 欄中的 Unit 設(shè)置為 meters 點(diǎn) 在 2）空間疊置分析 3）查詢 選擇 Selection 菜單下的 Select By Attributes，在彈出的對(duì)話框中輸入查詢語(yǔ)句4、GIS 支持下的建設(shè)項(xiàng)目科學(xué)管理與分析（選自 2000 年國(guó)產(chǎn) GIS 基礎(chǔ)軟件測(cè)評(píng)試題）。背景條件：現(xiàn)有一經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，它由五大功能區(qū)組成，各功能區(qū)范圍地理坐標(biāo)和允許排污負(fù)荷量如圖表 A、表 B 所示?，F(xiàn)在此經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)有兩個(gè)建設(shè)項(xiàng)目（其地理坐標(biāo)如表 C 所示），它們的設(shè)計(jì)排污量負(fù)荷分別為 5t/km2 和 8 t/

47、km2。 環(huán)境管理審批條件：建設(shè)項(xiàng)目通過(guò)環(huán)境審批的條件是建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)排污量負(fù)荷不超過(guò)建設(shè)項(xiàng)目所占功能區(qū)允許排污量負(fù)荷之合。 題目要求：（1 ）編制專題地圖：開(kāi)發(fā)區(qū)功能區(qū)圖，顯示出各功能區(qū)的面積、允許排污負(fù)荷量（要求有圖例）； 建設(shè)項(xiàng)目圖，顯示建設(shè)項(xiàng)目及其與開(kāi)發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關(guān)系。 建設(shè)項(xiàng)目圖，顯示建設(shè)項(xiàng)目及其與開(kāi)發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關(guān)系。（2 ）、輸出統(tǒng)計(jì)表 建設(shè)項(xiàng)目使用開(kāi)發(fā)區(qū)各功能區(qū)土地面積統(tǒng)計(jì)表； 假設(shè)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表； 假設(shè)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表； 項(xiàng)目審批結(jié)果表（表格形式可按環(huán)境項(xiàng)目審批條件自行設(shè)計(jì)）。 （ 3）建設(shè)項(xiàng)目可行性分析： 對(duì)不可

48、行的建設(shè)項(xiàng)目，可通過(guò)移動(dòng)其地理坐標(biāo)，使之滿足環(huán)境管理審批條件。試給出在地理坐標(biāo)移動(dòng)最小的前提下的解決方案。（4）構(gòu)建可完成上述要求、（1 ）、（ 2）、（3）任務(wù)的應(yīng)用界面，使之能夠適用于其他建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境管理。功能區(qū)坐標(biāo) A區(qū) X Y 0 0 2 0 2 2 0 2 0 0B區(qū) X 0 4 0 0Y 6 10 10 6C區(qū) X 0 2 6 4 0 0Y 2 2 4 10 6 2 功能區(qū) D ED區(qū) X 2 8 6 2 2Y 0 0 4 2 0E區(qū) X 8 10 10 4 8Y 0 0 10 10 0表B表C各功能區(qū)允許排污負(fù)荷量 功能區(qū) 允許負(fù)荷量 /(t.km-2) A 2.0 B 8.0

49、C 6.0 兩個(gè)新建項(xiàng)目的地理坐標(biāo) 項(xiàng)目 1 項(xiàng)目 2 X Y X Y 1 1 4 6 3 1 8 6 3 4 8 2允許負(fù)荷量 /(t.km-2) 5.0 10.0項(xiàng)目 3 X -1 1Y 4 1項(xiàng)目 4 X 4 4Y 2 6第七章1、試述應(yīng)用型 GIS 開(kāi)發(fā)的過(guò)程和方法，并比較原型法和生命周期法設(shè)計(jì)的特點(diǎn)？答：過(guò)程：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)；方法：生命周期設(shè)計(jì)法、原 型化設(shè)計(jì)法；生命周期設(shè)計(jì)法：如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)按階段進(jìn)行，預(yù)先規(guī)定每一階段的開(kāi)發(fā)目標(biāo)和 任務(wù)，然后按照一定的準(zhǔn)則順序開(kāi)發(fā)實(shí)施；特點(diǎn)：1）嚴(yán)格分階段進(jìn)行，便于組織管理 2） 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程比較長(zhǎng) 3）新系統(tǒng)效果的可見(jiàn)

50、性差 4）最終用戶的反饋比較 遲 5）不容易把握 用戶需求的變化；原型設(shè)計(jì)法：根據(jù)用戶需求由用戶與開(kāi)發(fā)人員共同商定開(kāi)發(fā)目標(biāo)，設(shè)計(jì)初 步方案， 在較短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出一個(gè)能滿足用戶基本需求的初步原型或系統(tǒng)雛形， 交用戶使用， 經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行，根據(jù)用戶意見(jiàn)對(duì)原型加以修改或填充，如此反復(fù)進(jìn)行，最終形成一個(gè)比較 完善和質(zhì)量較高的應(yīng)用型 GIS；特點(diǎn)：1）用戶能積極的產(chǎn)于新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 2）開(kāi)發(fā)人 員及時(shí)獲取用戶反饋意見(jiàn) 3）能更快看到系統(tǒng)的實(shí)際效果 4）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。3、以實(shí)例說(shuō)明 GIS 用戶界面的基本類型和設(shè)計(jì)方法答：用戶界面人機(jī)對(duì)話的工具，他與功能模塊一一對(duì)應(yīng)，做到各模塊之間的界面的形

51、式一直 2）用戶可以分為若干層，便于逐層調(diào)用；根據(jù)功能模塊不同，可分為：菜單式、命令式或 表格式的界面；所有界面以體現(xiàn)以人為本的原則，做到界面友好美觀，并時(shí)時(shí)提豐富的幫助 的有效信息，使用戶易懂易學(xué)易掌握。實(shí)例自己舉5、為什么制定 GIS 標(biāo)準(zhǔn)化的工作日以受到關(guān)注？目前正在從事這項(xiàng)工作的國(guó)際組織有哪些？答：隨著信息革命在全球的興起，地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的工作日益受到關(guān)注。主要是因?yàn)?GIS 標(biāo)準(zhǔn)化有益于促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的交換（數(shù)據(jù)是 GIS 的處理對(duì)象，由于地理數(shù)據(jù)自身的復(fù)雜特 點(diǎn)，造成 GIS 技術(shù)研究和應(yīng)用的許多共性問(wèn)題，這些問(wèn)題如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)參考，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì) 量，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品測(cè)評(píng)造成影響）

52、，促進(jìn)空間數(shù)據(jù)共享（共享和交換永遠(yuǎn)是 GIS 技 術(shù)追求的最高目標(biāo)， 共享目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)同樣需要一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為約束） 和促進(jìn)軟件的共享 （數(shù) 據(jù)工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)和提高軟件開(kāi)發(fā)效率，共享軟件成果的保證） 。目前這項(xiàng)工作的國(guó)際組織 有：1）ISO/TC211、貴哦及標(biāo)準(zhǔn)化組織 TC211 專題組、2）FGDC,美國(guó)聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)、 3）CEN/TC287，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)；4）OGC，美國(guó) OpengGIS 委員會(huì)；5）MEGRIN，歐 洲地圖事務(wù)組織；6）CGSD，加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)。第八章1、GIS 產(chǎn)品有哪些表現(xiàn)形式？各適合在什么情況使用？ 答：按輸出的載體類型分類：1）常規(guī)地圖（是印刷在紙張

53、、塑料薄膜等材料載體上的，是 GIS 產(chǎn)品的重要輸出形式）2）數(shù)字地圖（一種新的以計(jì)算機(jī)為存儲(chǔ)和顯示載體的地圖形式） 按輸出的內(nèi)容和形式分類：1）全要素地形圖（在內(nèi)容上通常全面表達(dá)水系、地貌、植 被、居民點(diǎn)和獨(dú)立地物等地理要素，采用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)地圖投影和分幅編號(hào)，比列尺系統(tǒng)， 以及統(tǒng)一的編制規(guī)范和圖式符號(hào)，屬于國(guó)家基本比列尺地形圖）2）各類專題地圖(突出表現(xiàn) 一種或者幾種自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的地圖)3）遙感影像地圖（及時(shí)提供準(zhǔn)確，綜合大范圍的 各種資源環(huán)境數(shù)據(jù)，成為 GIS 重要數(shù)據(jù)源之一）4）統(tǒng)計(jì)圖表與數(shù)據(jù)報(bào)表2、簡(jiǎn)述 GIS 圖形輸出的內(nèi)容是什么？答：1、圖形坐標(biāo)系與顏色模型：1）圖形坐標(biāo)系統(tǒng)（地球表面世界坐標(biāo)系、輸出設(shè)備的物理 坐標(biāo)系）2）顏色模型與顏色空間（RGB、CMYK、HSV 顏色模型）3）GIS 圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 與數(shù)據(jù)庫(kù)；2 輸出的幾何變換：1）二維圖形變換 2）地圖投影變換；3 地形圖與專題地圖的 輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層 2）專題地圖的符號(hào)系統(tǒng)（點(diǎn)位、線、面狀符號(hào)） 3、試述 GIS 圖形輸出的組織形式及地圖圖面配置的內(nèi)容和要求？答：3 地形圖與專題地圖的輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層（GIS 數(shù)字地圖通常以 圖層形式進(jìn)行組織，每一個(gè)圖層包含地圖的一個(gè)不同要素，常放在不同圖層中。圖層是透明的