3S復(fù)習(xí)考試試題

一、名詞解釋1、什么是3S技術(shù)：地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感應(yīng)用技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)2、地理信息系統(tǒng)：指的是由電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所支撐的，對地理環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、分析和顯示的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。信息可以分為三大類型：圖形/圖像/語音；數(shù)字/文字；地理位置(地理空間信息)。地理位置信息特點(diǎn)：地球?yàn)闄E球體，地表信息在平面上表達(dá)，以不同的投影方式進(jìn)行表達(dá)；地理信息的屬性和時間變化；地理位置可以是絕對的坐標(biāo)/經(jīng)緯度；地理位置更多的是一個相對的拓?fù)潢P(guān)系。3、遙感：遙感技術(shù)是指從遠(yuǎn)距離、高空，以至外層空間的平臺上，利用可見光、紅外、微波等探測儀，通過掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理，從而識別地面物質(zhì)性質(zhì)和運(yùn)動的技術(shù)。全球定位系統(tǒng)：GPS為基于空間的無線電定位系統(tǒng)。它是由若干顆衛(wèi)星組成空間系統(tǒng)，并隨時確定地表或地表附近的三維空間位置和時間。地球空間模型：為了深入研究地理空間，進(jìn)行長度、面積和體積等幾何測量和分析而建立起的地球表面的幾何模型，WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)該坐標(biāo)系為絕對地理坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系以地球質(zhì)心為原點(diǎn)O，X軸指向格林尼治中央子午線同赤道的交點(diǎn)，Y軸指向東，Z指向北極點(diǎn)，XYZ-O構(gòu)成右手系。地圖投影：把球形的地球表面的點(diǎn)映射到一個平面上，這種從地球表面到平面的轉(zhuǎn)換就稱為地圖投影。（投影面：圓柱投影、圓錐投影、平面投影；性質(zhì)：正形投影、等積投影、等距投影、等方位投影）柵格數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)是以規(guī)則的像元矩陣來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。矢量數(shù)據(jù)：矢量數(shù)據(jù)是指通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點(diǎn)、線和多邊形等地理實(shí)體，坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系是指圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。遙感圖像處理：遙感傳感器獲得的原始圖像通常需要進(jìn)一步處理，其目的是對遙感圖像進(jìn)行加工和改造，使之有利于遙感圖像的分析和判讀，用于這種目的的技術(shù)稱為遙感圖像處理。輻射分辨率：是指傳感器能分辨的目標(biāo)反射或輻射的電磁輻射強(qiáng)度的最小變化量。在可見、近紅外波段用噪聲等效反射率表示，在熱紅外波段用噪聲等效溫差、最小可探測溫差和最小可分辨溫差表示。差分GPS將一臺GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測，根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時將這一數(shù)據(jù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測的同時，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。14、緩沖區(qū)：緩沖區(qū)就是空間實(shí)體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。緩沖區(qū)分析的基本思想就是給定一個空間實(shí)體或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由領(lǐng)域半徑R來確定。疊置分析：疊加分析是空間信息系統(tǒng)中最常用的提取隱含信息的手段之一。疊加分析不僅包含空間關(guān)系的比較，還包含屬性關(guān)系的比較主動遙感：由遙感探測器主動向地物目標(biāo)發(fā)射電磁輻射能量，并接收地物目標(biāo)反射的電磁能量作為遙感傳感器接收和記錄的能量來源。遙感幾何校正：校正遙感圖像成像過程中所造成的各種幾何畸變稱為幾何校正?？臻g插值：從存在的觀測數(shù)據(jù)中找到一個函數(shù)關(guān)系式，使該關(guān)系式最好地逼近這些已知的空間數(shù)據(jù)，并能根據(jù)函數(shù)關(guān)系式推求出區(qū)域范圍內(nèi)其它任意點(diǎn)或任意分區(qū)的值，這種根據(jù)已知點(diǎn)或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點(diǎn)或任意分區(qū)的值的方法稱為空間數(shù)據(jù)內(nèi)插。19、光譜分辨率：指遙感圖像波段的寬度，分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高。二、簡答和論述13S技術(shù)的特點(diǎn)3S

技術(shù)具有獲取信息的實(shí)時性，準(zhǔn)確性，便捷性，綜合性等特點(diǎn)。3S技術(shù)是一個有機(jī)的整體，RS用于提供大量實(shí)時、動態(tài)、快速、廉價的地理信息；GPS用于空間數(shù)據(jù)快速定位，為遙感數(shù)據(jù)提供空間坐標(biāo)，并對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和檢驗(yàn)；GIS用于對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、管理、查詢、分析和可視化，將大量抽象的統(tǒng)計數(shù)據(jù)變成直觀的專題圖和統(tǒng)計報表等。集RS、GPS、GIS技術(shù)的功能為一體，可構(gòu)成高度自動化、實(shí)時化和智能化的地理信息系統(tǒng)，為各種應(yīng)用提供科學(xué)的決策咨詢，以解決用戶可能提出的各種復(fù)雜問題。2簡述遙感平臺與平臺類型劃分遙感平臺是裝載傳感器的運(yùn)載工具。地面平臺：為航空和航天遙感作校準(zhǔn)和輔助工作。航空平臺：80km以下的平臺，包括飛機(jī)和氣球。航天平臺：80km以上的平臺，包括高空探測火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)。3微波為什么具有穿云透霧的特性？微波是一種頻率非常高的電磁波，其波長范圍為1mm到1m，對應(yīng)的頻率范圍為3*108Hz到3*1011Hz，由于微波的波長較長，因而散射相對較小，在大氣中衰減少，對云層、雨區(qū)的穿透能力較強(qiáng)，基本不受煙、云、雨的限制。對于熱帶雨林地區(qū)更有意義。4請畫出A與B兩個圖層疊置的結(jié)果圖層C的示意圖，并標(biāo)注屬性，其中C的屬性為C=A+B。5簡述地理信息系統(tǒng)的組成計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)硬件，地理信息系統(tǒng)軟件，空間數(shù)據(jù)庫，分析應(yīng)用模型，圖形用戶界面及系統(tǒng)人員。6試述遙感數(shù)字圖像處理包含了哪些內(nèi)容？（1）顏色的描述與顏色立體（顏色的描述：明度、色調(diào)和飽和度。在顏色立體中，中間的垂直軸代表明度，中間的水平面的圓周代表色調(diào)，圓周上的半徑大小代表飽和度。）；（2）顏色對比與亮度對比；（3）數(shù)字圖像的直方圖（直方圖中，橫軸是亮度值等級，縱軸是對應(yīng)像素亮度值等級上的像素個數(shù)或者頻率）；（4）數(shù)字圖像的變換分析（傅里葉變換、離散余弦變換、K-L變換、K-T變換和小波變換等）；空間數(shù)據(jù)分析主要有那些方法？空間數(shù)據(jù)分析的主要方法：（1）空間數(shù)據(jù)探查與查詢：（探查性空間數(shù)據(jù)分析、空間數(shù)據(jù)的查詢）（2）空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析：(.基本統(tǒng)計量、離散統(tǒng)計量、聚類與分級、柵格鄰域統(tǒng)計量）（3）基于數(shù)字高程模型的分析：(坡度和坡向、剖面分析、視域分析）（4）空間數(shù)據(jù)的重疊分析：（基于矢量數(shù)據(jù)的重疊分析、基于珊格數(shù)據(jù)的重疊分析）（5）空間數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析：（基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析、.基于珊格數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析）（6）空間插值分析：（泰森多邊形方法、反向距離加權(quán)插值法、克里金插值法、密度估計）（7）路徑和網(wǎng)絡(luò)分析：（基于矢量模型的最短路徑分析、基于柵格模型的最短路徑分析、定位及其分配）8、3S技術(shù)集成綜合應(yīng)用（1）Google地球（3S技術(shù)集成綜合應(yīng)用在Google地球上充分體現(xiàn)，如GoogleEarth,,GoogleMaps等在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用）。（2）在車輛導(dǎo)航與車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以對行駛中的車輛進(jìn)行定位和提供導(dǎo)航功能。例如.VISAT系統(tǒng)，該系統(tǒng)是3S技術(shù)綜合集成系統(tǒng)的一個經(jīng)典的例子。應(yīng)用在車輛上，通過與GIS數(shù)據(jù)的比較，可以實(shí)時的監(jiān)測變化，數(shù)據(jù)更新和自動導(dǎo)航。 （3）在精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用：遙感技術(shù)可以客觀、準(zhǔn)確、及時的提供作物生態(tài)環(huán)境和作物生長的各種信息。GPS產(chǎn)業(yè)可以用于農(nóng)田測量、定位信息采集。地理信息系統(tǒng)可以用于農(nóng)田土地數(shù)據(jù)管理，查詢土壤、自然條件、作物苗情、作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)（4）在土地研究中的應(yīng)用：應(yīng)用遙感技術(shù)可以快速獲得土地利用和土地覆蓋的動態(tài)變化信息；地理信息系統(tǒng)最早是由土地部門發(fā)展起來的；GPS由于其定位的高精度和應(yīng)用的靈活性，母親已經(jīng)成為土地調(diào)查中進(jìn)行空間定位的主要手段（5）在全球變化研究中的應(yīng)用：利用遙感技術(shù)獲取全球變化信息，時間周期短；在全球變化中的涉及大氣、海洋、地理、水文和生態(tài)多種學(xué)科的大量數(shù)據(jù)和資料，需要利用GIS技術(shù)進(jìn)行管理、檢索和查詢；利用GPS定位技術(shù)監(jiān)測氣候變暖導(dǎo)致的海平面上升，利用高精度GPS測量地球表層的版塊運(yùn)動。（6）其他3S應(yīng)用：1、環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與環(huán)境保護(hù)（7）防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)（8）城市規(guī)劃與城市管理空間數(shù)據(jù)的基本特征（1）空間特征：

空間特征是地理信息系統(tǒng)或者說空間信息系統(tǒng)所獨(dú)有的?？臻g特征是指空間地物的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰地物的空間關(guān)系。（2）專題特征

專題特征亦指空間現(xiàn)象或空間目標(biāo)的屬性特征，它是指除了時間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征，如地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸堿度、土地覆蓋類型、人口密度、交通流量、空氣污染程度等（3）時間特征

空間數(shù)據(jù)總是在某一特定時間或時間段內(nèi)采集得到或計算得到的。由于有些空間數(shù)據(jù)隨時間的變化相對較慢，因而，有時被忽略。DEM分析的主要應(yīng)用（1）在國家數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)字地形圖的高程數(shù)據(jù)；

（2）計算道理設(shè)計、其它民用和軍事工程中挖填土石方量；

（3）為軍事目的（武器導(dǎo)向系統(tǒng)、駕駛訓(xùn)練）的地表景觀設(shè)計與規(guī)劃（土地景觀構(gòu)筑）等顯示地形的三維圖形；

（4）越野通視情況分析（也是為了軍事和土地景觀規(guī)劃等目的）；

（5）規(guī)劃道路線路、壩址選擇等；

（6）不同地面的比較和統(tǒng)計分析；

（7）計算坡度、坡向圖，用于地貌暈渲的坡度剖面圖。幫助地貌分析，估計侵蝕和徑流等；

（8）顯示專題信息或?qū)⒌匦纹鸱鼣?shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)如土壤、土地利用、植被等進(jìn)行組合分析；

（9）提供土地景觀和景觀處理模型的影像模擬所需的數(shù)據(jù)；

（10）用其它連續(xù)變化的特征代替高程后，DEM還可以表示如下方面：通行時間和費(fèi)用、人口、直觀風(fēng)景標(biāo)志、污染狀況及地下水水位等。11、3S集成的作用和意義作用：空間定位系統(tǒng)(目前主要指GPS全球定位系統(tǒng))、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的3大支撐技術(shù)(以下簡稱“3S”),是現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術(shù)手段,也是地學(xué)研究走向定量化的科學(xué)方法之一。RS與GIS集成：遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要信息來源，GIS則可作為遙感圖像解譯的強(qiáng)有力的輔助工具。GIS作為圖像處理工具，可以進(jìn)行幾何糾正和輻射糾正，圖像分類和感興趣區(qū)域的選??；遙感數(shù)據(jù)作為GIS的重要信息來源，可以進(jìn)行線和其他地物要素的提取，DEM數(shù)據(jù)的生成，以及土地利用變化和地圖更新。GIS與GPS集成：定位（旅游、探險）、測量（土地管理、城市規(guī)劃）、監(jiān)控導(dǎo)航（車輛船只的動態(tài)監(jiān)控）。GPS+RS：幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇以及分類驗(yàn)證，提供定位遙感信息查詢；GPS+GIS：定點(diǎn)查詢專題信息，提供或更新空間點(diǎn)位；GIS+RS：幾何配準(zhǔn)、輔助分類等，提供和更新區(qū)域信息。3S集成的意義：3S結(jié)合應(yīng)用，取長補(bǔ)短是自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用形成了"一個大腦，兩只眼睛"的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從提供的大量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)決策的依據(jù)。實(shí)際應(yīng)用中，較為多見的是兩兩之間的結(jié)合。12、GIS的主要數(shù)據(jù)來源及輸入方法主要數(shù)據(jù)來源：地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實(shí)測數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)和已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。輸入方法有：1、手工輸入方法；2、交互輸入方法；3、根據(jù)關(guān)鍵字進(jìn)行屬性連接的方法；4、基于空間位置的屬性數(shù)據(jù)連接方法。13、地統(tǒng)計分析克里格方法的分類與適用條件克里格分類：普通克里格(OrdinaryKriging)簡單克里格(SimpleKriging)泛克里格(UniversalKriging)概率克里格(ProbabilityKriging)析取克里格(DisjunctiveKriging)協(xié)同克里格(CoKriging）適用條件：1）當(dāng)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時，選用對數(shù)正態(tài)克里格，若不服從簡單分布時，選取析取克里格2）當(dāng)數(shù)據(jù)存在主導(dǎo)趨勢時，選用泛克里格3）當(dāng)只需了解數(shù)據(jù)是否超過某一閾值時，選用指示克里格）4）當(dāng)假設(shè)的屬性值的期望值為某一已知常數(shù)時，選用簡單克里格，當(dāng)假設(shè)的屬性值的期望值為是未知的，，選用普通克里格符合以下指標(biāo)是最優(yōu)的：標(biāo)準(zhǔn)平均值(meanstandardized)最接與0均方根誤差（root-mean-square）最小平均標(biāo)準(zhǔn)差（averagestandarderror）最接近于均方根誤差標(biāo)準(zhǔn)均方根預(yù)測誤差（root-mean-square-standardized)最接近于114參照圖，綜合論述太陽輻射傳播到地球表面又返回到遙感傳感器這一整個過程中所發(fā)生的物理現(xiàn)象及傳感器接收到的能量特征。物理過程及能量特征：太陽輻射能→大氣傳輸：部分被大氣中微粒散射和吸收而衰減。波長位于大氣窗口的能量才能通過大氣層，并經(jīng)大氣衰減后到達(dá)地表→與地表相互作用：不同波長的能量到達(dá)地表后，被選擇性反射，吸收，透射，折射?！俅瓮ㄟ^大氣層：包含不同地表特征波譜響應(yīng)的能量，再次經(jīng)大氣吸收，散射衰減。不僅使傳感器接收的地面輻射強(qiáng)度減弱，而且由于散射產(chǎn)生天空散射光使遙感影像反差降低并引起遙感數(shù)據(jù)的輻射，幾何畸變，圖像模糊，直接影像到圖像的清晰度，質(zhì)量和解譯精度。遙感系統(tǒng)：通過遙感系統(tǒng)記錄輻射值。遙感器接受的信號包括兩大部分：一是大氣本身作為一個反射體（散射體）的程輻射，此部分不包含地物的信息。二是地面目標(biāo)對遙感器的貢獻(xiàn)，包含四個部分：（1）光線直接入射到地面并經(jīng)地面反射到遙感器的部分