華東師范大學期末試卷(A)

華東師范大學期末試卷（A）答題要點2004—2005學年第2學期課程名稱：GIS柵格數(shù)據(jù)分析學生姓名：___________________學號：___________________專業(yè)：___________________年級/班級：__________________課程性質：公共必修、公共選修、專業(yè)必修、專業(yè)選修一二三四五六七八總分閱卷人簽名…………………………一、（10分）簡述柵格數(shù)據(jù)模型的特征，如何用柵格數(shù)據(jù)模型表示地理實體？柵格數(shù)據(jù)模型特征（5分） 用規(guī)則的網(wǎng)格表示地理現(xiàn)象 單元格或像素是最基本的單元，每個單元格賦一個數(shù)值表示地理現(xiàn)象或實體。 單元格或像素的大小影響到地理現(xiàn)象的分辨率地理實體的表示（5分） 用一組（個）單元格表示地理實體。其中： 點－一個單元格 線－一串單元格 面－一組（聚集）的單元格二、（20分）1.什么是地圖代數(shù)？(3分)地圖代數(shù)是進行柵格數(shù)據(jù)分析的語言，運算規(guī)則類似于代數(shù)學，柵格數(shù)據(jù)集是基本的運算對象。2.對于圖1所示的兩個柵格數(shù)據(jù)集，寫出乘法運算的表達式并將結果填寫于OutGrid1（圖2）（3分）OutGrid1=InGRID1*INGRID2圖1兩個柵格數(shù)據(jù)集3．對InGRID1和INGRID2執(zhí)行邏輯and運算，寫出運算表達式，并將結果填寫于outgrid2（圖2）（3分）OutGrid2=InGRID1andINGRID24.對于圖1的兩個數(shù)據(jù)集執(zhí)行Diff運算，寫出表達式，并將運算結果填寫于OutGrid3（圖2）（3分）OutGrid3=InGRID1DiffINGRID25.對于Ingrid1執(zhí)行運算Power（ingrid1，2），在OutGrid4中寫出運算結果（圖2）（3分）010032400412010010011100110101000120000400111001441600416011Outgrid1 OutGrid2OutGrid3OutGrid4圖2結果圖6.對于圖3土地利用類型分布的數(shù)據(jù)（Landuse），問那種土地利用類型的面積最大？答案填寫在括號中（Value=6）（5分）圖3ArcMap中的操作我們使用柵格計算器對Landuse數(shù)據(jù)進行運算，操作見圖4，解釋本圖中虛線框A，B中操作的含義。描述柵格計算器對話框中的操作執(zhí)行后可能得到結果。BAsAABAsAAA圖4柵格計算器對話框 A為加載到ArcMap中的數(shù)據(jù)集列表框，（選擇其中的數(shù)據(jù)集進行計算）。 B是輸入地圖代數(shù)表達式的框，（可手工輸入表達式，也可通過鼠標點擊柵格計算器面板上的元素生成表達式） 本例是土地利用的比較運算，選出數(shù)值為7土地利用類型，在輸出數(shù)據(jù)中滿足條件的單元格賦值為1，否則為0。三、（15分）圖5分別給出了兩個源的分布（SOURCE_GRID）以及空間費用柵格（COST_GRID）的分布，計算得到的到源的最小費用柵格數(shù)據(jù)集為COST_DISTANCE_GRID,COST_BACK_LINK則是后向聯(lián)系柵格。cbacba圖5 問題1（5分）a，b兩個單元格之間的費用距離等于（6＋4）/2＝5 問題2（5分）畫出c單元格到其費用意義上的最最接近的源的路徑 問題3（5分）根據(jù)在圖5給出的信息，按照費用距離最小的原則，對柵格單元進行到源的分配，結果填寫在圖6中。圖6 上圖第2,3的答案四、（15分）坡度和坡向是如何計算的（6分）？對于圖7所示的是對elevation數(shù)據(jù)集進行坡度計算后，因為某種應用需要對坡度進行重分類。根據(jù)圖6提供的信息，回答：1)（4分）研究區(qū)域的最大坡度是和平均坡度分別是（77.111，30.599），2)解釋所使用的坡度分類方法（5分）。 坡度計算（3分）：單元格和周圍緊鄰的8個單元格之間的坡度的最大值或最大的高度變化率為該單元格的坡度。 坡向計算（3分）：單元格到周圍緊鄰的單元格的最速下降方向或最大坡度的方向，正北為0度 坡度分類使用的是等間距的分類方法，（本題中將0－77.111范圍內(nèi)的坡度按照等間隔級分為5級，每一級的間隔為77.111/5＝15.422）圖7五：（10分）現(xiàn)有某地區(qū)土地利用和高程分布的柵格數(shù)據(jù)集分別是Landuse和Elevation，欲知不同的土地利用類型中地形高程的統(tǒng)計特征，需要在ArcGIS中使用類區(qū)函數(shù)才能完成這一分析工作。問題1（4分）在圖8所示的類區(qū)函數(shù)對話框中A，B兩個位置上填寫相應的數(shù)據(jù)集圖8 A:Landuse，B：Elevation問題2（6分）執(zhí)行圖8所設定的操作后得到結果如圖9所示。據(jù)此回答：共有（7）種土地利用類型，平均高度最高的土地利用類型是（3），高程變化最大的土地利用類型是（6）。圖9圖9六（5分）通過例子對比鄰域函數(shù)和塊函數(shù)的操作方法。 （鄰域函數(shù)和塊函數(shù)都是濾波函數(shù)） 鄰域函數(shù)利用單元格周圍相鄰的單元格的數(shù)值計算當前單元格的值。 塊函數(shù)利用塊鄰域中的單元格數(shù)值計算得到的數(shù)值賦值給塊鄰域所覆蓋的所有單元格。七（15分）試用實際的例子解釋下面Voronoi圖形的含義（圖10）（10分），指出圖中的A點，B點分別距離那個源最近（在圖上標識出來，5分）。 可將圖中的點數(shù)據(jù)當做學校，醫(yī)院、商場等服務設施。 Voronoi圖是在ArcGIS中利用全局函數(shù)－直線距離函數(shù)和配置函數(shù)計算得到的。其原理是將點集作為“源”將空間上任意一個位置（單元格）按照直線距離最短的原則對源進行分配。得到的圖形－Voronoi多邊形是每一個源在距離最小意義上的服務范圍。（圖10）（第二問答案）八（10分）簡要寫出倒數(shù)加權距離插值的原理（IDW）(6分)，空間插值為什么要規(guī)定搜索半徑或規(guī)定鄰近的樣本點數(shù)（4分）？ 原理：IDW的基本思想是距離相近的事物相互之間的影響大，距離遠的影響小。利用多個已知數(shù)據(jù)點對某一位置插值時，距離近的貢獻大，距離源的貢獻小。根據(jù)這一原理得到倒數(shù)距離權重描述的插