地理信息系統(tǒng)論述題

地理信息系統(tǒng)論述題地理信息系統(tǒng)論述題/地理信息系統(tǒng)論述題分析說明城市道路拓寬中拆遷指標(biāo)計(jì)算的操作步驟明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑面積和房產(chǎn)價(jià)值道路從原有的20米拓寬到60米道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)拓寬道路應(yīng)盡量保持直線部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)現(xiàn)狀道路圖區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖空間操作選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)。將緩沖區(qū)圖與建筑物分布圖進(jìn)行拓?fù)浏B加，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息。統(tǒng)計(jì)分析選擇落入拆遷區(qū)內(nèi)的樓層高為10層以上的建筑物，將其排除掉，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整。對(duì)所需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算，包括建筑物面積、房產(chǎn)價(jià)值。將分析結(jié)果以地圖和表格的形式打印輸出。(1，(1，1，1，0)，(1，2，2，4)，(1，4，1，7)，(1，5，1，7)，(1，6，2，7)，(1，8，1，7)，(2，1，1，4)，(2，4，1，4)，(2，5，1，4)，(2，8，1，7)，(3，1，1，4)，(3，2，1，4)，(3，3，1，4)，(3，4，1，4)，(3，5，2，8)，(3，7，2，7)，(4，1，2，0)，(4，3，1，4)，(4，4，1，8)，(5，3，1，8)，(5，4，2，8)，(5，6，1，8)，(5，7，1，7)，(5，8，1，8)，(6，1，3，0)，(6，6，3，8)，(7，4，1，0)，(7，5，1，8)，(8，4，1，0)，(8，5，1，0)。07444444777747774444877808408778088008008878888800008888000008882、請(qǐng)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)構(gòu)和線性四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的壓縮存儲(chǔ)形式。游程編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)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),(25,4,3),(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),(106,4,1),(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）3、在地理信息系統(tǒng)中，多邊形的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，1、

為什么會(huì)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(qǐng)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(duì)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(duì)每個(gè)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，若值為2πi，則對(duì)該點(diǎn)賦予多邊形編號(hào)，否則不屬于該多邊形。射線算法的原理是先建立多變性的最小外接矩形，然后對(duì)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(duì)該點(diǎn)賦予多邊形編號(hào)，否則不屬于該多邊形。為了避開奇點(diǎn)，可先對(duì)每條直線y值高端點(diǎn)進(jìn)行負(fù)修正。

4、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(qǐng)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(duì)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+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(jiǎn)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)與參考點(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。

5、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(qǐng)對(duì)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，而是把屬性信息疊加到原圖層中。例如一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)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(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)河流圖（線）疊合分析后，可以查詢指定省的河流長(zhǎng)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。

6、請(qǐng)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(chǔ)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(duì)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(duì)于虛擬化研究、再現(xiàn)和預(yù)測(cè)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(chǎng)，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，以與決堤后的淹沒狀況。

如果想通過視覺、聽覺、觸覺，以與人的形體、手勢(shì)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)。7、openGis的特點(diǎn)答OpenGIS是指在計(jì)算機(jī)和通信環(huán)境下，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和接口所建立起來的地理信息系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，不同廠商的地理信息系統(tǒng)軟件以與異構(gòu)分布數(shù)據(jù)庫能相互通過借口交換數(shù)據(jù)，并將他們結(jié)合在一個(gè)集成式的操作環(huán)境中它具有以下特點(diǎn)2互操作性不同地理信息系統(tǒng)軟件之間連接方便，信息交換沒有障礙2可擴(kuò)展性硬件方面，可在不同軟件不同檔次的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，起性能和硬件平臺(tái)的性能成正比；軟件方面，增加了新的地學(xué)空間數(shù)據(jù)和地學(xué)數(shù)據(jù)處理功能2技術(shù)公開性開放的思想主要是對(duì)用戶公開，公開源代碼與規(guī)范說明是重要的途徑之一2可移植性獨(dú)立于軟件、硬件與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因此它不需要修改便可在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行2兼容性通過無逢集成技術(shù)保護(hù)用戶在原有數(shù)據(jù)與軟件上的投資，他將現(xiàn)有的信息技術(shù)和以有的地學(xué)處理軟件熔為一爐；同時(shí)他對(duì)用戶是透明的，應(yīng)用程序稍加修改便能在不同的平臺(tái)上運(yùn)行2可實(shí)現(xiàn)性隨著操作系統(tǒng)、通訊技術(shù)與面向?qū)ο蠓椒夹g(shù)在分布處理系統(tǒng)中的應(yīng)用，開放式地理信息系統(tǒng)的開發(fā)將變的易于實(shí)現(xiàn)2協(xié)同性能夠盡可能的兼容其他信息處理技術(shù)以與共享信息技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)8、空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方式和方法答所有空間數(shù)據(jù)最終都要以平面坐標(biāo)方式在顯示器上顯示，為了將數(shù)據(jù)從他們存在的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為GIS中的平面坐標(biāo)系，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)換矢量轉(zhuǎn)換1)表格坐標(biāo)到投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換a)投影類型已知，并且有為數(shù)不多的幾個(gè)控制點(diǎn)被用來連接表格坐標(biāo)和投影坐標(biāo)此種情況，通過利用適合控制點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)多項(xiàng)式函數(shù)來將表格坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到輸入地圖的投影坐標(biāo)在控制點(diǎn)，表格坐標(biāo)u,v和輸入數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)x,y都是已知的，轉(zhuǎn)換的仿射方程如下x=a+bu+cvy=d+eu+fv這里，系數(shù)a,b,c,d,e,f的確定至少需要三個(gè)控制點(diǎn)如多于三個(gè)，則上面一對(duì)方程的系數(shù)可由最小平方根求出b)投影類型未知，從表格坐標(biāo)到已知投影類型的平面笛卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換將需要知道更多的控制點(diǎn)和高階多項(xiàng)式方程2)投影坐標(biāo)到地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換通過使用逆轉(zhuǎn)換方程使輸入數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)x,y轉(zhuǎn)化為地理坐標(biāo)經(jīng)度和緯度N,O3)地理坐標(biāo)到工作投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換通過使用正轉(zhuǎn)換方程將地理坐標(biāo)的經(jīng)度、緯度N,O轉(zhuǎn)化為工作投影坐標(biāo)x’,y’柵格轉(zhuǎn)換包括柵格數(shù)據(jù)的重采樣，重采樣后的柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)軸和像元坐標(biāo)與地理信息系統(tǒng)工作投影相一致如果輸入柵格數(shù)據(jù)的地理投影類型已知，那么其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換將使用正轉(zhuǎn)換方程；如柵格數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過地學(xué)編碼處理，那么將使用適合地面控制點(diǎn)的高階多項(xiàng)式8、3S集成的作用和意義。

3S技術(shù)為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語言和思維工具。3S的結(jié)合應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)，三者之間的相互作用形成了“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以與空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。

GIS、RS和GPS三者集成利用，構(gòu)成為整體的、實(shí)時(shí)的和動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，提高了GIS的應(yīng)用效率。在實(shí)際的應(yīng)用中，較為常見的是3S兩兩之間的集成，如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同時(shí)集成并使用3S技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例則較少。

RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的辦法是三種系統(tǒng)分開而由用戶綜合使用，進(jìn)一步是三者有共同的界面，做到表面上無縫的集成，數(shù)據(jù)傳輸則在內(nèi)部通過特征碼相結(jié)合，最好的辦法是整體的集成，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)。

單純從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來看，開發(fā)3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是：通過支持柵格數(shù)據(jù)類型與相關(guān)的處理分析操作以實(shí)現(xiàn)與遙感的集成，而通過增加一個(gè)動(dòng)態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對(duì)于3S集成技術(shù)而言，最重要的是在應(yīng)用中綜合使用遙感以與全球定位系統(tǒng)，利用其實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力，降低應(yīng)用成本或者實(shí)現(xiàn)一些新的應(yīng)用。

3S集成技術(shù)的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，提高了人類認(rèn)識(shí)地球的能力；相應(yīng)地，它拓展了傳統(tǒng)測(cè)繪科學(xué)的研究領(lǐng)域。作為地理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，Geomatics*產(chǎn)生并對(duì)包括遙感、全球定位系統(tǒng)在內(nèi)的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的綜合應(yīng)用進(jìn)行探討和研究。同時(shí)，它也推動(dòng)了其它一些相聯(lián)系的學(xué)科的發(fā)展，如地球信息科學(xué)、地理信息科學(xué)等，它們成為“數(shù)字地球”這一概念提出的理論基礎(chǔ)。.9、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)誤差來源與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法。

從空間數(shù)據(jù)的形式表達(dá)到空間數(shù)據(jù)的生成，從空間數(shù)據(jù)的處理變換到空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在這兩個(gè)過程中都會(huì)有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的發(fā)生。

（1）空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性：包括空間特征和過程在空間、專題和時(shí)間內(nèi)容上的不確定性。

（2）空間現(xiàn)象的表達(dá)：數(shù)據(jù)采集中的測(cè)量方法以與量測(cè)精度的選擇等受到人類自身的認(rèn)識(shí)和表達(dá)的影響，這對(duì)于數(shù)據(jù)的生成會(huì)出現(xiàn)誤差。

（3）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差：在空間數(shù)據(jù)處理過程中，容易產(chǎn)生的誤差有以下幾種：投影變換產(chǎn)生的差異；地圖數(shù)字化和掃描后的矢量化處理都可能出現(xiàn)誤差；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換中的位置差異性；數(shù)據(jù)抽象時(shí)產(chǎn)生的誤差；建立拓?fù)潢P(guān)系過程中的位置坐標(biāo)的變化；與主控?cái)?shù)據(jù)層的匹配位移導(dǎo)致誤差；數(shù)據(jù)疊加操作和更新產(chǎn)生空間位置和屬性值的差異；數(shù)據(jù)集成處理產(chǎn)生的誤差；數(shù)據(jù)的可視化產(chǎn)生表達(dá)上的誤差；數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴(kuò)散

（4）空間數(shù)據(jù)使用中的誤差：主要包括兩個(gè)方面：一是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋過程，一是缺少文檔，這樣往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)用戶對(duì)數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個(gè)復(fù)雜的過程，要控制數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過程和環(huán)節(jié)入手，分別用一定的方法減少誤差。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見的方法有：

（1）傳統(tǒng)的手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個(gè)對(duì)比或其他比較方法。

（2）元數(shù)據(jù)方法：數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)中包含了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)元數(shù)據(jù)也記錄了數(shù)據(jù)處理過程中質(zhì)量的變化，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。

（3）地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。10、為了完成城市道路拓寬改建分析，論述需要那些空間數(shù)據(jù)，并描述在GIS支持下的分析流程。利用建立緩沖區(qū)、拓?fù)浏B加和特征提取,計(jì)算一條道路拓寬改建過程中的拆遷指標(biāo)。（1）明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)目的是計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的建筑面積和房產(chǎn)價(jià)值，道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是：

a）道路從原有的20m拓寬至60m；

b）拓寬道路應(yīng)盡量保持直線；c）部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除。（2）準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)需要涉與兩類信息，一類是現(xiàn)狀道路圖；另一類為分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖與相關(guān)信息。（3）進(jìn)行空間操作首先選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)。然后將此緩沖區(qū)與建筑物層數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浏B加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息。（4）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析首先對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整。然后對(duì)所有需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算。（5）將分析結(jié)果以地圖和表格的形式打印輸出。

11、論述點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)之間的疊加分析的內(nèi)容和方法。

（1）點(diǎn)與多邊形疊加點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)際上是計(jì)算多邊形對(duì)點(diǎn)的包含關(guān)系，進(jìn)行點(diǎn)是否在一個(gè)多邊形中的空間關(guān)系判斷。在完成點(diǎn)與多邊形的幾何關(guān)系計(jì)算后，還要進(jìn)行屬性信息處理。最簡(jiǎn)單的方式是將多邊形屬性信息疊加到其中的點(diǎn)上。當(dāng)然也可以將點(diǎn)的屬性疊加到多邊形上，用于標(biāo)識(shí)該多邊形，如果有多個(gè)點(diǎn)分布在一個(gè)多邊形內(nèi)的情形時(shí)，則要采用一些特殊規(guī)則，如將點(diǎn)的數(shù)目或各點(diǎn)屬性的總和等信息疊加到多邊形上。通過點(diǎn)與多邊形疊加，可以計(jì)算出每個(gè)多邊形類型里有多少個(gè)點(diǎn)，不但要區(qū)分點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點(diǎn)的屬性信息。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，只是把屬性信息疊加到原圖層中，然后通過屬性查詢間接獲得點(diǎn)與多邊形疊加的需要信息。例如一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形有關(guān)的屬性信息加到礦產(chǎn)的屬性數(shù)據(jù)表中，然后通過屬性查詢，可以查詢指定省有多少種礦產(chǎn)，產(chǎn)量有多少；而且可以查詢，指定類型的礦產(chǎn)在哪些省里有分布等信息。（2）線與多邊形疊加線與多邊形的疊加，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計(jì)算過程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi)，可以查詢指定多邊形內(nèi)指定線穿過的長(zhǎng)度。如果線狀圖層為河流，疊加的結(jié)果是多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段，可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算它的河流密度等；如果線狀圖層為道路網(wǎng)，疊加的結(jié)果可以得到每個(gè)多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度，內(nèi)部的交通流量，進(jìn)入、離開各個(gè)多邊形的交通量，相鄰多邊形之間的相互交通量。（3）多邊形疊加多邊形疊加是GIS最常用的功能之一。多邊形疊加將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。疊加過程可分為幾何求交過程和屬性分配過程兩步。幾何求交過程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對(duì)新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個(gè)對(duì)象賦一多邊形唯一標(biāo)識(shí)碼，同時(shí)生成一個(gè)與新多邊形對(duì)象一一對(duì)應(yīng)的屬性表。多邊形疊加結(jié)果通常把一個(gè)多邊形分割成多個(gè)多邊形，屬性分配過程最典型的方法是將輸入圖層對(duì)象的屬性拷貝到新對(duì)象的屬性表中，或把輸入圖層對(duì)象的標(biāo)識(shí)作為外鍵，直接關(guān)聯(lián)到輸入圖層的屬性表。這種屬性分配方法的理論假設(shè)是多邊形對(duì)象內(nèi)屬性是均質(zhì)的，將它們分割后，屬性不變。也可以結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)方法為新多邊形賦屬性值。多邊形疊加完成后，根據(jù)新圖層的屬性表可以查詢?cè)瓐D層的屬性信息，新生成的圖層和其它圖層一樣可以進(jìn)行各種空間分析和查詢操作。根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：并、疊和、交。12、資源環(huán)境學(xué)院為環(huán)境工程專業(yè)同學(xué)建設(shè)實(shí)驗(yàn)基地，需在雙流航空港內(nèi)選擇可能的建設(shè)位置，要求建設(shè)用地面積不小于10000m2，地價(jià)在1萬元/m2以內(nèi)，離學(xué)校、幼兒園1000m明確分析的目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則；建設(shè)用地面積不小于10000m2,地價(jià)在1萬元/m2以內(nèi)，離學(xué)校、幼兒園1000m以外準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)；雙流航空港所有地塊信息數(shù)據(jù)層、雙流航空港內(nèi)公共設(shè)施（包括學(xué)校、幼兒園）的分布圖。進(jìn)行空間拓?fù)浏B加分析和鄰域分析操作；（2分）進(jìn)行結(jié)果分析；解釋、評(píng)價(jià)結(jié)果；結(jié)果輸出（地圖、表格和文檔）。（1分）13、對(duì)下圖的柵格圖中線對(duì)象采用鏈?zhǔn)竭M(jìn)行編碼，并對(duì)柵格圖按行進(jìn)行游程編碼。答：1）R折線的鏈?zhǔn)骄幋a：R:(1,5),3,2,2,3,3,2,3（5分，錯(cuò)一個(gè)扣一分，最多扣5分，若方向編碼與參考答案不同但有方向編碼說明不扣分,以（8，1）為起點(diǎn)進(jìn)行編碼不扣分）2）游程長(zhǎng)度編碼A4R1A3；A3R1A4；A3R1G2A1；A3R1A1G2A1；A2R1A1G4；A1R1A2G3A1；A1R1A2G3A1；R1A7（5分，錯(cuò)一個(gè)扣一分，最多扣5分，若按行變化進(jìn)行壓縮編碼不扣分，若兩行未分開進(jìn)行編碼，扣3分）14、地理信息系統(tǒng)解決的核心問題主要有五個(gè)方面，分別是什么？答：1）位置（Locations）（1分）2）條件（Conditions）（1分）3）變化趨勢(shì)（Trends）（1分）4）模式（Patterns）（1分）5）模型（Models）（2分）15、什么是元數(shù)據(jù)？元數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中有什么作用？答：元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用。（3分）元數(shù)據(jù)中包含了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)元數(shù)據(jù)也記錄了數(shù)據(jù)處理過程中質(zhì)量的變化，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要求可通過元數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，這類元數(shù)據(jù)的獲取往往由地學(xué)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工作者來完成。數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制和提高要有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)查錯(cuò)、數(shù)據(jù)處理專業(yè)背景知識(shí)的工作人員，而數(shù)據(jù)再生產(chǎn)要由計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較好的人員來實(shí)現(xiàn)。所有這方面的元數(shù)據(jù)，按一定的組織結(jié)構(gòu)集成到數(shù)據(jù)庫中構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)上述功能。（3分）16、大多數(shù)GIS都將數(shù)據(jù)按邏輯類型分成不同的數(shù)據(jù)層進(jìn)行組織，如何進(jìn)行分層？答：數(shù)據(jù)層是GIS中的一個(gè)重要概念。對(duì)地理要素進(jìn)行分層一般采用兩種方法：一是邏輯分層二是物理分層數(shù)據(jù)層的設(shè)計(jì)一般是按照數(shù)據(jù)的專業(yè)內(nèi)容和類型進(jìn)行的。數(shù)據(jù)的專業(yè)內(nèi)容的類型通常是數(shù)據(jù)分層的主要依據(jù)，同時(shí)也要考慮數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。如需考慮兩類物體共享邊界(道路與行政邊界重合、河流與地塊邊界的重合)等，這些數(shù)據(jù)間的關(guān)系在數(shù)據(jù)分層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)體現(xiàn)出來。（2分）17、試用實(shí)際的例子解釋下面Voronoi圖形的含義，指出下圖中的A點(diǎn)、B點(diǎn)分別距離那個(gè)源最近（在圖中指出）？答：可將圖中的點(diǎn)數(shù)據(jù)當(dāng)做學(xué)校，醫(yī)院、商場(chǎng)等服務(wù)設(shè)施。其原理是將點(diǎn)集作為“源”將空間上任意一個(gè)位置（單元格）按照直線距離最短的原則對(duì)源進(jìn)行分配。得到的圖形－Voronoi多邊形是每一個(gè)源在距離最小意義上的服務(wù)范圍（3分）。圖上指出源（3分）18、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中點(diǎn)、線、面如何轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答：對(duì)于點(diǎn)狀實(shí)體，每個(gè)實(shí)體僅由一個(gè)坐標(biāo)對(duì)表示，其矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換基本上只是坐標(biāo)精度變換問題。線實(shí)體的矢量結(jié)構(gòu)由一系列坐標(biāo)對(duì)表示，在變?yōu)闁鸥窠Y(jié)構(gòu)時(shí)，除把序列中坐標(biāo)對(duì)變?yōu)闁鸥裥辛凶鴺?biāo)外，還需根據(jù)柵格精度要求，在坐標(biāo)點(diǎn)之間插滿一系列柵格點(diǎn)，這可以由兩點(diǎn)式直線方程得到。（2分）多邊形的矢量結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為柵格結(jié)構(gòu)：矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換又稱為多邊形填充，就是在矢量表示的多邊形邊界內(nèi)部的所有柵格點(diǎn)上賦以相應(yīng)的多邊形編碼，從而形成柵格數(shù)據(jù)陣列。幾種主要的算法有：a）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法b）復(fù)數(shù)積分算法c）射線算法和掃描算法d）邊界代數(shù)算法（4分）19、有一柵格數(shù)據(jù)文件按行方向由左到右、自上而下直接?xùn)鸥窬幋a表示為：2，3，0，0，0；2，2，2，0，0；4，4，2，0，0；4，4，4，2，0。分析并回答下列問題。1）、表示點(diǎn)、線、面狀地物的代碼分別是哪些？2）、假設(shè)方向代碼分別表示為：東=0，東北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，東南=7。寫出線狀地物的鏈?zhǔn)骄幋a。3）、按行方向?qū)懗鲆环N游程編碼方案。答：2，3，0，0，0；2，2，2，0，0；4，4，2，0，0；4，4，4，2，01）、點(diǎn)：3，面：4、0；線：2。（點(diǎn)、線、面分別為1分，共3分）2）、假設(shè)方向代碼分別表示為：東=0，東北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，東南=7。寫出線狀地物的鏈?zhǔn)骄幋a。1，1，6，0，0，6，7（3分，未寫起點(diǎn)坐標(biāo)扣1分，錯(cuò)一個(gè)扣1分，最多扣3分）3）、行方向?qū)懗鲆环N游程編碼方案。（2，1），（3，1），（0，3）；（2，3），（0，2）；（4，2），（2，1），（0，2）；（4，3），（2，1），（0，1）（4分，錯(cuò)一個(gè)編碼扣0.5分，最多扣4分，按行變化進(jìn)行壓縮編碼不扣分）2、利用關(guān)系表分別表達(dá)下圖中的空間對(duì)象點(diǎn)與線、線與點(diǎn)、線與面的拓?fù)潢P(guān)系。點(diǎn)-線拓?fù)銩1,3,4B2,3,5C1,2,7D4,5,7E6（3分）線-點(diǎn)拓?fù)渚€號(hào)起點(diǎn)終點(diǎn)1ca2bc3ba4da5db6ee7dc（3分）線-面拓?fù)渚€號(hào)左多邊形右多邊形1P302P3P13P2P340P25P2P16P4P17P102、空間數(shù)據(jù)庫管理的方式有哪幾種，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？空間數(shù)據(jù)庫管理的方式有：文件－關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理方式，全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理方式，對(duì)象－關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理方式，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理方式。3、從某一空間地理現(xiàn)象到數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件中的記錄需要經(jīng)過哪些過程？各個(gè)過程所起的作用是什么？從空間現(xiàn)象到數(shù)據(jù)庫或成為數(shù)據(jù)文件記錄的過程，首先對(duì)空間現(xiàn)象進(jìn)行觀察；其次將觀察的結(jié)果進(jìn)行分析，模擬，歸類，綜合取舍；最后以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或模型來顯示和表達(dá)。4、地理信息和空間數(shù)據(jù)的主要特征。

地理信息的主要特征有：（1）地域性，是地理信息區(qū)別于他類信息的顯著標(biāo)志；（2）多維性，是指同一地物具有多種不同的專題信息；（3）時(shí)序性，即地理信息具有動(dòng)態(tài)性。空間數(shù)據(jù)的主要特征：（1）空間特征；（2）非結(jié)構(gòu)化特征；（3）空間關(guān)系特征；（4）分類編碼特征；（5）海量數(shù)據(jù)特征。5、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的類型有哪些？在地理信息系統(tǒng)中有哪些主要的數(shù)據(jù)輸入方法？

GIS數(shù)據(jù)源有：（1）地圖資料；（2）影像數(shù)據(jù)；（3）遙感數(shù)據(jù)；（4）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；（5）文本資料；（6）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；（7）多媒體數(shù)據(jù)；（8）其它已有的非系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入方法有：（1）手工鍵盤輸入；（2）手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入；（3）掃描數(shù)字化儀輸入；（4）解析測(cè)圖法輸入；（5）已有數(shù)字化形式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。五、簡(jiǎn)述題1、結(jié)合自己的專業(yè)，談一談GIS的應(yīng)用與關(guān)鍵點(diǎn)。（略）2、在什么情況下需要用矢量與柵格的互換，如何實(shí)現(xiàn)？當(dāng)進(jìn)行空間線性拓?fù)潢P(guān)系分析以與網(wǎng)絡(luò)分析，單個(gè)實(shí)體的定義和操作和對(duì)成圖精度質(zhì)量要求高時(shí)，具體當(dāng)進(jìn)行城市分區(qū)規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、土地管理等時(shí)用矢量數(shù)據(jù)格式，這時(shí)需把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。當(dāng)進(jìn)行緩沖區(qū)分析、與遙感影像或其它圖像匹配處理、數(shù)據(jù)共享時(shí)，具體當(dāng)進(jìn)行大范圍小比例尺的環(huán)境、農(nóng)林等區(qū)域問題研究時(shí)，以與建立地理實(shí)體模型和進(jìn)行DEM地形分析時(shí)，需把矢量轉(zhuǎn)換為柵格。矢量轉(zhuǎn)換為柵格的實(shí)現(xiàn)方法有：（1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法；（2）復(fù)數(shù)積分法；（3）掃描法；（4）射線法；（5）邊界代數(shù)算法。具體步驟是：（1）選擇合理的柵格尺寸；（2）點(diǎn)的柵格化；（3）線的柵格化；（4）面的填充。柵格轉(zhuǎn)換為矢量的過程：（1）邊界提?。唬?）二值化；（3）細(xì)化；（4）邊界跟蹤；（5）拓?fù)潢P(guān)系生成；（6）去除多余點(diǎn)和邊界光滑處理。3、數(shù)據(jù)處理在地理信息系統(tǒng)中的作用與數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理在GIS中的作用：（1）將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或不符合GIS質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)通過處理使之符合GIS質(zhì)量的要求；（2）對(duì)已有的GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理派生出新的信息。

數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：（1）圖形編輯；（2）自動(dòng)拓?fù)?；?）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；（4）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；（5）數(shù)據(jù)壓縮；（6）數(shù)據(jù)內(nèi)插等。4、DEM的概念，構(gòu)建方法與應(yīng)用領(lǐng)域。DEM的概念：是用數(shù)值矩陣對(duì)地表起伏變化的一種連續(xù)表示方法，它是地表單元的高程集合，是國(guó)家空間地理信息的重要組成部分。DEM構(gòu)建方法：（1）等高線法；（2）規(guī)劃格網(wǎng)法；（3）不規(guī)劃三角網(wǎng)法。DEM的應(yīng)用：（1）用于民用和工程的土石方填挖和計(jì)算；（2）為軍事目的顯示地形景觀；（3）為武器精確制導(dǎo)提供地形匹配；（4）通視分析；（5）坡度、坡向分析；（6）和GIS結(jié)合進(jìn)行各種空間分析；（7）對(duì)不同地貌進(jìn)行分析，研究土地浸蝕和涇流；（8）對(duì)各種專題地圖進(jìn)行組合分析；（9）是國(guó)家地理信息的重要基礎(chǔ)；（10）其它用途。5、GIS的構(gòu)成與主要功能。GIS的構(gòu)成：（1）系統(tǒng)硬件；（2）系統(tǒng)軟件；（3）數(shù)據(jù)；（4）用戶。GIS的主要功能：（1）空間數(shù)據(jù)的采集和輸入；（2）空間數(shù)據(jù)的編輯與管理；（3）空間數(shù)據(jù)的處理與轉(zhuǎn)換；（4）空間查詢與空間分析；（5）空間數(shù)據(jù)的顯示與輸出。1、空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)？答：將現(xiàn)有的地圖，外業(yè)觀測(cè)成果，航空像片，遙感圖像，文本質(zhì)料等轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式通常要經(jīng)過驗(yàn)證、修改、編輯等處理。2、對(duì)比分析矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、便于面向現(xiàn)象（土壤類、土地利用單元等）的數(shù)據(jù)表示2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低3、有利于網(wǎng)絡(luò)分析4、圖形顯示質(zhì)量好、精度高1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜2、軟件與硬件的技術(shù)要求比較高3、多邊形疊合分析比較困難4、顯示與繪圖成本比較高柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2、空間分析和地理現(xiàn)象的模擬均比較容易3、有利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析4、輸出方法快速，成本比較低1、圖形數(shù)據(jù)量大2、投影轉(zhuǎn)換比較困難3、柵格地圖的圖形質(zhì)量比較低些4、現(xiàn)象識(shí)別的效果不如矢量方法4、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系在GIS的數(shù)據(jù)應(yīng)用中的意義。答：1）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，可以確定地理實(shí)體間的空間位置關(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)重建地理實(shí)體。5、簡(jiǎn)述GIS矢量數(shù)據(jù)的獲取方式主要有哪些。答：1)由外業(yè)測(cè)量獲得：