《地理信息系统原理及应用》试卷A.doc

武汉大学资源与环境科学学院20042005学年度第二学期期末考试地理信息系统原理及应用试卷A班级_ 姓名_ 学号_ 成绩_ 填空题（每空0.5，共25分）1、 与其他类型信息相比，地理信息具有_,_,_三个主要的特性。2、 一个完整的GIS主要由四个部分构成，即_, _, _,_,其中_是GIS处理对象。3、 GIS中两种最基本的数据结构是_,_。其中_是基于场模型，而_是基于要素模型的。4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 图1中，A，B，C为各种植被类型代码，D为铁路代码，小黑原点为栅格中心点。在确定该栅格单元的代码时，若该栅格单元代码为C，是利用_方法,若该栅格单元代码为B，是利用_方法，若栅格单元的代码为D，则利用了_方法来确定栅格代码的。11、 矢量结构向栅格结构的转换中，面实体的转换包括_和面域的充填，面充填的方法有_,_,_等三种。12、 GIS一般用数据层来组织空间数据，空间数据分层方法有：_,_,_三种。13、 矢量数据编码的方法有：_,_,_, _等四种，Arc/Info软件采用的是_编码方法。14、 GIS中表示和存储DEM的常用方法有_、_和_三种。其中_方法结构最简单，但对于平坦地区存在冗余存储。15、 3S集成是指_,_,_三者的集成利用。其中_主要用于获取数据。16、 以线性四叉树表示6464的栅格矩阵时，最多可进行_（1分）次四叉树分割，第10行13列位置处（起始行列号均为0）的栅格的十进制Morton码为_。（1分）17、 图幅接边中的几何接边是为了处理_问题，逻辑接边是为了解决_问题。18、 统计分析主要针对GIS中的_数据进行的，若要了解数据分布的集中位置，可以计算_，如_、_、_等；若要了解数据分布的离散程度，可以计算_，如_、_、_等。19、 概念解释（每题3分，共15分）1、 地理信息系统 4、空间决策支持2、 空间元数据 5、网络3、 空间数据库重组织4、 问答题(每小题10分,共60分)1、什么是拓扑关系？在GIS中引入拓扑关系有何意义？常用的拓扑关系有哪些？（10分）2、空间数据质量的内容包含哪些？GIS数据的主要误差来源？（10分）3、举例说明多边形拓扑关系的自动建立过程。（10分）4、已知某栅格矩阵对应的线性四叉树编码（十进制Morton码- MD码）如表1，回答下列问题。（共10分）MD码属性值MD码属性值0A10C1A11B2B12B3B13C4B14C8B15C9C1) 写出该线性四叉树编码对应的栅格矩阵；（3分）2) 写出行程编码（3分）和二维行程编码；（4分） 表一 5、线捕捉是实现GIS中什么功能的关键算法，加快线捕捉速度有哪些常用方法？（5分）6、GIS要进行网络分析，首先需要解决网络的表达和存储问题。某局部道路网络如图2所示，p1p9是结点编号，括号中的数字是道路阻强，请解答下列问题：（共15分）1）道路p1p7是一双行道，且正向阻强为40km/s，负向阻强为35km/s，具体如何表达？（2分）2）道路p6p8是一单行道，且阻强为20km/s，具体如何表达？（2分）3）道路p6p9、道路p1p6等是双行道，正向、负向阻强相等，具体如何表达？（3分）4）结点p2是一障碍点，对该道路网的连通性有何影响，具体如何表达？（3分）5）在结点p6处，所有转弯有多少个？由于道路p6p8是一单行道，会引起哪些转弯为禁止的，具体如何表达禁止的转弯？（只需举一例）（3分）6）结点p5是一公共汽车站点，平均每天上车人数为200人，下车人数为300人，具体如何表达？（2分）地理信息系统原理及应用试卷A填空题1、 1、地域性，多维结构，时序特征2、 2、用户，软件，硬件，数据，数据3、 3、矢量，栅格，栅格，矢量4、中心点法，面积占优法，重要性法5、边界的转换，内部点扩散法（种子扩散法），扫描法 ，边填充算法 6、专题分层，时间序列分层，地面垂直高度分层7、实体式，索引式，双重独立式编码，链状双重独立式编码，链状双重独立式编码8、等高线，TIN（不规则三角网），规则格网，规则格网9、GPS，RS，GIS，RS10、6，2711、几何裂缝，逻辑裂缝12、属性，（属性数据的）集中特征数，频数和频率，平均数，数学期望，（属性数据的）离散特征数，极差，离差， 方差与标准差概念解释1、地理信息系统：为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。2、空间元数据：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。3、空间数据库重组织：指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。4、 空间决策支持：是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取隐含于空间数据中的某些事实和关系，并以图形和文字的形式直观地加以表示，为现实世界中的各种应用提供科学、合理的支持。5、网络：是一系列联结的弧段，形式物质，信息流通的通道。问答题1、 什么是拓扑关系？在GIS中引入拓扑关系有何意义？常用的拓扑关系有哪些？（10分）答：拓扑关系是指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。在GIS中引入拓扑关系对于数据处理和GIS空间分析具有重要的意义，因为：1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。如某县的邻接县，-面面相邻问题。又如供水管网系统中某段水管破裂找关闭它的阀门，就需要查询该线（管道）与哪些点（阀门）关联。3）根据拓扑关系可重建地理实体。常用的拓扑关系有拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。2、空间数据质量的内容包含哪些？GIS数据的主要误差来源？（10分）答：空间数据质量包含以下基本内容：1）位置（几何）精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的误差。2) 属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。3) 逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。4) 完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性，数据层完整性，检验完整性等。5) 现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。 GIS数据的主要误差来源包括：1）数据采集误差：如实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）；2）数据输入误差：数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）3）数据存贮误差：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）；4）数据操作误差：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）；多层数据叠加误差，多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形），各种内插引起的误差；5）数据输出误差：比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）；6）成果使用误差：用户错误理解信息、不正确使用信息。3、举例说明多边形拓扑关系的自动建立过程。（10分）答：多边形拓扑关系的自动建立包括以下内容：1）链的组织，首先找出在链的中间相交的情况，将其自动切成新链；然后把链按一定顺序存储，并把链按顺序编号。2）结点匹配，首先把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值。然后再对结点顺序编号。 3）检查多边形是否闭合，通过判断一条链的端点是否有与之匹配的端点来进行.4）建立多边形的基本算法 1从P1开始，起始链定为P1P2,从P2点算起，P1P2最右边的链为P2P5；从P5算起，P2P5最右边 的链为P5P1,.形成的多边形为P1P2P5P1。2从P1开始，以P1P5为起始链，形成的多边形为P1P5P4P1。3从P1开始，以P1P4为起始链,形成的多边形为P1P4P3P2P1。4 这时P1为结点的所有链均被使用了两次，因而转向下一个结点P2，继续进行多边形追踪，直至所有的结点取完。共可追踪出五个多边形，即A1、A2、A3、A4、A5。5)岛的判断, 找出多边形互相包含的情况6)最后确定多边形的属性4、答：1）该线性四叉树编码对应的栅格矩阵为：AABBBBBBBCBCCBCC2）行程编码为：2A，2B4B1B,1C,1B,1C1C,1B,2C二维行程编码属性值0A2B9C11B13C二维行程编码:5、线捕捉是实现GIS中什么功能的关键算法，加快线捕捉速度有哪些常用方法？（5分）答：线捕捉是实现GIS中图形编辑、实体选取功能的关键算法，加快线捕捉速度的常用方法有：1） 在实际的捕捉中，可每计算一个距离di就进行一次比较，若diD，则捕捉成功，不需再进行下面直线段到点S的距离计算了。2）2）把不可能被光标捕捉到的线，用简单算法去除。3）对于线段也采用类似的方法处理。4）简化距离公式： 点S(x,y)到直线段(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式：简化为：6、GIS要进行网络分析，首先需要解决网络的表达和存储问题。某局部道路网络如图2所示，p1p9是结点编号，括号中的数字是道路阻强，请解答下列问题：（共15分）答：1） 道路p1p7是一双行道，且正向阻强为40km/s，负向阻强为35km/s，具体表达为链弧号起结点终结点正方向阻强（km/s）反方向阻强（km/s）p1p71740352）道路p6p8是一单行道，且阻强为20km/s，具体表达为：链弧号起结点终结点正方向阻强（km/s）反方向阻强（km/s）P6p8680-1(表不通)2） 道路p6p9、道路p1p6等是双行道，正向、负向阻强相等，具体表达为：链弧号起结点终结点阻强（km/s）P6p96926p1p616284）结点p2是一障碍点，对该道路网的连通性的影响是造成p1到p2、p3到p2、p5到p2不通，具体表达为：链弧号起结点终结点正方向阻强（km/s）反方向阻强（km/s）P1p212-130