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地理信息系统原理 模拟试卷（A）卷考试时间：100 分钟 考试方式：闭 卷题号一二三四五六总分得分阅卷人 （注：除填空题以外的各题请在答题纸上解答）一、填空题（每空1分，共10分）1、地理信息系统萌芽于20世纪_年代，世界第一个地理信息系统是_。2、GIS软件开发是整个GIS工程中最重要的环节，主要的开发方法有结构化开发方法、_、_和集成式的开发策略。3、地理信息系统中的空间数据转换的内容主要包括三个方面的信息，其一是_；其二是_；其三是属性数据。4、常见的空间索引一般采取自顶向下、逐级划分的方式来建立，比较有代表性的是实体范围索引、格网索引、_、_和KDB树等。5、目前已经有多种技术可以用于实现WebGIS，如CGI、Server API、插件方法、_和_等。二、名词解释（每个3分，共24分）1 GIS 2 数字地球 3 空间数据元数据 4 OpenGIS 5 空间索引 6 DEM 7 叠置分析 8 DIME三、简答题（每个5分，共30分）1、简述GIS和CAD、MIS的区别？2、说明高斯-克吕格投影的特点？3、空间索引中R树和R+树的区别？ 4、空间数据质量问题的来源？5、简要说明DEM的规则格网表示模型的缺点？6、请说明谷脊的概念与基于DEM的提取方法。四、利用关系表来表达图1的空间拓扑关系（10分）图1图1五、对图2的栅格图分别采用链式编码（R线）、行程长度编码和四叉树编码（10分）图2六、由于徐州经济的迅速发展，在最近几年私家车以较快的速度进入家庭，道路拥挤越来越频繁，为了减缓交通压力，徐州市政府决定对市重要交通干道解放路进行拓宽，在开展这项工程之前，需要提交一个影响评估报告给市政府相关机构。为了完成这项工作，你需要哪些数据，结合GIS的相关功能给出详细分析过程？（16分） 地理信息系统原理 模拟试卷（A）卷（参考答案）一、填空题1 20世纪60年代 CGIS2 面向对象 基于组件技术3 空间定位信息 空间拓扑关系4 四叉树索引 R树索引（任意举出两种即可）5 Java Applet 组件对象模型法二、名词解释1 GIS 在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的技术系统。2 数字地球 以地球为对象，以地理坐标为依据，具有多分辨率、海量数据和多种数据的融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的（立体的和动态的）表达具有空间化、数字化、网络化和可视化特征的技术系统。3 空间数据元数据空间数据用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其边界的信息；空间数据元数据指对于空间数据的描述和说明。4 OpenGIS 在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。目的是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。5 空间索引依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据文件。介于空间操作算法和空间实体之间，通过筛选作用使大量与特定空间操作无关的空间实体被排除，从而提高空间操作的速度和效率。6 DEM数字高程模型，是用来描述地面地形起伏、空间分布的有序数值阵列，可以用二维区域上的一个有限项的向量序列来表示。7 虚拟现实是20世纪80年代后期兴起的计算机图形新技术，它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉形式的虚拟世界，使得用户可以通过专用设备自然地对虚拟环境中的实体进行交互考察和控制。是计算机仿真和视觉技术的延伸。8 空间数据质量 指空间数据对特定用途的分析和操作的适用程度。9 叠置分析（Overlay Analysis）就是把同一地区、同一投影、同一比例尺的两个或两个以上的图层重叠在一起，产生新的空间图形或空间位置上新的属性。叠置后产生的新的图形属性就是原叠置相应位置处的图形对应属性的函数。根据数据结构的不同，叠置分析主要包括矢量叠置分析和栅格叠置分析，它们分别针对矢量数据结构和栅格数据结构。10 DIME链状双重独立式编码，美国人口统计系统采用的一种编码方式，以城市街道为编码的主体，邻接关系和关联关系比较明确，通过线文件能自动寻找并形成面文件。三、简答题1 GIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。 GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。2 1）中央经线上无变形2）同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；3）同一条经线上，纬度越低，变形越大；4）等变形线为平行于中央经线的直线。3 R树和R+树立用空间实体的外接矩形来建立空间索引。R树不仅利用单个实体的外接矩形，还将空间位置上邻近的实体的外接矩形重新组织成一个更大的虚拟矩形，虚拟矩形的方向与坐标方位轴一致，同时满足：包含尽可能多的空间实体；矩形间的重叠率尽可能少；允许在每个矩形内再划分小矩形。对这些虚拟的矩形再建立空间索引，它含有指向所包围的空间实体的指针。R+树是R树索引的改进，允许虚拟矩形之间可以相互重叠，并分割下层矩形，允许一个空间实体被多个虚拟矩形高所包围。在构造虚拟矩形时，尽量保持每个虚拟矩形的包含相同个数的下层虚拟矩形或实体外接矩形，以保证任意实体具有相同的检索时间。41）空间现象自身存在的复杂性、不稳定性和模糊性2）空间数据的获取和表达所产生的质量问题3）空间数据处理过程中产生的空间数据质量问题4）空间数据应用中产生的空间数据质量问题51）地形简单的地区存在大量冗余数据；2）格网单元大小固定，对起伏程度变化大的区域描述得不够精确；3）对于某些特殊计算如视线计算时，网格的轴线方向被夸大；4）由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征，如山脊等；6谷和脊是地表形态结构中的重要部分。谷是地势中相对最低点的集合，脊是地势相对最高点的集合，谷和脊在汇水区自动判别中至关重要。i-1,ji,ji-1,j+1i-1,j-1i,j+1i,j-1i+1,j-1i+1,ji+1,j+1在格网DTM中，可以按照下面的判别式直接判定谷点和脊点。（1）：当（Zi,j-1-Zi,j）(Zi,j+1-Zi,j)0时 若Zi,j+1Zi,j;则VR（i,j）=-1若Zi,j+10时 若Zi+1,jZi,j;则VR（i,j）=-1若Zi+1,jZi,j;则VR（i,j）=1（3）其他情况 VR（i,j）=0其中VR（i,j）为：-1，表示谷点，1表示脊点，0表示其它点。四、1）点-线拓扑a1,3,4b2,3,5c1,2,7d4,5,7e6线-点拓扑线号起点终点1ca2bc3ba4da5db6ee7dc线-面拓扑线号左多边形右多边形1P302P3P13P2P340P25P2P16P4P17P10五、1）R折线的链式编码：R: (1,5),3,2,2,3,3,2,32）游程长度编码