《地理信息系统原理》答疑要点.doc

地理信息系统原理课程答疑要点导论 世界上第一个地理信息系统出现在20世纪60年代，即加拿大地理信息系统（CGIS），主要功能是自然资源的管理和土地规划任务。 地理信息的特征可以归纳为：空间特征、属性特征和时序特征。 数据是信息的表达形式，而信息则是数据的内容。 ArcGIS是一种基础型的GIS软件产品。 在GIS数据中，把非空间数据称为属性数据。 几何数是据描述地理实体本身位置、形状和大小等的数据。 地理信息区别与其他信息的显著标志是属于空间信息。 在ArcMap左侧的内容列表（Table Of Content）中，当图层名称旁边出现一个红色的感叹号时意味着原数据已经被重命名、删除、或是从原参考路径移走。 GIS进入推广应用阶段是20世纪80年代。 在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入属性数据。 “3S”技术指的是GIS、RS、GPS第2章 GIS的数据结构2-1地理空间及其表达 地理空间一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。 目前，我国采用的大地坐标系为国家80坐标系，大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇，选用1975年国际大地测量协会推荐的国际椭球。 我国现在规定的高程基准面为“1985国家高程基准”，它是采用青岛验潮站1953年至1979年验潮资料计算确定的。 地理空间的实体包括点（point）、线（line）、面（polygon）、曲面（surface）和体（volume）等多种类型，构成地理空间实体的基本元素是点。2-2地理空间数据及其特征 空间数据是GIS的核心。 GIS空间数据按照数据来源可以分为地图数据、影像数据和文本数据。 空间数据按照数据特征分为空间数据和属性数据。 空间数据按照数据的发布形式可以分为数字线画图、数字栅格图、数字高程模型和数字正射影像图。 空间数据是现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，它反映的特征同样应该包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。空间数据具有三个基本特征：（1）空间特征：是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系。（2）属性特征：是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等。（3）时间特征：是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据。 空间拓扑关系的定义：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，对于凡具有网状结构特征地理要素，都存在节点、弧段和多边形之间的拓扑关系。 拓扑关系的类型有：（1）拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系；（2）拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系；（3）拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级元素之间的拓扑关系。 空间数据的拓扑关系对GIS的数据处理和空间分析具有重要意义：（1）根据拓扑关系不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系；（2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询；（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。2-3空间数据结构的类型 GIS中的空间数据按照数据结构可以分为矢量数据和栅格数据。空间数据结构可分为基于矢量数据模型和栅格数据模型的数据结构。 地理信息系统中特殊的空间数据模型决定了地理信息系统特殊的空间数据结构和特殊的数据编码。 矢量结构的特点是定位明显、属性隐含；栅格结构的特点是定位隐含、属性明显。2-3-1矢量数据结构 矢量数据结构是利用欧几里德几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。矢量数据结构能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储冗余度低,但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。 实体数据结构是无拓扑关系的矢量数据结构，空间数据按照基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织。 典型的实体数据结构是面条（Spaghetti）结构，实例：ArcGIS的Shape文件和MapInfo的Tab文件。 ArcGIS中shapefile由主文件（*.shp）、dBASE表文件（*.dbf）和索引文件（*.shx）组成。 拓扑数据结构包括DIME（对偶独立地图编码法）、POLYVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照体统的集成）。 拓扑数据结构的特点：点是相互独立的，点连成线，线构成面。每条线始于起始节点，止于中止节点，并与左右多边形相邻接。 在拓扑数据结构中，弧段是数据结构的基本对象。 根据矢量拓扑结构图列出弧段文件的构成。2-3-2栅格数据结构 栅格数据结构：基于栅格数据模型的结构，是指将空间分成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性来表示地理实体的一种数据组织方式。 栅格单元（象元）组成栅格数据最基本的单元。 栅格（网格）边长决定了栅格数据的精度，也决定了栅格数据空间分辨率。 栅格数据结构中，缩小栅格单元面积或减小栅格边长可以减少信息损失，确定栅格单元尺寸的原则保证最小图斑不丢失。 与矢量数据结构相比，栅格数据结构表达地理要素比较直观，容易实现多层数据的叠合操作，便于与遥感图像及扫描输入数据匹配使用。 栅格数据结构的缺点是：数据的冗余度大，网络分析比较困难。 栅格数据结构可以分为以下几种存储类型：栅格矩阵结构、游程（行程）编码结构、四叉树结构。 游程编码是一种栅格数据的无损压缩方法，目的是消除栅格数据的冗余。 游程编码的数据冗余度的计算方法： 压缩比的定义：Sm*n/K，k为游程总数。压缩比越大，压缩效果越好。 利用游程编码对栅格数据进行压缩。 四叉树编码是栅格数据的一种压缩方法。 四叉树的存储方法有两种：常规四叉树和线性四叉树。 利用常规四叉树编码和线性四叉树编码对栅格数据进行压缩。 莫顿码栅格顺序742434647585962636404144455657606153435383950515455432333637484952533101114152627303128912132425282912367181922230014516172021012345672-4空间数据结构的建立 矢量数据的获取方式:跟踪数字化仪、扫描矢量化、数字测图仪和数据结构的转换。 栅格数据的获取方式：图像扫描、遥感解译和数据结构的转换。 我国基础地理信息数据分类：测量控制点、水系、居民地、交通、管线与恒栅、地形与土质、植被等八个大类。 国家基础地理信息数据的分类代码由6位数字组成，大类码、小类码、一级代码和二级代码分别用数字顺序排列，识别码由用户自定义。第3章 空间数据处理 空间数据处理是GIS的重要功能之一，内容包括：数据变换、数据重构、数据提取。 空间数据处理是针对空间数据本身完成的操作，不涉及内容的分析。 数据变换是从一种数学状态到另一种数学状态的变换，处理内容包括几何纠正、投影转换，解决空间数据的几何匹配问题。 数据重构是数据从一个格式到另一种格式的转换，处理内容包括结构转换、格式转换、类型替换，解决数据结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接和融合。 数据提取是对数据进行某种条件的提取，处理内容包括类型提取、窗口提取和空间插值，解决不同用户对数据的特定需求。3-1空间数据的变换 空间数据的变换即空间数据坐标系的变换，其实质是建立两个坐标系之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，是空间数据处理的内容之一。 数据变换是从一种数学状态到另一种数学状态的变换，处理内容包括几何纠正、投影转换，解决空间数据的几何匹配问题。3-1-1几何纠正 几何纠正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正。 几何纠正包括放射变换、相似变换和二次变换等。 仿射变换的特性是：直线变换后仍为直线；平行线变换后仍为平行线；不同方向上的长度比发生变化。3-1-2地图投影及其转换 地图投影按变形性质可分为三类：等角投影、等积投影和任意投影。 地图投影按投影面与地球的相对位置关系可分为：正轴投影、斜轴投影和横轴投影。 地图投影鞍投影面的形状分为：圆锥投影、圆柱投影和方位投影。 高斯克吕格投影是等角横切椭圆柱投影，所规定的条件如下：（1）中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；（2）投影具有等角性质；（3）中央经线投影后保持长度不变。 高斯克吕格投影的特点如下：i. （1）中央经线上没有任何变形，满足中央经线投影后保持长度不变的条件；ii. （2）除中央经线上的长度比为1外，其他任何点的长度比均大于1；iii. （3）同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘；iv. （4）在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上；v. （5）投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方；vi. （6）长度比的等变形线平行于中央子午线。 我国1：50万、1：20万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万及更大比例尺的地形图均采用高斯克吕格投影。1：2.5万至1：50万地形图采用6度分带方案，我国横跨11个投影带（1323），1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带方案。 墨卡托（Mercator）投影是一种等角正切圆柱投影，在地图上保持方向和角度不变形，常用于作航海和航空制图中。 UTM（通用横轴墨卡托）投影是横轴等角割圆柱投影。 Lambert投影是等角正轴割圆锥投影，是我国1：100万地形图采用的投影方式。特点是：i. 角度没有变形；ii. 两条标准纬线上没有任何变形；iii. 等变形线和纬线一致，及同一条纬线上的变形相同；iv. 在同一经线上，两标准纬线外侧为正变形，之间为负变形；v. 同一纬线上等经差的线段长度相等，两条纬线见的经纬线长度处处相等。 投影转换的方式有两种正解变换和反解变换。 正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似解的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x，y变换到另一种投影的直角坐标X，Y。 反解变换：即由一种投影的坐标反解出地理坐标（x，yB,L），然后将地理坐标代入两一种投影的坐标公式中（B,LX，Y），从而实现从一种投影坐标到另一种坐标的变换（x,yX，Y）。 根据转换的方法不同,投影转换可分为:解析变换、数值变换和解析数值变换。 解析变换：运用正解或反解法求出两种投影坐标之间的精确表达式。 数值变换：多项式拟合，具有不确定性。 解析数值变换：两种方法的综合运用。3-2空间数据结构的转换3-2-1矢量与栅格数据结构的比较 矢量数据是面向该实体的结构，即对于每一个具体的实体都直接赋有位置和属性信息，以及目标之间的拓扑关系说明，常用于数据采集，以保证空间实体的几何精度和拓扑特征的描述。 栅格数据是面向位置的结构，平面空间上的任意一点都直接联系到某一个或某一类实体，对于一个实体没有直接聚集所有信息，不能完整地建立实体间的拓扑关系，常用于空间分析，以加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。 矢量数据结构具有的优点：i. （1）便于面向现象（土壤类、土地利用单元等）的数据表示；ii. （2）数据结构紧凑、冗余度低iii. （3）有利于网络分析iv. （4）图形显示质量好、精度高 缺点：i. （1）数据结构复杂ii. （2）软件与硬件的技术要求比较高iii. （3）多边形叠合分析比较困难iv. （4）显示与绘图成本比较高 栅格数据结构具有的优点：i. （1）数据结构简单ii. （2）空间分析和地理现象的模拟均比较容易iii. （3）有利于与遥感数据的匹配应用和分析iv. （4）输出方法快速，成本比较低廉 缺点：i. （1）图形数据量大ii. （2）投影转换比较困难iii. （3）栅格地图的图形质量比较低些iv. （4）现象识别的效果不如矢量方法3-2-2矢量向栅格的转换 点的栅格化是线和面栅格化的基础。1. 有一点实体其矢量坐标为P（9.5，15.6），若网格的宽与高都是2，则P 点栅格化的行列坐标为：（ ）（B，2000C） A.P（5，8） B.P（8，5） C.P（4，7） D.P（7，4） 线的栅格化采用扫描线算法：先栅格化线段的两个断点，然后在栅格化线段的中间部分。 面的栅格化分为：基于弧段数据的栅格化和基于多边形数据的栅格化。 基于弧段数据的栅格化方法，中心扫描线算法。 基于多边形数据的栅格化方法:内部点填充法、边界代数法、包含检验法 “点在多边形内”的判定：检验夹角之和的方法和铅垂线法3-2-3栅格向矢量的转换 矢量化的目的：一是将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库；二是将栅格数据进行压缩，将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。 基于图像数据的矢量化方法：（1）二值化；（2）细化；（3）跟踪。 细化的方法：（1）剥皮法；（2）骨架法。3-3多元空间数据的融合 遥感数据与GIS数据融合的方式有：遥感影像与数字线画图（DLG）的融合、遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合、遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合。 遥感影像与数字线画图（DLG）的融合：可以生产影像地图，有丰富的光谱信息与几何信息，又有行政界线和属性信息，提高了可视化效果。 遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合：有助于实施几何校正与配准，消除遥感影像中因地形起伏产生的位移和辐亮度的变化。 遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合，可以从遥感图像中快速发现已发生变化的区域，进而实现空间数据库的自动、便自动更新。3-4空间数据的压缩与重分类 矢量数据压缩的实质是对线状实体上点的数量的压缩，其中最常用的是道格拉斯普朗克算法，也称垂距法。 基于矢量的压缩的本质是利用某种算法减少实体点的数量。3-5空间数据的内插方法 点的内插是用来建立具有连续变化特征现象（例如地面高程）的数值方法。 点的内插步骤：（1）数据取样；（2）数据内插；（3）内插数据精度分析。 数据取样以建立数字高程模型为例，有两种方式：（1）特征点取样，随机取样；（2）格网取样。 点的空间内插分类：i. 分块内插法：线性内插法、双线性多项式内插法、二元样条函数内插法ii. 逐点内插法：移动拟合法、加权平均法、克里金法iii. 整体内插法：N次多项式拟合法，函数不稳定，运用较少3-6空间拓扑关系的编辑 多边形连接编辑 节点连接编辑第4章 GIS空间数据库 空间数据的存储和管理方法通常有两种方式：空间文件存储管理和空间数据库存储和管理。 空间数据管理的发展 （1）初级式的管理模式：其空间分析功能和属性处理功能分别直接调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理；举例：ArcGIS的Coverage文件。 （2）混合式的管理模式：其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据利用属性数据库进行管理；举例：Shape文件和.TAB文件。 （3）扩展式的管理模式（引擎方式）：在常规数据管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力；举例：ArcGIS的GeoDatabase（SDE）。 （4）集成式的管理模式：它是直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入一定数量的空间数据存储与管理功能。举例：Oracle Spatial Cartridge。 在面向对象数据模型中，对象就是现实世界中一个事物的模型表达，它具有一个唯一的名称标识，并把自身的状态和内在的功能封装在一起。 在面向对象数据模型中，类是一组对象的抽象描述，它将该组对象所有具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的能力和性质。 在面向对象系统中，实现特定功能的方法不仅以名称来区分，而且用它所带的参数来区别，这称为重载。 在面向对象系统中，同一个消息可以根据发送消息对象的不同采用多种不同的行为方式，这称为多态。 数据库方法与文件管理方法相比，具有更强的数据管理能力。数据库的主要特征：数据冗余度小；数据集中控制；数据独立性特征。 基本地理空间认识模型的抽象层次，可归纳为三个层次：概念模型、逻辑数据模型 、 物理数据模型 应用程序对数据库的操作全部通过DBMS。 对文件进行存取操作的基本单位是记录。 用来表示物体属性最基本的不可分割的数据单位是数据项。 在关系模型的逻辑设计中，规范化的基本思想是逐步消除数据依赖中的不合理部分，使模式中的各个关系达到某种程度的分离，让一个关系描述一个概念。2NF在满足前一范式的基础上，每一个非主属性完全函数依赖于该关系的关键字。 为了唯一标识每个记录，就必须有记录的标识符，这个标识符称为主关键字。 时空一体化数据模型：时间片快照模型、底图叠加模型、时空合成模型。 数据字典是描述数据库中各种数据属性与组成的数据集合。第5章 空间分析的原理与方法1. 从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是具有空间分析功能。（ ）2. GIS与机助制图的差异在于：（ ）（D ） A是地理信息的载体 B具有存储地理信息的功能 C具有显示地理信息的功能 D具有强大的空间分析功能3. 从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是GIS具有（ ）。（C，）A数据输入功能 B数据管理功能 C空间分析功能 D数据输出功能4. GIS中空间分析的步骤是：确定分析目的和评价标准；收集和录入空间和属性数据；作空间位置的处理和分析和作属性数据的处理和分析；获得简要分析结果；解释和评价结果，若不满意，则返回前面任一步骤重做；以专题地图、文字报告形式作为正式结果，供决策用。（ ）T5. 下列那些是矢量数据的分析方法：（ ）（C） A坡向分析 B谷脊特征分析 C网络分析 D地形剖面分析6. 解决道路拓宽中拆迁指标的计算问题，可应用的空间分析方法是：（ ）（ A ） A缓冲区分析 B包含分析 C网络分析 D最短路径分析5-1数字地形分析7. 下列给出的方法中，哪项适合生成DEM：（ ）（A） A等高线数字化法 B多边形环路法 C四叉树法 D拓扑结构编码法8. 有关DEM的叙述错误的是：（ ）（C）ADEM是构成DTM 的基础 B三角网可生成DEMCDTM的质量决定DEM 的精确性D等高线数字化法是普遍采用的生成DEM的方法9. 下列数据格式不能用来表示DEM的是：（ ）（D）A规则格网（Grid）B不规则三角网（TIN）C地形特征线D面条数据（Spaghetti） 10. 数字地面模型中，地表粗糙度一般定义为地表单元曲面面积与投影面积之比。（ ）T11. 地表粗糙度反映地表起伏变化与侵蚀的指标，可以定义为：地表单元曲面面积与投影面积之比。T12. 地表粗糙度反映地表起伏变化与侵蚀的指标，可以定义为：对角线连线的中点的高差D来表示。T13. 高程变异可以定义为网格单元顶点高程的标准差与平均高程的比值。T（）14. 数字地面模型中，地面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角是坡向。（ ）F15. 下面那种地形分析可以为防止崩塌、泥石流等自然灾害提供数据支持（ ）。（C）A坡向分析B谷脊特征分析C坡度分析D地表粗糙度16. 利用DEM数据可以进行：（ ）（A） A洪水淹没损失估算 B缓冲区分析 C包含分析 D网络分析17. 下列不属于数字地形分析的是：（ ）（C） A坡向分析 B谷脊特征分析 C网络分析 D地形剖面分析18. 以下不属于地形因子的是：（ ）（A） A剖面线B曲面面积C地表粗糙度D谷脊特征19. 地形分析中经常需要提取谷线、脊线和鞍点等地形特征线，在规则格网地形数据中（如下图），如果Zi,j满足（Zi,j-1-Zi,j）（Zi,j+1-Zi,j）0；Zi,j+1Zi,j；Zi+1,jZi,j三个条件，则该点为（ ）。（C）Z(i, j)Z(i+1, j+1)Z(i+1, j-1)Z(i-1, j-1)右：Z(i, j+1)左：Z(i, j-1)上：Z(i+1, j)下：Z(i-1, j)Z(i-1, j+1)A脊点B鞍点C谷点D不是地形特征点5-2空间叠合分析 20. 确定某一县境内公路的类型以及不同级别道路的里程，应该用：（ ）（C）A追踪分析法 B信息复合分析法 C叠置分析法 D包含分析法 21. 利用GIS 进行土地利用动态监测时，可使用的分析方法是：（ ）（C） A空间聚类 B空间聚合 C合成叠置 D网络分析22. 解决点、线、面之间是否存在直接联系的分析方法是：（ ）（A） A包含分析 B统计分析 C多边形叠置分析 D网络分析23. 利用GIS可以分析计算出某条高速公路穿越各个行政区的长度，在此过程中需要用到那种空间分析能（ ）。（B）A空间缓冲区分析 B空间叠合分析C空间网络分析 D空间统计分析24. 栅格叠合分析的前提是相同地区的栅格图层和相同的栅格单元大小。（ ）T25. 栅格叠合分析是相同地区的栅格图层之间的运算，但栅格大小可以不同。（ ）F26. 栅格数据的叠合算法只能在两个空间特征数据之间进行。（ ）F27. 在矢量数据的叠合分析中，下图的多边形a与b经过什么运算后能得到C图的结果？（ ）（A）aAbBabcCAUnionBIntersectCEraseDUpdate5-3空间临近度分析28. 最短路径分析是一种空间临近度分析，具有广泛的应用。（ ）F29. 根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。符合该项要求的空间操作是（ ）。（A）A空间缓冲区分析 B空间叠合分析C空间网络分析 D空间统计分析30. 湖泊和河流周围保护区的定界可采用：（ ）（D）A空间聚类 B统计分析 C叠置分析 D缓冲区分析31. 确定城市的噪音污染源所影响的一定空间范围所用到的分析方法主要为：（ ）（B） A包含分析法 B缓冲区分析方法 C叠置分析法 D网络分析法 5-3空间网络分析32. 空间数据中属于数据网络数据的内容是（ ）。（D）A考古地点 B地名C气象站 D道路交点33. 通常用来选择最佳路径或最佳布局中心的位置的一种方法：（ ）（D）A包含分析法 B缓冲区分析方法 C叠置分析法 D网络分析法 第6章 GIS的应用模型 根据所表达的空间对象不同，GIS应用模型可分为数学模型、经验模型和混合模型。海洋环流模型属于数学模型。 GIS技术在土地评价中应用广泛，以玉米种植地评价为例，一般评价过程是：评价对象的生态条件调查；确定评价对象的影响因素和因子；利用GIS生成影响因素数据；计算个因素的权重和贡献函数值；计算适宜性评级。 应用型地理信息系统是解决一类或多类实际应用问题的地理信息系统。第7章 GIS的设计与评价 应用型的GIS设计，大致可以分为四个主要阶段：系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护，GIS研制工作的核心是系统分析。 地理信息系统按其功能和内容可分为基础型地理信息系统和应用型地理信息系统。 基础型地理信息系统：ArcGIS、SuperMap。 应用型地理信息系统：黄河流域地理信息系统，地籍管理地理信息系统。 应用型地理信息系统按对象性质和内容可分为区域地理信息系统和专题地理信息系统。 在应用型GIS的系统设计方法中，生命周期法就是系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照一定的准则顺序开发实施。 国内地理信息标准制定的优点是着眼于满足当前需求，针对性强，缺点是解决整体标准化问题时难于归纳和统一。 国外地理信息标准化的工作思路是从整体到局部，从一般到特殊，对复杂的标准化对象有整体的处理方式。 地理信息的标准化对下列问题不能起到直接作用的是降低地理信息的获取成本。 GIS数据规范化和标准化直接影响地理信息共享，地理信息系统空间位置建立的基础是统一的坐标系统。 美国open GIS协会的OGC是一种行业标准，ISO是一种国际标准。第8章 GIS产品的输出设计判断1. 数字地球的概念是由美国前副总统戈尔在1998年提出的概念，其核心思想是：一是用数字化手段同一处理地球问题；二是通过网络最大限度地利用地球信息资源。T2. 数字地球的概念是由美国前总统克林顿在1998年提出的概念。F3. 全要素地形图的内容包括水系、地貌、植被、居民地、交通、境界、独立地物等，它们具有统一的大地控制、统一的地图投影和分幅编号，统一的比例尺系统统一的编制规范和图式符号，是编制各类专题地图的基础。 T4. 1：1万的全要素地形图属于国家基本比例尺地形图。T5. 1：20万的全要素地形图属于国家基本比例尺地形图。F6. 1：30万的全要素地形图属于国家基本比例尺地形图。F7. 1：2万的全要素地形图属于国家基本比例尺地形图。F8. 遥感影像地图具有遥感图象和地形图的双重优点，既包含了遥感图象的丰富信息内容，又保证了地形图的整饰和几何精度。T9. GIS产品的输出内容包括空间数据和属性数据。T10. GIS产品的输出内容包括纸质地图和数字地图。F11. GIS产品按输出载体不同分为纸质地图和数字地图。T12. 地理信息系统的输出内容主要包括空间数据和属性数据。（ ）T选择13. 常规地图分为全要素地形图、各类专题图、遥感影像地图和（ ）。（C） A.数字高程模型 B.城市规划图C.正射影像地图 D.统计图表与数据报表14. 不属于GIS输出的内容的是：（ ）（C）A全要素地形图B专题地图C遥感影像D统计图表15. 下列颜色标准属于工业标准的是： （ ）（C） A. HSV颜色模型 B. CMYK颜色模型C. RGB颜色模型D. 都不是 16. 利用三基色彩色合成原理可以得到所有的其它颜色，试指出下列哪种颜色不属于三基色的范畴：（ ） （B）A.红色 B.黄色 C.绿色 D.蓝色 17. 全要素地形图具有统一的大地控制、统一的地图投影和分幅编号，统一的比例尺系统统一的编制规范和图式符号，是编制各类专题地图的基础。其中不属于国家基本比例尺的是（ ）（D，2000E）A1：1万B1：5万C1：10万D1：20万18. 在进行图形比例变换时，若比例因子SX=SY1，则图形变化为：（ ）（B） A图形没有变化 B图形按比例缩小 C图形按比例放大 D图形发生变形名词解释（9题）、简答题（20题）CHP1名词解释：GISGIS是地理信息系统（Geographical Information System）的英文缩写，GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。什么是地理信息系统（GIS）？ 简述其基本功能。（6分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。（3分）其基本功能有：（1）数据的采集与编辑（2）数据存储与管理（3）数据的处理与变换（4）空间分析和统计（5）产品的制作和演示（6）二次开发和编程什么是地理信息系统（GIS）？ 简述其应用功能。（6分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。（3分）其应用功能有：（1）资源管理；（2）区域规划；（3）国土监测；（4）辅助决策GIS的基本概念及其基本构成？（6分）答：（4分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。（2分）GIS的基本构成包括：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。试述GIS的几种发展趋势？（6分）答： （每个要点1.5分）（1）地理信息系统已成为一门综合性技术。GIS不仅与RS、GPS集成3S系统，且与CAD多媒体、通信、因特网等技术结合，构成综合信息技术，其自身功能不断完善，为数字地球建立及其应用提供可靠技术保障。（2）GIS产业化发展势头强劲。地理信息系统产业对象包括：硬件、软件、数据采集与转换、电子数据、遥感数据获取与处理、系统开发与集成和咨询与技术服务七个方面。（3）GIS网络化已构成当今社会的热点。因特网在全球的迅速发展，为地理信息的共享提供了一个开放的信息空间，拓展了GIS的功能和应用。（4）地理信息科学的产生和发展。地理信息系统以前所未有的发展速度在科技界和企业界推广应用，大大提高了人类处理和分析地球资源、环境、社会和经济数据的能力，而GIS技术及其应用的进一步发展必须依托基础理论的研究，发展地理信息科学。什么是地理信息系统(GIS)？ 它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？（7分）答：（3分）GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。（4分）与一般的计算机应用系统比较，其相同点：（1）计算机化的技术系统，利用计算机处理数据，能够从数据中提取信息。 （2）基本构成：系统硬件、系统软件、应用人员、应用模型不同点：（1）以空间数据作为处理和操作的主要对象，这是它区别于其他信息系统的根本标志，也是技术难点；因为空间数据具有区域性、多层次和动态变化的特征；（2）GIS在数据结构、空间分析、搜索查询，可视化以及演化模拟和决策支持方面的优势，决定了它能提供其他方法难以获得的重要信息；（3）GIS与地理学和测绘学紧密相关。CHP2什么是空间数据？它有那些基本特征？（6分）答：（5分）空间数据是现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，它反映的特征同样应该包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。空间数据具有三个基本特征：（1）空间特征：是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系。（2）属性特征：是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等。（3）时间特征：是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据。空间数据的拓扑关系对GIS的数据处理和空间分析具有哪些重要意义？（6分）答：（6分）（1）根据拓扑关系不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系；（2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询；（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。名词解释：矢量数据结构。（4分）矢量数据结构是利用欧几里德几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。矢量数据结构能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。名词解释：栅格数据结构（4分）基于栅格数据模型的结构，是指将空间分成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性来表示地理实体的一种数据组织方式。CHP3名词解释：空间数据变换（4分）空间数据变换即空间数据坐标系的变换，是从一种数学状态到另一种数学状态的变换，其实质是建立两个坐标系之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，解决空间数据的几何匹配问题，是空间数据处理的内容之一。对比分析矢量数据结构和栅格数据结构的特点。（10分）答：矢量数据结构具有的优点： （1）便于面向现象（土壤类、土地利用单元等）的数据表示；（2）数据结构紧凑、冗余度低（3）有利于网络分析（4）图形显示质量好、精度高缺点：（1）数据结构复杂（2）软件与硬件的技术要求比较高（3）多边形叠合分析比较困难（4）显示与绘图成本比较高栅格数据结构具有的优点：（1）数据结构简单（2）空间分析和地理现象的模拟均比较容易（3）有利于与遥感数据的匹配应用和分析（4）输出方法快速，成本比较低廉缺点：（1）图形数据量大（2）投影转换比较困难（3）栅格地图的图形质量比较低些（4）现象识别的效果不如矢量方法请分析说明矢量数据结构的优点和缺点。（6分）答：矢量数据的优点是（3分）： （1）便于面向现象（土壤类、土地利用单元等）的数据表示；（2）数据结构紧凑、冗余度低（3）有利于网络分析（4）图形显示质量好、精度高矢量数据结构的缺点是（3分）：（1）数据结构复杂（2）软件与硬件的技术要求比较高（3）多边形叠合分析比较困难（4）显示与绘图成本比较高请分析说明栅格数据结构的优点和缺点。（6分）答：栅格数据的优点是（3分）：（1）数据结构简单（2）空间分析和地理现象的模拟均比较容易（3）有利于与遥感数据的匹配应用和分析（4）输出方法快速，成本比较低廉栅格数据的缺点是（3分）：（1）图形数据量大（2）投影转换比较困难（3）栅格地图的图形质量比较低些（4）现象识别的效果不如矢量方法名词解释：数据内插（4分）设已知一组空间数据，他们可以是离散点的形式，也可以是多边形分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域内其他任意点或任意多边形分区范围的值。这种通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法称为空间数据的内插。CHP4简述空间数据库设计的步骤。（6分）答：空间数据库设计的步骤为：（6分，只答出要点而没有解释得3分）（1）需求分析：即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合；（2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来；（3）逻辑设计：即把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来；（4）物理设计：即数据库存储结构和存储路径的设计。空间数据管理实现方式从文件发展到数据库，主要经历了哪四个阶段？（6分）答：（6分，只答要点得4分）（1）初级式的管理模式：其空间分析功能和属性处理功能分别直接调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理；（2）混合式的管理模式：其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据利用属性数据库进行管理；（3）扩展式的管理模式（引擎方式）：在常规数据管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力；（4）集成式的管理模式：它是直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入一定数量的空间数据存储与管理功能。空间数据库设计的原则？（6分）答：（6分）（1）尽量减少空间数据存储的冗余量；（2）提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，该数据结构能够迅速作相应变化；（3）满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果；（4）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据库的复杂性；（5）支持多种多样的决策需要，具有较强的适应性。CHP5名词解释：DEM。（4分）数字高程模型（Digital Elevation Model），是一种用数字化的形式表达高程信息的方法，DEM是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据，可以用来提取各种地形因子，如坡度、坡向、地面粗糙度、高程变异等，DEM在形式上可以用规则格网（Grid）或不规则三角网（TIN）。什么是DEM，有哪些地学应用？（6分）答：（6分）数字高程模型（Digital Elevation Model），是一种用数字化的形式表达高程信息的方法，DEM是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据，可以用来提取各种地形因子，如坡度、坡向、地面粗糙度、高程变异等，DEM在形式上可以用规则格网（Grid）或不规则三角网（TIN）。应用举例：提取地形因子，地形剖线，基站选址等。从数字高程模型（DEM）中可以派生出哪些数字地形数据？（6分）答：(6分)从DEM中可以派生的数字地形数据有：（1）坡度与坡向数据；（2）曲面面积数据；（3）地表粗糙度数据；（4）高程变异数据；（5）谷脊特征数据；（6）地形剖线数据；（7）地形通视数据。名词解释：空间叠合分析。（4分）空间叠合分析是指在相同的坐标系统条件下，将统一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系，一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域。名词解释：空间缓冲区分析。（4分）空间缓冲区分析是围绕点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以表征地理空间实体的一种影响范围或服务范围，是空间临近度分析的一种，常用于地震影响范围、超市等服务范围等方面的应用。什么是空间缓冲区分析，举例说明其应用？（6分）答：（6分）空间缓冲区分析是空间临近度分析的一种，即围绕点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以表征地理空间实体的一种影响范围或服务范围。应用举例：地震影响范围、强度分析，超市的服务范围，水源地保护区，道路噪音影响范围等（应用举例非标准答案，合理即可）。名词解释：Voronoi多边形分析。（4分）Voronoi多边形分析是空间临近度分析的一种，其原理是根据离散分布的已知数据点对研究区域进行划分，使得划分的多边形（即Voronoi多边形）覆盖整个研究区域，形成一个Voronoi图，且每一个多边形中仅包含一个已知的数据点。则可以用该已知数据点的数据来表达和分析该多边形内所有其他数据点，常用于空间插值计算。Voronoi分析的原理及其应用？（6分）答：（6分）Voronoi多边形分析是空