GIS职称考试例题

1、五、简答题1. 简述高斯-克吕格直角坐标的建立过程。高斯克吕格投影（Gauss_Krivger）属于等角横切椭圆柱投影。该投影是我国国家基本比例尺地形图的数学基础，为控制变形，采用分带投影的方法，在比例尺 1：2.5万-1：50万图上采用6°分带，对比例尺为 1：1万及大于1：1万的图采用3°分带。6°分带法：从格林威治零度经线起，每6°分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0°-6°为第一带，中央经线为3°，依此类推，投影带号为1-30；西半球投影带从180°回算到0°，编号为31-60。

2、3°分带法：从东经1°30起，每3°为一带，将全球划分为120个投影带，东经1°30-4°30，.178°30-西经178°30，.1°30-东经1°30。东半球有60个投影带，编号1-60。西半球有60个投影带，编号1-60。我国规定将各带纵坐标轴西移500公里，即将所有y值加上500公里，坐标值前再加各带带号。2. 简述多边形拓扑关系的自动建立过程。1、裁剪相交弧段2、根据“模糊容差”捕捉节点3、构建拓扑表4、根据“悬挂长度”编辑弧段5、重新构建拓扑表3. 简述地理编码的概念、主要用途及实现方式。地理

3、编码（Geocoding）又称地址匹配（address-matching），指建立地理位置坐标与给定地址一致性的过程。也是指在地图上找到并标明每条地址所对应的位置。地理编码是GIS中比较重要的一个功能。例如，你想去海龙大厦，于是进入某个本地搜索网站，输入关键字"海龙大厦"，然后你就得到了一张标有"海龙大厦" 的地图。在这个过程中，地理编码的步骤被隐含着，因为对于一般用户来说，得到经纬度的数值是没有用处的，只要得到包含目标的地图就可以了。对于后台服务， 则经历了两个步骤：第一步，通过地理编码查询得到海龙大厦的地理坐标；第二步，取得一幅这个坐标附近的地图，把

4、"海龙大厦"标在这个地图上显示给用户。那么，地理编码功能又是如何实现的呢？首先，当然要有一个地址库了。也就是一个包含着地理坐标信息的地址列表。有了这个地址库，我们就可以迅速的查询到某个地址的地理坐标。但是，任何一个小城市也都会存在着数不胜数的地址，想要采集出全部的地址及其坐标几乎是不可能的。于是，在美国以及许多国家，人们通过一种叫做"地址插值"的方法来计算某个地址的坐标。假设我们知道中关村大街1号的坐标和中关村大街50号的坐标，就可以近似的认为中关村大街2号至49号 这些地址平均分布在整个中关村大街上，于是我们就可以用数学公式近似计算出中关村大街2号至4

5、9号全部地址的坐标。这种方法当然会存在一定误差。美国大部分城市地址的规则度较高，所以地址插值法在美国的实用性还比较好，但是对于中国现在地址分布较乱的国情，这种编码过程就不太适用了。因此，我们不得不尽可能多地来收集地址信息。而这样浩大的工程，通常都会由政府部门来投资。另外，国内有测绘资质的商业公司也都在采集数据。4. 简述网络分析及其在实际中的用途。对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。地理网络由一系列相互连通的点和线组成，用来描述地理要素（资源）的流动情况。如连接各个城市的高速公路、连

6、接各家各户的排给水网络等。网络分析需要解决的问题1.路径分析： 网络分析中最基本最关键的问题是最短路径问题。最短路径不仅仅指一般地理意义上的距离最短,还可以引申到其他的度量,如时间、费用、线路容量等。相应地,最短路径问题就成为最快路径问题、最低费用问题等。其实,无论是距离最短、时间最快还是费用最低,它们的核心算法都是最短路径算法。2.服务区域的判定： 目的为在一个网络路径上确定任何位置的服务区域和服务网络，并显示在视图中。在创建服务区的基础上，可评估该地点的可达性。3.查找最邻近设施： 目的为在网络路径上找出距某一位置最近的设施，并设计到达这些设施的最近路线。例如：对一场火灾来说，最近设施是指

7、最近的消防栓；对一起交通事故来说，它是指离事故现场最近的能够提供急救服务的医院；而对于一个家庭的日常生活来说，最近设施又是指距住宅最近的零售店或超市。4.导航：导航图生成5. 墨卡托投影投影特点及其在实际生活中的意义是什么？在墨卡托投影中，面积变形大。愈接近两极，经纬线扩大的越多，所以墨卡托投影在80度以上高纬地区通常就不绘出来了。在墨卡托投影上等角航线表现为直线（在球心投影上大圆航线表现为直线。远航时，完全沿着等角航线航行，走的是一条较远路线，是不经济的，但船只不必时常改变方向，大圆航线是一条最近的路线，但船只航行时要不断改变方向，如从非洲的好望角到澳大利亚的墨尔本，沿等角航线航行，航程是6

8、020海里，沿大圆航线航行5450海里，二者相差570海里（约1000公里）。实际上在远洋航行时，一般把大圆航线展绘到墨卡托投影的海图上，然后把大圆航线分成几段，每一段连成直线，就是等角航线。船只航行时，总的情况来说，大致是沿大圆航线航行。因而走的是一条较近路线，但就每一段来说，走的又是等角航线，不用随时改变航向，从而领航十分方便。6. 什么是WebGIS，它与GIS的不同之处。WebGIS是利用网络技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，由于HTTP协议采用基于客户机/服务器的请求/应答机制，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，用户通过交互操作，就可以通过网络来寻找其所需的空间数据。Web

9、GIS的应用层面：空间数据发布、空间查询检索、空间模型服务和Web资源的组织。WebGIS与GIS的不同：WebGIS必须是基于网络的客户机/服务器系统，而传统的GIS大多为独立的单机系统；WebGIS利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，信息的交换是全球性的；WebGIS是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同计算机平台上。7. 简述GIS矢量数据的几种来源地图数据(包括基础地形和专题地理数据)是GIS最基本的数据源，可称为GIS的基础数据源；遥感数据包括卫星遥感数据和航空遥感数据，前者是数字化数据(也可以以纸质地图或称作卫片的形式输出)，而者则是被称作航片的纸质地图；

10、GPS数据是一组包含界址点经纬度坐标对的数据文件，它常用于时实更新小范围的GIS数据；其他GIS数据则通过数据转换方式使其成为新GIS项目可用的的数据，它是新GIS项目建设的重要数据来源。8. 什么是地图投影，地图投影与GIS的关系如何？所谓地图投影就是建立平面上的点（用平面直角坐标或极坐标表示）和地球表面上的点（用纬度和经度表示）之间的函数关系。地理信息系统的处理对象地理信息需要有共同的地理坐标和平面系统；对于不同来源的地理信息，需要统一在同一个地理定位框架内； 要确定真实的地理坐标、面积、周长等空间特征，需要进行投影；9. 简述GIS数据误差的来源1） 源误差：a，地面测量数字数据的误差；

11、b，地图数字化数据的误差；c，遥感数据误差；2） 操作误差：a，由计算机字长引起的误差；b，由拓扑分析引起的误差；c，数据分类和内插引起的误差。六、辨析题1. 地球表面、大地水准面和地球椭球体之间关系。地球表面：地球的自然表面。由于地质变迁和地壳运动以及各种外力的作用，地球表面起伏不平，很不规则，有高山、丘陵、平原、又有江河湖泊和海洋。这种自然形成的地表形状称为地球自然表面。或者说地球自然表面是地球固体和液体部分相对于大气的分界面。由地球自然表面所包围的形体叫地球体。它们很难用简单的数学模型来定义和表达，不适合数字建模。大地水准面：地球表面的72%被流体状态的海水所覆盖，因此，假设当海水处于完

12、全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准便就是大地水准面。大地水准面是相对唯一的，但是其形状也是不规则的，不适合数字建模。大地水准面包围的形体称作大地体。在大地测量中要研究的地球形状和大小就是指研究大地体的形状和大小。以大地水准面为基准，就可方便地利用水准仪完成地球自然表面上任一点的高程测量。地球椭球体：以大地基准面为基准建立起来的地球椭球体模型。地球椭球体是规则的几何球体，可以进行数学建模。各地区和国家可以选择适合自己的地球椭球体，也就是和大地水准面拟合较好的椭球体。2. 面条数据模型、拓扑数据模型在空间数据存储方面的异同，并指出相应的空

13、间数据格式。面条数据模型只存贮空间数据的坐标，并不存贮其空间拓扑关系。优点：结构简单、直观，编码容易；缺点：数据冗余，相邻多边形的公共边易产生分歧；实体互相独立，缺乏联系。是一种非拓扑的数据模型，例如Shapefile:一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。至少由.shp,.dbf,.shx三个文件作成，分别存储空间，属性和前两者的关系。是GIS中比较通用的一种数据格式。拓扑数据模型其特点是采用了拓扑编码结构。拓扑型消除了数据的冗余和歧异，但操作复杂。Coverage是一种拓扑数据结构，数据结构复杂，属性缺省存储在Info表中。ArcGIS中仍然有一些分析操作只能基于这种数据格式进行操作。

14、3. 空间查询与空间分析的区别。空间查询是GIS的最基本、最常用的功能。空间查询的特点是回答用户的简单问题，不改变空间数据库数据，不产生新的空间实体和数据。图形与属性互查询是最常用的查询，主要有两类:第一类是按属性信息的要求查询定位空间位置，称为属性查图形；第二类是根据对象的空间位置查询有关属性信息，称为图形查属性。空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。空间分析为用户提供技术的支持，回答是什么、在那里、有多少和怎么样，并不回答为什么。空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空间查询。4. 数据模型与数据结构的区别和联系。数据模型（Data

15、Model）是数据库系统的形式框架，是用来描述数据的一组概念和定义，包括描述数据、数据联系、数据操作、数据语义以及数据一致性的概念工具。它是数据库系统的核心和基础。数据模型三要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件。通常称为数据模型的三要素。数据结构用于描述系统的静态特征。它从语法角度表述了客观世界中数据对象本身的结构和数据对象间的关联关系。在数据库系统中，通常按照数据模型中数据结构的类型来区分、命名各种不同的数据模型。例如层次结构、网状结构、关系结构的数据模型分别命名为层次模型、网状模型和关系模型。5. 比较关系型数据库和面向对象数据库的技术特点。20世纪80年代以来，关系型数据库理论日益成

16、熟并得到空前广泛的应用。关系数据模型成为主流数据模型。其特点是：（1）单一的数据结构-关系，现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示；（2）数据的逻辑结构-二维表，从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。面向对象的数据库是建立在面向对象的技术的基础上的数据库技术。（1）不管是关系模型还是面向对象的建模都不能完全适合空间应用领域。（2）关系模型能够较好地处理拓扑关系，但对表示横跨空间区域的复杂层次关系却无能为力。（3）而面向对象模型能够处理拓扑和层次关系，但难以处理空间中重要的连续性现象。6. 阐述3S技术集成的意义和各自的优势之处。3S集成的意义：3S结合应用，取长补短是自然

17、的发展趋势，三者之间的相互作用形成了"一个大脑，两只眼睛"的框架，即和向提供或更新区域信息以及空间定位，进行空间分析，以从提供的大量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为科学决策的依据。实际应用中，较为多见的是两两之间的结合。RS与GIS集成：遥感数据是GIS的重要信息来源，GIS则可作为遥感图像解译的强有力的辅助工具。GIS作为图像处理工具，可以进行几何纠正和辐射纠正，图像分类和感兴趣区域的选取；遥感数据作为GIS的重要信息来源，可以进行线和其他地物要素的提取，DEM数据的生成，以及土地利用变化和地图更新。GIS与GPS集成：定位（旅游、探险）、测量（土地管理、城市

18、规划）、监控导航（车辆船只的动态监控）。GPS+RS：几何校正、训练区选择以及分类验证，提供定位遥感信息查询； GPS+GIS：定点查询专题信息，提供或更新空间点位； GIS+RS：几何配准、辅助分类等，提供和更新区域信息。7. 简述空间关系的种类，并给出现实世界中的例子。空间关系包括拓扑关系、度量关系和方向关系。拓扑关系的例子如河南省包含在中国境内。度量关系的例子如某条河流长15公里。方向关系的例子如海淀区在北京市区的西北。七、计算分析题1. 请解释数字化过程中的三种坐标转换：相似变换、仿射变换和投影变换。并按下图所示推导出xoy坐标系（数字化仪坐标系）到xoy坐标（地图直角坐标系）的仿射变

19、换的计算公式。说明：x方向的平移距离为a0, y方向的平移距离为b0；x方向的缩放系数为mx,y方向的缩放系数为ny。oOyYxX坐标变换的目的除了把点的坐标从数字化仪坐标系统中转换到地面坐标系中外，另个目的是要改正图形的变形。相似变换只改正图面在各个方向的均匀变形部分，仿射变换考虑了x方向和y方向上不同的变形因子，而投影变换可以改正在更多方向上的不同变、形因子。为了进行变换，需要有一组控制点，它们的地面坐标和桌面坐标都是已知的。用它们来确定变换公式中的参数。相似变换公式中有四个参数，至少需要两个控制点。而确定仿射变换参数至少需三个参数，投影变换则需要四个控制点。如果有更多的控制点，可以采用最

20、小二乘原理来确定变换参数。以上三种变换是互相联系的，相似变换是仿射变换的特例，而仿射变换又是投影变换的特例。或者说，投影变换包括了其它两种变换方法。 设物理坐标系为x'o'y，用户坐标系为xoy，图中P点的物理坐标为（x',y），用户坐标为（x，y）。通过缩放、旋转、平移，分别得到三种变换后的坐标系：缩放后坐标系x''o''y'；旋转后坐标系x'''o'''y'''（旋转角度为）；平移后坐标系，即用户坐标系统xoy。将物理坐标转为用户坐标的过程分解为基本坐标变

21、换，即平移变换，旋转变换，缩放变换。变换的公式如下：平移变换：旋转变换：缩放变换：整理后得到一个通用的表达式来表示物理坐标与用户坐标的转换关系： 公式1.4是一次式，也就是线性变换。当m=n时，称为相似变换，该方法至少需要两对匹配的TIC点，根据2对TIC点的坐标确定4个参数的值，然后对数字化的图层中的所有地物特征进行变换。当mn时，称为仿射变换，该方法至少需要3个匹配的TIC点，根据3对TIC点的坐标确定6个参数的值，然后对数字化的图层中的所有地物特征进行变换。推广到更复杂的情况，在后面加上多次项，变为非线性变换。多项式变换，又称投影变换，至少需要4个匹配的TIC点。2. 分别按照（a）中心

22、归属法和( b)面积占优法给出下图所示格网的对应取值。答案： （a）中心归属法 ( b)面积占优法 3. 多区域栅格地图如下图所示，给出其按照(属性值，属性重复个数)方式和行方向所得到的行程编码。多区域栅格地图答案八、案例分析题1. 现有一个城市的道路图，健身设施分布图和人口普查单元图（有人口等数据），请利用GIS实现如下功能：1）、假定健身设施的服务范围是与步行距离有关，当一个地方与健身设施的的步行距离小于1000米时即位于健身设施的服务范围内，根据定义确定城市中哪些区域位于健身设施的服务范围区域。2）、基于健身设施服务范围，确定不同区域的人均健身设施拥有率。请根据以上条件，利用GIS作为工

23、具进行分析。利用城市的道路图，健身设施分布图进行网络分析： Network Analyst可建立两种服务区域：一般服务区General area和紧凑服务区Compact area。一般服务区比紧凑服务区稍大，边界较为光滑，一般服务区可能会与行进时间或距离确定的范围之外几个街道相迭；紧凑服务区即指服务网络覆盖的区域，通常有参差不齐的边界，它与区域外的街道交错较少，但可能漏掉一些应在服务区内的位置。1) 街道线主题和点主题（健身设施），利用【Network】的【Find Service Area】功能,创建新主题包含服务区的多边形区域。在Properties对话框中定义费用字段Meters和工作

24、单位meters。2) 在街区线主题中指定健身设施的位置。3) 地点列表中的费用字段Meters，删除缺省值，键入行进距离1000米，并确保它的单位和工作单位一致，从而指定服务区域和网络的范围。4) 完成设置，生成服务区和网络。即健身设施的服务范围。在人口普查图的属性数据表中填加字段 “人均健身设施拥有率” jsrate,类型可以设为float。将得到健身设施的分布图和人口普查图进行叠加（overlay），得到各个人口普查单元的健身设施的个数。利用GIS字段的计算功能，计算“人均健身设施拥有率”=健身设施的个数/人口。并进行专题制图。2.在城市中找一块符合当地标准的适合建废水处理厂的地块，必须

25、满足许多标准。最低标准有2类：1)、必须靠近河流且在低高程地带。具体为：靠近河流1000米内，位于高程小于365米的地区。2）、同时必须远离公园、居住区，洪水灾害区以外。具体为：远离公园150米，远离居住区150米，洪水灾害区以外。现提供基础空间数据集如下表，请根据以上选址条件，利用GIS作为工具确定废水处理厂的地块，并画出示意图。文件名称格式说明elevationgrid数字高程图lowlandshapefile从数字高程图上提取出来的高程低于365米的地区。parkshapefile公园分布图parcelshapefile土地利用图：居民地的编码为510，未利用地的编码在700-799之间

26、。rivershapefile河流分布图floodshapefile洪水灾害范围图选址条件1，选址应满足：靠近河流1000米缓冲区内，并且在高程小于365米的地区。对河流图层进行缓冲区分析，找出靠近河流1000米缓冲区内的空间范围，并生成满足条件的riverbuf图层；对数字高程图进行条件查询，找出高程小于365米的空间范围，并生成满足条件的lowland图层。再通过intersect空间分析技术，找出riverbuf图层和lowland图层的空间交集，即满足靠近河流1000米缓冲区内，并且在高程小于365米的地区，并输出满足条件的low_river图层。RIVERBUFFER1000Mlow

27、_riverlowlandINTERSECTriverbufdemSELECT<365M图1-1 图解操作流程图选址条件2，同时必须远离公园、居住区，洪水灾害区以外。具体为：远离公园150米，远离居民地150米，洪水灾害区以外的地块。对公园图层（park）进行缓冲区分析，找出位于公园150米缓冲区内的空间范围，并生成满足条件的parkbuf图层；对土地利用图（parcel）进行条件查询，找出位于居民地（居民地的编码为510）的150米缓冲区内的空间范围，并生成满足条件的residentbuf图层。再通过union空间分析技术，找出parkbuf图层和residentbuf图层的空间并集，即满足或者位于公园150米缓冲区内，或者位于居民地150米缓冲区内的地区，并输出满足条件的res_park图层。同理，通过union空间分析技术，找出res_park图层和洪水灾害区图层（flood）的空间并集，即满足或者位于公园150米缓冲区内，或者位于居民地150米缓冲区内的地区，或者位于洪水灾害区内的空间范围，并输出满足条件的res_park_flood图层。再