地理空间数据库原理期末考试题总卷

.."地理空间数据库原理"课程期末考试卷一、选择题〔每题3分，共10题〕1、以下不适合直接采用关系型数据库对空间数据进展管理说法错误的选项是〔A〕A.传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性；B.传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系；C.传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂；D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。2.以下关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的选项是〔C〕A.文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。B.全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大局部关系型数据库提供的二进制块中。C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL语言，有一定的通用性。允许定义适宜的数据构造和数据操作。D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数；3.对下述图形进展链式编码，编码结果为(D)A.1,4,5,4,6,6,5,5,5,4,4,4B.1,4,5,5,5,6,6,6,6,4,4,4C.1,4,5,4,5,6,6,6,6,5,4,4D.1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,4,44.使用游程编码对下述编码压缩后的结果为〔B〕BBBBBWWA.12W1B11W3B24W1B14WB.12W1B12W3B24W1B14WC.12W1B12W3B24W1B13WD.12W1B12W3B25W1B14W5.以下关于各种数据模型说法错误的选项是〔A)A.Shapefile可以支持点，线，面等图形要素的存储。是一种比拟原始的矢量数据存储方式，既能够存储几何体的位置数据，又可在一个文件之中同时存储这些几何体的属性数据。B.可用ArcCatalog对shapefile进展创立、移动、删除或重命名等操作,且ArcCatalog将自动维护数据的完整性，将所有文件同步改变。C.Coverage数据模型是第二代地理数据模型，也被称为地理相关模型。它采用的是一种混合数据模型定义和管理地理数据。D.Coverage要素的主要类型是点、弧、多边形和节点，具有拓扑关联。次要类型是控制点、连接和注释。6.以下不属于栅格数据压缩存储编码方法的是：(D)A.游程长度编码B.四叉树编码C.链式编码D.哈夫曼编码7.以下哪项不是常用的空间索引〔C〕A.BSP树B.Cell树C.二叉树D.R树8.以下关于SQL的说确的是〔C〕A.SQL，StructuredQueryLanguage(构造化查询语言)，关系数据库的主要访问方式。B.SQL中，任何时候都可以执行一个数据定义语句，随时修改数据库构造。C.SELECT语句充分表达了SQL语言的特征：过程化和面向集合。D.SQL语言提供了数据控制功能，能够在一定程度上保证数据库中数据的平安性、完整性，并提供了一定的并发控制及恢复能力。9.横向分块组织中，分块尺寸确实定错误的选项是(B)A.按存取频率较高的空间分布单元划分图块。B.依据规定的大小，对空间进展规那么的划分。C.使根本存储单元具有较为合理的数据量。D.考虑未来地图数据更新的图形属性信息源及空间分布。10.以下不属于空间数据的根本特征的是(B)A.空间特征B.物理特征C.属性特征D.时间特征二、专业术语解释〔每题6分，共15题〕1.地理空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定构造的文件的形式组织在存储介质之上的。2.空间数据库管理系统是一个对与空间数据有关的数据进展输入、编辑处理、存储、分析和输出的系统。3.空间数据构造对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。4.数据模型对现实世界进展认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。5.对象模型将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。6.拓扑关系拓扑关系〔topologicalrelation〕，指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。7.空间索引依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据构造。8.空间数据引擎空间数据引擎，简称SDE，是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库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。9.空间数据查询其属于空间数据库的畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。10.矢量构造矢量数据构造是对矢量数据模型进展数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能准确的表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的准确定义。11.栅格构造栅格数据构造基于栅格模型的数据构造。是指将空间分割成有规那么的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。12.四叉树编码思想其根本思想是首先把一幅图象或一幅栅格地图等分成四局部，如果检查到某个子区的所有格网都含有一样的值〔灰度或属性值〕，那么这个子区域就不再往下分割；否那么，把这个区域再分割成四个子区域，这样递归地分割，直至每个子块都只含有一样的灰度或属性值为止。13.游程长度编码游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，它的根本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的假设干点具有一样的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及一样代码重复的个数〔或终止列号〕，数据构造是〔代码，重复数或终止列号〕，从而实现数据的压缩。14.链式编码链式编码也称为弗里曼链码(Freeman)或边界链码。首先定义根本方向，可定义为：东＝0，东南＝1，南＝2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北＝6，东北＝7等八个根本方向。然后对图形边界编码，数据构造是(起点，方向，方向…〕。15.BSP树BSP树(BinarySpacePartitioningTree，二值空间划分树)是一种二叉树，它将空间逐级进展一分为二的划分，空间实体是该树的叶子结点。三、简答题〔每题10分，共10题〕1.什么是空间数据库？其主要特点是什么？空间数据库是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。特点：〔a〕数据量特别大；〔b〕不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系；〔c〕数据应用广泛。2.数据库技术的开展经历了哪些阶段？各个个阶段有什么的特点？人工管理阶段：用户负责数据的组织、存储构造、存取方法、输入输出等细节；数据完全面向特定的应用程序走；数据与程序没有独立性。文件系统阶段：系统提供存取方法，支持对文件的根本操作，用户程序不必考虑物理细节。数据的存取根本上以记录为单位；一个数据文件对应一个或几个用户程序，还是面向应用的；数据与程序有一定的独立性。数据库系统阶段：有了数据库管理系统；面向全组织，面向现实世界；独立性较强；由DBMS统一存取，维护数据语义及构造。3.简述空间实体抽象的三个层次，并画图说明抽象的构造图如下：①空间概念数据模型概念数据模型是人们对客观现实或现象象的一种认识。不同的人，由于在所关心的问题、研究的对象、期望的结果等方面存在着差异，对同一客观现象的抽象和描述会形成不同的用户视图，既称为外模式。②空间逻辑数据模型空间逻辑数据模型将空间概念数据模型确定的空间数据库信息容，具体地表达为数据项、记录等之间的关系，这种表达有多种不同的实现方式。常用的数据模型包括层次模型、网络模型和关系模型。③物理数据模型物理数据模型将逻辑数据模型转换成为物理数据模型，即要求完成空间数据的物理组织、空间存取方法和数据库总体存储构造等的设计工作。4.简述基于场、对象和网络的地理空间认知模型①基于场的模型：把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来对待，根据不同的应用可以表示为二维的，也可表示为三维的。在空间信息系统中，场模型一般用栅格模型表示，其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间。划分可以是规那么的或不规那么的，通常是采用正多边形作为划分的单位，如三角形、方格、六边形等。②基于对象的模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理实体和现象作为对立的对象分布在该空域中。按照其空间特征的分为点、线和面三种根本对象，对象也可能是由其它的对象构成构成的复杂对象，并且与其它的对象保持着特定的关系。每个对象对应着一组相关的属性以区分出各个不同的对象。只适合于那些具有完整边界的地理现象。③基于网络的模型：网络模型是从图论中开展而来。在网络模型中，空间要素被抽象为链、节点等对象，同时还要关注其间的连通关系。这种模型适合用于对相互连接的线状现象进展建模，如交通线路、电力网线等。网络模型可以形式化定义为：网络图＝〔节点，{节点间的关系，即链}〕5.简述矢量数据构造，有哪几种常用编码？矢量数据构造：矢量构造是以点、线、面等图形元素为根底的空间数据组织方式。地图中面状特征数字化的数据可描述为点〔point〕、矢量〔vector〕、结点〔node〕、线段〔line〕和多边形〔polygon〕等根本数据元素。点为最根本的地图数据元素，由一对坐标〔X，Y〕确定在平面中的位置。矢量由连结两点构成，有方向性，取决于线段数字化方向。结点为线段的两个端点，分为起始结点和终止结点。线段由两结点及结点间的一组有序点组成，包含一个或假设干个连接的矢量，是两个多边形的公共边界。多边形表示面状地理实体的平面分布，是由一条或假设干线段组成的闭合围。矢量数据构造编码：简单数据构造编码、树状索引编码法、拓扑数据构造编码。6.简述栅格数据构造游程长度编码游程长度编码：是栅格数据压缩的重要编码方法，它的根本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的假设干点具有一样的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及一样代码重复的个数〔或终止列号〕，数据构造是〔代码，重复数或终止列号〕，从而实现数据的压缩。优缺点：数据压缩率高，易于实现叠置，检索运算。只考虑水平分解元素之间相关性而未考虑垂直分解元素之间相关性，又称一维游程编码。7.简述栅格数据组织方法栅格数据以层的方式来组织文件，在栅格数据构造中，物体的空间位置就用其在笛卡尔平面网格中的行号和列号坐标表示，物体的属性用象元的取值表示，每个象元在一个网格中只能取值一次，同一象元要表示多重属性的事物就要用多个笛卡尔平面网格，每个笛卡尔平面网格表示一种属性或同一属性的不同特征，这种平面称为层。以像元为序。不同层上同一像元位置上的各属性值表示为一个列数组。以层为根底。每一层又以像元为序记录它的坐标和属性值。以层为根底。但每一层那么以多边形为序记录多边形的属性值和充满多边形的各像元的坐标。8.简述3种以上栅格数据单元值确定方法中心点法：将栅格中心点的值作为栅格元素值重要性法：某些主要属性，只要在栅格中出现就把该属性作为栅格属性面积占优法：栅格中占最大面积的属性值为它的属性.百分比法：根据栅格各地理要素所占面积的百分比数确定栅格的代码参与，如可记面积最大的两类AB，也可根据A类和B类所占百分比数在代码中参加数字。9.简述矢量和栅格数据模型的优缺点，以及二者的比拟①矢量数据的优缺点：优点为数据构造紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；缺点为数据构造复杂，多边形叠加分析比拟困难。②栅格数据的优缺点：优点为数据构造简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；缺点为数据量大，投影转换比拟复杂。③矢量和栅格数据模型的比拟：栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作那么比拟复杂；栅格构造是矢量构造在某种程度上的一种近似，对于同一地物到达于矢量数据一样的精度需要更大量的数据；在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格构造更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；矢量构造对于拓扑关系的搜索那么更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。10.什么是空间数据引擎？举例说明空间数据引擎的体系构造、工作原理。①空间数据库引擎〔SpatialDatabaseEngine，SDE〕是基于特定空间数据模型，在特定的数据存储、管理系统〔如数据库管理系统或文件系统〕的根底上，提供对空间数据的存储、检索等操作，以提供在此根底上的二次开发。②原理：SDE只提供存储、读取、检索、管理数据和对数据的根本处理等功能；SDE不负责进展空间分析和复杂处理；基于第三方API(如OracleSpatial和ESRISDE)开发的引擎可以提供更多功能。③SDE的体系构造：11.如何进展空间数据分层组织？分层有哪些原那么？分层有哪些方法？层的概念同时适合于栅格数据和矢量数据。层是指地理特征及其属性在逻辑上的集合。在栅格数据构造中，每种属性可形成一个独立的层，而新的属性就意味着在数据库中新加一层。在矢量构造中，层是用来区分空间实体的主要类型，目的是为了制图与显示。数据分层的原那么：考虑特征类型：点线面分别处于不同层。考虑特征的逻辑分组：相关的地物位于同一层。分层时应使处理更加方便。数据分层的方法:按专题分层按时间序列分层以地面垂直高度分层12.什么是空间索引？建立空间索引的目的？空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据构造。目的：对空间数据进展筛选和过滤，使得在进展空间操作时，大量与空间对象无关的空间数据被预先排除，从而提高空间操作速度和效率。13.空间索引建立的根本原理和根本原那么？根本原理：尽管有许多特定的数据构造和算法用来完成空间索引，但根本原理相似，采用分割原理，把查询空间划分为假设干区域，这些区域或单元包含空间数据并可唯一标识。根本原那么：存储效率高:为一组数据创立的索引数据，其数据量应该尽量的小。查询效率高:建索引的目的就是提高查询效率。更新效率高:数据集的变化可以抽象为数据集中数据对象的修改、增加和删除。14.简述基于文件的索引和基于数据库的索引的区别。基于数据库的索引：实质上是基于数据库的SQL语言优化。通过适当的表构造设计、表索引设计，以及SQL查询的设计，到达对空间数据的快速检索。基于文件的索引和基于存的索引：都是用构造来适应算法，而基于数据库的索引是用算法来适应构造。15.简述Shapefile、Coverage、Geodatabase三种数据模型①Shapfile图形文件是ESRI(EnvironmentalSystemsResearchInstitute)公司提供的一种矢量数据格式，Shapefile图形文件存储了空间地理要素的非拓扑几何信息以及属性信息，其中几何信息由一系列矢量坐标组成。由于Shapefile没有拓扑数据构造。②Coverage数据模型是第二代地理数据模型，也被称为地理相关模型〔GeorelationalDataModel〕。它采用的是一种混合数据模型定义和管理地理数据。