地理信息系統(tǒng)原理

1、地理信息系統(tǒng)原理 模擬試卷（A）卷考試時(shí)間：100分鐘考試方式：閉 卷題號(hào)一-二二三四五六總分得分閱卷人（注：除填空題以外的各題請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上解答）一、填空題（每空1分，共10分）1、 地理信息系統(tǒng)萌芽于 20世紀(jì)年代，世界第一個(gè)地理信息系統(tǒng)是 。2、 GIS軟件開(kāi)發(fā)是整個(gè)GIS工程中最重要的環(huán)節(jié)，主要的開(kāi)發(fā)方法有結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法、和集成式的開(kāi)發(fā)策略。3、 地理信息系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容主要包括三個(gè)方面的信息，其一是；其二是;其三是屬性數(shù)據(jù)。4、常見(jiàn)的空間索引一般采取自頂向下、逐級(jí)劃分的方式來(lái)建立，比較有代表性的是實(shí)體范圍索引、格網(wǎng)索引、 、和KDB樹(shù)等。5、 目前已經(jīng)有多種技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)W

2、ebGIS ,女口 CGI、SerVerAPl、插件方法、 和等。二、名詞解釋?zhuān)總€(gè)3分，共24分）1 GIS 2數(shù)字地球 3空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù) 4 OPenGIS 5空間索引 6 DEM 7疊置分析 8 DIME三、簡(jiǎn)答題（每個(gè)5分，共30分）1、簡(jiǎn)述GIS和CAD、MIS的區(qū)別？2、說(shuō)明高斯-克呂格投影的特點(diǎn)？3、空間索引中R樹(shù)和R+樹(shù)的區(qū)別？4、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源？5、簡(jiǎn)要說(shuō)明DEM的規(guī)則格網(wǎng)表示模型的缺點(diǎn)？6、 請(qǐng)說(shuō)明谷脊的概念與基于DEM的提取方法。四、利用關(guān)系表來(lái)表達(dá)圖1的空間拓?fù)潢P(guān)系（10分）弧段數(shù)字化方向圖1五、對(duì)圖2的柵格圖分別采用鏈?zhǔn)骄幋a（ R線）、行程長(zhǎng)度編碼和四叉樹(shù)編碼

3、（10分）1 2 3 4 5 6 7 8AAAARAAAAAARAAAAAAARAGGAAAARAGGAAARAGGGGARAAGGGAARAAGGGARAAAAAAA圖2六、由于徐州經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在最近幾年私家車(chē)以較快的速度進(jìn)入家庭，道路擁擠越來(lái)越頻繁，為了減緩交通壓力， 徐州市政府決定對(duì)市重要交通干道解放路進(jìn)行拓寬，在開(kāi)展這項(xiàng)工程之前，需要提交一個(gè)影響評(píng)估報(bào)告給市政府相關(guān)機(jī)構(gòu)。為了完成這項(xiàng)工作，你需要哪些數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS的相關(guān)功能給出詳細(xì)分析過(guò)程？ （16分） 地理信息系統(tǒng)原理 模擬試卷（ A ）卷（參考答案）一、填空題1 20 世紀(jì) 60 年代 CGIS2 面向?qū)ο?基于組件技術(shù)3 空

4、間定位信息 空間拓?fù)潢P(guān)系4 四叉樹(shù)索引 R 樹(shù)索引（任意舉出兩種即可）5 Java Applet 組件對(duì)象模型法二、名詞解釋1 GIS 在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ) 存、管理、運(yùn)算、模擬、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。2 數(shù)字地球以地球?yàn)閷?duì)象，以地理坐標(biāo)為依據(jù)， 具有多分辨率、 海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合， 并可用多媒體和虛擬技術(shù)進(jìn) 行多維的（立體的和動(dòng)態(tài)的）表達(dá)具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化特征的技術(shù)系統(tǒng)。3 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)用于確定具有自然特征或者人工建筑特征的地理實(shí)體的地理位置、 屬性及其邊界的信息； 空間數(shù)據(jù)

5、元數(shù)據(jù)指對(duì)于空間數(shù)據(jù)的描述和說(shuō)明。4 OpenGIS在計(jì)算機(jī)和通信環(huán)境下， 根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和接口所建立起來(lái)的地理信息系統(tǒng)。 目的是為了使不同的地理信息系統(tǒng) 軟件之間具有良好的互操作性，以及在異構(gòu)分布數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)信息共享的途徑。5 空間索引依據(jù)空間實(shí)體的位置和形狀或空間實(shí)體之間的某種空間關(guān)系， 按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)文件。 介于空間操作 算法和空間實(shí)體之間， 通過(guò)篩選作用使大量與特定空間操作無(wú)關(guān)的空間實(shí)體被排除， 從而提高空間操作的速度和 效率。6 DEM數(shù)字高程模型， 是用來(lái)描述地面地形起伏、 空間分布的有序數(shù)值陣列， 可以用二維區(qū)域上的一個(gè)有限項(xiàng)的向 量序列來(lái)表示。7 虛擬現(xiàn)實(shí)是 20 世

6、紀(jì) 80 年代后期興起的計(jì)算機(jī)圖形新技術(shù)， 它利用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視覺(jué)、 聽(tīng)覺(jué)、 觸覺(jué)等感覺(jué)形 式的虛擬世界， 使得用戶(hù)可以通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備自然地對(duì)虛擬環(huán)境中的實(shí)體進(jìn)行交互考察和控制。 是計(jì)算機(jī)仿真和視 覺(jué)技術(shù)的延伸。8 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量 指空間數(shù)據(jù)對(duì)特定用途的分析和操作的適用程度。9 疊置分析（ Overlay Analysis ）就是把同一地區(qū)、 同一投影、 同一比例尺的兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖層重疊在一起， 產(chǎn)生新的空間圖形或空間位 置上新的屬性。 疊置后產(chǎn)生的新的圖形屬性就是原疊置相應(yīng)位置處的圖形對(duì)應(yīng)屬性的函數(shù)。 根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同， 疊置分析主要包括矢量疊置分析和柵格疊置分析，它們分別針對(duì)矢量

7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。10 DIME 鏈狀雙重獨(dú)立式編碼， 美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采用的一種編碼方式， 以城市街道為編碼的主體， 鄰接關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系 比較明確，通過(guò)線文件能自動(dòng)尋找并形成面文件。三、簡(jiǎn)答題 1GIS 有別于 CAD 系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但 CAD 系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬 性庫(kù)功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS有別于MIS （管理信息系統(tǒng)），GIS要對(duì)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、系統(tǒng)功能要強(qiáng)； MIS 則只有屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要 素不能分解、查詢(xún)、沒(méi)有拓?fù)潢P(guān)系。管理地圖和地理

8、信息的 MIS 不一定就是 GIS， MIS 在概念上更接近 DBMS 。 21）中央經(jīng)線上無(wú)變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。3R樹(shù)和R+樹(shù)立用空間實(shí)體的外接矩形來(lái)建立空間索引。R 樹(shù)不僅利用單個(gè)實(shí)體的外接矩形， 還將空間位置上鄰近的實(shí)體的外接矩形重新組織成一個(gè)更大的虛擬矩形，虛擬矩形的方向與坐標(biāo)方位軸一致， 同時(shí)滿(mǎn)足： 包含盡可能多的空間實(shí)體；矩形間的重疊率盡可能少； 允許在每個(gè) 矩形內(nèi)再劃分小矩形。對(duì)這些虛擬的矩形再建立空間索引，它含有指向所包圍的空間實(shí)體的指針。R+樹(shù)是R樹(shù)索引的改進(jìn)，允許虛擬矩形之

9、間可以相互重疊，并分割下層矩形，允許一個(gè)空間實(shí)體被多個(gè)虛擬矩 形高所包圍。 在構(gòu)造虛擬矩形時(shí)， 盡量保持每個(gè)虛擬矩形的包含相同個(gè)數(shù)的下層虛擬矩形或?qū)嶓w外接矩形，以保證任意實(shí)體具有相同的檢索時(shí)間。41）空間現(xiàn)象自身存在的復(fù)雜性、不穩(wěn)定性和模糊性2）空間數(shù)據(jù)的獲取和表達(dá)所產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題3）空間數(shù)據(jù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題4）空間數(shù)據(jù)應(yīng)用中產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題51）地形簡(jiǎn)單的地區(qū)存在大量冗余數(shù)據(jù)；2）格網(wǎng)單元大小固定，對(duì)起伏程度變化大的區(qū)域描述得不夠精確；3）對(duì)于某些特殊計(jì)算如視線計(jì)算時(shí)，網(wǎng)格的軸線方向被夸大；4 ）由于柵格過(guò)于粗略，不能精確表示地形的關(guān)鍵特征，如山脊等； 6谷和脊是地表形

10、態(tài)結(jié)構(gòu)中的重要部分。 谷是地勢(shì)中相對(duì)最低點(diǎn)的集合， 脊是地勢(shì)相對(duì)最高點(diǎn)的集合， 谷和脊在匯 水區(qū)自動(dòng)判別中至關(guān)重要。在格網(wǎng)DTM中，可以按照下面的判別式直接判定谷點(diǎn)和脊點(diǎn)(1 )：當(dāng)(Zi,j-1-Zi,j)X (Zi,j+1-Zi,j)>0時(shí)若 Zi,j+1>Zi,j;則VR(i,j)=-1若 Zi,j+1<Zi,j;則VR(i,j)=1(2):當(dāng)(Zi-1,j-Zi,j)X(Zi+1,j-Zi,j)>0時(shí)若 Zi+1,j>Zi,j;則VR(i,j)=-1若 Zi+1,j<Zi,j;則VR(i,j)=1(3)其他情況VR( i,j )=O其中VR(i,j )為：-1 ,表示谷點(diǎn)，1表示脊點(diǎn)，0表示其它點(diǎn)。四、1)點(diǎn)-線拓?fù)鋋1,3,4b2,3,5C1,2,7d4,5,7e6線-點(diǎn)拓?fù)渚€號(hào)起點(diǎn)終占二八、1Ca2bC3ba4da5db6ee7dC線-面拓?fù)渚€號(hào)左多邊形右多邊形1P302P3P13P2P340P25P2P16P4P17P10五、1) R折線的鏈?zhǔn)骄幋a:R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3