GIS試題及答案x

1、1,2,3,.表示節(jié)點(diǎn)4.根據(jù)下面示意圖，給出其的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼。1282528301840gIII239213畫(huà)V4.根據(jù)下面示意圖，給出其的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼。a, b, c,. 表示弧段（ii）I, I I, I I I,.表示多邊形占：八、多邊形點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)1X 1 , y 112X 12 ,y 1221X 21 ,y 2128X 28 ,y 2839X 39 ,y 39ID起點(diǎn)炊八、點(diǎn)號(hào)a39139, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55,b283958, 4o, 41,42, 43, 44, 39122812,25,26,27,28d11

2、21,2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9, 10, 11, 1212112, 13, 14, 15, 16, 1:211212, 22, 23, 24, 12g1211, 17, 18, 19,20,21h282128m 29, 30,31,21213921, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39多邊形編號(hào)2多邊形邊界dj, eIC:,f, hIIb）,h, iVaJ, i, gJ炊模擬試題4.下面兩個(gè)多邊形圖層 A和B,圖中標(biāo)注的是多邊形的屬性，請(qǐng)畫(huà)出A與B兩個(gè)圖層Overlay的結(jié)果圖層C的示意圖，并標(biāo)程屈性，兒中C的風(fēng)性為C-A U7ABC"地理信

3、息系統(tǒng)原理”課程考試試題一參考答案一、名詞解釋1. 地理信息系統(tǒng)的定義是由兩個(gè)部分組成的。一方面，地理信息系統(tǒng)是一門(mén)學(xué)科，是描述、存儲(chǔ)、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門(mén)新興的交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。2. TIN即不規(guī)則三角網(wǎng)(Triangulated Irregular Network),是一種表示數(shù)字高程模型的方法。TIN模型根據(jù)區(qū)域有限個(gè)點(diǎn)集 將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。如果點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，該

4、點(diǎn)的高程值通常通過(guò)線性插值的方法得到。3. 元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開(kāi)發(fā)與利用。元數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括對(duì)數(shù)據(jù)集的描述、對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述、對(duì)數(shù)據(jù)處理信息的說(shuō)明、對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新、集成等的說(shuō)明。4. 信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。二、簡(jiǎn)答題1. 地理信息系統(tǒng)的組成。一個(gè)完整的 GIS主要由四個(gè)部分構(gòu)成，即計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)(或空間數(shù)據(jù))和系統(tǒng)管理操作人員。其核心部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(軟件和硬件)

5、，空間數(shù)據(jù)反映 GIS的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶(hù)則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。(1) 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理裝置的總稱(chēng)，是GIS的物理外殼。包括輸入/輸出設(shè)備、中央處理單元、存儲(chǔ)器等，向提供信息、保存數(shù)據(jù)、返回信息給用戶(hù)。(2) 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是指必需的各種程序。對(duì)于GIS應(yīng)用而言，通常包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件和其他支持軟件、應(yīng)用分析程序。(3) 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、管理和使用人員：完善的地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和執(zhí)行的項(xiàng)目經(jīng)理、信息管理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶(hù)化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶(hù)。地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵

6、。(4) 空間數(shù)據(jù)：它是由系統(tǒng)的建立者輸入 GIS ,是系統(tǒng)程序作用的對(duì)象，是 GIS所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過(guò)模型抽象的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容。主要包括空間位置、空間關(guān)系、屬性等。2. 簡(jiǎn)述柵格數(shù)據(jù)及其主要編碼方式。柵格結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單最直接的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)象元或象素由行、列定義，并包含一個(gè)代碼表示該象素的屬性類(lèi)型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來(lái)表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。柵格數(shù)據(jù)的主要編碼方式包括：(1) 直接?xùn)鸥窬幋a：這是最簡(jiǎn)單直觀而又非常重要的一種柵格結(jié)

7、構(gòu)編碼方法，就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行(或 逐列)逐個(gè)記錄代碼，可以每行都從左到右逐個(gè)象元記錄，也可以奇數(shù)行地從左到右而偶數(shù)行地從右向左記錄，為了特定目的還可采用其他特殊的順序。能少的(2) 壓縮編碼方法：目前有？系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如鍵碼、游程長(zhǎng)度編碼、塊碼和四又樹(shù)編碼等。其目的是用盡可數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，其類(lèi)型又有信息無(wú)損編碼和信息有損編碼之分。a）鏈碼：乂稱(chēng)為弗里曼鏈碼或邊界鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，而旦對(duì)于估算面積、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)折方向的凹凸度等運(yùn)算十分方便，比較適合于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)。b） 游程長(zhǎng)度編碼：柵格圖像常常有行（或列）方向上相鄰的若干點(diǎn)具有相同的屬性代碼

8、，因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。一種編碼方案是，只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記錄該代碼以及相同的代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)；另一種方案是逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼，c） 塊碼：塊碼是游程長(zhǎng)度編碼擴(kuò)展到二維的情況，采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個(gè)記錄單元包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行、列號(hào)）和半徑，再加上記錄單位的代碼組成。d ） 四又樹(shù)：乂稱(chēng)四元樹(shù)或四分樹(shù)，是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一。四叉樹(shù)將整個(gè)圖像區(qū)逐步分解為?系列被單 ?類(lèi)型區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域，最小的方形區(qū)域?yàn)?- 個(gè)柵格象元。分割的原則是，不管是哪一層上的象限，只要?jiǎng)澐值絻H代表?種地物

9、或符合既定要求的少數(shù)兒種地物時(shí)，則不再繼續(xù)劃分，否則 ?直劃分到單個(gè)柵格象元為止。3. 格網(wǎng)DEM分析的主要應(yīng)用。1)地形曲面擬合：DEM最基礎(chǔ)的應(yīng)用是求 DEM范圍內(nèi)任意點(diǎn)的高程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地形屬性分析。由于已知有限個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)的高程，可以利用這些格網(wǎng)點(diǎn)高程擬合一個(gè)地形曲面，推求區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的高程。2)立體透視圖：繪制透視立體圖是DEM的一個(gè)極其重要的應(yīng)用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。人們可以根據(jù)不同的需要，對(duì)于同一個(gè)地形形態(tài)作各種不同的立體顯示，更好地研究地形的空間形態(tài)。3)通視分析：通視分析有著廣泛的應(yīng)用背景。典型的例子是觀察哨所的設(shè)足、森林中火災(zāi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)足、無(wú)線發(fā)

10、射塔的設(shè)定等。通視問(wèn)題可以分為五類(lèi)： a）已知一個(gè)或一組觀察點(diǎn)，找出某一地形的可見(jiàn)區(qū)域；b）欲觀察到某一區(qū)域的全部地形表面，計(jì) 算最少觀察點(diǎn)數(shù)量；0在觀察點(diǎn)數(shù)量一定的前提下，計(jì)算能獲得的最大觀察區(qū)域；d）以最小代價(jià)建造觀察塔，要求全部區(qū)域可見(jiàn)；e）在給足建造代價(jià)的前提下，求最大可見(jiàn)區(qū)。根據(jù)問(wèn)題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點(diǎn)的通視，線的通視和面的通視。4)流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割：是進(jìn)行流域空間模擬的基礎(chǔ)技術(shù)。主要包括兩個(gè)方面：a） 流域地貌形態(tài)結(jié)構(gòu)定義，DEM寸應(yīng)的微地貌特征；b）特征地貌自動(dòng)提取和地形自動(dòng)分割算法。計(jì)算地形屬性：DEM派生的地形屬性數(shù)據(jù)可以分為單要素屬性和復(fù)合屬性二種。前

11、者可由高程數(shù)據(jù)直接計(jì)算得到，如坡定義能反映流域結(jié)構(gòu)的特征地貌，建立格網(wǎng)5)度因子，坡向。后者是由幾個(gè)單要素屬性按一定關(guān)系組合成的復(fù)合指標(biāo)，用于描述某種過(guò)程的空間變化，這種組合關(guān)系通常是經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，也可以使用簡(jiǎn)化的自然過(guò)程機(jī)理模型。二、 分析題（每題 20 分，共 40 分）1. 論述點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)之間的疊加分析的內(nèi)容和方法。1)點(diǎn)與多邊形疊加點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)際上是計(jì)算多邊形對(duì)點(diǎn)的包含關(guān)系，進(jìn)行點(diǎn)是否在一個(gè)多邊形中的空間關(guān)系判斷。在完成點(diǎn)與多邊形的幾何關(guān)系計(jì)算后，還要進(jìn)行屬性信息處理。最簡(jiǎn)單的方式是將多邊形屬性信息疊加到其中的點(diǎn)上。當(dāng)然也可以將點(diǎn)的屬性疊加到多邊于標(biāo)識(shí)該多邊形，如果有多個(gè)點(diǎn)分

12、布在一個(gè)多邊形內(nèi)的情形時(shí)，則要采用一些特殊規(guī)則，如將點(diǎn)的數(shù)目或各點(diǎn)屬性的總和形上，用等信息疊加到多邊形上。通過(guò)點(diǎn)與多邊形疊加，可以計(jì)算出每個(gè)多邊形類(lèi)型里有多少個(gè)點(diǎn)，不但要區(qū)分點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點(diǎn)的屬性信息。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，只是把屬性信息疊加到原圖層中，然后通過(guò)屬性查詢(xún)間接獲得點(diǎn)與 例如一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形 數(shù)據(jù)表中，然后通過(guò)屬性查詢(xún)，可以查詢(xún)指定省有多少種礦產(chǎn)，產(chǎn)量有多少；而且可以查詢(xún)，指足多邊形疊加的需要信息。有關(guān)的屬性信息加到礦產(chǎn)的屬性類(lèi)型的礦產(chǎn)在哪些省里有分布等信息。2)線與多邊形疊加線與

13、多邊形的疊加，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計(jì)算過(guò)程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，每條線被它穿過(guò)的多邊形打斷成新弧段圖層，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi)，可以查詢(xún)指足多邊形內(nèi)指定線穿過(guò)的長(zhǎng)度。如果線狀圖層為河流，疊加的結(jié)果是多 所有河流打斷成弧段，可以查詢(xún)?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算它的河流密度等；如果線狀圖層為道路網(wǎng)，疊 個(gè)多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度，內(nèi)部的交通流量，進(jìn)入、離

14、開(kāi)各個(gè)多邊形的交通量，相鄰多邊形之間的相互交通量。邊形將穿過(guò)它的加的結(jié)果可以得到每（ 3）多邊形疊加是 GIS 最常用的功能之一。多邊形疊加將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新多邊形圖層的操作，多邊形疊加其結(jié)果將原來(lái)多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層的屬性。疊加過(guò)程可分為幾何求交過(guò)程和屬性分配過(guò)程兩步。幾何求交過(guò)程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對(duì)新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個(gè)對(duì)象賦一多邊形唯一標(biāo)識(shí)碼，同時(shí)生成一個(gè)與新多邊形對(duì)象一一對(duì)應(yīng)的屬性表。多邊形疊加結(jié)果通常把一個(gè)多邊形分割成多個(gè)多邊形，屬性分配過(guò)程最典型的方法是將輸入圖層對(duì)象的屬性

15、拷貝到新對(duì)象的屬性表中，或把輸入圖層對(duì)象的標(biāo)識(shí)作為外鍵，直接關(guān)聯(lián)到輸入圖層的屬性表。這種屬性分配方法的理論假設(shè)是多邊形對(duì)象內(nèi)屬性是均質(zhì)的，將它們分割后，屬性不變。也可以結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)方法為新多邊形賦屬性值。多邊形疊加完成后，根據(jù)新圖層的屬性表可以查詢(xún)?cè)瓐D層的屬性信息，新生成的圖層和其它圖層一樣可以進(jìn) 行各種空間分析和查詢(xún)操作。根據(jù) 疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的 GIS 軟件都提供了三種類(lèi)型的多邊形疊加操 作：并、疊和、交。" 地理信息系統(tǒng)原理”課程考試試題二參考答案一、名詞解釋(每題 5 分，共 20 分)1. 地理數(shù)據(jù)是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號(hào)化表示，包括空間位

16、置、屬性特征及時(shí)態(tài)特征三部分。2. 空間索引就是指依據(jù)空間對(duì)象的位置和形狀或空間對(duì)象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間對(duì) 象的 概要信息，如對(duì)象的標(biāo)識(shí)、外接矩形及指向空間對(duì)象實(shí)體的指針。它通過(guò)篩選作用，大量與特定空間操作無(wú)關(guān)的空間對(duì)象被排 除，從而 提高空間操作的速度和效率。3. D珈為數(shù)字地形模型 (Digital Terrain Model ),是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。數(shù)字地形模型中地形屬性為高程時(shí)稱(chēng)為數(shù)字高程模型( Digital Elevation Model ) , 簡(jiǎn)稱(chēng) DEM。4. GIS 互操作是

17、指不同的 GIS 間與平臺(tái)無(wú)關(guān)的透明數(shù)據(jù)訪問(wèn)、共享空間數(shù)據(jù)庫(kù)和其它服務(wù)。是當(dāng)代GIS 技術(shù)發(fā)展的重要方向。二、簡(jiǎn)答題(每題 10分，共 40 分)1. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換算法。對(duì)于點(diǎn)狀實(shí)體，每個(gè)實(shí)體僅由 - 個(gè)坐標(biāo)對(duì)表示，其矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換基本上只是坐標(biāo)精度變換問(wèn)題。線實(shí)體的矢量結(jié)構(gòu)由一系列坐標(biāo)對(duì)表示，在變?yōu)闁鸥窠Y(jié)構(gòu)H 寸，除把序列中坐標(biāo)對(duì)變?yōu)闁鸥裥辛凶鴺?biāo)外，還需根據(jù)柵格精度要求，在坐標(biāo)點(diǎn)之間插滿(mǎn)格點(diǎn)，這可以由兩點(diǎn)式直線方程得到。線實(shí)體由柵格結(jié)構(gòu)變?yōu)槭噶拷Y(jié)構(gòu)與將多邊形邊界表示為矢量結(jié)構(gòu)相似，因此以下重 的矢量結(jié)構(gòu)與柵格結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)換。( 1 )矢量向柵格轉(zhuǎn)換矢量格式向柵

18、格格式轉(zhuǎn)換又稱(chēng)為多邊形填充，就是在矢量表示的多邊形邊界內(nèi)部的所有柵格點(diǎn)上賦以相應(yīng)的多邊形編碼，從而形成一系列柵點(diǎn)討論多邊形柵格數(shù)據(jù)陣列。兒種主要的算法描述如下：a) 內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法：由每個(gè)多邊形一個(gè)內(nèi)部點(diǎn)(種子點(diǎn))開(kāi)始，向其八個(gè)方向的鄰點(diǎn)擴(kuò)散，判斷各個(gè)新加入點(diǎn)是否在多邊形邊界 果是邊界上，則該新加入點(diǎn)不作為種子點(diǎn)，否則把非邊界點(diǎn)的鄰點(diǎn)作為新的種子點(diǎn)與原有種子點(diǎn)一起進(jìn)行新的擴(kuò)散運(yùn)算，并 賦以該多邊形的編號(hào)。重復(fù)上述過(guò)程直到所有種子點(diǎn)填滿(mǎn)該多邊形并遇到邊界停止為止。上，如 將該種子點(diǎn)r, 則該待判點(diǎn)屬于此多邊形，賦以多邊形編號(hào)，否則在此多邊形外部，不屬于該多邊形。?b) 復(fù)數(shù)積分算法：對(duì)全部柵格陣

19、列逐 個(gè)柵格單元地判斷該柵格歸屬的多邊形編碼，判別方法是由待判點(diǎn)對(duì)每個(gè)多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，對(duì)某個(gè)多邊形，如果積c) 射線算法和掃描算法：射線算法可逐點(diǎn)判斷數(shù)據(jù)柵格點(diǎn)在某多邊形之外或在多邊形內(nèi)，由待判點(diǎn)向圖外某點(diǎn)引射線，判斷該射 多邊形所有邊界相交的總次數(shù)，如相交偶數(shù)次，則待判點(diǎn)在該多邊形外部，如為奇數(shù)次，則待判點(diǎn)在該多邊形內(nèi)部。要注意 與多邊形邊界相交時(shí)，有一些特殊情況會(huì)影響交點(diǎn)的個(gè)數(shù)，必須予以排除。分值為 2線與某 的是：射線d) 邊界代數(shù)算法：它適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)。若多邊形編號(hào)為a, 初始化的柵格陣列各柵格值為 零，以柵格行列為參考坐標(biāo)軸，由多邊形邊

20、界上某點(diǎn)開(kāi)始順時(shí)針?biāo)阉鬟吔缇€，當(dāng)邊界上行時(shí)，位于該邊界左側(cè)的具有相同行坐標(biāo)的減去a ；當(dāng)邊界下行時(shí)，該邊界左邊所有柵格點(diǎn)加一個(gè)值a,邊界搜索完畢則完成了多邊形的轉(zhuǎn)換。( 2)柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換多邊形柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換就是提取以相同的編號(hào)的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓?fù)潢P(guān)系，并表示由多個(gè)小直 組成的矢量格式邊界線的過(guò)程。柵格格式向矢量格式轉(zhuǎn)換通常包括以下四個(gè)基本步驟：所有柵格被線段a) 多邊形邊界提?。翰捎酶咄V波將柵格圖像二值化或以特殊值標(biāo)識(shí)邊界點(diǎn)；b) 邊界線追蹤：對(duì)每個(gè)邊界弧段由一個(gè)結(jié)點(diǎn)向另一個(gè)結(jié)點(diǎn)搜索，通常對(duì)每個(gè)已知邊界點(diǎn)需沿除了進(jìn)入方向的其他7 個(gè)方向搜索下 一個(gè)

21、邊界點(diǎn)，直到連成邊界弧段；c) 拓?fù)潢P(guān)系生成：對(duì)于矢量表示的邊界弧段數(shù)據(jù)，判斷其與原圖上各多邊形的空間關(guān)系，以形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并建立與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系；d) 去除多余點(diǎn)及曲線圓滑：由于搜索是逐個(gè)柵格進(jìn)行的，必須去除由此造成的多余點(diǎn)記錄，以減少數(shù)據(jù)冗余；搜索結(jié)果，曲線由 格精度的限制可能不夠圓滑，需采用一定的插補(bǔ)算法進(jìn)行光滑處理，常用的算法有：線形迭代法；分段二次多項(xiàng)式插值法；正 平均加權(quán)法：斜軸拋物線平均加權(quán)法：樣條函數(shù)插值法。于柵軸拋物線2. 簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)誤差來(lái)源與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法。 從空間數(shù)據(jù)的形式表達(dá)到空間數(shù)據(jù)的生成，從空間數(shù)據(jù)的處理變換到空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在這兩個(gè)過(guò)程中都會(huì)有數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題

22、的發(fā)生。(1) 空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性：包括空間特征和過(guò)程在空間、專(zhuān)題和H寸間內(nèi)容上的不確定性。(2) 空間現(xiàn)象的表達(dá)：數(shù)據(jù)采集中的測(cè)量方法以及量測(cè)精度的選擇等受到人類(lèi)自身的認(rèn)識(shí)和表達(dá)的影響，這對(duì)于數(shù)據(jù)的生成會(huì)出 差?，F(xiàn)誤(3) 空間數(shù)據(jù)處理中的誤差：在空間數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，容易產(chǎn)生的誤差有以下兒種：投影變換產(chǎn)生的差異；地圖數(shù)字化和掃描后 的矢 量化處理都可能出現(xiàn)誤差；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換中的位置差異性；數(shù)據(jù)抽象時(shí)產(chǎn)生的誤差；建立拓?fù)潢P(guān)系過(guò)程中的位置坐標(biāo)的變化； 與主控?cái)?shù) 據(jù)層的匹配位移導(dǎo)致誤差；數(shù)據(jù)疊加操作和更新產(chǎn)生空間位置和屬性值的差異；數(shù)據(jù)集成處理產(chǎn)生的誤差；數(shù)據(jù)的可視化產(chǎn)生表達(dá)上的誤差；數(shù)據(jù)

23、處理過(guò)程中誤差的傳遞和擴(kuò)散(4) 空間數(shù)據(jù)使用中的誤差：主要包括兩個(gè)方面：一是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋過(guò)程，一是缺少文檔，這樣往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的隨意 性使 用而使誤差擴(kuò)散。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要控制數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過(guò)程和環(huán)節(jié)入手，分別用?定的方法減少誤差。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見(jiàn)的方法有：(1) 傳統(tǒng)的手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個(gè)對(duì)比或其他比較方法。(2) 元數(shù)據(jù)方法：數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)中包含了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過(guò)它可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)元數(shù)據(jù)也記錄了數(shù)據(jù)處理過(guò)程中質(zhì)量的

24、變化，通過(guò)跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。(3) 地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來(lái)分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3. 3S 集成的作用和意義。3S 技術(shù)為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。 3S 的結(jié)合應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自 然的發(fā) 展趨勢(shì)，二者之間的相互作用形成了” 一個(gè)大腦，兩只眼睛”的柩架，即RS和GPS向 GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從 RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。GIS、RS和GPS =者集成利用，構(gòu)成為整體的、實(shí)時(shí)的和動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè)、

25、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，提高了GIS的應(yīng)用效率。在實(shí) 際的應(yīng)用中，較為常見(jiàn)的是 3S兩兩之間的集成，如 GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同時(shí)集成并使用 3S技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例則較少。RS GIS、GPS集成的方式可以在不同的技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的辦法是二種系統(tǒng)分開(kāi)而由用戶(hù)綜合使用，進(jìn)一步是二者有共同的界面，做到表面上無(wú)縫的集成，數(shù)據(jù)傳輸則在內(nèi)部通過(guò)特征碼相結(jié)合，最好的辦法是整體的集成，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)。單純從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，開(kāi)發(fā) 3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒(méi)有多大的障礙。目前一般工具軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是：通過(guò)支持柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型及相關(guān)的處理分析操作以實(shí)現(xiàn)與遙感的集成，而

26、通過(guò)增加一個(gè)動(dòng)態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對(duì)于3S集成技術(shù)而言，最 重要的是在應(yīng)用中綜合使用遙感以及全球足位系統(tǒng)，利用其實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力，降低應(yīng)用成本或者實(shí)現(xiàn)一些新的應(yīng)用。3S 集成技術(shù)的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，提高了人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球的能力；相應(yīng)地，它拓展了傳統(tǒng)測(cè)繪科學(xué)的研究領(lǐng)域。作為地理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科， Geoniatics* 產(chǎn)生并對(duì)包括遙感、全球定位系統(tǒng)在內(nèi)的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的綜合應(yīng)用進(jìn)行探討和研究。同時(shí)，它也推動(dòng)了其它一些相聯(lián)系的學(xué)科的發(fā)展，如地球信息科學(xué)、地理信息科學(xué)等，它們成為“數(shù)字地球”這概念提出的理論基礎(chǔ)。三、分析題 ( 每題 20 分，共 40 分)L為了完成

27、城市道路拓寬改建分析，論述需要那些空間數(shù)據(jù)，并描述在GIS支持下的分析流程。利用建立緩沖區(qū)、拓?fù)浏B加和特征提取，計(jì)算一條道路拓寬改建過(guò)程中的拆遷指標(biāo)。(1) 明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn) 目的是計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的建筑面積和房產(chǎn)價(jià)值，道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是：a) 道路從原有的20m拓寬至60m；b) 拓寬道路應(yīng)盡量保持直線；c) 部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的 10 層以上的建筑不拆除。(2) 準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù) 需要涉及兩類(lèi)信息，一類(lèi)是現(xiàn)狀道路圖；另一類(lèi)為分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖及相關(guān)信息。(3) 進(jìn)行空間操作 首先選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)。 然后將此緩沖區(qū)與建筑物層數(shù)據(jù)進(jìn)行拓

28、撲疊加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息。(4) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析首先對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)旦樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整。然后對(duì)所有需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算。(5) 將分析結(jié)果以地圖和表格的形式打印輸出。地理信息系統(tǒng)原理”課程考試試題三參考答案一、 1 行程編碼：柵格數(shù)據(jù)的一種壓縮編碼方式，是將行或列中重復(fù)的元素進(jìn)行合并，以達(dá)到減少存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)冗余的目的，包括一維行程和二維行程 .2 地理信息系統(tǒng)：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，對(duì)全部或部分地球表層空間的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、

29、分析、顯示等 的技 術(shù)系統(tǒng) .3 拓?fù)潢P(guān)系：圖形在保持連續(xù)變化狀態(tài)下，圖形關(guān)系保持不變的性質(zhì). 或空間實(shí)體之間的關(guān)系 .4 數(shù)字地球：是用數(shù)字化的形式對(duì)地球表層及其空間甚至于地表以下某些特征的一種抽象描述的模型，是地球諸要素信息的數(shù)字集合.5 緩沖區(qū)分析：即鄰近度分析，是對(duì)空間點(diǎn)線面實(shí)體周?chē)纬煞秶囊环N距離空間的分析技術(shù)，主要描述地理實(shí)體目標(biāo)的影響范圍和服務(wù)范圍 .二、 簡(jiǎn)答題1 比較點(diǎn)在多邊形內(nèi)的判別方法射線法和弧長(zhǎng)法的優(yōu)缺點(diǎn)。點(diǎn)在多邊形內(nèi)的兩種判別方法 . 射線法主要是從判斷點(diǎn)向多邊形做射線，判斷線與多邊形交點(diǎn)的個(gè)數(shù) . 當(dāng)交點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)， 點(diǎn)在多 邊形外；交點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，點(diǎn)在多邊形

30、內(nèi)。它的優(yōu)點(diǎn)是判斷明確，過(guò)程簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是當(dāng)射線經(jīng)過(guò)多邊形的拐點(diǎn)或一條邊時(shí)， 判斷失效。 而弧長(zhǎng)法主要是判斷點(diǎn)與多邊形各頂點(diǎn)連線的夾角之和的值，當(dāng)各夾角之和為 360 度時(shí)，點(diǎn)在多邊形內(nèi)；夾角之和為 0 或小于 360 度時(shí)， 點(diǎn)在多邊形外。優(yōu)點(diǎn)是判斷準(zhǔn)確，不受條件限制；缺點(diǎn)是判斷過(guò)程復(fù)雜。2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理的方式有哪兒種，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理的方式有：文件一關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)混合管理方式，全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式，對(duì)象一關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式，面向?qū)?象數(shù) 據(jù)庫(kù)管理方式。3 從某一空間地理現(xiàn)象到數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)文件中的記錄需要經(jīng)過(guò)哪些過(guò)程？各個(gè)過(guò)程所起的作用是什么？ 從空間現(xiàn)象到數(shù)據(jù)庫(kù)或成為數(shù)據(jù)文件

31、記錄的過(guò)程，首先對(duì)空間現(xiàn)象進(jìn)行觀察；其次將觀察的結(jié)果進(jìn)行分析，模擬，歸類(lèi)，綜合 取舍； 最后以一足的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或模型來(lái)顯示和表達(dá)。4 地理信息和空間數(shù)據(jù)的主要特征。地理信息的主要特征有： ( 1)地域性，是地理信息區(qū)別于他類(lèi)信息的顯著標(biāo)志；(2)多維性，是指同一地物具有多種不同的專(zhuān)題信息； (3) 時(shí)序性，即地理信息具有動(dòng)態(tài)性?？臻g數(shù)據(jù)的主要特征： (1)空間特征； ( 2)非結(jié)構(gòu)化特征； ( 3)空間關(guān)系特征； ( 4)分類(lèi)編碼特征； ( 5)海量數(shù)據(jù)特征。5 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的類(lèi)型有哪些？在地理信息系統(tǒng)中有哪些主要的數(shù)據(jù)輸入方法？GIS數(shù)據(jù)源有：(1)地圖資料；(2)影像數(shù)據(jù)；(3)遙感數(shù)

32、據(jù)；(4)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；(5)文本資料；(6)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；(7)多媒體 數(shù)據(jù)； ( 8) 其它已有的非系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入方法有： ( 1 )手工鍵盤(pán)輸入； (2)手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入；(3)掃描數(shù)字化儀輸入；( 4)解析測(cè)圖法輸入；(5) 已有數(shù)字化形式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。三、簡(jiǎn)述題2 在什么情況下需要用矢量與柵格的互換，如何實(shí)現(xiàn)？當(dāng)進(jìn)行空間線性拓?fù)潢P(guān)系分析以及網(wǎng)絡(luò)分析，單個(gè)實(shí)體的定義和操作和對(duì)成圖精度質(zhì)量要求高時(shí)，具體當(dāng)進(jìn)行城市分區(qū)規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、土地管理等時(shí)用矢量數(shù)據(jù)格式，這時(shí)需把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。當(dāng)進(jìn)行緩沖區(qū)分析、與遙感影像或其它圖像匹配處理、數(shù)據(jù)共享時(shí)，具體當(dāng)進(jìn)行大范圍小比例尺的環(huán)境、農(nóng)林等

33、區(qū)域問(wèn)題研究時(shí)，以及建立地理實(shí)體模型和進(jìn)行DEM地形分析時(shí)，需把矢量轉(zhuǎn)換為柵格。矢量轉(zhuǎn)換為柵格的實(shí)現(xiàn)方法有： (1)內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法；( 2)復(fù)數(shù)積分法； ( 3)掃描法； (4)射線法； (5)邊界代數(shù)算法。 具體步驟是： ( 1 ) 選擇合理的柵格尺寸；( 2)點(diǎn)的柵格化；( 3)線的柵格化；( 4)面的填充。柵格轉(zhuǎn)換為矢量的過(guò)程： ( 1) 邊界提??； ( 2)二值化； (3)細(xì)化； ( 4)邊界跟蹤； ( 5)拓?fù)潢P(guān)系生成； (6) 去除多余點(diǎn) 和邊 界光滑處理。3 數(shù)據(jù)處理在地理信息系統(tǒng)中的作用及數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理在 GTS中的作用：(1)將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或不符合 GTS質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)通過(guò)處理使之符合GTS質(zhì)量的要求；(2)對(duì)己有的GTS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理派生出新的信息。數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：（1）圖形編輯；（2）自動(dòng)拓?fù)?；?）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；（4）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；（5）數(shù)據(jù)壓縮；（6）數(shù)據(jù)內(nèi)插等。4 DEM的概念，構(gòu)建方法及應(yīng)用領(lǐng)域。DEM的概念：是用數(shù)值矩陣對(duì)地表起伏變化的一種連續(xù)表示方法，它是地表單元的高程集合，是國(guó)家空間地理信息的重要組成部分。DEM構(gòu)建方法：（1）等高線法；（2）規(guī)劃格網(wǎng)法；（3）不規(guī)劃二角網(wǎng)法。DEM的應(yīng)用：（1）用于民用和工程的土石方填挖和計(jì)算