課后習題

第一章

1、什么是地理信息系統(tǒng)（GIS）？它與一般計算機應用系統(tǒng)有哪些異同點？?

答：地理信息系統(tǒng)： 是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計支持 空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。 GIS 脫胎于地圖學，是計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間 科學、信息科學和管理科學等眾多學科交叉融合而成的新興學科。但是，地理信息系統(tǒng)與這 學科和系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別: （1） GIS 與機助制圖系統(tǒng) 機助制圖是地理信息系統(tǒng)得主要技術基礎，它涉及 GIS 中的空間數(shù)據(jù)采集、表示、處理、 可視化甚至空間數(shù)據(jù)的管理。地理信息系統(tǒng)和數(shù)字制圖系統(tǒng)的主要區(qū)別在于空間分析方面。 一個功能完善的地理信息系統(tǒng)可以包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的所有功能， 此外它還應具有豐富的空 間分析功能。 （2）GIS 與 DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)) GIS 除需要功能強大的空間數(shù)據(jù)的管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù) 的可視化和空間分析等功能。因此，GIS 在硬件和軟件方面均比一般事務數(shù)據(jù)庫更加復雜， 在功能上也比后者要多地多。 （3）GIS 與 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、屬性庫功能 弱，更缺乏分析和判斷能力。 （4）GIS 與遙感圖像處理的系統(tǒng) 遙感圖像處理的系統(tǒng)是專門用于對遙感圖像數(shù)據(jù)處理進行分析處理的軟件。 它主要強調對遙 感柵格數(shù)據(jù)的幾何處理、 灰度處理和專題信息提取。 這種系統(tǒng)一般缺少實體的空間關系描述， 難以進行某一實體的屬性查詢和空間關系查詢以及網絡分析等功能。

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2、地理信息系統(tǒng)有哪幾個主要部分組成？它的基本功能有哪些？試舉目前廣泛應用的兩個基礎地理信息系統(tǒng)軟件為例，列出它們的功能分類表，并比較異同點？

（1）系統(tǒng)硬件:包括各種硬件設備，是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的物質基礎； （2）系統(tǒng)軟件:支持數(shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機程序系統(tǒng)； （3）空間數(shù)據(jù):系統(tǒng)分析與處理的對象，構成系統(tǒng)的應用基礎； （4）應用人員:GIS 服務的對象，分為一般用戶和從事建立、維護、管理和更新的高級用戶； （5）應用模型:解決某一專門應用的應用模型，是 GIS 技術產生社會經濟效益的關鍵所在。

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3、試說明地理信息系統(tǒng)的基本分析功能與應用模型之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？

答： 地理信息系統(tǒng)分析功能是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律或者參數(shù)進行計算得出的結構， 這 些規(guī)律和參數(shù)就可以構成一個應用模型， 比如降雨量計算模型和風力強度計算模型等。 但應 用模型很多是專業(yè)領域的模型， 其表現(xiàn)可以是參數(shù)表格也可以是圖標或計算公式， 不利于地 理信息這種要與地理坐標想聯(lián)系， 并且需要特殊的可視化效果的信息分析與表達。 因此要構 建適合于地理信息分析和表達的應用模型就要吧如氣象農業(yè)等行業(yè)應用模型轉變或者結合 地理信息做成與空間信息想連接的模型應用于分析。

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4、根據(jù)你的了解，闡述地理信息系統(tǒng)的相關學科及關聯(lián)技術，并就地理信息系統(tǒng)基礎理論的簡歷和發(fā)展問題，發(fā)表你的意見和觀點？

答：地理信息系統(tǒng)與其他相關學科系統(tǒng)間的關系 （1）GIS 與 地圖學 GIS 是以地圖數(shù)據(jù)庫（主要來自地圖）為基礎，其最終產品之一也是地圖，因此它與地圖 有著極密切的關系。GIS 是地圖學理論、方法與功能的延伸， GIS 與地圖學一脈相承，它 們都是空間信息處理的學科，地圖學強調圖形信息傳輸，而 GIS 則強調空間數(shù)據(jù)處理與分 析，地圖學與 GIS 之間的聯(lián)系是通過地圖可視化工具與他們的潛力來增強 GIS 的數(shù)據(jù)綜合 和分析能力。 （2）GIS 與一般事務數(shù)據(jù)庫 GIS 離不開數(shù)據(jù)庫技術。 數(shù)據(jù)庫技術主要通過屬性來管理和檢索， 但一般沒有空間概念， GIS 恩能夠處理空間數(shù)據(jù)。 （3）GIS 與計算機地圖制圖 計算機地圖制圖技術的發(fā)展對 GIS 的產生起了有力的促進作用， 的出現(xiàn)又反過來為地圖 GIS 制圖提供了現(xiàn)代化的先進技術手段。數(shù)字地圖是 GIS 的數(shù)據(jù)源，也是 GIS 的表達形式，計 算機地圖制圖是 GIS 的重要組成部分。 （4）GIS 與計算機輔助制圖（CAD） GIS 處理的多為自然目標，CAD 處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合。GIS 的屬性庫內容結 構復雜，功能強大，圖形屬性的相互作用十分頻繁，且多具有專業(yè)化特征。

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5、地理信息系統(tǒng)課應用于哪些領域？根據(jù)你的了解論述地理信息系統(tǒng)的應用和發(fā)展前景？

答：現(xiàn)今地理信息系統(tǒng)已應用于測繪與地圖制圖、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災害監(jiān)測、環(huán)境保 護、國防、宏觀決策支持等領域； 應用：1、資源管理、2、區(qū)域規(guī)劃 3、國土監(jiān)測、4、輔助設計

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6、你對地理信息系統(tǒng)社會的發(fā)展趨勢是怎么理解的？

答：當前地理信息系統(tǒng)正向集成化、產業(yè)化、和社會化發(fā)展方向邁進，呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢： 1）地理信息系統(tǒng)已成為一門綜合性技術，地理信息系統(tǒng)不僅與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS） 、 遙感（RS）構成“3S”集成系統(tǒng)，而且與 CAD、多媒體、通信、英特網、辦公自動化、虛 擬現(xiàn)實等多種技術相結合，構成了綜合的信息技術； 2）地理信息系統(tǒng)產業(yè)化的發(fā)展勢頭強勁，地理信息系統(tǒng)及其產業(yè)化的發(fā)展日益受到各國普 遍關注， 許多基礎地理信息數(shù)字化產品和大批專業(yè)地理科學數(shù)字化產品已進入市場， 地理信 息系統(tǒng)一成為信息產業(yè)鎮(zhèn)南關市場前景十分廣闊，又相對獨立的新興產業(yè)； 3）地理信息網絡化已成為當今社會熱點，逐步受到關注； 4）地理信息科學的產生和發(fā)展，地理信息系統(tǒng)一發(fā)展到地信息科學，但學科體系尚未健全， 還處在發(fā)展階段。

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7、敘述地理信息系統(tǒng)的幾個主要發(fā)展階段，它們的標志性進展及其對地理信息

系統(tǒng)發(fā)展的影響？

答：1）地理信息系統(tǒng)開拓期（二十世界 60 年代）萌芽：這一時期計算機廣泛應用，1963 年 Roger Tomlinson 開創(chuàng)了世界上第一個地理信息系統(tǒng)即加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS） ， Tomlinson 被譽為地理信息系統(tǒng)之父； 2）地理信息系統(tǒng)的鞏固和發(fā)展期（二十世界 70 年代）計算機打在到第三代，推出了額大容 量直接存取設備磁盤，而且通過計算機屏幕直接件事數(shù)字化操作，ESRI 公司開發(fā)了著名的 ArcInfo 軟件，這一個階段還先后召開了一系列地理信息的國際學術討論會； 3）地理信息系統(tǒng)技術的大發(fā)展時期（二十世紀 80 年代） ：由于第四代計算機推出，促進了 地理信息系統(tǒng)技術提高，先后開發(fā)出了 ArcInfo、Genqmp、Microstation、System9 等地理信 息系統(tǒng)基礎軟件，1987 年美國成立了國家地理信息與分析中心（NCGIA） ，地理信息系統(tǒng)開 始與哦能夠與結局全球化問題； 4）地理信息系統(tǒng)普及時代（二十世紀 90 年代） ：地理信息系統(tǒng)被認為一種痛用得地理信息 技術工具被廣泛應用，美國前副總統(tǒng)提出了“數(shù)字地球”這一概念； 5）地理信息系統(tǒng)用用普及階段（二十一世紀） ：地理信息系統(tǒng)正在開始走進千家萬戶，地理 信息系統(tǒng)也英特網結合實現(xiàn)了人類社會巨大資源共享，網絡 GIS，移動 GIS 逐漸普及。

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8、給出 “ Geomatics”一詞的定義 。 如何理解 “ Geo”和 “ matics” 的含義 ？ 、“Geomatics”的出現(xiàn)有什么意義？

答：1990 年 Gagnon 將"Geomatics"定義為“利用各種手段，通過一切途徑來獲取和管理有 關空間基礎信息的空間數(shù)據(jù)部分的科學技術領域。 "Geo" 是地理的意思， ” “Matics”是數(shù) 據(jù)的意思，他們只是從地理學科來考慮地理信息系統(tǒng)，從"Geomatics"一詞出現(xiàn)的過程可以 看出，"Geomatics" 反映了現(xiàn)在測繪科學、遙感和地理信息系統(tǒng)御現(xiàn)代計算機科學和信息科 學相結合的多學科集成，以滿足對空間信息要求的發(fā)展趨勢。 信息是向人們或機器提供關于現(xiàn)實世界各種事實的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它 不隨載體的物理形式的各種改變而改變。信息具有如下的特點：①信息的客觀性。任何信息 都是與客觀事物緊密相聯(lián)系的；②信息的適用性。信息對決策是十分重要的，建立地理信息 系統(tǒng)的目的就是為生產、管理和決策服務的，因而信息具有適用性；③信息的傳輸性。信息 可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設備（包括遠程終 端） ，和以一定形式提供給有關用戶，也包括信息在系統(tǒng)內各子系統(tǒng)之間的傳輸和交換。④ 信息的共享性。信息與實物不同，它可以傳輸給多個用戶，為多個用戶共享，而其本身并無 損失。信息的這些特點，使信息成為當代社會發(fā)展的一項重要資源。 數(shù)據(jù)（Data）是通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號，不僅數(shù)字是數(shù)據(jù)，而且文 字、符號和圖像也是數(shù)據(jù)。 地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù) 字、文字、圖像和圖形等的總稱。

第二章

1、通過實列說明 GIS 空間數(shù)據(jù)的基本特征及在計算機中的表示方法？

答：GIS 空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時間特征； 在計算機中空間特征采取空間分幅， 即將整個地理空間劃分為許多子空間， 在選擇要素 表達子空間； 屬性特征采取屬性分層即將要表達的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來 表； 時間特征采取時間分段即將有時間特征的地理數(shù)據(jù)按其表化規(guī)律劃分為不同的時間短數(shù) 據(jù)再逐一表示。

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2、簡述空間數(shù)據(jù)的拓撲關系及其對 GIS 數(shù)據(jù)處理和空間分析有何重要意義？?

答：空間數(shù)據(jù)的拓撲關系是明確定義空間結構關系的一種數(shù)學方法，在 GIS 中，它不但用 于空間數(shù)據(jù)的編輯和組織，而且在空間分析和應用中都具有非常重要的意義。 意義： （1）根據(jù)拓撲關系，不需要利用坐標或者計算距離，就可以確定一種地理實體，相對于另 一種地理實體的空間位置關系； （2）利用拓撲數(shù)據(jù)有利于空間要素的查詢； （3）可以利用拓撲數(shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。

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3、試比較矢量與柵格數(shù)據(jù)結構各有什么特征？

?答： 矢量數(shù)據(jù)的特點：用離散的點、線、面織成的邊界或表向來表達空間實體，用標識符

表達的內容描述空間實體的屬性。描述的空間對象位置明確，屬性隱含。矢量數(shù)據(jù)之間的關 系表示丁空間數(shù)據(jù)的拓撲關系。 柵格數(shù)據(jù)的特點：用離散的量化的網格值來表示和描述空間目標；具有屬性明顯、位 置隱含的特點；數(shù)據(jù)結構簡單，易于遙感數(shù)據(jù)結合，但數(shù)據(jù)量大；幾何和屬性偏差；面向位 置的數(shù)據(jù)結構，難以建立空間對象之間的關系。 （1）柵格數(shù)據(jù)結構類型具有“屬性明顯、位置隱含”的特點，它易于實現(xiàn)，且操作簡單， 有利于基于柵格的空間信息模型的分析，而采用矢量數(shù)據(jù)結構則麻煩的多； （2）但柵格數(shù)據(jù)表達精度不高，數(shù)據(jù)存儲量大，工作效率較低。因此，對于基于柵格數(shù)據(jù) 結構的應用來說， 需要根據(jù)應用項目的自身特點及其精度要求來恰當?shù)仄胶鈻鸥駭?shù)據(jù)的表達 精度和工作效率兩者之間的關系。 （3）另外，因為柵格數(shù)據(jù)格式的簡單性（不經過壓縮編碼） ，其數(shù)據(jù)格式容易為大多數(shù)程序 設計人員和用戶所理解，基于柵格數(shù)據(jù)基礎之上的信息共享也較矢量數(shù)據(jù)容易。 矢量數(shù)據(jù)具有“位置明顯，屬性隱含”的特點，數(shù)據(jù)表達精度較高數(shù)據(jù)存儲量小，較高分辨 率，便于進行網絡分析，但在多辨析跌至和摳門那個鍵均值處理等操作比較苦難。

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4、請簡述平面控制網和高程控制網在 GIS 中的應用？

答：平面控制網用以確定在地球上得平面位置通常是地理經緯度坐標； 高程控制網利用空間某點高于或低于基準面的垂直距離來提供地形信息。

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5、什么是 4D 數(shù)據(jù)？它們與矢量和柵格數(shù)據(jù)之間具有什么聯(lián)系？

答：4D 數(shù)據(jù)是指：數(shù)字線畫圖數(shù)據(jù)（DLG） 、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG） 、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù) （DEM） 、數(shù)正射影像數(shù)據(jù)（DOM）; 數(shù)字線畫圖數(shù)據(jù)（DLG）:是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)。 數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG） ：是現(xiàn)有紙質地圖經計算機處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM） ：是藝術字形式表達的地形起伏數(shù)據(jù)，也是矢量數(shù)據(jù)； 數(shù)正射影像數(shù)據(jù)（DOM） ：是對遙感數(shù)字影像，經像元進行投影差改正、鑲嵌，也是一種柵 格形式的數(shù)據(jù)。

6、什么是游程編碼？游程編碼的壓縮效果與哪些因素有關？?

答： 游程編碼是逐行將相同值得柵格合并， 記錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量 （即游程） ，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。游程編碼的壓縮效果主要取決于柵格數(shù)據(jù) 的性質級與原圖的復雜成反比，變化多得部分有游程數(shù)就多，變化少的部分游程數(shù)就少，圖件越簡單壓縮效率就越高。

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7、什么是柵格四叉樹結構？請比較常規(guī)四叉樹與線性四叉樹的區(qū)別？?

答：柵格四叉樹結構是指將空格鍵區(qū)域按照四個象限進行遞歸分 n 次，每次分割形成 2n*2N 個子象限中的屬性數(shù)值都相同為止，該子象限就不再分割。 常規(guī)四叉樹與線性四叉樹的區(qū)別： 常規(guī)四叉樹：常規(guī)四叉樹每個節(jié)點通常儲存 6 個量，即 4 個子節(jié)點指針、一個父節(jié)點指針和 一個節(jié)點值。常規(guī)四叉樹可采用子下而上的方法建立，對柵格按莫頓碼順序進行檢測，這種 方法除了要記錄葉節(jié)點，還要記錄中間節(jié)點。常規(guī)四叉樹在處理上簡便靈活，而且當柵格矩 陣很大，存儲和處理整個矩陣較困難時，可用常規(guī)四叉樹存儲法 ； 線性四叉樹：線性四叉樹每個節(jié)點只存儲 3 個量，即莫頓碼、深度（或節(jié)點大小）和節(jié)點值。 線性四叉樹編碼不需要記錄中間節(jié)點的、0 值節(jié)點，也不適用指針，僅記錄非 0 值也節(jié)點， 并用莫頓碼表示葉節(jié)點的位置。 線性四叉樹比常規(guī)四叉樹節(jié)省存儲空間； 由于記錄節(jié)點地址， 既能直接找到其在四叉樹中的走向路徑， 又可以換算出他在整個柵格區(qū)域內的行列位置， 壓 縮和解壓縮比較方便，各部分分辨率可不同，即可精確地表示圖形結構，又可減少存儲量， 易于進行大部分圖形操作和運算。

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8、什么是 TIN？Grid 和 TIN 在表達曲面數(shù)據(jù)的時候各有什么特點？

答：Grid 規(guī)則網格和 TIN 不規(guī)則三角網都是表示數(shù)字高程的兩種方法。 Grid 規(guī)則網格通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則網格。規(guī)則網格將區(qū)域空間切 分為規(guī)則的格網單元，每個格網單元對應一個數(shù)值。數(shù)學上可以表示為一個矩陣，在計算機 實現(xiàn)中則是一個二維數(shù)組。每個格網單元或數(shù)組的一個元素，對應一個高程值； TIN 不規(guī)則三角網是將離散分布的實測數(shù)據(jù)點連成三角網， 網中的每份三角形要求盡量接近 等邊形狀，并保證由最近鄰點構成三角形，即三角形的邊長之和最小。 特點： Grid 規(guī)則網格：可以很容易地用計算機進行處理，特別是柵格數(shù)據(jù)結構的地理信息系統(tǒng)。 它還可以很容易地計算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動提取流域地形，使得它成為數(shù)字 高程模型（DEM）最廣泛使用的格式。規(guī)則格網的缺點是不能準確表示表面網格所代表的 地形的結構和細部： 在地形平坦的地方， 存在大量的數(shù)據(jù)冗余； 在不改變格網大小的情況下， 又難以表達復雜地形的突變現(xiàn)象。此外，規(guī)則格網的數(shù)據(jù)量通常比較大，給數(shù)據(jù)管理帶來了 不便，需要進行壓縮存儲。如果采用無損壓縮難以達到很好的壓縮效果，如果要保證壓縮效 果，只能采用有損壓縮，即犧牲了地形的細節(jié)信息。 TIN 不規(guī)則三角網：減少了規(guī)則格網帶來的數(shù)據(jù)冗余，同時在計算效率和表達精度方面也有 其優(yōu)越性。 不規(guī)則三角網的數(shù)據(jù)存儲方式比規(guī)則格網復雜， 不規(guī)則三角網與規(guī)則格網不同之 處是隨地形起伏變化的復雜性而改變采樣點的密度和決定采樣點的位置， 因而它能夠避免地 形平坦時的數(shù)據(jù)冗余， 又能按地形特征點如山脊、 山谷線、 地形變化線等表示數(shù)字高程特征。

第三章

1、比較空間內插的移動擬合法、局部函數(shù)和按距離加權法等。P108?

答：移動擬合法：是只對每一個待插值點 P 用一個多項式曲面擬合該店附近的表面，從而 計算出該點的高程值。

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3、試述克里金內插法的基本原理、優(yōu)點 及實施過程？

答：原理：將被插值的莫要素（例如地形要素）當做一個區(qū)域化地變量來看待。所謂區(qū)域化 的變量就是介于完全隨機的變量和完全確定的變量之間的一種變量， 它隨所在區(qū)域位置的改 變而連續(xù)地變化，因此，彼此離得近點之間有某種程度上的空間相關性，而相隔比較遠的點 之間在統(tǒng)計上看是相互獨立無關的。 優(yōu)點： 實施過程： 首先是利用那些搖搖用來插值的離散點集合建立一個變量圖， 變量圖通常包括兩 部分，一個是根據(jù)實驗獲得的變量圖，另一個是模型變量圖。 其次將變量圖用來計算 Kriging 方法中的權重。

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4、請舉例說明常用的矢量和柵格數(shù)據(jù)的轉換方法？

矢量轉柵格： 矢量轉柵格： 內部點擴散法，即由多邊形內部種子點向周圍鄰點擴散，直至到達各邊界為止； 復數(shù)積分算法，即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算復數(shù)積分，來判斷兩者關系； 射線算法和掃描算法， 即由圖外某點向待判點引射線， 通過射線與多邊形邊界交點數(shù)來判斷 內外關系； 邊界代數(shù)算法， 是一種基于積分思想的矢量轉柵格算法， 適合于記錄拓撲關系的多邊形矢 量數(shù)據(jù)轉換，方法是由多邊形邊界上某點開始，順時針搜索邊界線，上行時邊界左側具有相 同行坐標的柵格減去某值， 下行時邊界左側所有柵格點加上該值， 邊界搜索完之后即完成多 邊形的轉換。 柵格轉矢量：即是提取具有相同編號的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓撲 柵格轉矢量 關系，并表示成矢量格式邊界線的過程。步驟包括：多邊形邊界提取，即使用高通濾波 將柵格圖像二值化；邊界線追蹤，即對每個弧段由一個節(jié)點向另一個節(jié)點搜索；拓撲關系生成和去處多余點及曲線圓滑。

答：矢量向柵格轉換方法：矢量向柵格轉換處理的更笨任務就是把點、線或面的矢量數(shù)據(jù)， 轉換成對應的柵格數(shù)據(jù)，這一過程叫做柵格化。柵格化可以分別針對點、線和面來進行，點 的柵格化是線和面柵格化的基礎。 轉換方法： 立矢量數(shù)據(jù)的平面直角坐標系和柵格行列坐標 系之間的對應關系。點的柵格化：矢量坐標（x，y） ，轉換后的柵格但愿行列值（I，J） ；線 的柵格化：線的柵格化先分解成折線的每一個線段的柵格化，對應一條線段的柵格化，先使 用點柵格化地方法，柵格化線段的兩個端點，然后再柵格化線段中間的部分；面得柵格化： 基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法 與線段柵格化地方法類似，基于多邊形數(shù)據(jù)柵格化地方法，這 種方法是以非拓撲的實體的實體多邊形作為柵格化地處理單元， 將一個多邊形的內部柵格單 元賦予多邊形的屬性值，基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法包括：內點填充法、邊界代數(shù)法和包 含檢驗法等。 柵格向矢量的轉換方法：柵格數(shù)據(jù)結構向矢量數(shù)據(jù)結構轉化又稱為矢量化。矢量化方法：1） 二值化， 想根據(jù)柵格數(shù)據(jù)建立一個閾值， 再根據(jù)這個閾值將不同的數(shù)據(jù)灰度嚴肅哦到 2 個弧 度形成二值圖。2）細化，是消除線畫橫斷面柵格樹的差異，使得每一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線位置的單個柵格的寬度。細化又可分為“剝皮法” ，和“骨架法”兩大類。 “剝皮法” ：實質是從曲線的邊緣開始，每一次剝掉等于一個柵格寬的一層，直到最后留下 彼此連通的由單個柵格點組成的圖形。 “骨架法”3）跟蹤法：是講細化處理后的柵格數(shù)據(jù)轉 換為從節(jié)點出發(fā)的線段或閉合的線條，并以矢量形式存儲線段的坐標。 柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法：1）首先在柵格數(shù)據(jù)中收索多邊形邊界弧段相交處的節(jié)點位置； 2）接著從收索出得節(jié)點里任選一個座位其實跟蹤節(jié)點，順著柵格單元屬性值不同的兩個柵 格單元之間進行多邊形邊界弧段的跟蹤，記錄每一步跟蹤的坐標，直到另一個節(jié)點為止； 3）最后將各宗得到的弧段數(shù)據(jù)連接組織成多邊形。

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6、試述 GIS 空間拓撲關系編輯的功能及具體算法？P106 、 空間拓撲關系編輯的功能及具體算法？

答：1）多邊形連接編輯功能：首先要找出要編輯多邊形相關的所有記錄，其次找在找出的 記錄中，檢查當前編輯的多邊形所處的位置：如果帶編輯的多邊形在左多邊形位置，將之與 處于有多邊形位置的多邊形號相交換， 同時也將該記錄的節(jié)點號位置作相應的交換， 反之則 該記錄的所有數(shù)據(jù)順序不作改變；隨后，從經過代碼位置轉換的記錄中，任取一個起始節(jié)點 作為起點，順序連接各個節(jié)點，必要時可對記錄的前后順序作調整，是的連接的節(jié)點能自行 封閉；如節(jié)點不能閉合則必須改正出錯得記錄。 2）節(jié)點連接編輯功能：首先從弧段文件中找出與當前編輯的節(jié)點相關的所有記錄；其次在 找出的記錄中，檢查當前編輯的節(jié)點所在的位置：如果待編輯的節(jié)點在起始節(jié)點位置，將之 與處于終止節(jié)點位置的節(jié)點號相交換， 同時也將該記錄的多邊形號位置作相應的交換反之則 該記錄的所有數(shù)據(jù)項順序不作改變；再者，從經過代碼位置轉換的記錄中，任取一個左多邊 形作為起點，順序連接各個多邊形，同樣必要時可對記錄的前后順便作調整，使得連接的多 邊形能首尾呼應。

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7、仿射變換的原理及其誤差糾正的方法？

答：放射變化是幾何糾正的常用方法，放射變換后的特性直線變化后任是直線，平行線變化 后任是平行線，不同方向上的長度比發(fā)生變化；

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8、請簡述地圖投影的分類及作用？

答： 地圖投影實質是將地球托球體面上的經緯度線間按照一定的數(shù)學法則轉移到平面上， 在 地球橢球面和平面之間建立點與點之間函數(shù)關系的數(shù)學方法； 地圖投影分類： 按地圖投影的構成方法可分為： 1）幾何投影： 方位投影、圓柱投影、圓錐投影 按球面與投影免得幾何位置不同可風為正軸投影、橫軸投影和斜軸投影； 2）非幾何投影：偽方位投影、偽圓柱投影、偽圓錐投影、多圓錐投影 按地圖投影變形性質可分為： 等積投影、等角投影、任意投影

第四章

1、空間數(shù)據(jù)庫的概念及其組成部分有哪些？P110

答：空間數(shù)據(jù)庫主要是為 GIS 提供空間數(shù)據(jù)的存儲和管理方法。空間數(shù)據(jù)庫由三個部分組 成：空間數(shù)據(jù)庫存儲、空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫應用 。

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2、空間數(shù)據(jù)庫的設計有哪些主要的步驟和內容？?

答：空間數(shù)據(jù)庫的設計要經歷一個由現(xiàn)實世界到信息世界，再到計算機世界的轉化過程。具 體步驟和內容為：1）需求分析：即用系統(tǒng)的觀點分析與某一特點的空間數(shù)據(jù)庫應用有關系 的數(shù)據(jù)集合；2）概念設計：把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表達出來。3）邏輯設計： 空間數(shù)據(jù)庫邏輯設計的任務是， 把信息世界中的概念模型利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提共的工具 映射為計算機世界中偉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)庫模型，并用數(shù)據(jù)描述語言表達出來； 4）物理設計：數(shù)據(jù)庫的物理設計指數(shù)據(jù)庫存儲結構和存儲路徑的設計，即將數(shù)據(jù)庫的邏輯 模型在實際的物理存儲設備上加以實現(xiàn)，從而建立一個具有較好性能的物理數(shù)據(jù)庫。

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3、語義數(shù)據(jù)模型中的實體—聯(lián)系模型的圖示中有那些基本元素？?

答：.實體—聯(lián)系模型由 1）實體：實體是對客觀現(xiàn)存的其獨立作用的食物的一種抽象； 2）聯(lián)系：聯(lián)系是實體見有意義的相互作用或對應關系；3）屬性：屬性是對實體和聯(lián)系特征 的描述。

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4、什么是關系數(shù)據(jù)模型？其中的基本概念，如元組、 屬性、關鍵字、 模式、關系數(shù)據(jù)庫、關系完整性等的含義分別是什么？

答： 關系數(shù)據(jù)模型是將用戶對數(shù)據(jù)的視圖與其物理實現(xiàn)分割開來， 從而使得關系模型十分有 利于數(shù)據(jù)庫的設計。 基本概念含義： 元組：每個實例對應于表中的一行，在關系鎮(zhèn)南關叫做元組，相當于通常的一個記錄； 域：表中的列表示屬性，叫做域，相當于通常記錄中的一個數(shù)據(jù)項； 屬性： 關鍵字：關系中的某一屬性組，若它的唯一地標識了一個元組則稱該屬性組為候選關鍵字； 關系模式： 關系數(shù)據(jù)庫：一系列關系的集合構成一個關系數(shù)據(jù)庫； 關系完整性：關系的正確性相容性和有效性；

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5、在關系數(shù)據(jù)模型設計中，函數(shù)依賴和范式的含義是什么？?

函數(shù)依賴：是由數(shù)學理論派生的術語，它表征一個屬性集合的值，對另一屬性值集合的依賴 性。 范式： 由于關系的屬性之間存在著多種關系依賴特性當用關系模式表達時， 一些不良的語義 特性就可能造成數(shù)據(jù)存儲的冗余及由此造成的數(shù)據(jù)操作的異常， 所以提出了必須遵循的一些 規(guī)范化形式，稱范式。

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6、面向對象數(shù)據(jù)模型中的基本概念， 如對象、消息、 繼承、重載、 多態(tài)、 概括、聚集的含義是什么？

答：對象：人們對世界上的事物的認識形成概念使我們可以感知和推理世界上的事物，這些 概念運用到的事物稱為對象；

消息：是對象與對象之間相互請求或相互協(xié)作的唯一途徑； 類：是對一組對象的抽象描述，它將改組對象所具有的共同特征集中起來，以說明改組對象 的能力和性質； 繼承：是對具有層次關系的屬性和操作進行的共享的一種機制； 重載：一個類型上可以才能在使用名的方法，當出現(xiàn)這種方法時，必須按照某種明顯的方式 區(qū)分它們，將這種特性稱為重載； 多態(tài)：是只同一個消息可以根據(jù)發(fā)送消息對象的不同采用多種不同的行為方式； 概括：是吧舉有相同特征和草做的類歸納在一個更一般的超類中； 聚集：聚集反映了潛逃對象的概念，仙桃對象是有一些其他對象組成的，他是用來描述更高 層次對象的一種形式。

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7、什么是空間數(shù)據(jù)庫索引？主要的空間數(shù)據(jù)庫索引有哪些？?

答： 所謂空間數(shù)據(jù)庫索引就是依據(jù)空間實體的位置形狀或空間實體的某種空間關系， 按一定 的順序排列的一種數(shù)據(jù)結構。主要的空間數(shù)據(jù)庫所以有：范圍索引、格網空間索引、四叉樹 空間索引。

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8、什么事空間元數(shù)據(jù)？空間元數(shù)據(jù)的作用是什么？?

答： 空間元數(shù)據(jù)是指在空間數(shù)據(jù)庫中用于描述空間數(shù)據(jù)的質量表示方法， 空間參考和管理方 法等特征的數(shù)據(jù)， 是實現(xiàn)空間信息共享的核心標準之一； 空間元數(shù)據(jù)的作用是幫助空間數(shù)據(jù) 的使用者查詢所需的空間信息進行空間數(shù)據(jù)的共享，進一步處理空間數(shù)據(jù)。

第五章

1、試解釋緩沖區(qū)分析和疊合分析概念，并舉例說明這兩種空間分析方法的用途？

答：緩沖區(qū)分析是指在點、線、面試題的周圍，自動建立的一定寬度的多邊形區(qū)域或帶狀區(qū) 域； 疊合分析是指在相同的空間坐標系統(tǒng)條件下， 將同一地區(qū)的兩個不同地理特征的空間和屬性 數(shù)據(jù)重疊相加，以產生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應關系。 緩沖區(qū)分析應用于某一主題對象對鄰近對象在一定輻射強度或影響強度天劍俠的影響區(qū)域 分析。 疊合分析應用于查詢和和建模方面，也很有效的解決插值問題。

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2、比較緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析的概念？

答：1.緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析不是一個概念的兩種形式，緩沖區(qū)查詢屬于數(shù)據(jù)查詢，而緩 沖區(qū)分析屬于數(shù)據(jù)的空間分析；2.緩沖區(qū)查詢不對原有圖形進行切割，只是根據(jù)用戶需要給 定一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索 的原理，檢索出言該緩沖區(qū)多邊形內的空間地物。而緩沖區(qū)分析對原有圖形進行切割，形成 一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而獲得該緩沖區(qū)多邊形內的空間地物。

3、P172

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4、討論從數(shù)字高程模型中還可以派生出那些數(shù)字地形數(shù)據(jù)？?

答：高程模型是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型是數(shù)字地形模型 的一個分支。因此高程模型可以派生出如：坡度、坡向、曲面面積等地形數(shù)據(jù)。

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5、試以格網 DEM 數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提取山丘地區(qū)的山頂高程信息。

答：1）以地表單元網格四個頂點的高程的平均值為該單元的平均高程； 2）一地表單元格頂點的高程與研究區(qū)域內最低點高程只差打得平均值為該單元的相對高 程； 3）高程變異是反映地表單元網格個頂點高程變化的指標 數(shù)字高程模型(DEM)包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，可以直接在野 外通過全站儀或者 GPS 等進行測量，也可以間接地從航空影像或者遙感圖像以及 既有地圖上得到。具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應的生產工藝，一方面取決于這些 源數(shù)據(jù)的可獲得性，另一方面也取決于 DEM 的分辨率、精度要求、數(shù)據(jù)量大小 和技術條件等 數(shù)據(jù)來源：遙感影像航 攝影測量數(shù)據(jù)采集， ，形圖數(shù)字化 地形圖數(shù)字化就是指對地形圖中的地形要素進行數(shù)字化處理，從模擬數(shù)據(jù)，地形圖，現(xiàn)場測 量，其它數(shù)據(jù)源 中獲得數(shù)字數(shù)據(jù)：手扶跟蹤數(shù)字化：描數(shù)字化或屏幕數(shù)字化

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6、什么是地圖代數(shù)，主要存在那些地圖代數(shù)的方法？?

答： 地圖代數(shù)是以一尺度空間內柵格點集的變換和運算來解決地理信息的圖形符號可視化及 空間分析的新型理論和方法。主要存在基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析方法。

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7、什么是 Voronoi 圖，他有哪些主要特征和用途？

答：它是由一組由連接兩鄰點直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成。N 個在 平面上有區(qū)別的點， 按照最鄰近原則劃分平面； 每個點與它的最近鄰區(qū)域相關聯(lián)。

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Voronoi 圖特征：1）所有 Voronoi 圖都是凸多邊形；2）Voronoi 多邊形的頂點是相鄰已知點 構成的三角形外接圓的圓心 3）所有這些外接圓的內部不包含已知點。 Voronoi 圖的用途： 可以用該已知數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)來表達和分析該多邊形內的所有其他數(shù)據(jù)點， Voronoi 圖可以用于空間插值計算。

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8、請簡述 Dijkstra 算法及其在 GIS 最短路徑分析中的應用？

答：Dijkstra 算法是按路徑長度遞增順序產生各頂點的最短路徑。算法過程：設最短距離已 確定的頂點集合稱為紅集點，最短距離尚未確定的為藍集點。1）按路徑長度遞增順序產生

各藍頂點的最短路徑；2)在當前藍點集中選擇一個距離最小的藍點來擴充紅點集，以保證算 法按路徑長度遞增的順序產生各頂點的最短路徑；3）沒擴充一個藍點到紅點集中，則剩余 的藍點的路徑按照新加入的紅點作為中間頂點進行修正， 一旦加入新頂點使得藍點路徑長度 最短，則用變短的路徑代替原來的藍點路徑長度，重復以上過程；4）直到所需求的藍點已 擴充到紅點集時，算法結束。 應用：1）選擇要進行計算的兩個結點；2）對這兩個結點進行聯(lián)通分析，即采用寬度優(yōu)先搜 索方法，來快速判斷這兩個結點之間是否聯(lián)通，也就是確定是否存在計算最短路徑的必要， 若聯(lián)通則進行 3）調用 Dijkstra 算法，計算兩個結點之間的最短路徑 4）進過對計算出來的 最短路徑樹進行優(yōu)化處理后，生成最終的最短路徑樹，輸出并推出。

第六章

1、結合你的興趣領域（水土保持、洪水防災、土地分等定級等），敘述基于 GIS的地球科學應用模型的建模步驟和方法？

答：利用 GIS 的數(shù)值分析方法來估算土壤水土流失程度，首先確定土壤流失的數(shù)字分析模 型，根據(jù)模型確定影響土壤流失的因子，這些因子必須能夠反映不同的土壤的性質，不同的 坡面形態(tài)，以及不同的植被條件；然后選擇格網尺寸，建立各個影響因子的柵格數(shù)據(jù)；最后 將多種信息加以復合， 確定研究地區(qū)土壤流失量的各種不同等級， 為制定區(qū)域的水土保持規(guī) 劃提供依據(jù)。 應用模型的步驟：1）明確分析目的評價準則 2）準備分析數(shù)據(jù) 3）空間分析操作 4）結果分 析 5）解釋評價結果。

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2、通過應用實例或實際操作過程圖，說明在解決地球科學問題中，如何將地球科學知識與 GIS 應用過程進行有機結合，并討論兩者之間的相互關系？

答： 地球科學是一門研究地球資源、 環(huán)境演化規(guī)律與人類社會活動之間相互作用關系的科學， 它尋求人類社會與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展的途徑。現(xiàn)在已發(fā)展為集自然科學、技術科學與 社會科學為一體，是由多學科科學體系組成的邊緣學科，是 21 世紀的支柱性科學。地球科 學是 GIS 兩個理論基礎支持點的其中一個，它涉及信息的組織、存儲、處理、可視化表示 及傳輸中的理論問題和實踐問題。 而隨地球科學工作的不斷深入， 地球科學的難度逐漸增加， 以往單一的研究方法已難見成效。 越來越多的人認識到， 只有將地球科學領域的不同研究方 法得到的信息進行綜合分析研究， 才是提高效果的根本出路。 近年來計算機技術的進步特別 是 GIS 技術的發(fā)展使這一可能變成現(xiàn)實。操作過程圖 P197 土壤侵蝕數(shù)據(jù)處理流程圖

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3、為公園選址，要求該公園的位置必須是從主要公路上容易到達，要減少噪聲干擾，同時依山傍水，而且公園的可利用面積最大。試以 GIS 方法模擬選址分析步驟，設計其數(shù)據(jù)處理流程圖，并說明其有關的操作和算子。

分析目的： 確定建立公園的合適區(qū)域 評價準則： 1)相對安靜（離公路 0.2 公里之外）且交通方便（離公路 0.8 公里之內） 2)依附在大小適中的天然河流上，即等級為 2 的河流才適合建公園。 3)公園選址要避免沼澤地，即土地利用圖中非沼澤地的適合建公園。

所需數(shù)據(jù)： 交通圖 水系圖（帶有分級屬性的水系圖） 土地利用圖 具體步驟： 1)對交通圖中的公路分別建立 0.8,0.2 公里緩沖區(qū) 2）將兩緩沖區(qū)進行空間疊置（擦除分析）得到公園候選區(qū)域---zones 3）通過賦屬性再分類，將土地利用圖分成沼澤地及非沼澤地兩類（1 為非沼澤地，0 為沼澤 地） ； 4）合并土地利用圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界，得到 Marsh 層； 5)將 Marsh 層和 zones 進行多邊形空間疊置分析（相交分析或裁剪分析） ，得到 zones 內的土 地利用區(qū)域 Zmarsh； 6)將 Stream 層與 Zmarsh 進行空間疊置（相交分析） 7）查詢輸出所選中的區(qū)域。查詢“土地利用類型=‘1’ ”且“河流等級=‘2’ ”的區(qū)域， 該區(qū)域即為公園建立的候選地址。 具體操作步驟： 1）建緩沖區(qū) 將交通圖層添加到新的 Map 中， Layers 的 Properties， General 欄中的 Unit 設置為 meters 點 在 2）空間疊置分析 3）查詢 選擇 Selection 菜單下的 Select By Attributes，在彈出的對話框中輸入查詢語句

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4、GIS 支持下的建設項目科學管理與分析（選自 2000 年國產 GIS 基礎軟件測評試題）。背景條件：現(xiàn)有一經濟開發(fā)區(qū)，它由五大功能區(qū)組成，各功能區(qū)范圍地理坐標和允許排污負荷量如圖表 A、表 B 所示?，F(xiàn)在此經濟開發(fā)區(qū)內有兩個建設項目（其地理坐標如表 C 所示），它們的設計排污量負荷分別為 5t/km2 和 8 t/km2。

環(huán)境管理審批條件：建設項目通過環(huán)境審批的條件是建設項目設計排污量負荷不超過建設項目所占功能區(qū)允許排污量負荷之合。

題目要求：（1 ）編制專題地圖：①開發(fā)區(qū)功能區(qū)圖，顯示出各功能區(qū)的面積、允許排污負荷量（要求有圖例）； 建設項目圖，顯示建設項目及其與開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關系。 ②建設項目圖，顯示建設項目及其與開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關系。

（2 ）、輸出統(tǒng)計表 ①建設項目使用開發(fā)區(qū)各功能區(qū)土地面積統(tǒng)計表； 假設項目在開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負荷量統(tǒng)計表； ②假設項目在開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負荷量統(tǒng)計表； ③項目審批結果表（表格形式可按環(huán)境項目審批條件自行設計）。

（ 3）建設項目可行性分析： 對不可行的建設項目，可通過移動其地理坐標，使之滿足環(huán)境管理審批條件。試給出在地理坐標移動最小的前提下的解決方案。

（4）構建可完成上述要求、（1 ）、（ 2）、（3）任務的應用界面，使之能夠適用于其他建設項目環(huán)境管理。

功能區(qū)坐標 A區(qū) X Y 0 0 2 0 2 2 0 2 0 0

B區(qū) X 0 4 0 0

Y 6 10 10 6

C區(qū) X 0 2 6 4 0 0

Y 2 2 4 10 6 2 功能區(qū) D E

D區(qū) X 2 8 6 2 2

Y 0 0 4 2 0

E區(qū) X 8 10 10 4 8

Y 0 0 10 10 0

表B

表C

各功能區(qū)允許排污負荷量 功能區(qū) 允許負荷量 /(t.km-2) A 2.0 B 8.0 C 6.0 兩個新建項目的地理坐標 項目 1 項目 2 X Y X Y 1 1 4 6 3 1 8 6 3 4 8 2

允許負荷量 /(t.km-2) 5.0 10.0

項目 3 X -1 1

Y 4 1

項目 4 X 4 4

Y 2 6

第七章

1、試述應用型 GIS 開發(fā)的過程和方法，并比較原型法和生命周期法設計的特點？

答：過程：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行與維護；方法：生命周期設計法、原 型化設計法；生命周期設計法：如果系統(tǒng)設計按階段進行，預先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標和 任務，然后按照一定的準則順序開發(fā)實施；特點：1）嚴格分階段進行，便于組織管理 2） 系統(tǒng)開發(fā)過程比較長 3）新系統(tǒng)效果的可見性差 4）最終用戶的反饋比較 遲 5）不容易把握 用戶需求的變化；原型設計法：根據(jù)用戶需求由用戶與開發(fā)人員共同商定開發(fā)目標，設計初 步方案， 在較短時間內開發(fā)出一個能滿足用戶基本需求的初步原型或系統(tǒng)雛形， 交用戶使用， 經一段時間運行，根據(jù)用戶意見對原型加以修改或填充，如此反復進行，最終形成一個比較 完善和質量較高的應用型 GIS；特點：1）用戶能積極的產于新系統(tǒng)的設計實現(xiàn) 2）開發(fā)人 員及時獲取用戶反饋意見 3）能更快看到系統(tǒng)的實際效果 4）系統(tǒng)的開發(fā)的風險降到最低。

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3、以實例說明 GIS 用戶界面的基本類型和設計方法

答：用戶界面人機對話的工具，他與功能模塊一一對應，做到各模塊之間的界面的形式一直 2）用戶可以分為若干層，便于逐層調用；根據(jù)功能模塊不同，可分為：菜單式、命令式或 表格式的界面；所有界面以體現(xiàn)以人為本的原則，做到界面友好美觀，并時時提豐富的幫助 的有效信息，使用戶易懂易學易掌握。實例自己舉

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5、為什么制定 GIS 標準化的工作日以受到關注？目前正在從事這項工作的國際組織有哪些？

答：隨著信息革命在全球的興起，地理信息標準化的工作日益受到關注。主要是因為 GIS 標準化有益于促進空間數(shù)據(jù)的交換（數(shù)據(jù)是 GIS 的處理對象，由于地理數(shù)據(jù)自身的復雜特 點，造成 GIS 技術研究和應用的許多共性問題，這些問題如果沒有標準參考，會對數(shù)據(jù)質 量，數(shù)據(jù)庫設計，數(shù)據(jù)產品測評造成影響） ，促進空間數(shù)據(jù)共享（共享和交換永遠是 GIS 技 術追求的最高目標， 共享目標的實現(xiàn)同樣需要一系列技術標準為約束） 和促進軟件的共享 （數(shù) 據(jù)工程規(guī)范和標準和提高軟件開發(fā)效率，共享軟件成果的保證） 。

目前這項工作的國際組織 有：1）ISO/TC211、貴哦及標準化組織 TC211 專題組、2）FGDC,美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會、 3）CEN/TC287，歐洲標準化委員會；4）OGC，美國 OpengGIS 委員會；5）MEGRIN，歐 洲地圖事務組織；6）CGSD，加拿大標準委員會。

第八章

1、GIS 產品有哪些表現(xiàn)形式？各適合在什么情況使用？

答：按輸出的載體類型分類：1）常規(guī)地圖（是印刷在紙張、塑料薄膜等材料載體上的，是 GIS 產品的重要輸出形式）2）數(shù)字地圖（一種新的以計算機為存儲和顯示載體的地圖形式） 按輸出的內容和形式分類：1）全要素地形圖（在內容上通常全面表達水系、地貌、植 被、居民點和獨立地物等地理要素，采用統(tǒng)一坐標系統(tǒng)地圖投影和分幅編號，比列尺系統(tǒng)， 以及統(tǒng)一的編制規(guī)范和圖式符號，屬于國家基本比列尺地形圖）2）各類專題地圖(突出表現(xiàn) 一種或者幾種自然或社會經濟要素的地圖)3）遙感影像地圖（及時提供準確，綜合大范圍的 各種資源環(huán)境數(shù)據(jù)，成為 GIS 重要數(shù)據(jù)源之一）4）統(tǒng)計圖表與數(shù)據(jù)報表

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2、簡述 GIS 圖形輸出的內容是什么？

答：1、圖形坐標系與顏色模型：1）圖形坐標系統(tǒng)（地球表面世界坐標系、輸出設備的物理 坐標系）2）顏色模型與顏色空間（RGB、CMYK、HSV 顏色模型）3）GIS 圖形數(shù)據(jù)結構 與數(shù)據(jù)庫；2 輸出的幾何變換：1）二維圖形變換 2）地圖投影變換；3 地形圖與專題地圖的 輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層 2）專題地圖的符號系統(tǒng)（點位、線、面狀符號）

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3、試述 GIS 圖形輸出的組織形式及地圖圖面配置的內容和要求？

答：3 地形圖與專題地圖的輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層（GIS 數(shù)字地圖通常以 圖層形式進行組織，每一個圖層包含地圖的一個不同要素，常放在不同圖層中。圖層是透明

的，個圖層疊加在一起構成完整的一幅地圖）2）專題地圖的符號系統(tǒng)（點位、線、面狀符 號）（專題地圖特征的表達時運用不同地圖符號來實現(xiàn)的，符號子啊地圖中的位置取決于他 所表現(xiàn)的實體的位置，符號的形狀的大小取決于實體的質量和數(shù)據(jù)特征）

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4、試述面狀符號圖制圖原理及方法步驟？ 、

答：制圖方法和步驟：1）根據(jù)制圖要素專題內容的數(shù)據(jù)序列和制圖目的，進行專題數(shù)據(jù)的 統(tǒng)計分析和分級； 建立與專題數(shù)據(jù)分級結構向對應的制圖單元的多變性邊界數(shù)據(jù)文件； 2） 3） 確定暈線參數(shù)，包括暈線方向、密度、強度和結構；4)提取制圖區(qū)域的一個原始多邊形邊界 文件，其坐標數(shù)據(jù)為（Xi.Yi）,i=1.2.3….n。設在該多邊形內填繪暈線，其操作步驟為：坐標 變換；確定各條暈線與多邊形邊界線的交點；暈線交點的整理，暈線的配對和輸出。

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5、簡述 RGB 顏色模型與 CMYK 顏色模型各自的特點？

答：RGB 顏色模型：1）工業(yè)界的顏色標準；2）通過對紅（R）綠（G） 、藍（B）三色通道 的變化以及相互疊加形成各種顏色； 這個標準幾乎包括了人類視線所能感知的所有顏色， 3） 是目前運用最廣的顏色系統(tǒng)之一。 CMYK 顏色模型：1）以紅、綠、藍的補色青、洋紅、黃為原色在加上黑色構成的顏色模型； 2）CMYK 顏色模型中的三種顏色是通過從白光中減去某種顏色來規(guī)定的；3）青色、洋紅 和黃色稱為顏色的三元色，黑色用于直接生產灰度；4）CMYK 是專門正對應刷業(yè)設定的顏 色標準。

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6、什么是圖形變換？簡述二維圖形變換的基本原理？?

答：是計算機繪圖基本技術之一，利用它可以用一些很簡單的圖組合成相當復雜的圖，可以 把用戶坐標系下的圖形變換到設備坐標系下。 利用圖形變換還可以實現(xiàn)二維圖形和三維圖形 之間轉換，甚至還可以把靜態(tài)圖形變?yōu)閯討B(tài)圖形，從而實現(xiàn)景物畫面的動態(tài)顯示。 二維圖形變換的基本原理： 1．幾何變換 在計算機繪圖應用中，經常要實現(xiàn)從一個幾何圖形到另一個幾何圖形的變換。例如， 將圖沿某一方向平移一段距離；將圖形旋轉一定的角度；或將圖形放大；反之把圖形縮小等 等。這些圖形變換的效果雖然各不相同，本質上卻都是依照一定的規(guī)則，將一個幾何圖形的 點都變?yōu)榱硪粋€幾何圖形的確定的點，這種變換過程稱為幾何變換。 幾何變換的規(guī)則是可以用函數(shù)來表示的。由于一個二維圖形可以分解成點、直線、曲 線。把曲線離散化，它可以用一串短直線段來逼近；而直線段可以是一系列點的集合，因此 點是構成圖形的基本幾何元素之一。 二維平面圖形的幾何變換是指在不改變圖形連線次序的 情況下，對一個平面點集進行的線性變換。二維平面圖形變換的結果有兩種，一是使圖形產 生位置的改變；另一種是使圖形產生變形，例如把圖形放大。 對二維圖形進行幾何變形有五種基本變換形式，它們是：平移、旋轉、比例、對稱和 錯切。

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7、在計算機繪制透視立體圖過程中，如何進行影藏線處理？你還能舉出其他一些處理影藏線的算法嗎？

答：隱藏線處理方法大致可以分為兩大類：物空間消隱算法和像空間消隱算法。無空間消隱 算法通過在定義物體的三位空間中對有關集合元素進行計算和比較， 確定什么是可見線、 什 么是隱藏線， 然后顯示可見線從而實現(xiàn)消隱； 像空間消隱算法則是通過把景物看做由幾個多 邊形平面組成的集合，對現(xiàn)實設備每一個像素進行判斷，決定哪個面應該在改像素上顯示， 從而實現(xiàn)消隱。

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8、什么是虛擬現(xiàn)實？他在 GIS 可視化中的意義及發(fā)展前景如何？?

答：虛擬現(xiàn)實也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構成 一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，演練者通過專門的設備可在 這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感。 虛擬現(xiàn)實技術引入 GIS 將使 GIS 更具吸引力，采用虛擬現(xiàn)實中的可視化技術，在三維空間 中模擬和重建逼真的、可操作的地理三維實體，GIS 用戶在客觀世界的虛擬環(huán)境中將能更有 效地管理、分析空間實體數(shù)據(jù)。因此，開發(fā)虛擬 GIS 已成為 GIS 發(fā)展的一大趨勢。 隨著虛擬技術的發(fā)展和虛擬現(xiàn)實硬件價格的降低， 使得開發(fā)成本低廉的虛擬現(xiàn)實軟件包 成為可能，如用戶可通過 Virtual GIS 軟件在三維環(huán)境中觀察和分析 GIS 數(shù)據(jù)。Koller D等?開發(fā)的一個實時三維 GIS 可使用戶在編輯、分析復雜的地形數(shù)據(jù)庫時產生一種臨境感。