1、地理信息系统 2011-2012 学年第二学期试卷一、名词解释(本题共 5 道小题，每题 3 分，共 15 分)1 地理信息系统2 地学空间数据 3 地图投影4 拓扑5 数据压缩二、选择题(本题共 5 道小题，每题 2 分，共 10 分)1 我国现行的大于 1：50 万比例尺的各种地形图，都采用 投影A 兰勃特(Lambert)等角正轴切（割）圆锥投影B 亚尔勃斯 (Albers)等积正轴切（割）圆锥投影C 墨卡托 (Mercator)等角正轴切圆柱投影D 高斯克吕格(Gauss-Kriiger)等角圆柱横轴切投影2 下面哪种栅格数据结构是非压缩的数据形式？A 游程编码结构 B 栅格矩阵结构
2、C 四叉树数据结构 D 块状数据结构3 矢量数据不适用于以下哪个方面的研究？A 大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究B 城市分区或详细规划C 土地管理D 公共管理4 网格数据的基本坐标是行和列( i，j )，其坐标原点一般取图的 A 左上角 B 右上角 C 左下角 D 右下角5 在点的内插算法中，哪种属于整体拟合？A Kriging B 移动平均法 C 最小二乘法 D 样条函数法三、填空题(本题共 10 个小空，每题 1 分，共 10 分)1 分层结构的 GIS 数据组织，需要各层数据都应有统一的 （即统一的底图）和统一的 ，如果数据资料来源(坐标、投影)不一样，要通过 GI
3、S的功能进行变换。2.属性数据内容很多，包括名称、级别、类别、数量、性质和代码等多个项目。其中最基本的是特征代码，亦称 。3.GIS 的空间分析功能是以 为基础，采用一系列空间图形操作和分析算法，以一个或多个数据平面（数据层）作为输入，通过空间运算，形成新的数据。4 GIS 三个层次模型： 模型、逻辑数据模型和物理数据模型。5 当栅格数据只有两个值（0，1）时，通常称之为 ，此时该值表示该点是否有数据或有无图形经过6 栅格数据指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的 的一种数据组织方式；矢量结构是通过记录 的方式来表示点、线、面等地理实体。7GIS 数据库中存贮
4、管理专题 的部分，称为 GIS 属性数据库8 多边形叠置中，细碎部分归并的规则可以有两种，以相邻的多边形面积大小来优先划分即细碎多边形的处理结果被划分到相邻的面积最大的多边形中去；以和相邻多边形的 优先划分，即把细碎多边形划分到相邻边最长的多边形里。 四、判断题(本题共 5 题，每题 2 分，共 10 分)1 GIS 管理和处理空间位置数据和属性数据两种数据。2 线性存储方式同常规四叉树不同，在线性四叉树中只记录叶结点信息，不存储中间结点。常规四叉树每个结点需要 5 个变量：四个子结点的指针和本结点的属性值。3 拓扑关系主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。其中不同
5、拓扑元素之间的关系为包含关系 。4 跟栅格数据相比，矢量数据适于进行比例尺变化和投影变换；但不利于与遥感图像及扫描数据相匹配建库和使用。5 空间尺度的大小与区域大小和数据使用要求有关，地图比例尺大小与区域及地图的用途有直接关系，即数据尺度与相应地图比例尺呈正比变化。五、问答题(共 5 题，每题 11 分)1 根据地图投影变形性质的不同，投影可分为等角投影、等积投影、等距投影，分析三者的不同。2 矢栅一体化的原理及特点。3 在地理信息系统中，其空间数据的分析操作基于哪些数据要求？4 试比较栅格数据的聚类、聚合分析。5、根据你的理解，浅谈 GIS 的新进展。答案解析一 名词解释(本题共 5 道小题
6、，每题 3 分，共 15 分)1 地理信息系统：是一种在计算机软、硬件和网络支持下的，空间数据输入、存贮、检查、运算、显示、更新和综合分析的应用技术系统。2 地学空间数据：是空间数据的一种特殊类型。它是指带有地理坐标（即经纬网等坐标）的数据，包括资源、环境、经济和社会等领域的一切带有地理坐标的数据。 3 地图投影：是将地球椭球面上的点投影到平面上的方法，其实质是建立地球椭球面上的地理坐标 （经纬度）和平面上直角坐标之间的函数关系。4 拓扑：是一种确定空间特征及其相互关系的数学模型。5 数据压缩：就是在原数据集合中，用一定的方法，抽取其一个子集，这个子集需在规定的精度要求范围内最好地逼近原集合，
7、而又能取得尽可能大的压缩比。二选择题(本题共 5 道小题，每题 2 分，共 10 分)D B A A C三填空题(本题共 10 个小空，每题 1 分，共 10 分)1 几何坐标系统、地图投影性质2 用户识别码3 空间要素的定位数据4 概念5 二值图6 属性值、坐标7 属性数据8 相邻边长度大小四、判断题(本题共 5 题，每题 2 分，共 10 分)1 正确2 错误。常规四叉树每个结点需要 6 个变量：除了四个子结点的指针和本结点的属性值，还有父结点的指针。3 错误。邻接：相同拓扑元素之间的关系；关联：不同拓扑元素之间的关系；包含：不同级的元素之间的关系） 。4 正确。5 错误。即数据尺度与相应
8、地图比例尺呈反比变化。五、问答题(共 5 题，每题 11 分)1 根据地图投影变形性质的不同，投影可分为等角投影、等积投影、等距投影，分析三者的不同。答：等角投影：投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等，即角度变形为零。等角投影在一点上任意方向的长度比都相等，但在不同地点长度比是不同的。等积投影：其面积比为 1，即在投影平面上任意一块面积与椭球面上相应的面积相等，即面积变形等于零。等距投影，定义为沿某一特定方向的距离，投影前后保持不变，即沿着该特定方向长度比为 1。等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。2 矢栅一体化的原理及特点。答：从原理上说，这是一种以矢
9、量的方式来组织栅格数据的数据结构。特点：一方面，它保留了矢量的全部性质，以目标为单元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓扑关系；另一方面，它建立了栅格与地物的关系，即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。3 在地理信息系统中，其空间数据的分析操作基于哪些数据要求？答：每个数据层都要求在统一的地理坐标之下；具有相同的投影性质；各数据层应有相同的数据结构(矢量栅格)和自己的空间关系；各种空间要素都带有自己的地物特征属性（如用户识别码 User-ID） 。4 试比较栅格数据的聚类、聚合分析。答：栅格数据的聚类、聚合分析均是指将一个单一层面的栅格数据系统经某种变换而得到一个具有新含义的栅格数据系统的数据
10、处理过程。聚类分析：根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法；聚合分析：指根据空间分辨率和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。 空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。 当从小区域到大区域的制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。5 根据你的理解，浅谈 GIS 的新进展。答：地理信息系统是一门新兴的边缘学科,它的发展取决于其相关学科的发展。近年来,数字地球、虚拟现实、计算机网络等前沿技术为 GIS 提供了新的机遇和挑战。近年来,GIS 得到了迅猛的发展,其含义也发生了一些改变,从原来的地理信息
11、系统发展到了地理信息科学。随着一些与地理空间相关的新技术的出现和发展,使 GIS 又面临着新的机遇与挑战。(1)数字地球的提出为 GIS 发展提供了丰富的数据源“数字地球”是美国前副总统戈尔于 1998 年 1 月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表题为“数字地球新世纪人类星球之认识”的演说时提出的。 。一般说来,“数字地球”的核心思想有两点:一是用数字化的手段统一处理与地球有关的问题;另一点是最大限度地利用信息资源。数字地球的兴起与 GIS 的发展是相辅相成的,由于数字地球是一项政府行为,所以它可以为 GIS 提供有力的物质基础(包括海量的数据以及足够人力物力等);而GIS 又是数字地球的载体
12、,是数字地球向实用化发展的必由之路。可以看到,数字化地球的建立,将在不久的将来为 GIS 提供丰富的数据源,使得 GIS 向网络化、多媒体化发展成为可能。(2)虚拟现实使 GIS 更加生动近年来,关于虚拟现实在 GIS 中的应用的讨论越来越多,已经成为一个新的研究热点。随着 GIS 应用领域的不断扩大,普及程度的不断提高,人们对 GIS 的操作界面和结果的可理解性提出了越来越高的要求。那种将数据转换为视觉图像的传统方法已经不能满足 GIS 的这种要求。在目前的计算机硬件条件和其它技术条件的支持下,GIS 在三维动态仿真方面的功能已经大大提高。一些功能强大的 3D 制作软件(如 3D MAX),
13、能够产生形态复杂、形象逼真的三维实体,供其它开发工具调用。特别是 VRML 的出现,更为 GIS 向虚拟现实方向发展提供了良好的工具(3)计算机图形学的发展使真三维 GIS 成为可能早先的 GIS 来源于地图绘制,其空间信息一般只局限于平面信息,即这种GIS 是二维的 GIS。虽然,目前也有一些所谓的三维 GIS 软件,但它们大都是假三维的,也就是说,在这种软件中,其高程只能作为一种属性,而不是真正的空间数据,它不能参与空间数据的运算。真正的三维 GIS 软件,其空间坐标(x,y,z)都参加图形显示的运算,它的数据采集、数据结构、拓扑关系、数据显示、空间分析都要比二维 GIS 复杂得多。正因为
14、如此,为三维 GIS 构建三维空间数据模型,建立合适的数据结构已经成为图形学、计算机学、数学、地理信息系统等相关学科普遍关注的问题。目前,关于三维曲面(包括三维实体)的真实显示(包括动态显示)、曲面求交、三维实体光照模型的算法很多,有一些已经得到应用。一些软件公司已经把一些算法浓缩成了几何原型,如在 Windows 操作系统中所带的 OpenGL (开放的图形库),它就是一种开放式的,适合于多种硬件平台及操作系统的工业标准的三维计算机图形接口软件。这种软件在微机上就可以实现高品质、交互式的三维图像动态显示及仿真,因此已经引起了 GIS 开发者的关注。随着计算机图形学技术研究的不断深入,实现真正
15、意义的三维 GIS 也将成为可能。(4)网络化的 GIS 实现了数据的共享万维网是在 Internet 基础上发展起来的一种新技术。随着 GIS 网络化思想的不断发展,建立适合于网络的 GIS(也称 WWWGIS)已经成为 GIS 研究领域的又一研究热点,这与数字地球的提出和发展也是一致的。将其应用到 GIS 领域,建立适合 GIS 的 WEB 数据库将极大地促进 GIS 向网络化发展(5)可视化数据库建模与面向插件的 GIS地理信息系统的发展与数据库技术的发展是密切相关的。随着地理信息系统向网络化和真三维的方向发展,传统的双重 C/S 体系,即用户/服务器体系,正在逐渐被更加复杂的、分布式的、多体系的空间数据库模式所代替。可视化数据库建模可以帮助我们理解和更加精确地描述用户数据库的内容所要完成的要求。同时,它还帮助我们掌握问题的复杂程度,使提高编程效率、简化系统维护的计划、交流及实施变得更加简单方便。作为一门新兴的边缘学科,地理信息系统的发展与这些新技术的发展息息相关。只有吸收多学科的研究成果,进行优势互补,GIS 产业才能健康发展。相信在多学科专家的共同努力下,与上面所述相关新技术相互渗透、相互支撑的 GIS软件平台一定会诞生。(注：只要写出其中三点就满分。)
