地理信息系统原理习题集答案

一、单项选择题第一章C C D A A D A C A D D C A C B A C B D B C A A B D B A C C D C B Chapter 1a c e a d b b a c c a b第二章B D A A A A B D B D B A C D A A B B B B C D Chapter 2a a b b d b a b c b b b b c 第三章C B B B B D C D D A D A A D A B Chapter 3a d a d a c d d b a a a a a b a a b第四章A B C B D C A B C D A A A B C C C A A B D D A A C D A D Chapter 4c a a a a c c a c d 第五章A D C D A D C C C B D A A D C B D A D C CChapter 5d c a a a b b a c d d b a 第六章D B D C C D D A A C A C C A B C B D C B A B A C D C Chapter 6c b b a a d a d a a a c b第七章A D A D B Chapter 7b b a b a a d a a a c b c a d c c a 第八章A Chapter 8b c a b b b d b b d c d a b c 第九章B DChapter 9c b b c d a a b d c c c a b第十章C A B A A A C A C A A A A C D A D B Chapter 10d a b c c a c b a b a b b 第十一章A A C Chapter 11b d d c b b d a c a e a c d b a c 第十二章A D B B A C A B D A B D B D B D Chapter 12e a a c a b d d a d b a b c a a c b 第十三章A A D Chapter 13d d a d d c a b 第十四章A A C B A D C B A Chapter 14b a a b d c b b c a bChapter 15d a b a c b b a Chapter 16c d a a b a b e b a a a 二、多项选择题1、ABC 2、ABCD 3、ABC 4、ABCD 5、ABC 6、ABCD 7、ABCD8、ABCD 9、ABC 10、ABCD 11、ABCD 12、AB 13、 ABCD14、ABC 15、ABCDE 16、ACD 17、ABC 18、ABD 19、ABCD 20、BCD 21、AB 22、ABCD 23、ABCD 24、BCD 25、ABD 26、BCD27、ABC 28、ABD三、判断题 四、填空题1. 与其他类型信息相比，地理信息具有地域性、多维结构、时序特征三个主要的特性。2. 一个完整的 GIS 主要由五个部分构成，即用户、软件、硬件、模型、数据_其中数据是 GIS 处理对象。3. 图 1 中，A，B，C 为各种植被类型代码， D 为铁路代码，小黑圆点为栅格中心点。在确定该栅格单元的代码时，若该栅格单元代码为 C，是利用中心点法，若该栅格单元代码为 B，是利用面积占优法 ，若栅格单元的代码为 D，则利用了重要性法来确定栅格代码的。4. 矢量结构向栅格结构的转换中，面实体的转换包括边界的转换和面域的充填，面充填的方法有内部点扩散法（种子扩散法） 、扫描法、边填充算法等三种。5. GIS 一般用数据层来组织空间数据，空间数据分层方法有专题分层，时间序列分层，地面垂直高度分层三种。6. GIS 中表示和存储 DEM 的常用方法有等高线，TIN（不规则三角网）和规则格网三种。其中规则格网方法结构最简单，但对于平坦地区存在冗余存储。7. 3S 集成是指 GPS，RS，GIS 三者的集成利用。其中 RS 主要用于获取数据。8. 图幅接边中的几何接边是为了处理几何裂缝问题，逻辑接边是为了处理逻辑裂缝解决问题。9. 统计分析主要针对 GIS 中的属性数据进行的，若要了解数据分布的集中位置，可以计算（属性数据的）集中特征数，如_频数和频率，平均数，数学期望等；若要了解数据分布的离散程度，可以计算（属性数据的）离散特征数，如极差、离差、方差与标准差等。10. 面向对象方法的数据抽象技术包括分类、概括、聚集、联合等。11. 三维空间数据模型研究主要有两个趋势：一是采用基元及其组合来表示三维空间目标，并且这些基元本身能够用较简单的数学解析函数描述，二是采用 体元 模型来表示三维空间特征及其属性的非均衡变化。12. 专题地图的制图表示方法比较多，有定点符号法、等值线法、质底法 、范围法 等。13. 空间数据反映实体的三个特征 属性特征 、 空间特征 、 时间特征 。 14. 空间数据类型，依数据来源不同分为 地图数据、 地形数据 、 属性数据 、 元数据 、 影像数据 五种。 15. 空间数据模型类型分为三种 层次 、 关系 、 网状 。 16. 地理信息系统是由计算机硬、软件系统和不同的方法组成的系统，该系统支持空间数据的采集、管理、处理 、分析、建模和 输出 ，以便解决复杂的规划和管理问题。17. 综观 GIS 发展，可分为开拓期（60 年代） 、巩固发展期（70 年代） 、技术突破期（80 年）和社会化（90 年）四个阶段。18. GIS 是空间数据和属性数据的综合体19. GIS 空间数据的分类按数据结构来分，可分为 矢量 数据和 栅格 数据。20. GIS 空间数据的拓扑关系主要包括 拓扑邻接 、 拓扑关联 和 拓扑包含 。21. 在 GIS 中，空间查询的方式主要包括 属性查询图形 和 图形查询属性 两种。22. 由栅格数据向矢量数据转换的步骤主要分为边界提取、二值化、细化、和跟踪。23. 拓扑元素主要包括 节点 、 弧段 与 多边形。24. 拓扑关系具体可由 4 个关系表来表示，分别为节点与弧段关系、弧段与节点 关系、弧段与多边形 关系和 多边形与弧段 关系。25. 拓扑数据结构中由 弧段坐标 文件、节点文件、弧段文件和多边形文件等一系列包含拓扑关系的数据文件组成。26. 栅格代码可以用 中心点 法、 面积占优 法、 重要性 法和 长度占优 法来确定。27. 栅格数据的压缩编码方式主要有链式编码、游程 编码、 块状 编码和 四叉树 编码。28. GIS 的数据采集将地理实体的几何数据和属性数据输入到地理数据库中。29. 空间数据误差分为 几何误差 、属性误差、时间误差和逻辑误差。其中逻辑误差和几何误差为 GIS 特有。30. 矢量数据压缩方法主要有道格拉斯普克法、垂距法和光栏法。31. 在地理信息系统中，DEM 最主要的三种表示模型是 规则格网模型 ，等高线模型 和不规则三角网模型 。32. 在 GIS 可能使用到的硬件中，下列设备分别用于：图形图象扫描仪 数据输入 ；显示器 数据输出或地图显示 ；磁盘或磁带 数据存储 。33. 数据和信息的关系为 信息是数据的内容 和 数据是信息的表现形式 。34. 在空间要素的布尔代数运算中，设 A 为真，B 为假，C 为真，则 A OR B 为 真 ；A AND (B OR C)为 真 。 35. 空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有拓扑空间关系、顺序空间关系、度量空间关系。36. 栅格数据模型的一个优点是不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需要进行复杂的几何计算。37. 栅格数据结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。38. 属性查询是一种较常用的空间数据查询，属性查询又分为简单的属性查询和基于SQL 语言的属性查询。39. 空间关系查询包括拓扑关系查询和缓冲区查询。40. 从缓冲区对象方面来看，缓冲区最基本的可分为点缓冲区、线缓冲区和面缓冲区。41. 地理空间分析的三大基本要素是空间位置、属性、时间。42. GIS 运行环境的核心部分是计算机软硬件系统。43. GIS 硬件系统包括输入设备、处理设备、存储设备、和输出设备四部分。44. 从数据结构上，GIS 可分为矢量 GIS、栅格 GIS、矢量 栅格 GIS。45. 地理空间坐标系统分为球面坐标系统、平面坐标系统，其中平面坐标系统被称为投影坐标系统。46. 投影是指建立两个点集之间一一对应的映射关系。47. 根据空间数据的获取方式可分为：地图数据、遥感影像数据、实测数据、共享数据、其他数据。48. 地理信息系统的数据采集工作包括两个方面：空间数据的采集、属性数据的采集。49. 数据重构主要包括 ： 数据结构的转换和数据格式的转换。50. 空间数据质量指标包括：完备性、逻辑一致性、位置准确度、时间准确度、专题准确度。51. 空间数据的误差：几何误差、属性误差、时间误差、逻辑误差。52. 数据库领域中最常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型、对象模型。53. GIS 的英文全称是 Geographic Information System。 54. 几何数据获取方法主要有外业测量获得，由栅格形式的空间数据转换获得，对各类地图跟踪数字化获得，扫描获得等。55. GIS 中的空间分析主要包括地形分析，网络分析，叠置分析，缓冲区分析，决策分析等。56.空间数据质量的内容包含位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性、现势性。GIS 数据的主要误差来源包括 数据采集误差、数据输入误差、数据存贮误差、数据操作误差、数据输出误差、成果使用误差。57.属性数据的编码原则系统性和科学性、一致性、标准化和通用性、简捷性、可扩展性。58.地理信息系统的构成包括硬件、软件、数据、人员、模型。五、名词解释1、地理数据和地理信息地理数据是各种地理特征和地理现象间关系的符号化表示，包括空间位置数据、属性（特征）数据和时域特征数据三大部分。地理信息是有关地理实体空间分布、性质、特征和运动状态的信息，它是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理及环境数据的解释。2、叠置分析（Overlay Analysis）就是把同一地区、同一投影、同一比例尺的两个或两个以上的图层重叠在一起，产生新的空间图形或空间位置上新的属性。叠置后产生的新的图形属性就是原叠置相应位置处的图形对应属性的函数。根据数据结构的不同，叠置分析主要包括矢量叠置分析和栅格叠置分析，它们分别针对矢量数据结构和栅格数据结构。3、空间数据质量空间数据质量是指数据对特定用途的分析和操作的适用程度。可以使用误差或不确定性的概念来描述。描述的指标有准确性、数据的精密性、分辨率、比例尺、误差、不确定性等。4、缓冲区分析缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度，是解决邻近度问题的空间分析工具之一。5、栅格数据结构又称网格结构或像元结构，它是基于栅格模型的数据结构。是指将空间分割成有规则的网格，然后在各个网格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。6、地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System ，简称 GIS）是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。7、矢量数据结构是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。它由表示位置的标量和表示方向的矢量两部分构成。 8、数字高程模型（DEM）通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据长采用绝对高程。9、拓扑关系地理图形要素之间的各种关联、邻接以及包含等空间关系的总和就是拓扑关系。10、数字地球是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特征的一种抽象描述的模型，是地球诸要素信息的数字集合11、数据变换将数据从一种数学状态转换为另一种数学状态的过程，包括投影、变换、几何纠正、误差修正等。12、空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。13、数字地图即已经数字化了的地图。可以存储在数字存储介质上；可以显示在屏幕或打印输出；显示内容可以调整，并且地图连接数据库等。14、数据编码为实现空间数据的计算机存储、处理和管理，将空间实体按一定的数据结构转换成适合于计算机操作的过程。其中矢量数据结构的编码方式有实体式、索引式、双重独立式和链状双重独立式；栅格数据结构的编码方式有直接栅格编码、行程编码、链式编码。15、地图数字化根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。16、空间数据结构对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。17、数字地形分析是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 18、四叉树编码一种栅格数据结构的压缩编码方法。其基本思想是将一幅栅格地图或图像等分为 4 部分，逐块检查其网格属性值（或灰度），如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成 4 个子区。这样递次分割，直到所有子区都只含有相同的属性值或灰度为止。按其编码的方法不同分为常规四叉树和线性四叉树编码。19、数据预处理用各种方法对数据进行变换、加工，以便使它适于存储、管理及进一步分析和应用。预处理的主要内容包括几何纠正、数据压缩、数据规范化和数据匹配。20、属性数据用于描述事物或对象的数量及质量特征性质的数据。六、简答题1、什么是拓扑关系？在 GIS 中引入拓扑关系有何意义？常用的拓扑关系有哪些？ 答：拓扑关系是指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。在 GIS 中引入拓扑关系对于数据处理和 GIS 空间分析具有重要的意义：根据拓扑关系，可以确定地理实体间的空间位置关系；利用拓扑数据，有利于空间要素的查询；可以利用拓扑数据重建地理实体。常用的拓扑关系有拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。2、GIS 与其它信息系统的关系和区别。答：GIS 属于信息系统中的空间信息系统中的一类，包括专题 GIS 和综合信息系统。1）GIS 与一般 MIS 的区别是：GIS 离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是 GIS 广泛使用的核心技术。GIS 对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般 MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。如电话查号台是一个一般 MIS，只能回答用户询问的电话号码，而通信信息系统除了可查询电话号码外，还提供用户的地理分布、空间密度、最近的邮局等空间关系信息。2）GIS 与 CAD/CAM 的异同点是：GIS 与 CAD 共同点是：a. 都有空间坐标系统；b. 都能将目标和参考系联系起来； c. 都能描述图形数据的拓扑关系；d. 两者都能处理属性和空间数据。GIS 与 CAD 不同点是：a. CAD 研究对象为人造对象规则几何图形及组合；图形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对较弱；b. CAD 中的拓扑关系较为简单，一般采用几何坐标系。c. GIS 处理的数据大多来自于现实世界，较之人造对象更复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化；d. GIS 的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；e. GIS 采用地理坐标系 。3、何谓矢量数据结构？矢量数据的获取可以通过哪些途径？答：矢量数据结构是通过坐标值来精确表示点、线、面等地理实体。矢量数据的获取方式通常有：1)由外业测量获得，可利用测量仪器自动记录测量成果,然后转到地理数据库中。2)由栅格数据转换获得，利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。3)跟踪数字化，用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。4、何谓栅格数据结构？栅格数据的获取可以通过哪些途径？答：栅格数据就是以规则的像元阵列来表示空间地物或现象的分布的数据结构。栅格数据的获取方式通常有：1)来自于遥感数据：通过遥感手段获得的数字图像就是一种栅格数据。2)来自于对图片的扫描：通过扫描仪对地图或其它图件的扫描，可把资料转换为栅格形式的数据。3)由矢量数据转换而来：通过运用矢量数据栅格化技术，把矢量数据转换成栅格数据。4)由手工方法获取。5、矢量数据的叠加有什么作用？答：叠置分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一，它将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。6、栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同？答：栅格数据叠置的直观概念就是将两幅或多幅地图重叠在一起，产生新多边形和新多边形范围内的属性。其结果虽然数据存储量小，但是运算过程复杂。矢量数据在叠置地图的相应位置上产生新的属性的分析方法。其结果虽然数据存储量大，但是运算过程较简单。7、什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。答：缓冲区是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。缓冲区分析是GIS 的基本空间操作功能之一。例如：1）某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析；2）要分析因道路拓宽而需拆除的建筑物和需搬迁的居民，则需进行线缓冲区分析；3）对野生动物栖息地的评价中，动物的活动区域往往是在距它们生存所需的水源或栖息地一定距离的范围内，为此可用面缓冲区进行分析。8、比较地理信息系统数据库和一般数据库的区别。答：1地理信息系统的数据库（空间数据库）是指区域内关于一定地理空间要素特征的数据集合，和一般数据库相比，主要特点有：（1）数据量特别大；（2）不仅有地理要素的属性数据（和一般数据库的数据性质相似） ，还有大量的空间数据；（3）数据应用广泛。9、简述四叉树数据结构。四叉树实际上是栅格数据结构的一种压缩数据的编码方法。基本思想是将一幅栅格地图或图像等分为四部分。逐块检查其格网属性值（或灰度） 。如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样递次分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。按照编码的不同，四叉树结构可以分为常规四叉树和线性四叉树： 1）常规四叉树除了记录叶结点以外，还要记录中间结点，结点之间借助指针联系，每个结点需要用六个量表达：四个叶结点，一个父结点指针和一个结点的属性值；2）线性四叉树则只存储最后叶结点的信息，包括结点的位置、深度和本结点属性或灰度。10、简述地理信息系统中的地理投影及其原因。定义：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影。地理信息系统中采用地图投影的原因如下：1）地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算；2）地球椭球体为不可展曲面，要向将其转化为平面坐标，必须进行投影；3）地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析。11、什么叫 GIS，简述 GIS 基础软件平台的主要功能。答：GIS 是一种特定的十分重要的空间信息系统，在计算机的软、硬件的支持下对整个或部分地球表层（包括大气层）有关地理分布数据进行采集、存储、管理、分析、显示、描述的技术系统。 平台软件的功能主要有：1）数据的采集和编辑 2）数据的输入和存储 3）数据的管理和维护 4）数据的处理和分析 5）数据的显示和输出 6）系统的二次开发与编程12、面向对象数据模型四种核心技术？ 答：1）分类，分类是把一组具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。 2）概括，将相同特征和操作的类在抽象为一个更高层次更具有一般性的超类过程。 3）聚集，把几个不同性质类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。 4）联合，相似对象抽象组合为集合对象，其操作是成员对象的操作集合。 13、具体解释空间数据的三个基本特征。答：1）空间特征：指空间物体的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻物体的拓扑关系。2）时间特征：是指空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算产生的。 3）专题特征(属性)：指的是除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征。 14、GIS 的应用领域有什么？（写出五种即可） 答：资源管理， 资源配置， 城市规划和管理，生态、环境管理与模拟，地学研究与应用。15、什么是空间数据？ 答：空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入 GIS。16、栅格数据的优缺点有哪些？ 答：优点：1）数据结构简单。 2）叠加操作更易实现、更有效。 3）能有效表达空间可变性。 4）便于做图像的有效增强。 缺点：1）数据量大，需要压缩。 2）难以表达拓扑关系。 3）图形输出不美观，有锯齿。17、矢量数据的优缺点有哪些？答：优点：1）数据结构更严密。2）提供有效的拓扑编码，便于拓扑操作。3）图形输出美观。 缺点：1）数据结构复杂。 2）叠加操作不方便。 3）表达空间变化性能力差。 4）不能做增强处理。 18、地理信息系统数据源的类型有哪些？在地理信息系统中有哪些主要的数据输入方法？答：GIS 数据源有：（1）地图资料；（2）影像数据；（3）遥感数据；（4）实测数据；（5）文本资料；（6）统计数据；（7）多媒体数据；（8）其它已有的非系统化的数据。数据输入方法有：（1）手工键盘输入；（2）手扶跟踪数字化仪输入；（3）扫描数字化仪输入；（4）解析测图法输入；（5）已有数字化形式数据转换。19、简述 DEM 的概念，构建方法及应用领域。答：DEM 的概念：是用数值矩阵对地表起伏变化的一种连续表示方法，它是地表单元的高程集合，是国家空间地理信息的重要组成部分。DEM 构建方法：（1）等高线法；（ 2）规则格网法；（3）不规则三角网法。DEM 的应用：（