地理信息系统专业课简答题.doc

名词解释1、信息:用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量和特征。信息具有客观性、适用性、传输性和共享性。2、数据：具有某一目的定性定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像等形式。信息和数据的关系：数据是客观对象的表示，信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。3、地理信息：指表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。4、地理数据：是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。5、空间实体：地理信息系统中不可再分的最小单元现象6、信息系统:对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。7、地理信息系统：GIS是在计算机软硬件系统的支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布与之相关的属性数据，并回答用户一系列问题为主要的计算机系统。8、9、专题地图：把专题现象或普通地图的某些要素在地理底图上显示的特别完备和详细，而将其余要素列于次要地位，或不予表示，从而使内容专题化的地图。10、区域地理信息系统11、地图：地图是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形以传递它们在数量、质量在空间和时间傻瓜的分布规律和发展变化。：12、专家系统：13、空间模型：14、矢量数据结构：15、栅格数据结构：16、拓扑关系：17、游程长度编码：18、四叉树编码：19、空间数据结构：20、拓扑属性；21、内部数据结构:22、数据库：为一定的目的服务，以特定数据存储相关联的数据集合，按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库23、数据仓库：面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合，用以支持管理决策。24、空间数据库：某一地域内关于一定地理要素特征的数据集合。25、空间数据模型:26、场模型: 在地理信息系统中用来表示数据在二维或者三维空间中连续变化的空间数据模型称为场模型。27、空间变换：为了满足特定空间分析的需要，需对原始图层及其属性进行一系列的逻辑或代数运算，（2分）以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性。（1分）28、曼哈顿距离：平面上两点间所有相邻拐点坐标间的横坐标之差与纵坐标之差的和，称为曼哈顿距离。（3分）29、地理信息的不确定性：是关于空间过程和空间特征不能被准确确定的程度，实际上就是以空间数据的真值为中心的一个范围。30、单点变换：只考虑单个点的属性值进行运算，假定独立单元的变换不依赖于其邻点上属性的影响，也不易受区域内一般特征的影响。31、不规则三角网: 通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面，（2分）是数字表面建模的一种方法。32、数据高程模型: 定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。当数字地形模型中属性表示海拔高程时就是数字高程模型。33、缓冲区分析: 是根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。（1分）34、绝对空间、是具有属性描述的空间位置的集合，（2分）它由一系列不同位置的空间坐标值组成。相对空间: 是具有属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系构成35、数字地形模型: 是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，（1分）以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。36、空间叠置分析; 是指在统一参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。37、地理信息系统产品：是指经由系统处理和分析，可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图、图表、图像、数据报表或文字说明。38、决策支持系统：是辅助决策者通过数据、模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统39、空间数据内插：通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。40、数字化：广义来说是指从模拟信号到数字信号的过程，GIS中通指矢量化41、网络：具有一定流通功能的线状要素的集合42、分辨率：由涉及到或使用的测量工具或分析方法能区分开的两个独立测量或计算的值的最小差值。43、数据层：集成到一起的面域分布空间数据集，它用于表示一个主体中的实体，或者有一公共属性或属性值的空间对象的集合。44、空间分析：是对分析空间数据有关技术的总称。45、串：由相互连接的一系列线段组成的没有分直线段的序列，它可与自身或其它线相切。46、电子地图：也称为数字地图，是地图制作和应用的一个系统，是一种数字化了的地图。47、空间索引就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。48、DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。49、解答题1、简述地理信息系统的基本功能。数据采集与输入、数据的编辑与更新、数据的存储与管理、空间查询与分析、空间决策支持、数据显示与输出。2. GIS有哪些应用功能？答：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。3. 空间数据的基本特征有哪些？答：属性特征：指空间对象的特征、即是什么，如对象的类别，等级，名称，数量。空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征。时间特征：描述空间对象随时间的变化。4. 简述地理信息系统的基本特征。具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；（2分）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；（2分）计算机系统支持进行空间地理数据管理。（2分）5. 简述GIS与MIS（管理信息系统）的区别与联系。两者都是以计算机为核心的信息处理系统，随着数据库技术的发展不断完善。区别主要表现在计算机软硬件上，信息处理的内容和采取的目的方面的不同。6. 简述地图在GIS中的作用数据源；（2分）空间分析；（2分）显示与输出。7. 简述地理信息系统主要软硬件的组成。系统硬件：GIS主机，GIS外部设备，GIS网络设备；（3分）系统软件:GIS专业软件，数据库软件，系统软件。（3分）8 简述GIS主要应用领域.9 简述地理信息系统的组成。系统硬件；系统软件； 空间数据； 应用人员；应用模型。10、简述栅格数据的数据取值方法面积占优法、长度占优法、重要性法、中心点法、11、分别写出下图的索引编码的点、线和多边形文件12、矢量数据的获取可以通过哪些途径？手扶跟踪数字化法、扫描数字化法、解析测图仪数据输入（其他数据转换）、鼠标输入、键盘录入、其他定点设备输入。13、简述栅格格式向矢量数据格式转换通常包括的步骤多边形边界提取，边界线搜索，拓扑关系生成，去除多余点以及曲线圆滑处理。14、简述由矢量格式向栅格数据的转换的方法：1)点数据栅格化2)线数据栅格化3)多边形栅格化：a、内部点扩散算法：由多边形内部种子点向周围邻点扩散，直至到达个边界为止；b、复数积分算法：有待判别点对多边形的封闭边界进行复数积分，来判断两者关系；c、射线算法和扫描算法：由外部点向判断点引射线，通过射线与多边形的交点的个数进行判断；交点数为偶数时，待判点在多边形外，奇数时，在多边形内。d、是一种基于积分思想的矢量转栅格算法，适合记录拓扑关系的多边形矢量转换数据。15、栅格结构有哪些特点栅格数据实际是像元阵列，每个像元用行列号确定位置，且具有表示属性的型和属性值的编码；(1)属性明显，定位隐含；(2)数据结构简单，易于遥感数据结合，但数据量大；(3)几何和属性偏差；(4)面向位置的数据结构，难以建立空间对象之间的关系。16、矢量结构有哪些特点：(1)用离散的点描述空间对象与特征，定位明显，属性隐含； (2)用拓扑关系描述空间对象之间的关系； (3)面向目标操作，精度高，数据冗余度小；(4)与遥感等数据难以结合； (5)输出图形质量好，精度高； 17、简述游程长度编码的方法，又称压缩编码什么情况不能起到压缩效果18、简述建立空间数据的拓扑关系的意义(1)据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系；(2)利用拓扑数据有利于空间要素的查询；(3)可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。19、简述数据库的特点：数据库集中控制，数据冗余度小，数据独立，复杂的数据模型，数据保护（安全性控制，并发控制，故障的发现和恢复）20、简述GIS数据库的特点：数据量特别大；不仅包含大量的属性数据，而且包含大量的空间位置关系的数据；应用相当广泛。21、简述基于栅格结构的空间变换的三种方式：单点变换、领域变换、区域变换1）单点变换只考虑单个点的属性值的运算，假定独立单元的变换不依赖于其邻点上属性的影响，也不受区域内一般特征的影响。单点变换最常见的函数有加、减、乘、除等代数运算；与、并、非、异或等逻辑运算；比较运算；指数函数、对数函数、三角函数等。（2分）2）邻域变换是指在计算新图层图元值时，不仅考虑原始图层上相应图元本身的值，而且还要考虑与该图元有邻域关系的其他图元值的影响。这种关联可以是直接的几何关联，也可能是间接的几何关联。常见的函数有平滑、离散点搜索、连续表面描述等。（2分）3）区域变换是指在计算新图层属性值时，要考虑整个区域的属性值，即通过一个函数对某一区域内的所有值进行综合，然后计算新属性值。常见的函数有求区域平均值、众数、极值、求和、整体插值等。（2分）22、数据质量控制常见的方法：传统的手工方法；（2分）元数据方法；（2分）地理相关法；（2分）23、简述空间元数据的概念和作用：元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用，不同领域的数据库，其元数据的内容会有很大差异。作用：（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档； （1分）（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据 ；（1分）（3）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息； （1分）（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断； （1分）（5）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。（1分）24、简述空间元数据的获取方法：键盘输入、关联表、测量法、计算法和推理法。25、什么是地图投影？GIS中为什么要考虑地图投影？：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影；也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标（，）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间的函数关系：X=f1（，）（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；（1分）（2）地球椭球体为不可展曲面；（1分）（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；（1分）26、空间坐标的转换方式和方法：1) 表格坐标到投影坐标的转换分为投影类型已知和未知两种情况。2) 投影坐标到地理坐标的转换通过使用逆转换方程使输入数据的投影坐标（x, y）转化为地理坐标经度和纬度（,）。3) 地理坐标到工作投影坐标的转换通过使用正转换方程将地理坐标的经度、纬度（,）转化为工作投影坐标（x, y）。 栅格转换（3分）如果输入栅格数据的地理投影类型已知，那么其数据转换将使用正转换方程；如栅格数据没有经过地学编码处理，那么将使用适合地面控制点的高阶多项式。27、简述地理信息系统中的空间分析方法。（1）产生式分析：数字地面模型分析，空间叠合分析，缓冲区分析，空间网络分析，空间统计分析（4分）；（2）咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询。（2分）28、简述GIS空间数据库设计的基本步骤。需求分析；（1.5分）概念设计；（1.5分）逻辑设计；（1.5分）物理设计（1.5分）29、数据质量应从哪几方面分析？数据的完整性；（2分）数据一致性；（1分）位置精度；（1分）时间精度；（1分）属性精度。（1分）30、简述DEM的主要表示模型。规则格网模型；（1.5分）等高线模型；（1.5分）不规则三角网模型；（1.5分） 次模型。（1.5分）31、数据质量控制常见方法有哪些？传统的手工方法；（2分）元数据方法；（2分）地理相关法；（2分）32、简述DEM的表示方法。（1）数学方法：（3分）整体拟合方法；局部拟合方法。（2）图形方法（3分）线模式；点模式；34、空间数据的内插的方法有哪些？方法是从存在的观测数据中找到一个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据函数关系式推求出区域范围内其它任意点或任意分区的值。（3分）空间数据的内插有离散空间内插和连续空间内插（2分）连续空间内插技术包括样条函数、最小二乘趋势面、傅里叶级数、克里金(Kriging)的移动平均法等。也可以分为整体拟合和局部拟合技术两大类。（1分）35、简述缓冲区分析的原理。缓冲区就是地理空间目标的一种影响或服务范围。（1分）从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R确定。（4分）缓冲区的基本问题是双线问题。（1分）36、简述地理信息系统设计评价的主要内容。(1)系统效率；（2分）系统可靠性；（1分）可扩展性；（1分）可移植性；（1分0系统效益。（1分）37、简述DEM数据采集方法。1）地面测量（1.5分）利用自动记录的测距经纬仪在野外实测。2）现有地图数字化（1.5分）目前常用的数字化仪有手扶跟踪数字化仪和扫描数字化仪。3）空间传感器（1.5分）利用全球定位系统GPS，结合雷达和激光测高仪等进行数据采集。4）数字摄影测量方法（1.5分）这是DEM数据采集最常用的方法之一。38、简述缓冲区分析的方法和过程。（1）角分线法。算法是在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点；在轴线的其他转折点上，用与该线所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行线的交点来生成缓冲区对应顶点。（3分）（2）凸角圆弧法。在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点；在轴线的其他转折点处，首先判断该点的凸凹性，在凸侧用圆弧闭合，在凹侧用前后两邻边平行新的交点生成对应顶点。这样外角以圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭。（注：以上两种方法可图示）（3分）39、简述空间数据元数据的获取方法。空间数据元数据的获取方法主要有五种：键盘输入（1分）关联表（1分）测量法（1分）计算法（1分）推理法（2分）40、简述GIS与CAD的区别与联系。两者有坐标参考系统；（3分）区别GIS容量大得多，数据输入方式不同，数据分析方法具有专业化特征。（3分）41、简述E-R模型向关系模型的转换方法。1）一个实体转换为一张二维表（一个关系），实体的主码为二维表的关键字，实体的属性均为二维表的属性。（2分）2）一个关系也可转换为一张二维表，与该关系相连的各实体的主码和该关系的属性转换成二维表的属性。（2分）3） 对具有相同关键字的二维表予以合并。不重复的属性相加，成为一张较大的关系表，仍保留原来的关键字。（2分）42、简述WebGIS的应用。1）空间数据发布（1.5分）由于能够以图形方式显示空间数据，较之于单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易找到需要的数据；2）空间查询检索（1.5分）利用浏览器提供的交互能力，进行图形及属性数据库的查询检索；3）空间模型服务（1.5分）在服务器端提供各种空间模型的实现方法，接收用户通过浏览器输入的模型参数后，将计算结果返回。换言之，利用Web不仅可以发布空间数据，也可以发布空间模型服务，形成浏览器/服务器结构(Browser/Server，B/S)。4）Web资源的组织（1.5分）在Web上，存在着大量的信息，这些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往往有其所在位置属性，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务，无疑也可以通过WebGIS实现。43、一个标准的MapInfo表由哪几个文件组成？分别说明它们的作用。*.tab：描述表的性质；（1.5分）*.map：记录空间数据；（1.5分）*.dat：记录属性数据；（1.5分）*.id：索引文件；（1.5分）它们是一个整体，对它们的操作不能单独进行。44、什么是决策？决策过程一般分哪几步？决策是一个决策者为达到某种目标或目标集合，根据一定的约束条件下在多种侯选方案里进行选择的复杂过程。（2分）当采用数学表述形式表达一般化决策问题时，包括以下几个构成部分：1）方案集合；（1分）2）状态集合；（1分）3）损益函数；（1分）4）目标函数（决策准则）。（1分）45、简述地理信息系统设计的步骤。系统分析（1.5分）；系统设计；（1.5分）系统实施；（1.5分）系统运行和维护。（1.5分）46、47、48、论述题1、试论述地理信息系统的发展及趋势。国际： （2分）GIS的发展经历了以下几个阶段：60年代的开拓期，注重于空间数据的地学处理，如美国人口调查局建立的DIME用于处理人口统计数据；70年代的巩固期，注重于空间地理信息的管理，充分利用了新的计算机技术，但数据分析能力仍然很弱，在地理信息技术方面未有新突破；80年代的技术大发展期，注重于空间决策支持分析，应用领域迅速扩大，商业化实用系统进入市场；90年代是地理信息系统的用户时代，以来微机的发展和数字化信息产品在全世界普及，GIS已经深入到各行各业。国内： （2分）我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。地理信息系统的发展趋势表现为GIS系统技术和应用两方面。(1)系统技术方面。 （3分）数据标准化实现数据自动输入在空间数据结构与数据管理方面系统集成化平台网络化另外还将出现数据商业化、系统专门化、微机化、智能化等新的趋势。(2)系统应用方面。 （2分）GIS的应用将出现社会化、企业化、全球化和大众化等特征，GIS的前沿问题包括(1)系统技术方面。(2)应用方面。2、简述栅格数据和矢量数据的优点和缺点3、试论述GIS空间数据库的几种主要数据模型及各自优缺点。GIS空间数据库的主要数据模型有层次数据模型，网络数据模型，关系数据模型，面向目标数据模型。层次数据模型的优点：存取方便且速度快，结构清晰，容易理解；数据修改和数据扩展容易实现；检索关键属性十分方便。缺点：结构呆板，却反灵活性；同一属性要存储多次，数据冗余大，不适合拓扑空间数据的组织。网络模型的优点：能够明确而方便地表示数据间的复杂关系，数据冗余小；缺点是网络结构复杂，增加用户查询和定位的困难。关系模型的优点：结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求；能搜索、组合和比较不同类型的数据；增加和删除数据非常方便。缺点是数据库大时，查找满足特定关系的数据费时，对空间关系无法满足。4、试论述地理信息系统空间数据的误差来源在空间数据处理过程中，容易产生的误差有以下几种：投影变换。（1分）地图数字化和扫描后的矢量化处理。（1分）数据格式转换。（1分）数据抽象。（1分）建立拓扑关系。（1分）与主控数据层的匹配。（1分）数据叠加操作和更新。（1分）数据集成处理。（0.5分）数据的可视化表达。（0.5分）5、论述空间数据处理中的误差6、试述WebGIS的实现技术。CGI方法（2分）Server API方法（2分）插件方法（2分）Java Applet方法（2分）ActiveX方法（2分）7、试述栅格图像配准的目的、方法、原理及注意事项。目的：建立物理坐标与用户坐标的转换关系。（2分）方法：采集若干同时具有物理坐标与用户坐标的控制点。（2分）原理：系统根据控制点的坐标，用最小二乘法建立物理坐标与用户坐标的关系多项式。（2分）注意：数字化原图的投影设置要准确；控制点的数量要足、分布要均匀、控制范围要广。（3分）8、试论述DEM的主要应用。地形曲面拟合（2分） 立体透视图（2分） 通视分析（2分） 流域特征地貌提取与地形自动分割（2分）DEM计算地形属性（2分）9、试述Delaunay三角网的基本准则。对于给定的初始点集P，有多种三角剖分方式，而Delaunay三角网具有以下特性：（1）其Delaunay三角网是唯一的；（2分）（2）三角网的外边界构成了点集P的凸多边形外壳；（2分）（3）没有任何点在三角形的外接圆内部，反之，如果一个三角网满足此条件，那么它就是一个Delaunay三角网。（3分）（4）如果将三角网中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网的排列得到的数值最大。（3分）10、试论述地理信息标准化的内容。在地理信息系统建设过程中，地理信息的标准化是一项十分重要的工作，它关系道地理信息资源的开发、利用和共享（1分）。地理信息标准化的基本内容有：统一的名词术语内涵（1分）统一的数据采集原则（1分）统一的空间定位框架（1分）统一的数据分类标准（1分）统一的数据编码系统（1分）统一的数据组织结构（1分）统一的数据记录格式（1分）统一的数据质量含义（1分）11、简述空间数据误差来源与数据质量控制方法。从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的处理变换到空间数据的应用，在这两个过程中都会有数据质量问题的发生。（1）空间现象自身存在的不稳定性：包括空间特征和过程在空间、专题和时间内容上的不确定性。（2）空间现象的表达：数据采集中的测量方法以及量测精度的选择等受到人类自身的认识和表达的影响，这对于数据的生成会出现误差。（3）空间数据处理中的