地理信息系统原理A

华中农业大学本科课程考试试卷

考试课程与试卷类型：地理信息系统原理A姓名：

学年学期：2010-2011-2 学号：

考试时间：2011-05-06 班级：

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共20分。）1．从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是GIS具有

A.数据输入功能

B.数据管理功能

C.空间分析功能

D.数据输出功能

2．京广铁路线上有很多站点，这些站点和京广线之间的拓扑关系是

A.拓扑邻接

B.拓扑关联

C.拓扑包含

D.无拓扑关系

3．GIS数据质量是指GIS中空间数据的可靠性，通常用空间数据的来度量。

A. 正确率

B. 保留小数点位数

C. 误差

D. 精度

4．下列哪项软件产品是用于GIS网络发布。

A.ArcMap

B.ArcSDE

C.ArcObject

D.ArcIMS

5．尽可能地降低采集、处理地理数据的成本，促进地理数据的_______已经成为共识，这就引导着GIS向互操作GIS的方向发展。

A.开发

B.共享

C.获取

D.生产

6．矢量空间数据的压缩主要通过来实现。

A.行程编码、四叉树编码等方式

B.利用某种算法删除线状要素或区域边界上的一部分坐标点

C.建立图元之间的拓扑关系

D.将图形数据和属性数据分开存储

7．叠置分析是GIS用户经常用以提取数据的手段之一。在GIS系统中，根据数据存储的方式不同，叠加分析又分为栅格系统的叠加分析和矢量系统的叠加分析。比较这两者，____。

A.栅格系统的叠加分析复杂

B.栅格系统的叠加分析能够保留图元的拓扑关系

C.矢量系统的叠加分析复杂，且不能保留图元的拓扑关系

D.矢量系统的叠加分析复杂，但能够保留图元的拓扑关系

8．下列不属于栅格数据压缩编码方式的是

A.链状双重独立式编码法

B.行程编码法

C.块式编码法

D.四叉树编码法

9．将矢量数据转换成栅格数据时，下列哪项算法不能用于面域内部填充

A.扫面线法

B. 内部种子扩散法

C. Douglas—Peucker

D. 边界填充法

10．分析当前日本核泄漏危机的影响区域时，主要用哪些空间分析方法

A.缓冲区分析和叠置分析

B. 缓冲区分析和网络分析

C.叠置分析和网络分析

D. 叠置分析和拓扑分析

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二、填空题（每空1分，共20分。）

1.地理信息系统由、、、四部分组成。

2.描述地理实体的是空间数据，它有三个基本特征：、、

3.数据模型主要有、、、四种。

4. 是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统,以实现导航、定位、授时等功能；利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物；上述两种技术与GIS结合，构成技术

5.叠置分析的方式有、、和判别等。

6.是存贮在计算机内的有结构的数据集合，是一个软件，用以维护数据库，接受并完成用户对数据库的一切操作，提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件。

三、名词解释（将下列英文词语或缩写翻译成中文，并解释其含义，共五题，每题3分，共15分。）

1. MetaData

2.DEM

3. ComGIS

4.VR

5. WebGIS

四、简答题（共三题，每题5分，共15分。）

1.GIS的数据来源有哪些？

2.空间索引的作用是什么？简述空间格网索引的基本原理。

3.简述空间数据可视化的过程。

五、论述题（共3题，每题10分，共30分。）

1. 现有某市的以下数据：

道路（network）线图层；

学校(school) 点图层；

超市(Marketplace) 点图层；

著名景点(famous place)(该图层中有若干公园) 点图层。

以这份数据为基础，利用空间分析功能，选择一个合适的区域作为住宅用地，要求（1）距离公园200米以内；

（2）距离中学500米以内；

（3）距离所有的道路至少100米

请写出空间分析的具体步骤。

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2. 最短路径搜索是常用的网络分析功能，Dijkstra 在1959年提出了被公认为是最好的最短路径搜索算法，其基本依据是，若从点S 到点T 有一条最短路径，则该路径上的任何点到S 的距离都是最短的。为了进行最短路径搜索，令d(X,Y)表示点X 到Y 的距离，D(X)表示X 到起点S 的最短距离，其搜索步骤为：

（1）对起始点S 作标记，且对所有顶点令D(X)=∞,Y=S 。

（2）对所有未作标记的点按以下公式计算距离：D(X)=min{D(X),d(y,x)+D(Y)},其中Y 是最后一个作标记的点。取具有最小值的D(X)，并对X 做标记，令Y=X 。若最小值D(X)为∞，则说明S 到所有未标记的点都没有路，算法终止；否则继续。

（3）如果Y 等于T ，则已找到S 到T 的最短路径，算法终止；否则转到（2）。

按照上述算法，推演下图中从A 到K 的最短路径。最后得出此路径经过的点及长度。（图中标注于线上的数值表示两点之间的双向距离）

3. 图1是某区域土地利用图，在该区域中，土地被分为A 、B 、C 、D 四块，图2是用8*8的格网对该区域进行的栅格划分。（1）请将图3画在答题纸上，并填写各个栅格的属性值（取值规则使用面积占优法）（2）按行写出该区域栅格的行程编码，并说明你写出的行程编码的编码规则（3）画出该区域栅格的四叉树编码示意图。

图1 图2 图3

华中农业大学本科课程考试

参考答案与评分标准

考试课程：地理信息系统原理学年学期：2010-2011-2

试卷类型：A 考试时间：2011-05-06

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共20分。）

1. C

2. B

3. C

4. D

5. B

6. B

7. D

8. A

9. C

10. A

二、填空题（每空1分，共20分。）

1. 用户、软件、硬件、数据(与次序无关)

2. 属性特征、空间特征、时间特征(与次序无关)

3. 层次模型、网络模型、关系模型、面型对象模型(与次序无关)

4. GPS（或全球定位系统）、RS（或遥感）、3S

5. 相交、相减、合并(与次序无关)

6. 数据库、数据库管理系统、空间数据库应用系统

三、名词解释（共五题，每题3分，共15分。）

1. 元数据，是关于数据的数据（Data About Data），是关于数据和信息资源的描述性信息。

2. 数据高模型（Digital Elevation Model），简称DEM，是以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的数字模型，也是地形形状大小和起伏的数字描述。

3.组件化GIS，的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间，以及GIS组件与其它非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS基础平台以及应用系统。

4. 也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。

5. 网络地理信息系统，是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统。

四、简答题（共三题，每题5分，共15分。）

1. 地图数据是地理信息系统的主要的数据来源。地图的种类不同，研究的对象不同，应

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用的部门不同，图件编制的内容也不同。按内容划分，包括各种比例尺的普通地图和专题地图。（2分）

遥感数据为地理信息系统的重要信息源。从卫星或飞机上获取的图像信息主要有胶片和数字磁带两种记录形式。（1分）

数字资料，包括社会经济数据、人口普查数据、野外调查或监测数据等。（1分）

文字报告。（1分）

2. 空间索引的主要目的是加快空间检索速度（1分）。

空间格网索引的基本原理是：

（1）用一定大小的正方形网格覆盖空间数据所占区域；（1分）

（2）判断并存储每个网格内所包含的空间对象内容；（1分）

（3）进行空间检索时，只计算检索区域内的空间对象即可；（1分）

（4）当编辑图形时，对网格内的空间对象记录要进行更新。（1分）

3. （1）从GIS数据库中检索出要素、特征及定位信息。（1分）

（2）数据预处理,包括编辑、光滑或压缩等。（1分）

（3）符号化，即从符号库中读取符号信息，从色彩库中读取色彩信息，对空间对象配置符号。（1分）

（4）配置注记，从字符库中读取汉字及字符信息，配置注记文字到空间对象上去。（1分）

（5）地图输出。（1分）

五、论述题（共3题，每题10分，共30分。）

1. 步骤如下：

（1）选取famous place图层中的所有公园，为这些公园建立宽度为两百米的缓冲区，存储成图层“缓冲_famous_palce”（2分）

（2）为图层school中的所有点建立宽度为500米的缓冲区，存储成图层“缓冲_school”（2分）

（3）用相交叠置分析求取两个缓冲区相交的区域，存储成图层“缓冲_school_intersect”（2分）

（4）为图层network中的所有对象建立宽度为100米的缓冲区，存储成图层“缓冲_network”（2分）

（5）进行擦除的叠加分析，输入要素为

“缓冲_school_intersect”，擦除要素为“缓冲_network”，得到图层“缓冲_school_Intersect_Erase”，该图层即为结果（2分）

2. （1）距离矩阵：（2分）

A B C D E F G H I J K

A 0 ∞ 3 ∞∞ 4 ∞∞∞∞∞

B ∞0 ∞ 3 ∞ 2 ∞∞∞∞∞

C 3 ∞0 ∞∞∞∞ 3 ∞ 3 ∞

D ∞ 3 ∞0 ∞∞∞∞∞ 3 2

E ∞∞∞∞0 ∞ 2 ∞∞∞ 3

F 4 2 ∞∞∞0 ∞∞ 5 6 ∞

G ∞∞∞∞ 2 ∞0 2 ∞ 2 ∞

H ∞∞ 3 ∞∞∞ 2 0 ∞∞∞

I ∞∞∞∞∞ 5 ∞∞0 ∞ 4

J ∞∞ 3 3 ∞ 6 2 ∞∞0 ∞

K ∞∞∞ 2 3 ∞∞∞ 4 ∞0

（2）演算过程：

对起点A作标记，按公式计算其他点到A的距离，结果为：

D（C）=3, D（F）=4。其他都为∞。最小值为D（C）=3

对C作标记，按公式计算其他点：（1分）

D(B) = min{D(B), d(C,B)+D(C)}=min{∞, ∞+3}=∞.

D(D)= min{D(D), d(C,D)+D(C)}=min{∞, ∞+3}=∞

D(E)= min{D(E), d(C,E)+D(C)}=min{∞, ∞+3}=∞

D(F)= min{D(F), d(C,F)+D(C)}=min{4, ∞+3}=4

D(G)= min{D(G), d(C,G)+D(C)}=min{∞, ∞+3}=∞

D(H)= min{D(H), d(C,H)+D(C)}=min{∞, 3+3}=6

D(I)= min{D(I), d(C,I)+D(C)}=min{∞, 3+3}=∞

D(J)= min{D(J), d(C,J)+D(C)}=min{∞, 3+3}=6

D(K)= min{D(K), d(C,K)+D(C)}=min{∞, ∞+3}=∞

最小值为D(F)=4,对F作标记，并按公式计算其他点：（1分）

D(B)= min{D(B), d(F,B)+D(F)}=min{∞, 2+4}=6

D(D)= min{D(D), d(F,D)+D(F)}=min{∞, ∞+4}=∞

D(E)= min{D(E), d(F,E)+D(F)}=min{∞, ∞+4}=∞

D(G)= min{D(G), d(F,G)+D(F)}=min{∞, ∞+4}=∞

D(H)= min{D(H), d(F,H)+D(F)}=min{6, ∞+4}=6

D(I)= min{D(I), d(F,I)+D(F)}=min{6, 5+4}=9

D(J)= min{D(J), d(F,J)+D(F)}=min{6, 6+4}=6

D(K)= min{D(K), d(F,K)+D(F)}=min{∞, ∞+4}=∞

对B,H,J作标记，并按公式计算其他点：（1分）

D(D)=min{D(D),d(B,D)+D(B),d(H,D)+D(H),d(J,D)+D(J)}={∞,3+6,∞+6,3+6}=9

D(E)= min{D(E),d(B,E)+D(B),d(H,E)+D(H),d(J,E)+D(J)}= min{∞,∞+6,∞+6,∞+6}=

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∞

D(G)= min{D(G),d(B,G)+D(B),d(H,G)+D(H),d(J,G)+D(J)}= min {∞,∞+6,2+6, 2+6}=8 D(I)= min{D(I),d(B,I)+D(B),d(H,I)+D(H),d(J,I)+D(J)}= min {9,∞+6,∞+6 ∞+6}=9 D(K)= min{D(K),d(B,K)+D(B),d(H,K)+D(H),d(J,K)+D(J)}= min {∞,∞+6,∞+6 ∞+6}=∞

最小值为D(G)，对G作标记，计算其他点：（1分）

D(D)= min{D(D), d(G,D)+D(G)}= min {9,∞+8}=9

D(E)= min{D(E), d(G,E)+D(G)}= min {∞,2+8}=10

D(I)= min{D(I), d(G,I)+D(G)}= min {9,∞+8}=9

D(K)= min{D(K), d(G,K)+D(G)}= min {∞,∞+8}=∞

对D,I作标记，计算其他点：（1分）

D(E)= min{D(E), d(D,E)+D(D), d(I,E)+D(I)}= min{10,∞+9, ∞+9}=10

D(K)= min{D(K), d(D,K)+D(D), d(I,K)+D(I)}= min{∞,2+9, 4+9}=11

对E作标记，计算其他点：（1分）

D(K)= min{D(K), d(E,K)+D(E)}= min{11,3+10}=11

从后往前回溯，从K到A 的最短路径为：

所以从A到K的最短路径为，长度为11（2分）

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3. （1）

（3分）

（2） 第一行：（A ，3）（B ，3）（D ，2）

第二行：（A ，3）（B ，3）（D ，2） 第三行：（A ，3）（B ，3）（D ，2） 第四行：（A ，2）（D ，6） 第五行：（A ，1）（C ，2）（D ，5） 第六行：（C ，3）（D ，5） 第七行：（C ，3）（D ，5） 第八行：（C ，3）（D ，5）

编码规则：在各行数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个

数。（3分）

（4分）

【第 3 页 共 3 页】

A A A

B B B D D A A A B B B D D

A A A

B B B D D A A D D D D D D A

C C

D D D D D C C C D D D D D C C C D D D D D C C C D D D D D 【第 5 页 共 5 页】