地理信息系统教程与地理信息系统概论课后题
黄杏元《地理信息系统概论》配套题库-课后习题(空间数据处理)
第3章空间数据处理1．比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等。
答：（1）移动拟合法移动拟合法是指对每一个待插值点用一个多项式曲面拟合改点附近的表面，进而计算出该点的高程。
（2）线性内插法线性内插法是先将所有的已知数据点连接成三角网的形式，使用靠近内插点的三个已知数据点，来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面，继而求出该内插点在平面中的高程值。
（3）按距离加权法按距离加权法是移动拟合法的特例，它在使用搜索圆寻找附近数据点的方法上和拟合法相同，但加权平均法在计算待差值点的高程时，可使用加权平均值代替误差方程求解出曲面函数。
权重的计算由于考虑到不同的数据点相对于待差值点的距离不同，对待差值点的影响程度不同，一般采用与距离相关的权函数来计算权重。
2．讨论在空间数据坐标变换中，选择控制点数量及分布的判断标准。
答：若是地图坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接在涂上选取，真实坐标按照国家测绘标准，常用的是图廓点坐标，控制点个数与几何变换方法有关，相对较少；若是影像坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接从影像上选取明显的像元，真实坐标通过GPS或数字化地图获取，控制点个数与几何变换方法有关，相对较多。
一般选取四个角点为控制点，控制点的分布要均匀布满整个区域。
3．试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。
答：（1）克里金插值法的原理克里金插值法又称空间自协方差最佳插值法，它将被插值的莫要素（例如地形要素）当做一个区域化地变量来看待。
所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量，它随所在区域位置的改变而连续地变化，因此，彼此离得近点之间有某种程度上的空间相关性，而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。
（2）克里金插值法的优点克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。
该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计的方法。
它是一种光滑的内插方法，在数据点多时，其内插的结果可信度较高。
地理信息系统课后习题总结
地理信息系统课后习题第一章1.什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
地理信息系统和一般信息系统的区别如下：（1）在硬件上，为了处理图形和图像数据，系统需要配置专门的输入和输出设备，如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等；许多野外实地的采集和展台观测得到的资源信息是模拟量形式的，系统还需要配置模---数转换设备，这些设备往往超过中央处理机的价格，体积也比较大。
（2）在软件上，要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件，这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关。
（3）在信息处理的内容和采用目的方面，一般的信息系统主要是查询检索和统计分析，处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据；而地理信息系统处了基本的信息检索和统计分析外，主要用于分析研究资源的合理开发利用，指定区域发展规划及地区的综合治理方案，对环境进行动态的监视和预测预报，为国民经济建设中的决策提供科学依据，为生产实践提供信息和指导。
两者的共同之处：两者都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点，也都随着数据库技术的发展在不断地改进和完善。
2.地理信息系统由哪些部分组成？它与其他信息系统的主要区别有哪些？答：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据库、以及系统管理和操作人员，其核心部分是计算机软/硬件系统。
区别：3.地理信息系统的基本功能有哪些？答：1.数据的采集与输入2.数据的编辑与处理3.数据的存储与管理4.空间分析5.数据显示与输出4.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？答：空间分析功能是地理信息系统的一个独立研究领域，它的主要功能特地你是帮助确定地理要素之间新的空间关系，它不仅已成为区别于其他类型的一个重要标志，而且为用户提供了灵活解决各类专门问题的有效工具。
黄杏元《地理信息系统概论》(第3版)笔记和课后习题答案资料
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试读（部分内容）隐藏第1章导论1.1复习笔记一、地理信息系统基本概念、1数据与信息（1）数据与信息的基本概念①数据数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
不仅包括数字，也包括文字、符号、图像和声音等。
数据本身并没有意义，其格式随存储它的物理设备的形式而改变。
②信息a．狭义信息论是指“两次不定性之差”，即人们获得信息前后对事物认识的差别；b．广义信息论认为，信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
地理信息系统中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。
③数据与信息的关系a．数据是信息的表达形式，是信息的载体；b．信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容；c．数据只有通过解释才成为信息。
（2）数据处理与解释①数据处理的定义数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。
黄杏元地理信息系统概论第3版知识点总结笔记课后答案
第1章导论1.1复习笔记一、地理信息系统基本概念、1数据与信息（1）数据与信息的基本概念①数据数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
不仅包括数字，也包括文字、符号、图像和声音等。
数据本身并没有意义，其格式随存储它的物理设备的形式而改变。
②信息a.狭义信息论是指“两次不定性之差”，即人们获得信息前后对事物认识的差别；b.广义信息论认为，信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
地理信息系统中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。
③数据与信息的关系a.数据是信息的表达形式，是信息的载体；b.信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容；c．数据只有通过解释才成为信息。
（2）数据处理与解释①数据处理的定义数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。
②数据处理的目的a．把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；b．把数据加工成对正确管理和决策有用的数据；c．把数据编辑后存储起来，以供后续使用。
③数据解释需要人类的智慧，包括学识和经验。
（3）信息的特点①信息的客观性任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息的正确性和精确度的保证。
②信息的适用性信息对决策十分重要，地理信息系统将地理数据收集、组织和管理起来，经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息，这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。
③信息的传输性信息可以在发送者和接收者之间传输，既包括系统把信息传送至终端设备，也包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。
④信息的共享性信息可以传输给多个用户，而信息本身并无损失，这为信息的并发应用提供了可能性。
2地理信息与地理信息系统（1）地理信息①地理信息与地理数据的概念a.地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
地理信息系统导论第一章课后习题
第一章课后习题
1.在文明早期，人类发明了哪些确定和表达地理位置的方法？
答：岩画，文字描述，经纬度。
2.答：公元2世纪托勒密在希帕库的经纬度网基础上，建立了地图投影，1利用已有的资料绘制了世界地图。
公元3世界裴秀提出了制图六体和计里画方理论，是中国古代地图制图发展的重要里程碑。
3.为什么地理学者把地图称为地理学的第二语言？
答：具有数学语言的精确性和图形语言的可视性特点，实现了地理空间到形象空间的形态变换；能够准确的表达地理现象的空间位置和格局，直观反应空间分布及其变化，有很强大的表现力。
4.地理信息系统主要是哪些科学理论支撑下兴起的？
答：计算机技术和信息论、控制论、系统论
5.答：数据库技术、图形图像处理技术、数据分析与计算技术、网络通信传输技术
6.地理信息科学与地理学的关系：地理信息科学是地理学的三大分支的其中之一
7.地理信息科学与测绘学的关系：地理信息科学推动了测绘学理论和技术革命。
现代测绘学充分吸收了空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术发展的成果，其理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标正在发生深刻的变化以适应信息社会的变化，遥感、卫星定位系统和地理信息系统已经成为测绘学非常重要的技术手段和方法。
8.地理信息科学对地球系统科学的产生和发展有什么影响？
答：地理信息科学是地球系统科学的技术支撑，只有利用地理信息科学，才能突破实验和理论科学的限制，通过建模和模拟更加深入地探索地球现象的空间分宜、演化过程、成因机制等规律。
地理信息系统课后习题总结
地理信息系统课后习题第一章1.什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
地理信息系统和一般信息系统的区别如下：（1）在硬件上，为了处理图形和图像数据，系统需要配置专门的输入和输出设备，如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等；许多野外实地的采集和展台观测得到的资源信息是模拟量形式的，系统还需要配置模---数转换设备，这些设备往往超过中央处理机的价格，体积也比较大。
（2）在软件上，要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件，这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关。
（3）在信息处理的内容和采用目的方面，一般的信息系统主要是查询检索和统计分析，处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据；而地理信息系统处了基本的信息检索和统计分析外，主要用于分析研究资源的合理开发利用，指定区域发展规划及地区的综合治理方案，对环境进行动态的监视和预测预报，为国民经济建设中的决策提供科学依据，为生产实践提供信息和指导。
两者的共同之处：两者都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点，也都随着数据库技术的发展在不断地改进和完善。
2.地理信息系统由哪些部分组成？它与其他信息系统的主要区别有哪些？答：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据库、以及系统管理和操作人员，其核心部分是计算机软/硬件系统。
区别：3.地理信息系统的基本功能有哪些？答：1.数据的采集与输入2.数据的编辑与处理3.数据的存储与管理4.空间分析5.数据显示与输出4.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？答：空间分析功能是地理信息系统的一个独立研究领域，它的主要功能特地你是帮助确定地理要素之间新的空间关系，它不仅已成为区别于其他类型的一个重要标志，而且为用户提供了灵活解决各类专门问题的有效工具。
地理信息系统原理课后作业答案
地理信息系统原理课后作业答案第1章绪论1 什么叫信息、数据它们有何区别信息有何特点答：信息是客观事物的存在及演变情况的反映. 对于计算机而言,数据是指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象（数字、文字、符号、声音、图像等）,在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具. 数据是用以载荷信息的物理符号,没有任何实际意义,只是一种数学符号的集合,只有在其上加上某种特定的含义,它才代表某一实体或现象,这时数据才变成信息. 信息的特点：①客观性②适用性③传输性④共享性.2 什么叫空间数据、地图举例说明空间数据有哪几种类型.答：空间数据是以点、线、面等方式采用编码技术对空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集. 地图是表达客观事物的地理分布及其相互联系的空间模型,是反映地理实体的图形,是对地理实体简化和再现. 空间数据主要有点、线、面三种类型.例如,地图上的点可以是矿点、采样点、高程点、地物点和城镇等；线可以是地质界线、铁路、公路、河流等；面可以是土壤类型、水体、岩石类型等.3 什么叫地理信息、地学信息、信息系统、地理信息系统它们之间有何区别答：地理信息是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. 地学信息所表示的信息范围更广,它不仅来自地表,还包括地下、大气层,甚至宇宙空间.凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息. 能对数据和信息进行采集、存贮、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统称为信息系统. 地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下,以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题等为主要任务的计算机系统. 区别：地理信息属于空间信息,其位置的识别是与数据联系在一起的,这是地理信息区别于其它类型信息的最显着的标志. 地学信息所表示的信息范围更广,它不仅来自地表,还包括地下、大气层,甚至宇宙空间.凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息.地学信息具有无限性、多样性、灵活性、共享性等特点.同地球上的自然资源、能源本身不同,地学信息不但没有限度,而且会爆炸式地增长. 信息系统的四大功能为数据采集、管理、分析和表达.信息系统是基于数据库的问答系统. 空间信息系统是一种十分重要而又与其它类型信息系统有显着区别的信息系统,因为它所要采集、管理、处理和更新的是空间信息.4 试述地理信息系统的发展阶段及我国地理信息系统的发展过程.答：地理信息系统发展阶段：以时间发展为序列,可分为60年代起始发展阶段、70年代发展巩固阶段、80年代推广应用阶段和90年代蓬勃发展阶段. 我国地理信息系统的发展过程：GIS在中国的发展可分为三个阶段.第一阶段从1970年到1980年,为准备阶段,主要进行舆论准备,正式提出倡仪,开始组建队伍,培训人才,组织个别实验研究.第二阶段从1981年到1985年,为起步阶段,完成了技术引进,研究数据规范和标准,空间数据库建立,数据处理和分析算法及应用软件的开发等,对GIS进行理论探索和区域性实验研究.第三个阶段从1986年到现在,为初步发展阶段,我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段,逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室,中国科学院于1985年开始筹建国家资源与环境系统实验室,是一个新型的开放性研究实验室,1994年中国GIS协会在北京成立.5 试述地理信息系统与其他相关学科系统间的关系.答：GIS与地图学的关系：GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础,其最终产品之一也是地图,因此它与地图有着极密切的关系,两者都是地理学的信息载体,同样具有存储分析和显示（表示）的功能.由地图学到地图学与GIS结合,这是科学发展的规律,GIS是地图学在信息时代的发展.GIS是地图学理论、方法与功能的延伸,地图学与GIS是一脉相承的,它们都是空间信息处理的科学,只不过地图学强调图形信息传输,而GIS则强调空间数据处理与分析,在地图学与GIS之间一个最有力的连接是通过地图可视化工具与它们的潜力来增加GIS的数据综合和分析能力. GIS与一般事务数据库的关系：GIS离不开数据库技术.数据库技术主要是通过属性来管理和检索,其优点是存储和管理有效,查询和检索方便,但数据表示不直观,不能描述图形拓扑关系,一般没有空间概念,即使存贮了图形,也只是以文件形式管理,图形要素不能分解查询.GIS能处理空间数据,其工作过程主要是处理空间实体的位置、空间关系及空间实体的属性. GIS与计算机地图制图的关系：计算机地图制图技术的发展对GIS的产生起了有力的促进作用,GIS出现进一步为地图制图提供了现代化的先进技术手段,它必将引起地图制图过程深刻变化,成为现代地图制图主要手段,GIS应用于地图制图,可实现地图图形数字化,建立图形和属性两类数据相结合的数据库.但GIS系统不同于计算机地图制图,计算机地图制图主要考虑可视材料的显示和处理,考虑地形、地物和各种专题要素在图上的表示,并且以数字形式对它们进行存贮、管理,最后通过绘图仪输出地图.计算机地图制图系统强调的是图形表示,GIS既注重实体的空间分布又强调它们的显示方法和显示质量,强调的是信息及其操作.数字地图是GIS的数据源,也是GIS表达形式,计算机地图制图是GIS重要组成部分. GIS 与计算机辅助设计(CAD)的关系：GIS与CAD系统的共同特点是两者都有空间坐标,都能把目标和参考系统联系起来,都能描述图形数据的拓扑关系,也都能处理非图形属性数据.它们的主要区别是：CAD处理的多为规则几何图形及其组合,它的图形功能尤其是三维图形功能极强,属性库功能相对要弱,采用的一般是几何坐标系.而GIS处理的多为自然目标,有分维特征（海岸线、地形等高线等）,因而图形处理的难度大,GIS的属性库内容结构复杂,功能强大,图形属性的相互作用十分频繁,且多具有专业化特征,GIS采用的多是大地坐标,必须有较强的多层次空间叠置分析功能,GIS的数据量大,数据输入方式多样化,所用的数据分析方法具有专业化特征.因此一个功能较全的CAD,并不完全适合于完成GIS任务.6 试述地理信息系统的组成及各部分的主要功能.答：地理信息系统主要由四部分组成,即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统开发、管理和使用人员. 计算机硬件系统是地理信息系统的建立的保证. 计算机软件系统是指地理信息系统运行所必须的各种程序及有关资料.主要包括计算机系统软件、地理信息系统软件和应用分析软件三部分. 地理空间数据是GIS的操作对象,是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容,地理空间数据实质上就是指以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文经济景观的数据. 人是地理信息系统中重要构成因素,GIS不同于一幅地图,需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发,并采用地理分析模型提取多种信息.7 举例说明地理信息系统的应用.答：资源清查是地理信息系统最基本的职能,其主要任务是将各种来源的数据汇集在一起,并通过系统的统计和覆盖分析功能,按多种边界和属性条件,提供区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现.以土地利用类型为例,可以输出不同土地利用类型的分布和面积,按不同高程带划分的土地利用类型,不同坡度区内的土地利用现状,以及不同类型的土地利用变化等,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据.又如中国西南地区国土资源信息系统,设置了三个功能子系统,即数据库系统、辅助决策系统、图形系统.资源数据存储了1500多项300多万个.该系统提供了一系列资源分析与评价模型、资源预测预报及西南地区资源合理开发配置模型.该系统可绘制草场资源分布图、矿产资源分布图、各地县产值统计图、农作物产量统计图、交通规划图、重大项目规划图等不同的专业图.第2章空间数据结构答：将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分,形成许多格网,每个网格单元称为像素,即像元.灰度值是根据所表示实体的表象信息差异对各像元的表示.栅格数据结构实际上就是像元阵列,即像元按矩阵形式的集合,栅格中1.什么叫像元、灰度值、栅格数据的每个像元是栅格数据中最基本的信息存储单元,其坐标位置可以用行号和列号确定.2.举例说明栅格数据层的概念.答：地理数据在栅格数据结构中必须分层组织存储,每一层构成单一的属性数据层或专题信息层,例如同样以线性特征表示的地理要素,河流可以组织为一个层,道路可以作为另一层,同样以多边形特征表示的地理要素,湖泊可以作为一个层,房屋可以作为另一层,根据使用目的不同,可以确定需要建立哪些层及需要建立哪些描述性属性.3 栅格数据如何以数组的形式进行存储答：二维数组是把栅格数据中各像素的值对应于二维数组相应的各元素加以存储的方式,适合于灰度级大的浓淡图像的存储以及在通用计算机中的处理,所以是最常采用的一种方式.在采用二维数组的方式中,还有组合方式和比特面方式.组合方式是在计算机的一个字长中存储多个像素的方式.比特面方式,就是把数据存储到能按比特进行存取的二维数组（可以理解为1比特/1字）即比特面中的方式.如果给栅格数据内的全体像素赋予按照某一顺序的一维的连续号码,则能够把栅格数据存储到一维数组中.其次,也有不是存储栅格数据全体,而只是把应该存储的像素的信息,按照一定规则存储到一维数组中去的方法.4 栅格数据有哪几种组织方法各自有何优缺点答：栅格数据的组织方法：（1）以像元为记录的序列.（2）以层为基础.（3）以层为基础,但每一层内则以多边形（也称制图单元）为序记录多边形的属性值和充满多边形的各像元的坐标.优缺点：这三种方法中（1）节省了许多存储空间,因为N层中实际只存储了一层的像元坐标；方法（3）则节省了许多用于存储属性的空间,同一属性的制图单元的ｎ个像元只记录一次属性值.它实际上是地图分析软件包中所使用的分级结构,这种多像元对应一种属性值的多对一的关系,相当于把相同属性的像元排列在一起,使地图分析和制图处理较为方便；方法（2）则是每层每个像元一一记录,它的形式最为简单.5 栅格数据如何进行取值答：中心归属法：每个栅格单元的值以网格中心点对应的面域属性值来确定.长度占优法：每个栅格单元的值以网格中线（水平或垂直）的大部分长度所对应的面域的属性值来确定.面积占优法：每个栅格单元的值以在该网格单元中占据最大面积的属性值来确定.重要性法：根据栅格内不同地物的重要性程度,选取特别重要的空间实体决定对应的栅格单元值,如稀有金属矿产区,其所在区域尽管面积很小或不位于中心,也应采取保留的原则.6 栅格数据存储压缩编码方法主要有哪几种每种方法是如何进行压缩的答：栅格数据存储压缩编码方法主要有：（1）链式编码（2）行程编码（3）块式编码（4）四叉树编码（1）链式编码：由某一原点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链.基本方向可定义为：东＝0,南＝3,西＝2,北＝1等,还应确定某一点为原点.（2）行程编码：只在各行（或列）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,即按（属性值,重复个数）编码（3）块式编码：块式编码是将行程编码扩大到二维的情况,把多边形范围划分成由像元组成的正方形,然后对各个正方形进行编码.（4）四叉树编码：而块状结构则用四叉树来描述,将图像区域按四个大小相同的象限四等分,每个象限又可根据一定规则判断是否继续等分为次一层的四个象限,无论分割到哪一层象限,只要子象限上仅含一种属性代码或符合既定要求的少数几种属性时,则停止继续分割.否则就一直分割到单个像元为止.而块状结构则用四叉树来描述.按照象限递归分割的原则所分图像区域的栅格阵列应为2n×2n（n为分割的层数）的形式.7 什么叫矢量数据点、线、面实体数据编码的基本内容是什么答：矢量数据就是代表地图图形的各离散点平面坐标（x,y）的有序集合,矢量数据结构是一种最常见的图形数据结构,主要用于表示地图图形元素几何数据之间及其与属性数据之间的相互关系.点实体：在矢量数据结构中,除点实体的（x,y）坐标外还应存储其它一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示要求等.线实体：线实体可以定义为直线元素组成的各种线性要素,直线元素由两对x,y 坐标定义.最简单的线实体只存储它的起止点坐标、属性、显示符等有关数据. 面实体：多边形（也就是面实体）矢量编码,不但要表示位置和属性,更重要的是能表达区域的拓扑特征,如形状、邻域和层次结构等,以便恢复这些基本的空间单元可以作为专题图的资料进行显示和操作,由于要表示的信息十分丰富,基于多边形的运算多而复杂,因此多边形矢量编码比点和线实体的矢量编码要复杂得多,也更为重要.8 什么叫拓扑关系举例说明拓扑关系有哪几种类型答：拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系.主要表现：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含.9 举例说明实体式数据结构.它有何缺点答：实体式数据结构是指,一个区域或一幅地图可以划分成许多多边形,每个多边形由一条或若干条弧段组成,每条弧段由一串有序的x,y坐标对组成,每条弧段的两端点为结点,每个结点连接两条以上的弧段,多边形矢量编码主要用于表示空间图形为多边形的面状要素,每个多边形在数据库中是相互独立、分开存储的.例如用于行政区、土地类型、植被分布等.其缺点是：（1）邻接多边形的公共边被数字化和存储两次,结点在数据库中被多次记录.不仅造成数据冗余,而且容易造成数据结构的破坏,引起严重的匹配误差,如狭长多边形及裂隙的产生.（2）每个多边形自成体系,缺少有关邻域关系的信息.（3）不能解决“洞”和“岛”之类的多边形嵌套问题,岛只作为单个的图形建造,没有与外包多边形的联系.（4）没有方便方法来检查多边形边界的拓扑关系正确与否,如有无不完整的多边形（死点）或拓扑学上不能接受的环（奇异多边形）.10 举例说明索引式数据结构、DIME数据结构、链状双重独立式数据结构.答：索引式数据结构是指根据多边形边界索引文件,来检索多边形边界的坐标数据的一种数据组织形式.双重独立地图编码,简称DIME结构（Dual Independent Map Encoding）.它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法,是一种把几何量度信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统.也可用于土地利用等多种信息系统的编辑和分析,是GIS发展早期使用的一种拓扑编码方式.链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进.在DIME中,一条边只能用直线端点的序号及相邻的面域来表示,而在链状数据结构中,一条边可以由许多点组成,这样在寻找两个多边形之间的公共界线时,只要查询链名就行,与这条界线的长短和复杂程度无关.11 地理数据的显式和隐式表示有何区别答：(1)隐式（矢量）表示法用于存储地理事物的数据量较少,即需要的存储空间少（矢量表示的x,y坐标和连接指示字较少而栅格表示需要的像元较多）；(2)矢量法比栅格法（显式）要精美得多.栅格法要达到相同的分辨率,格网要非常小才行,这就需要更多的x,y坐标；(3)矢量法中的连接信息使数据搜索能沿着一定的方向进行.栅格法则能方便地改变地理事物的形状和大小,因为栅格数据修改只包括清除某些旧值和输入新值两个步骤.而矢量数据的修改除改变坐标值外,还需要重建连接关系（指示字）.12 在实际工作中应如何对矢量和栅格数据结构进行有效的选择答：在GIS建立过程中,应根据应用目的要求、实际应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配制情况,在矢量和栅格数据结构中选择合适的数据结构.矢量数据结构是人们最熟悉的图形表达形式,对于线划地图来说,用矢量数据来记录往往比用栅格数据节省存贮空间.相互连接的线网络或多边形网络则只有矢量数据结构模式才能做到,因此矢量结构更有利于网络分析（交通网,供、排水网,煤气管道,电缆等）和制图应用.矢量数据表示的数据精度高,并易于附加上对制图物体的属性所作的分门别类的描述.矢量数据只能在矢量式数据绘图机上输出.目前解析几何被频繁地应用于矢量数据的处理中,对于一些直接与点位有关的处理以及有现成数学公式可循的针对个别符号的操作计算,用矢量数据有其独到的便利之处.矢量数据便于产生各个独立的制图物体,并便于存贮各图形元素间的关系信息.栅格数据结构是一种影像数据结构,适用于遥感图像的处理.它与制图物体的空间分布特征有着简单、直观而严格的对应关系,对于制图物体空间位置的可探性强,并为应用机器视觉提供了可能性,对于探测物体之间的位置关系,栅格数据最为便捷.多边形数据结构的计算方法中常常采用栅格选择方案,而且在许多情况下,栅格方案还更有效.例如,多边形周长、面积、总和、平均值的计算、从一点出发的半径等在栅格数据结构中都减化为简单的计数操作.又因为栅格坐标是规则的,删除和提取数据都可按位置确定窗口来实现,比矢量数据结构方便得多.最近以矢量数据结构为基础发展起来的栅格算法表明存在着一种比以前想象中更为有效的方法去解决某些栅格结构曾经存在的问题.例如,栅格结构的数据存储量过大的问题可用压缩方法使其减少.栅格结构和矢量结构都有一定的局限性.一般来说,大范围小比例的自然资源、环境、农业、林业、地质等区域问题的研究,城市总体规划阶段的战略性布局研究等,使用栅格模型比较合适.城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用,矢量模型比较合适.当然,也可以把两种模型混合起来使用,在同一屏幕上同时显示两种方式的地图.13 三维空间数据模型有哪些其对应空间数据结构有什么特点答：三维空间数据模型主要包括三维矢量模型,三维体元模型和三维混合数据模型.三维矢量模型将三维空间中的实体抽象为三维空间中的点、线、面、体四种基本元素,然后以这四种基本几何元素的集合来构造更复杂的对象.以起点、终点来限定其边界；以一组型值曲线来限定其形状；以一组曲面来限定其边界和形状.体元模型可以按体元的面数分为四面体、六面体、棱柱体和多面体共四种类型,也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两大类.基于面模型的构模方法优点是便于显示和数据更新,不足之处是难以进行空间分析.基于体模型的构模方法优点是易于进行空间操作和分析,但存储空间大,计算速度慢.混合模型的目的则是综合面模型和体模型的优点,以及综合规则体元与非规则体元的优点,取长补短.第3章 GIS的地理数学基础1 什么是地图投影,它与GIS的关系如何答：将地球面上的点投影到平面上,而使其误差最小的各种投影方法称为地图投影.其实质就是建立地球椭球面上的点的坐标（φ,λ）与平面上对应的坐标（x,y）之间的函数关系.地图投影对GIS有较大的影响,其影响是渗透在地理信息系统建设的各个方面的,如数据输入,其数据包括地图投影数据；数据处理,需要对投影进行变换；数据应用中的检索、空间分析依据数据库投影数据；输出应有相应投影的地图.2 地图投影的变形包括哪些答：地图投影的变形,通常可分为长度、面积和角度三种变形,其中长度变形是其它变形的基础.3 地图投影的分类方法有几种它们是如何进行分类的答：地图投影的分类方法很多,总的来说,基本上可以依外在的特征和内在的性质进行分类.（1）根据地图投影的变形(内蕴的特征)分类根据地图投影中可能引入的变形的性质,可以分为等角、等面积和任意(其中包括等距离)投影.（2）根据投影面与地球表面的相关位置分类根据投影面与地球表面的相对位置将投影区分为正轴投影(极点在两地极上,或投影面的中心线与地轴一致)、横轴投影。
黄杏元《地理信息系统概论》配套题库-章节题库(导 论)
第1章导论一、名词解释1．地理信息系统答：地理信息系统是以计算机技术为依托，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
2．地理信息科学答：地理信息科学是指更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题的一门学科。
地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。
3．地理信息流答：地理信息流是指地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界，最后到应用领域。
4．数据答：数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
5．信息系统答：信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。
6．计算机网络答：计算机网络是指实现计算机之间通讯的软件和硬件系统的统称。
利用磁盘在两台微机之间拷贝数据也是一种特殊的网络，共享的资源包括计算机网络中的硬件设备、软件或者数据。
7．数据字典答：数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。
8．信息答：信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。
二、简答题GIS与MIS，CAD的异同点。
答：（1）GIS与MIS（可理解为DBMS）的区别：DBMS一般指商用的关系型数据库管理系统，侧重于对属性数据的管理。
GIS与DBMS 的区别除了处理对象不同之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能，因此GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库管理系统更复杂，功能更强大。
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地理信息系统概论第一章1：什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：geographicalhical information system，它是一种特定的十分重要的空间信息系统，是在计算机软硬件支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，以便解决复杂的规划和管理问题. GIS脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。
但是,地理信息系统与这些学科和系统之间既有联系又有区别.（1）GIS与机助制图(数字地图)系统机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理,主要功能是强调空间数据的处理、显示和表达，有些数字制图系统包含空间查询功能.地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面.一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能,此外它还应具有丰富的空间分析功能.（2）GIS与DBMS（数据库管理系统）数据库管理系统不仅是一般数据管理系统,而且通常也是地理信息系统中属性数据管理的基础软件。
GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能.因此，GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多得多.（3)GIS与CAD系统二者都有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也都能处理非图形属性数据。
区别在于CAD系统处理的多为规则几何图形及其组合图形功能较强,属性库功能弱，缺乏分析和判断能力，而GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂,需要有丰富的符号库和属性库，较强的空间分析功能,图形与属性的相互操作频繁,具有专业化的特征且CAD多在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力不如GIS。
（4）GIS 与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件,强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取,是GIS的重要信息源，遥感数据经过遥感图像处理系统处理之后，或是进入GIS系统作为背景影像，或是与经过分类的专题信息系统一道协同进行GIS与遥感的集成分析。
这种系统一般缺少实体的空间关系描述,难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。
2：地理信息系统有哪几部分组成?它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个地理信息系统软件为例,列出它们的功能分类表,并比较其异同点。
GIS 主要有以下五部分：（1）系统硬件:用以存储、处理、传输和显示地理信息系统或空间数据。
（2)系统软件：是系统的核心,用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和数据输出等。
（3）空间数据:地理信息系统的操作对象，它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征.（4）应用人员：GIS应用人员包括系统开发人员和GIS的最终用户，他们的业务素质和专业知识是GIS 工程及其应用成败的关键。
（5）应用模型:GIS 应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案,其构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在，也是GIS 生命力的重要保证。
其基本功能有：1 数据采集与编辑2 数据存储与管理3 数据处理和变换4 空间分析和统计5 产品制作与显示6 二次开发和编程3：地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么？地理信息系统的分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出结果，这些规律和参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型或者风力强度计算模型等，但应用模型很多是专业领域的模型，其表现可以是参数表格，也可以是图表或者计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标相联系并且需要特殊的可视化效果的信息分析与表达,因此要构建适合于地理信息分析和表达的应用模型就要把如气象、农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息相连接的模型用于应用分析.举个例子：用宗地图和房地产统计数据作分析可以得到各地块的房地产总价均价等，但房价与地块之间的关系要做成一个应用模型，其中就涉及地理位置、房产市场行情、人口数量与构成、收入统计等这类因素，会有各类计算公式，就很复杂了.4根据你的理解，阐述地理信息系统相关学科及关联技术,并就地理信息系统理论的建立和发展问题,发表你的意见和观点5地理信息系统可用于哪些领域?根据你的了解论述地理信息系统的应用和发展前景.6你对地理信息系统社会化的发展趋势是怎么理解的?7论述地理信息系统的几个主要发展阶段，它们的标志性进展及其对地理信息系统发展的影响.8给出“Geomatics”一次的定义.如何理解“Geo"和“matics”的含义？“Geomatics"的出现有什么意义？第二章9通过实例说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方式。
10简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理的和空间分析有何重要意义？11试比较矢量和栅格数据结构各有什么特征。
12请简述平面控制网和高程控制网在GIS中的作用。
13什么是4D数据？它们和矢量和栅格数据之间具有什么联系？14什么是游程编码?游程编码的压缩效果与哪些因素有关？15什么是栅格四叉树结构？请比较常规四叉树与线性四叉树的区别。
16什么是TIN?Grid和TIN在表达曲面数据的时候各有什么特点?第三章17比较空间内插的移动拟合法，局部函数和按距离加权等。
如下图所示，试用一次多项式拟合法和按距离加权法分别求取A点的高程，并比较其结果。
18讨论在空间数据坐标变换中,选择控制点数量及分布的判断标准。
19试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。
20请举几例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法。
21除本章所诉的空间数据结构转换方法外,你还了解其他哪些方法？比较它们的优缺点和转换的场合。
22试述GIS空间拓扑关系编辑的功能及具体的编辑算法。
23请简述仿射变换的原理及其误差纠正的方法。
24请简述地图投影的分类及作用.第四章25空间数据库的概念及其组成部分有哪些？26空间数据库的设计有哪些主要的步骤和内容？27语义数据模型中的实体-联系模型的图示中有哪些基本元素?28什么是关系数据模型？其中的基本概念，如元组、域、属性、关键字、关系模式、关系数据库、关系完整性等的含义分别是什么?29在关系数据模型中，函数依赖和范式的含义是什么？对下列关系模式ARC(ARC＃，START—NODE＃，END-NODE#，LEFT-POLYGON＃，AREA-LEFTPOLYGON,RIGHT—POLYGON#，AREA-REGHT—POLYGON）;判断是否符合范式要求，并提出分解模式。
其中：ARC＃为弧段标识；START-NODE#，END—NODE＃为弧段起止节点号；LEFT—POLYGON#，RIGHT—POLYGON#为左右多边形标识；AREA-LEFTPOLYGON，AREA-REGHT-POLYGON为左右多边形的面积.30面向对象数据模型中的基本概念，如对象、消息、类、继承、重载、多态、概括、聚类等的含义是什么？31什么是空间数据库索引？主要的空间数据库索引有哪些?32什么是空间元数据?空间元数据的作用是什么？第五章33试解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。
34比较缓冲区分析与缓冲区查询的概念。
35设某一实体的影响度Fi随距离ri而呈指数函数变化，已知该实体的影响半径为d0，分级指标值为f0，试述对该实体进行缓冲区分析的步骤和方法（i=1，2，3，4，5）.36讨论从数字高程模型（DEM)中还可以派生出哪些数字地形数据？37试以格网DEM数据为数据源，提取山丘地区的山顶高程信息。
38什么是地图代数，主要存在哪些地图代数的方法？39什么是Voronoi图，它有哪些主要特征和用途?40请简述Dijkstra算法及其在GIS最短路径分析中的作用。
第六章41结合你的兴趣领域（水土保持,洪水防灾，土地分等定级等），叙述基于GIS的地球科学应用模型的建模步骤和方法.42通过应用实例或实际操作过程图，说明在解决地球科学问题中，如何将地球科学知识与GIS的应用过程进行有机结合,并讨论两者之间的相互关系.43为公园选址，要求该公园的位置必须是从主要主要公路上容易到达,要减少噪音干扰,同时依山傍水，而且公园的可利用面积最大.试以GIS方法模拟选址分析步骤，设计其数据处理流程图，并说明其有关的操作和算子。
44第七章45试述应用型GIS开发的过程和方法，并比较原型法和生命周期法设计的特点.46试以城市地下管网信息管理为例，简述建立运行GIS的步骤和方法。
47以实例说明GIS用户界面的基本类型及设计方法。
48试述GIS工程文档的分类及内容,并以某项目为例，拟定其可行性研究报告大纲。
49为什么制定GIS标准化的工作日益受到关注？目前正在从事这项工作的国际组织有哪些? 50制定地理信息标准化为什么要采用结构化的方式？第八章51GIS产品有哪些表现形式?各适合在什么情况下使用/52简述GIS图形输出的内容是什么？53试述GIS图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求.54试述面状符号图的制图原理及方法步骤.55简述RGB颜色模型与CMYK颜色模型各自的特点。
56什么是图形变换?简述二维图形变换的基本原理。
57在计算机绘制透视立体图过程中,如何进行隐藏线的处理？你还能举出其他一些处理隐藏线的方法吗?58什么是虚拟现实?它在GIS可视化中的意义及发展前景如何?地理信息系统教程第一章59你是如何理解地理信息系统概念的?60地理信息系统的基本功能和应用功能的区别和联系时什么？61现代信息技术的出现给测绘技术和地理分析技术带来哪些主要的变化？62工具型GIS与应用型GIS的联系和区别是什么？63试将GIS的输入设备按照不同的分类方法进行分类，并说明其特点.64现代空间定位技术有哪些主要方法？对GIS技术的发展产生什么影响？65网络技术的出现与发展使GIS技术产生哪些主要的变化?66说明GIS在几个不同发展阶段的标志性技术是什么，它们的出现如何促进GIS的发展？第二章67地球表面、大地水准面及地球椭球面之间的关系是什么？68地理空间数据的描述有哪些坐标系？相互的关系是什么？69采用大地坐标与地心坐标表述地面上一点的位置各有什么优缺点？70高斯投影的变形特征是什么？为什么常常被用作大比例尺普通地图的地图投影?71UTM与兰勃特等角投影的主要特点与适用性是什么？72在数字地图中,地图比例尺在含义与表现形式上有哪些变化？73如何进行不同基准下的高程的转换？74除地形图分幅外，谈谈还有何种地理空间框架?它们如何进行编码？75GPS数据如何与地图数字化数据进行集成?76选择投影需要考虑哪些因素？如果要制作1:10万的土地利用图，该选何种类型的地图投影？第三章77空间实体一般具有哪些主要的特征？78何为空间关系？空间关系在描述空间实体特征中的意义何在？79空间数据的概念模型有哪些组成部分?试分析它们之间的关系?80试分析GIS的几种主要的数据模型各自的优缺点。