地理信息系统考试

一. 名词解释：

1. 地理信息系统（gis）：由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 2. 元数据：是关于“数据的数据”，是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理信息空间信息共享的核心标准之一。 3. 像元：是组成数字化影像的最小单元。在遥感数据采集，如扫描成像时，它是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元；在数字图像处理中，它是对模拟影像进行扫描数字化时的采样点。 4. 数字高程模型（DEM）：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟。 5. 数字地形分析（DTA）：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。 6. 可视化：是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。 7. 矢量空间数据结构：对矢量数据模型进行数据的组织，它直接以几何空间坐标为基础，记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，允许任意位置、长度和面积的精确定义。 8. 栅格数据结构：指基于栅格模型的数据结构，将空间分割成有规则的网格，然后在各个网格单元内赋予空间对象相应的属性值的一种数据组织方式。 9. 空间分析：基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过分析算法，获取有关空间信息。 10. 缓冲区分析：即邻近度分析，是对空间点线面实体周围形成范围的一种距离空间的分析技术，主要描述地理实体目标的影响范围和服务范围。 11. 矢量数据：是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓朴关系说明。但在空间表达方面没有直接建立位置与地物的关系。 12. 镶嵌数据模型：采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象； 13. TIN数据结构：表示和存储曲面要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，经常采用不规则三角网来拟合连续分布现象的覆盖表面。 14. 影像金字塔数据结构：用于图像编码和渐进式图像传输，是一种典型的分层数据结构形式，适合于栅格数据和影像数据的多分辨率组织，也是一种栅格数据或影像数据的有损压缩方式 ，有M-金字塔，T-金字塔等。 15. 空间回归分析：回归分析是研究两个或两个以上的变量之间关系的一种统计方法，在进行分析、建模时，常选用其中一个为因变量，其余的作为解释变量，然后根据样本资料，研究解释变量与因变量之间的关系。 16. 拓扑关系：指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等），但图形关系不变的性质 17. 信息：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. 选择、判断

1. 空间数据的主要特征：空间；非结构化；空间关系；分类编码；海量数据 2. 地理信息三大特征：空间特性、时间特性、属性特征 3. 地理信息其他特性：空间相关性、空间区域性、空间多样性、空间层次性 4. 3S技术：RS、GIS、GPS 5. GIS基本功能：数据采集、数据编辑与处理、数据存储，组织与管理、数据输出 6. GIS组成：硬件、软件、网络、数据和人（支撑部分是计算机软硬件和网络部分，重点是空间数据，核心是人） 7. 高斯-克吕格投影本质：横轴切圆柱等角投影

8. 空间数据模型：概念模型（场模型、对象模型、网络模型）、逻辑模型（矢量数据、栅格数据、面向对象）、物理数据模型 9. 对象模型和场模型都可以表达的现象：地理现象 10. 空间关系：拓扑、顺序、度量 11. 空间拓扑关系：邻接、关联、包含、连通 12. 空间数据的拓扑关系对地理信息系统的数据处理和空间分析的意义：A. 根据拓扑关系，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； B.利用拓扑数据有利于空间要素的查询; C.可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。 13. 确定像元的三个原则；面积占优、中心点法、重要性 14. 点、线、面之间的关系：a. 分离、相邻、重合、包含、覆盖b. 点—点、点—线、点—面、线—线、线—面、面—面 15. 数据模型演化：层次—网状—关系—面向对象 16. 空间数据库特点：数据量特别大；数据内包括空间数据、属性数据以及二者之间的关系；数据应用广泛 17. 矢量数据的管理方式：文件/关系数据库混合管理、全关系管理、对象关系数据库管理 18. 栅格数据的管理方式：基于文件的影像数据库管理、文件结合数据库影像管理、基于关系数据库管理 19. 栅格数据编码方法：游程长度编码结构、四叉树数据结构、二维行程编码结构、链码数据结构、影像金字塔结构 20. 空间数据库引擎：中间件方式（ESRI公司的ArcSDE）、数据库本身扩展（ORACLE公司的Spatial） 21. 空间数据组织：图幅数据组织（标准分幅、区域分幅）、空间数据的图库管理、属性数据组织 22. 空间索引：对象范围、格网、四叉树空间、R树、R+树 23. 属性数据的编码原则：编码的系统性和科学性；编码的一致性和唯一性、编码的标准化和通用性；编码的简捷性、编码的可扩展性。 24. 数据基础变换： A. 几何纠正： a. 地形图的纠正：四点纠正法或逐网格纠正法 b. 遥感影像的纠正（针对矢量数据的校正） B. 坐标变换： a. 投影变换 b. 仿射变换：在不同的方向上进行不同的压缩和扩张 c. 相似变换：一个图形变为另一个图形，形状不变（平移、旋转、缩放） d. 橡皮拉伸：针对几何变形，发生在原图上 25. 空间数据质量控制的方法：传统的手工方法 、元数据方法（常用） 、地理相关法 26. 空间分析：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、网络分析 27. 叠置分析：矢量数据的叠加分析（点与多边形叠置、线与多边形叠置、多边形叠置）、 栅格数据的叠加分析（布尔逻辑运算、重分类、数学运算复合法） 28. 缓冲区分析：点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区 29. 窗口分析（只针对于栅格数据）三要素：中心点、分析窗口大小与类型、运算方式 30. 窗口分析类型：矩形窗口（最常用）、圆型窗口、环型窗口、扇型窗口 31. 网络分析研究内容：选择最佳路径，选择最佳布局中心的位置，资源分配，结点弧段的遍历等 32. 数字地形分析方法： A. 提取坡面地形因子（坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度等） B. 提取特征地形要素（流域分析、可视域分析） C. 地形统计特征分析 33. DEM建立的一般步骤：①采用合适的空间模型构造空间结构；②采用合适的属性域函数；③在空间结构中进行采样，构造空间域函数；④利用空间域函数进行分析。 34. DEM内插方法：整体插值、局部插值（克里金法）、逐点插值（反距离全中法） 35. 数字地形分析：坡度、坡向（东、南、西、北（0°）、东南、东北、西南、西北）、曲率、宏观地形因子（地线起伏度、地形粗糙度：R = S曲面 / S水平 （地表愈粗糙，侵蚀程度愈高，水土流失愈严重）、地表切割深度） 36. 流域分析步骤：DEM洼地填充、 水流方向确定、水流累积矩阵生成 、流域网络提取 37. 可视性分析：点的通视、线的通视、区域的通视 38. 空间插值：整体内插、局部分块内插、逐点内插 39. 克里金插值的基本流程：分析数据的分布特征，进行必要数据转换、分析数据的空间变化趋势、确定变异方差的函数类型、选择合适的搜索半径和临近数据点数，选择合适的插值方法进行插值 40. 缓冲区分析类型：基于点要素、基于线要素、基于面要素多边形边界 41. 确定空间缓冲区半径的模型：线性函数模型、幂函数模型、指数函数模型 42. 试述数据质量控制方法：传统的手工方法、元数据方法、地理相关法 43. 空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（拓扑关联 ） 44. 在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（ 缩小栅格单元面积） 45. GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（空间分析 ） 46. 数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（ 数据重构 ） 47. 在GIS 数据中，把非空间数据称为： （ 属性数据）

三. 论述题

1. 地理信息系统中空间数据有两种主要数据结构，请分别描述这两种数据结构和它们的优缺点。 答：矢量数据结构和栅格数据结构。 ① 矢量数据结构: 利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地里实体空间分布的一种数据组织方式。是通过记录坐标的方式来表示点、线、面及其组合体等地理实体。 ·优点：1、提供更严密的数据结构2、提供更有效的拓扑编码，因而对需要拓扑信息的操作更有效，如网络分析3、图形输出美观，接近于手绘 ·缺点：1、比栅格数据结构复杂2、叠加操作没有栅格有效3、表达空间变化性能力差4、不能象数字图形那样做增强处理 ② 栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构，将空间分割成有规则的网格，然后在各个网格单元内赋予空间对象相应的属性值的一种数据组织方式。 ·优点：1、数据结构简单2、叠加操作易实现3、能有效表达空间可变性4、栅格图象便于做图象的有效增强 ·缺点：1、数据结构不严密不紧凑，需要用压缩技术解决这个问题2、难以表达拓扑关系3、图形输出不美观，线条有锯齿，需要增加栅格数量来克服，但会增加数据量

2. 简述高斯-克吕格投影：（横轴切圆柱等角投影） A. 变形特征：在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大，在赤道处为最大；在同一条纬线上，长度变形随经差的增加而增大，且增大速度较快。在6˚带范围内，长度最大变形不超过0.14%。 B. 1:2.5万至1:50万比例尺地形图采用6°分带，1:1万比例地形图采用经差3°分带 C. 6°分带法：从0°子午线开始，自西向东按经差每6°为一投影带，全球共分60个投影带，依次编号为1—60。我国位于东经72°—136°之间，共包括11个投影带，即13—23带。 D. 3°分带法：从东经1 °30´算起，自西向东按经差3°为一个投影带，全球共分为120个带，我国位于24—45带。