地理信息系统试卷b答案

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1、河南大学环境与规划学院20062007学年第 1学期期末地理信息系统 试卷B卷答案 一 、判断题（每小题1分，共10分） 1.与MIS 相比，GIS 主要增添了图形编辑功能。（ ）2. 由于GIS 与CAD 所处理的对象的规则程度不同，因此二者很难交换数据。（ ）3. 当地物范围确定时，栅格单元越大，则它所表达的地物的地理信息越详细。（ ）4. 只有明确的拓扑关系，GIS 才能处理各种空间关系，完成空间分析。（ ）5. 空间数据的格式转换分为两大类，一类是从适量格式转化成栅格格式，另一类是从栅格格式转化为矢量格式。（ ）6. 系统聚类分析的主要依据是把相似的样本归为一类把差异大的样本区分开来。

2、（ ）主成分分析：通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达式，系统聚类分析：根据多种地学要素对地理实体进行划分类别的方法。层次分析：将人的思维层次化，数量化，用数学方法提供定量依据。判别分析：预先确定等级7. 栅格数据编码方法有链式编码、四叉树编码、块式编码和游程长度编码等。（ ）8. 对于不规则的离散高程数据采样点，可以用不规则三角网的方法生成DEM。（ ）9. 矢量形式绘图以设置像素颜色或灰度值为基本指令。（ ）10.无论采用什么数据压缩编码方法，对空间数据进行压缩处理，都会降低原始的精度。（ ）二 、填空题（每空1分，共10分） 1、实体的空间特征可以用空间维数来衡量，

3、不同的实体对应的维数是：点为0 维；面为 2维。2、作为信息系统，GIS由四个基本要素组成，它们分别是软硬件 、 应用模型 、 数据 和 应用人员 。3、在双元数据模型中，图形数据与属性数据是通过ID 联系起来的。4、所谓的拓扑关系是指实体之间的包含 、 邻接 和 关联关系。三 、选择题（每小题1分，共10分） 1、获取栅格数据的方法有： （C ）A手扶跟踪数字化法 B屏幕鼠标跟踪数字化法C扫描数字化法 D人工读取坐标法2、矢量结构的特点是： （D ）A 定位明显、属性隐含 B定位明显、属性明显C定位隐含、属性明显 D定位隐含、属性隐含3、在GIS 中组织属性数据，应用较多的数据库模型是： （

4、 A）A关系模型 B层次模型C网状模型 D混合模型4 、地理数据一般具有的三个基本特征是： （ A）A.空间特征、属性特征和时间特征 B.空间特征、地理特征和时间特征C 地理特征、属性特征和时间特征 D.空间特征、属性特征和拓扑特征5、湖泊和河流周围保护区的定界可采用： （ D）A. 空间聚类 B.统计分析 C.叠置分析 D.缓冲区分析 包含分析网络分析6、 GIS 进入推广应用阶段是20 世纪： （D ）A.60 年代 B.70 年代 C.80 年代 D.90 年代7、属性数据编码内容包括： （B ）A. 登录部分、分类部分和控制部分B. 登录部分、分类部分和配置部分C. 数字化部分、分类部

5、分和控制部分D. 数字化部分、数据处理部分和数据分析部分8、栅格结构与矢量结构相比较： （D ）A.数据结构复杂，冗余度小 B.数据结构复杂，冗余度大C.数据结构简单，冗余度小 D.数据结构简单，冗余度大9、以下选项中不属于空间数据编辑与处理过程的是 （ D）A.数据格式转换； B.投影转换； C.图幅拼接； D.数据分发10、以下选项中不属于WebGIS 软件产品的是 （ D）A.Mapinfo ProServer； B.GeoMedia； C.ArcIMS；MapGuide ModelServer D.ArcGISDesktop 四 、名词解释（每个名词4分，共20分） 1、 地理信息系统

6、地理信息系统（Geographical Information Systems或 GeoInformation systems，GISs）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。地理信息系统是在相关学科的支持下，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；是一门挖掘多种空间和动态的地理信息、模拟地理现象与过程，为人们认知、管理和充分利用地理空间信息资源的系统理论与方法的交叉科学。2、 元数据元数据关于数据变化的描述，即关于数据的数据；目的一是促进数据集的高效利用，二是为计算机

7、辅助软件工程（CASE）服务。3、 空间拓扑关系空间拓扑关系是描述任意两个点、线、面空间实体（点、线、多边形）邻接、关联和包含关系的方式。4、缓冲区分析是对空间特征进行度量的一种重要方法。根据空间数据库中的点、线、面或规划目标，在其周围建立一定宽度范围的多边形。缓冲区分析是基于空间目标拓扑关系的距离分析，其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（缓冲距离或缓冲区宽度）决定。多边形叠置分析（1）概念 多边形叠置分析也称为polygon-on-polygon，它是指就同一地区、同一比例尺的两组或多组多边形数据文件进行叠置。5、数字地形模型数字地形模型(Digita

8、l Terrain Model,DTM)是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。五 、问答题（共30分）1、 ARC/INFO 软件良好地建立了点、线、面之间的拓扑关系，按下图填写ARC/INFO 弧段拓扑表。（7分）Arc_idFrom_nodeTo_nodeLeft_polygonRight_polygon答：Arc_idFrom_nodeTo_nodeLeft_polygonRight_polygonA1N1N2P5P2A2N5N1P1P2A3N3N3P3P2A4N4N2P2P4A5N2N6P5P4A6N5N4P2P6A7N4N6P

9、4P6A8N7N6P6P5A9N7N1P5P1A10N5N7P6P12、数字高程数据通常有几种形式？如何获取和存储这些数据？（8分）答：数字高程数据通常可表示成：规则格网，等高线，不规则三角网(TIN)。（1）规则格网，通常是正方形，也可以是矩形，三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为矩阵，在计算机实现中则是一个2维数组。对于每个格网的数值有两种不同的解释，1：格网栅格观点，认为格网单元的数值是其中所有点的高程值，即格网单元对应的地面面积内高程是均一的高度。2：点栅格观点，认为网格单元的数值是网格中心点的高程或该网格单元的平均高程值

10、。计算任何不是网格中心的数据点的高程值，使用周围4点的高程值，采用距离加权平均方法进行计算，也可以使用样条函数和克里金插值方法。 规则格网的高程矩阵可以容易的用计算机进行处理，还可以计算等高线，坡度坡向，山坡阴影和自动提取流域地形，使得它成为DEM最广泛使用的格式。（2）等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值，等高线通常被存为一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。由于等高线模型只表达了区域的部分高程值，往往需要一种插值方法来计算落在等高线外的其他点的高程，又因为这些点是落在两条等高线包围的区域内，所以，通常只使用外包的

11、两条等高线的高程进行插值。等高线可以用2维的链表来存储。另外一种是用图来表示等高线的拓扑关系，将等高线之间的区域表示成图的节点，用边表示等高线本身。（3）不规则三角网比起上面的两种方法，它既减少了规则格网带来的数据冗余，同时在计算（坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。 TIN的数据存储方式比格网DEM复杂，它不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标，节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。有多种表达TIN拓扑结构的存储方式，一个简单的记录方式是：对于每一个三角形，边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针；边的记录有4个指针字段，包括两个指向相邻三角形记

12、录的指针和他的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。3、地理信息系统中空间数据库组织有几种模式？各有什么特点？（8分）主要有以下四种模式：（1）混合结构模型。它的基本思想是用两个子系统分别存储和检索空间数据与属性数据，其中属性数据存储在常规的RDBMS中，几何数据存储在空间数据管理系统中，两个子系统之间使用一种标识符联系起来。 特点：存储和检索数据比较有效、可靠，查询操作难以优化，数据完整性的约束条件有可能遭破坏。（2）扩展结构模型。扩展结构模型采用同一DBMS存储空间数据和属性数据。其做法是在标准的关系数据库上增加空间数据管理层，即利用该层将地理结构查询语言(G

13、eoSQL)转化成标准的SQL查询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。这种模型的优点是省去了空间数据库和属性数据库之间的繁琐联结，空间数据存取速度较快，特点：在效率上总是低于DBMS中所用的直接操作过程，且查询过程复杂。（3）统一模数据型。这种综合数据模型不是基于标准的RDBMS，而是在开放型DBMS基础上扩充空间数据表达功能。特点：空间扩展完全包含在DBMS中，用户可以使用自己的基本抽象数据类型(ADT)来扩充DBMS。在核心DBMS中进行数据类型的直接操作很方便、有效，并且用户还可以开发自己的空间存取算法。该模型的缺点是，用户必须在DBMS环境中实施自己的数据类型，对有些应用将相当复

14、杂。（4）面向对象的数据模型。面向对象的数据模型为用户提供了自然的丰富的数据语义，从概念上将人们对GIS的理解提高到了一个新的高度。同时它又巧妙地容纳了GIS中拓扑数据结构的思想，能有效地表达空间数据的拓扑关系。另一方面，面向对象数据模型在表达和处理属性数据时，又具有许多独特的优越性。因而，完全有可能采用面向对象的数据模型和面向对象的数据库管理系统，同时表达和管理图形和属性数据，结束目前许多GIS软件将它们分开处理的历史。4. 下图给出了88栅格数据，请按线性四叉树对该数据进行编码，并给出编码结果。（7分）33332222333222223332222233333222333342213344

15、42213444421144441111答：0(3)4(3)5(3)16(2)20(2)6(3)7(2)8(3)12(3)13(2)24(2)26(2)28(2)14(3)15(3)25(3)27(2)32(3)36(3)37(3)48(4)49(2)52(2)53(1)38(4)39(4)50(4)51(2)54(2)55(1)40(3)41(4)44(4)56(4)57(2)60(1)42(4)43(4)58(1)59(1)六 、分析应用题（20分）设有某种作物的生长条件是：（1）阳坡；（2）地面坡度在15-30度之间的坡地；（3）酸性土壤。试问如何利用GIS的空间分析方法来计算在某流域交

16、通线两旁300米范围内的适种区面积？给定资料条件：（1）土壤野外离散采样点数据（记录土壤酸碱度值）；（2）1：1万比例尺地形图。要求：（1）详细说明其中的核心技术；（2）利用某一GIS软件的功能，进一步说明利用其实施的具体方法。（1）核心技术：缓冲区分析，空间信息查询，空间叠置分析A：缓冲区分析是对空间特征进行度量的一种重要方法。他实际上是邻近度分析，所谓缓冲区是根据空间数据库中的点，线，面实体或规划目标，在其周围建立的一定宽度范围的多边形。从原理上，点缓冲区就是以点为圆心，按给定缓冲距为半径生成的圆；线是一系列点构成，它的缓冲区实际就是任一端点生成的缓冲区沿该线滚动所形成的轨迹；面缓冲区是沿其边缘建立的，但面缓冲区有内外缓冲之分。题中属于线缓冲区，缓冲距为300米。B：空间信息查询，主要有基于空间关系和属性特征的查询,需要用SQL查询和空间关系结合起来，形成空间查询语言，题中，我们用arcview的Analysis中map calculate来查找ph Slope of dem 15)，点击Evaluate，得15slope30；4条件3：对土壤栅格数据提取ph7的酸性地区：【Analysis】 【Map Qurey】， 根据栅格图上显示：运用公式( ph 1806把前面几步得到的theme作map calculate，得出交集，即为符合所有条件的最后结果。