地理信息系统试题

一、名词解释

1.地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度

3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。

4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。

5.对象模型 ： 将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。

6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。

7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构： 在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。

10.空间索引： 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。

11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。

12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。 13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。

14.数字高程模型：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，高程数据通常采用绝对高程。

15.数字地形分析：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。

二、填空题

1、空间实体的四个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系特征。

2、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。

3、空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有头拓扑

空间关系、顺序空间关系、度量空间关系。

4、栅格数据模型的一个优点是不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需要进行复杂的几何计算。

5、矢量数据结构按其是否明确地表示地理实体空间关系分为：实体数据结构和拓扑数据结构两大类。

6、栅格数据结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。

7、矢栅一体化结构的理论基础是：多级网格方法、三个基本约定、线性四叉树编码。

8、属性查询是一种较常用的空间数据查询，属性查询又分为简单的属性查询和基于SQL语言的属性查询。

9、空间关系查询包括拓扑关系查询和缓冲区查询。

10、根据栅格数据叠加层面的不同，将栅格数据的叠置分析运算方法分为以下几类：布尔逻辑运算、重分类和数学运算复合法。

11、从缓冲区对象方面来看，缓冲区最基本的可分为点缓冲区、线缓冲区和面缓冲区。

12、窗口分析的类型包括：统计运算、测度运算、函数运算和追踪分析。 13、地理空间分析的三大基本要素是空间位置、属性、时间。 14、GIS运行环境的核心部分是计算机软硬件系统。

15、GIS硬件系统包括输入设备、处理设备、存储设备、和输出设备四部分。 16、从数据结构上，GIS可分为矢量GIS、栅格GIS、矢量—栅格GIS。

17地理空间坐标系统分为球面坐标系统、平面坐标系统，其中平面坐标系统被称为投影坐标系统。

18、投影是指建立两个点集之间一一对应的映射关系。

19、高斯投影中1：2.5至1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺地形图采用经差3度分带。

20、区域多边形的选择必须和国家现行管理制度相一致，才能发挥其应用效益，保证信息更新的连续性。

21、 根据空间数据的获取方式可分为：地图数据、遥感影像数据、实测数据、共享数据、其他数据。

22、地理信息系统的数据采集工作包括两个方面：空间数据的采集、属性数据的采集。

23、属性数据的来源：社会环境数据、自然环境、资源与能源。 24、数据重构主要包括 ： 数据结构的转换和数据格式的转换。

25、矢量数据的常用压缩方法：间隔取点法、垂距法和偏角法、分裂法。 26、空间数据质量指标包括：完备性、逻辑一致性、位置准确度、时间准确度、专题准确度。

27、空间数据的误差：几何误差、属性误差、时间误差、逻辑误差。 28、数据库领域中最常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型、对象模型。

29、空间数据的基本特征：空间特征、非结构化特征、空间关系特征、多尺度与多态性、分类编码特征、海量数据特征。

30、地形特征点主要包括山顶点，凹陷点，脊点，谷点，鞍点，平地点等。 31、空间统计分析可包括空间数据的统计分析及数据的空间统计分析，前者着重于空间物体和现象的非空间特性的统计分析。

32、分布形态可从两个角度考虑，一是数据分布对称程度，另一个是数据分布集中程度。前者测定参数称为偏度，后者测定参数为峰度。

33、透视分析是探测全属趋势常用方法，准确判定趋势特征关键在于选择合适透视角度。

34、数据分析的原则：科学性原则，完整性原则，实用性原则，美观性原则。

35、模式分级分为等间距分级，分位数分级，等面积分级，标准差分级，自然裂点法分级。 三、判断题

1、数据是信息的表达，信息是数据的内涵。（√） 2、GIS是由硬件、软件组成。（×）

3、地理空间分析的三大基本要素是空间位置、属性以及时间。（√） 4、在GIS中，时间要素是必选要素，而空间要素是可选要素。（×） 5、投影是指建立多个点之间的映射关系。（×） 6、地理模型用于描述地理概念和地理事物。（×） 7、对象模型具有明确便捷和独立地理现象。（√）

8、相同类型的对象并为对象类，类是一种创建对象的模板。（√） 9、每一个实体都给一个明确标识符来标识该物体。（√）

10、矢量数据结构的显著特点是定位隐含、属性明显；而栅格数据模型的显著特点是定位明显、属性隐含。（×）

11、拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。（√） 12、在栅栏数据结构中，每个栅格单元可以存在多个值。（×）

13、栅格影像不仅包含了属性信息，还包括了隐藏的空间位置信息。（√） 14、全关系数据库管理是统一模式，而对象—关系数据库管理是扩展模式。（×） 15、空间索引的性能的优劣直接影响空间数据库和地理信息系统的整体性能。（√）

16、GIS需要输入两方面的数据，即空间数据与拓扑数据。（×） 17、判断空间数据质量应根据数据用途确定其标准。（√）

18、空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。（√） 19、拓扑关系查询包括邻接关系、包含关系、空间关系。（×）

20、空间查询包括简单直接查询、逻辑运算查询、复合模拟查询。（√） 21、直接栅格编码：简单直观、压缩效率较高，是压缩编码方法的逻辑原型。（×） 22、从根本上说，点与多边形叠加首先是计算多边形对点的包含关系；线与多边形的叠加首先比较线坐标与多边形坐标的关系。（√）

23、缓冲区分析模型就是将点、线、面地物分布图变换成这些地物的扩展距离图。

（√）

24、最佳路径是确定起点、终点所要经过的中间点和中间连线，求最短路径。（×） 25、地理信息的特点是空间相关性、空间区域性、空间多样性、空间复杂性。（×） 26、栅格数据模型比较适用于场模型抽象表达空间对象。（√）

27、资源分布网络模型由中心点（分配中心）及其状态属性和网络组成。（√） 28、DEM表示地表区域上地形的三维向量的无限序列，即地表单元上高程的集

合。（×）

29、数字化的等高线对于计算坡度或生成着色地形图十分适用 。（×） 30、流水线分析、可视性分析是建立DEM的众多目的之一 （√） 四、简答题

1. 简述地理信息系统的基本特征

a) 数据的空间定位特征 b) 空间关系处理的复杂性 c) 海量数据管理能力

2. 什么是GIS空间分析？其方法是什么？

GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。

方法：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、网络分析 3. 什么是空间数据库？其主要特点是什么？

空间数据库是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。 特点：

（a）数据量特别大；

（b）不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系； （c）数据应用广泛。

4. 网络分析的基本思想是什么？

人类的活动总是趋向于按一定的目标选择达到最佳效果的空间位置，根本目的是研究、筹划如何安排一项基于网络数据的工程，并使其运行效果最好。

5. 简述空间数据的基本特征。

空间特征、非结构化特征、空间关系特征、多尺度与多态性、分类编码特征、海量数据特征

6. 地理表达和地理模型的关系

a) 二者有重叠；

b) 地理表达用于描述地理概念和地理事物；

c) 地理模型则多用于地理时间和空间数据库环境下。 7. 简述栅格数据结构的优缺点

优点：“属性明显，定位隐含”，数据结构简单、数据模拟方便。

缺点：数据量大、难以建立实体间的拓扑关系、通过改变分辨率而减少数据量时精度和信息量同时受损等。 8. 简述矢量数据结构的优缺点

优点：数据按照点、线或多边形为单元进行组织，编码容易、数字化操作简单、数据编排直观。

缺点：

a) 独立存储方式造成相邻多边形的公共边界重复记录，造成数据冗余，

导致公共边界出现间隙或重叠；

b) 缺少多边形的邻域信息和图形的拓扑关系；

c) “岛”的问题。（岛只作为一个单个图形，没有建立与外界多边形

的联系。）

9. 简述空间数据质量的主要控制方法。

a) 传统的手工方法：将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包

括目视方法、会知道透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比；

b) 源数据方法：数据集的源数据中包含大量有关数据质量的信息，通过它

可检查数据质量，同时通过跟踪源数据可以了解数据质量的状况和变化； c) 地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质

量。

10. 简述空间数据查询过程的类型和查询内容

类型：

a) 直接复原数据库中的数据及所含信息，回答人们提出的一些比较“简

单”的问题；

b) 通过一些逻辑运算完成一定约束条件下的查询；

c) 更具数据库中现有的数据模型，进行有机的组合构造，模拟现实世

界中的一些系统和现象的结构功能，回答一些“复杂”的问题。

内容：查询空间对象的属性、空间位置、空间分布、几何特征以及其他空间对象的空间关系。 11. 简述空间关系的类型

a) 空间拓扑关系：拓扑变换下保持不变的关系； b) 空间顺序关系：描述实体在地理空间上的排列顺序；

c) 空间量度关系：描述空间实体的距离远近关系，一般用欧式距离表示。 12. 在主图的图面配置中，应注意哪些问题？

a) 在区域空间上，要突出主区与临区是图形与背景的关系，增强主图区域

的视觉对比度；

b) 主图的方向一般是上北下南； c) 移图；

d) 重要区域扩大图。 五、论述题

1、gis尚待解决的问题及当前的发展趋势

（一）问题： (1)数据结构方面存在的问题：目前通用的GIS主要有矢量、栅格或两者相加的混合系统，。在矢量结构方面，其缺点是处理位置关系(包括相交、通过、包含等)相当费时，且缺乏与DEM和RS直接结合的能力。在栅格结

构方面，存在着栅格数据分辨率低，精度差;立地物等问题。 (2)GIS模型存在的问题；传统GIS模型难以表达复杂的地理实体，更难满足客观世界的整体特征要求。其对空间数据模型和空间数据结构方面力不从心，逐渐暴露其弊端。

（二），发展趋势 随着地理信息系统产业的建立和数字化住处产品在全世界的普及,GIS将深人到各行各业以至千家万户，成为人们生产、工作、学习和生活中不可缺少的工具和助手。数据管理方面：(1)多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达；三库一体化的数据结构方向；利用数据挖掘技术进行知识发现（2）技术集成方面:：“3S”集成即将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起；GIS与虚拟现实技术的结合；分布式技术、万维网与GIS的结合；

2、试论述矢量数据的叠置分析

（1）点与多边形叠加：将一个点图层叠加在一个多边形的图层上，以确定每个点落在哪个多边形内。点与多边形的叠置是通过点在多边形内的判别完成的，它通常是得到一张新的属性表，该属性表除了原有的属性以外，还含有落在那个多边形的目标标识。如果必要，还可以在多边形的属性表中提取一些附加属性。如行政区名称，行政区首长姓名等。

（2）线与多边形叠加：线与多边形的叠加，首先计算线与多边形的交点，将原线打断成一条条弧段，并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。根据叠加的结果可以确定每条弧段落在哪个多边形内，可以查询指定多边形内指定线穿过的长度。

（3）多边形叠加：多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。叠加过程可分为几何求交和属性分配两步。几何求交过程首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋一多边形唯一标识码，同时生成一个与新多边形对象一一对应的属性表。

3、论述失量数据与栅格数据的结构的转换

栅格向矢量的转换：矢量化的过程要保证以下两点：拓扑转换，即保持栅格表示出的连通性和邻接性。否则，转换出的图形是杂乱无章的，没有任何实用价值的；转换空间对象正确的外形。栅格向矢量转换的主要步骤为：二值化，一般情况下，栅格数据是按0～255的不同灰度值表达的；细化是消除线划横断面栅格数的差异，使得每一条线 只保留代表其轴线或周围轮廓线（对多边形而言）

位置的单个栅格的宽度。跟踪，去除多余点及曲线光滑，拓扑关系的生成：判断弧段与多边形间的空间关系，以形成完整的拓扑结构并建立与属性数据的关系。 矢量向栅格的转换：从矢量向栅格转换过程中，应尽量保持矢量图形的精度在决定属性值时尽可能保持空间变量的真实性和最大信息量。格网单元对应几种不同的属性值，而每一单元只能取一个值。在这种情况下，有如下一些取值方法：（1）中心点法：用处于格网单元0处的地物类型或空间特征决定属性值。此时，该单元属性值为C。此法常用于连续分布的地理要素，如降雨量分布、大气污染等；(2)面积占优法：以占单元面积最大的地物类型和空间特征决定格网单元的属性值。此时，栅格单元的属性值为B。面积占优法适合分类较细、地物类别斑块较小的情况。