内容发布更新时间 : 2024/4/26 23:27:00星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

GIS原理与应用(专升本)

总分: 100分 考试时间:分钟 填空题

1. 栅格数据结构的主要类型包括栅格矩阵结构、游程编码结构、__

_(1)___ 、

八叉树结构和十六叉树结构。(1分)

(1). 参考答案: 四叉树数据结构

2. 对一幅地图而言，

要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量___(2)___ 。(1分) (1). 参考答案: 大

3. 地理信息系统产品输出的主要形式包括常规地图和___(3)___ 两大类。(1分)

(1). 参考答案: 数字地图

4. 在大多数GIS中，提供的空间查询方式有基于空间关系查询、__

_(4)___ 、地址匹配查询三类。(1

(1). 参考答基于空间关系和属

案: 性特征查询 5. 解决道路拓宽中拆迁指标的计

算问题，可应用的空间分析方法是___(5)___ 。(1分)

(1). 参考答案: 缓冲区分析 6. ___(6)___ 是空间信息可视化的最主要的形式，也是最古老的形式。(1分)

(1). 参考答案: 地图

7. 空间数据的内插方法一般包括___(7)___ 和区域的内插。(1分) (1). 参考答案: 点的内插

8. 空间量算包括几何量算、

形状量算、___(8)___ 、距离量算。(1 (1). 参考答案: 质心量算

9. 游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是___(9)___ ，___(10)___ 。(2分)

(1). 参考答压缩栅格数据量

案: (2). 参考答消除数据间的冗

案:

余 名词解释

10. 元数据(6分)

参考答案：是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。元数据的内容包括对数据集的描述、对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。

11. 地理实体(6分)

参考答案：是指地球空间上不能继续分割的单元，地理实体的界定依赖于研究的空间尺度，对一个地理实体的描述称为地理特征。 12. 信息(6分)

参考答案：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。

13. 缓冲区分析(6分)

参考答案：是根据数据库点、线、面实体自动建立其周围一定宽度范围内的多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得益扩展的信息分析方法。

14. 地理信息系统(6分)

参考答案：定义由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理

信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

问答题

15. 简述栅格数据的主要编码方

式。(20分)

参考答案：栅格数据的主要编码方式包括：

（1）直接栅格编码：这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。

（2）压缩编码方法：目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。

a）链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据。 b）游程长度编码：栅格图像常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。一种编码方案是，只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该

代码以及相同的代码重复的个数；另一种方案是逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码。 c）块码：块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单位的代码组成。

d ）四叉树：又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止。 16. 何为拓扑关系？建立拓扑关系有何应用价值？(20分)

参考答案：要素之间的连通性或相邻性等关系统称为拓扑关系。用来表示拓扑关系的数据结构称为拓扑结构。GIS 软件中，拓扑的主要意义就是用于保证数据质量。 拓扑在空间数据模型中表达和规定数据之间的空间关系。通过表达和规定这些空间关系，拓扑尽可能将地理数据与现实世界保持一致。拓扑是精准地表达空间数据的有效方法，通过严格地约束要素之间的关系，提高了空间数据的准确度和可用性。 17. 试述GIS的发展历程。(20分)

参考答案：国际：纵观GIS发展，尤其北美地区的实际情况，地理信息系统发展可以分为以下几个阶段：

(1) 20世纪60年代为地理信息系统的开拓期，注重空间数据的地学处理

(2) 20世纪70年代为地理信息系统的巩固发展期，注重空间地理信息的管理

(3) 20世纪80年代地理信息系统技术大发展时期，注重空间决策支持分析

(4) 20世纪90年代地理信息系统的应用普及时代，一方面，GIS已成为许多机构必备的工作系统，另一方面，社会对GIS认识普遍提高，需求大幅增加。国内：我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始，以1980中科院成立第一个GIS实验室为标志。地理信息系统步入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。20世纪90年代，地理信息系统步入快速发展阶段，并取得了重大进步，总之中国地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

填空题

1. 数字地球是以___(1)___ 作为研究对象，以___(2)___ 和计算机信息处理为主体的技术系统。 (1). 参考答案: 地球 (2). 参考答案: 网络

2. 空间数据的拓扑关系主要包括拓扑邻接、___(3)___ 和拓扑包含。(1分)

(1). 参考答案: 拓扑关联

3. 地理空间上至___(4)___ ，下至___(5)___ ，是生命过程活跃的场所，也是宇宙过程对地球影响最大的区域。(2分)

(1). 参考答案: 大气电离层 (2). 参考答案: 地幔莫霍面 4. 数据结构一般分为矢量数据结构、栅格数据结构和___(6)___ 。(1分)

(1). 参考答矢量栅格一体化数

案: 据结构 5. 数字地球是遥感、遥测 、___(7)___ 、计算机通信网络与___(8)___ 的高度综合和升华。(2分) (1). 参考答案: 地理信息系统 (2). 参考答案: 仿真虚拟技术

6. 按照功能和内容来分，

可以将地理信息系统分为工具型地理信息系统和___(9)___ 。(1分) (1). 参考答应用型地理信息系

案: 统 7. 专题图主要由___(10)___ 和

专题内容两部分组成。(1分) (1). 参考答案: 地理基础

名词解释

8. 地理数据(6分)

参考答案：是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。 9. DTM 与 DEM(6分)

参考答案：DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。

10. GIS 互操作(6分)

参考答案：是指不同的GIS间与平台无关的透明数据访问、共享空间数据库和其它服务。是当代GIS技术发展的重要方向。 11. 3S集成(6分)

参考答案：指3S（GIS、RS、GPS）技术的综合或一体化形成的集成系统。在这种集成系统中，GPS主要用于实时、快速地提供目标、各类传感器和运载平台的空间位置；RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面的各种变化，及时地对GIS的空间数据进行更新；GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存储、集成管理、分析加工，作为新的集成系统的基础平台，并为智能化数据采集提供地学知识。 12. 空间索引(6分)

参考答案：是指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，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。

问答题

13. 简述空间数据误差来源与数据质量控制方法。(20分)

参考答案：从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的处理变换到空间数据的应用，在这两个过程中都会有数据质量问题的

发生。

据与数据源进行比较，图形部分的（1）空间现象自身存在的不稳定检查包括目视方法、绘制到透明图性：包括空间特征和过程在空间、上与原图叠加比较，属性部分的检专题和时间内容上的不确定性。 查采用与原属性逐个对比或其他比（2）空间现象的表达：数据采集中较方法。

的测量方法以及量测精度的选择等（2）元数据方法：数据集的元数据受到人类自身的认识和表达的影中包含了大量的有关数据质量的信响，这对于数据的生成会出现误差。 息，通过它可以检查数据质量，同（3）空间数据处理中的误差：在空时元数据也记录了数据处理过程中间数据处理过程中，容易产生的误质量的变化，通过跟踪元数据可以差有以下几种：投影变换产生的差了解数据质量的状况和变化。 异；地图数字化和扫描后的矢量化（3）地理相关法：用空间数据的地处理都可能出现误差；数据格式转理特征要素自身的相关性来分析数换中的位置差异性；数据抽象时产据的质量。

生的误差；建立拓扑关系过程中的14. 根据下面的图形，进行拓扑编码，填写相关的拓扑编码表（面域

位置坐标的变化；与主控数据层的匹配位移导致误差；数据叠加操作和更新产生空间位置和属性值的差异；数据集成处理产生的误差；数据的可视化产生表达上的误差；数与弧段的拓扑关系表、弧段与结点据处理过程中误差的传递和扩散 的拓扑关系表、结点和弧段关系表、弧段与面域的拓扑关系表） （4）空间数据使用中的误差：主要(20分) 包括两个方面：一是对数据的解释参考答案：（1）面域-弧段 过程，一是缺少文档，这样往往导面域 弧段 致数据用户对数据的随意性使用而P0 L1，L2，L4 使误差扩散。

数据质量控制是个复杂的过程，要P1 L1，L3，L6，-L7 控制数据质量应从数据质量产生和P2 L5，L3，L2 扩散的所有过程和环节入手，分别P3 L4，L5，L6 用一定的方法减少误差。空间数据质量控制常见的方法有： P4 L7 （1）传统的手工方法：将数字化数

（2）弧段-结点 弧段 结点 L1 V1，V2 L2 V2，V3 L3 V2，V4 L4 V1，V3 L5 V3，V4 L6 V1，V4 L7 V5，V5 （3）结点-弧段 结点 弧段 V1 L1，L4，L6 V2 L1，L2，L3 V3 L2，L4，L5 V4 L3，L5，L6 V5 L7 （4）弧段与面域 弧段 左多边右多边形 形 L1 P0 P1 L2 P0 P2 L3 P2 P1 L4 P3 P0 L5 P3 P2 L6 P1 P3 L7 P1 P4 15. 试述矢量数据结构与栅格数据结构的优缺点。(20分) 参考答案：矢量数据结构 ⑴表示地理数据的精度高但数据结构复杂；⑵数据结构紧凑、存储空间小但多边形叠置分析比较困难；⑶有利于网络分析但对软硬件的技术要求较高；⑷图形输出质量好、精度高但显示和绘图成本较高；⑸图形和属性数据的恢复、综合都能有效地实现更新但数学模拟比较困难。 栅格数据结构

⑴数据结构简单但图形数据存储大；⑵空间数据的叠置和组合十分

方便但投影转换比较困难；⑶易于进行各类空间分析但图形输出质量较低，精度不够；⑷数学模拟方便但图形识别的效果不如矢量方法。

填空题

1. 地理空间的特征实体包括：点、线、面、___(1)___ 和体等多种类型。(1分)

(1). 参考答案: 曲面

2. ___(2)___ 的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，它们是空间数据处理的基本内容之一。(1分) (1). 参考答空间数据坐标变

案: 换 3. 美国国家地理信息与分析中心

和大学地理信息科学研究会于199

5年提出了___(3)___ 的概念，

并对其研究内容作了阐明。(1分) (1). 参考答案: 数字世界

4. 在地理数据采集中，

手工方式主要用于录入___(4)___ 。(1分) (1). 参考答案: 属性数据

5. 数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的___(5)___ 和___(6)___ 的描述。(2分) (1). 参考答案: 几何精度 (2). 参考答案: 拓扑特性

6. 地理信息系统数据质量是指该数据对特定用途的分析、操作和___(7)___ 的适宜程度。(1分) (1). 参考答案: 应用

7. 目前，

人们对人类社会当前所处时代的性质和特征存在着多种看法，其中主要有3种观点：空间时代、___(8)___ 、信息时代。(1分)

(1). 参考答案: 数字时代

8. ___(9)___ 是指在人脑中形成对某物(某人)的图像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。(1分) (1). 参考答案: 可视化

9. 地理信息系统中数据类型主要包括地图数据、影像数据、地形数据、___(10)___ 和元数据等五大类。(1分)

(1). 参考答案: 属性数据

名词解释

10. 数字地球(6分)

参考答案：是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特征的一种抽象描述的模型，是地球诸要素信息的数字集合。 11. 专家系统(6分)

参考答案：是研究模拟人类专家的推理思维过程，将领域专家的知识和经验，以知识库的形式存入计算机，系统可以根据这些知识，对输入的原始事实进行复杂的推理，以并作出判断和决策，从而起到专门邻域专家的作用。具有这种功能的系统称为专家系统。 12. 行程编码(6分)

参考答案：栅格数据的一种压缩编码方式，是将行或列中重复的元素进行合并，以达到减少存储和数据冗余的目的，包括一维行程和二维行程。

13. 地理信息(6分)

参考答案：是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是与地球表面空间位置数据相关联的信息，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。 14. 空间数据的分类(6分) 参考答案：是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信息层，为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。

问答题

15. 在GIS中，

常用的拓扑关系有哪些？他们的含义是什么？(20 参考答案：常用的拓扑关系有关联关系、邻接关系、连通关系和包含关系。

关联关系是指不同类图形元素之间的拓扑关系，如结点与弧度的关系、弧度与多边形的关系等； 邻接关系是指同类图形元素之间的拓扑关系，如结点与结点、弧度与弧度、多边形与多边形之间的拓扑关系等；

连通关系指由结点和弧度构成的有向网络图形中，结点之间是否存在通达的路径，即是否具有连接性； 包含关系是指多边形内是否包含了其他弧段或多边形。

16. 地理信息系统数据源的类型有哪些？在地理信息系统中有哪些主要的数据输入方法？(20分)

参考答案：GIS数据源有：（1）地图资料；（2）影像数据；（3）遥感数据；（4）实测数据；（5）文本资料；（6）统计数据；（7）多媒体数据；（8）其它已有的非系统化的数据。

数据输入方法有：（1）手工键盘输入；（2）手扶跟踪数字化仪输入；（3）扫描数字化仪输入；（4）解析测图法输入；（5）已有数字化形式数据转换。

17. 简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理和空间分析有何重要意义？(20分)

参考答案：空间数据的拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。 具体表现在：

（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就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；

（2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询；

（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。

单选题

1. 下列哪些属于GIS产品的输出设备_____。(4分) (A) 键盘 (B) 硬盘 (C) 主机 (D) 显示器

参考答案：D

2. GIS设计中系统分析的核心是_____。(4分) (A) 需求分析 (B) 可行性分析 (C) 业务调查 (D) 逻辑分析

参考答案：A

3. GIS整个研制工作的核心是_____。(4分) (A) 系统分析 (B) 系统设计 (C) 系统实施 (D) 系统维护

参考答案：B

4. 在GIS的开发设计中，将逻辑模型转化为物理模型的这个阶段是_____。(4分) (A) 系统分析 (B) 系统设计 (C) 系统实施 (D) 系统维护

参考答案：C

5. 数字地球是美国人1998年由_____提出的。(4分) (A) 戈尔 (B) 克林顿 (C) 布什 (D) 基辛格

参考答案：A

6. 数字地图的主要类型不包括_____。(4分) (A) 虚拟地图 (B) 动态地图 (C) 交互交融地图 (D) 多媒体地图

参考答案：D

7. 空间信息的可视化的重要作用不包括_____。(4分)

(A) 可用来表达空间信息 (B) 可用来优化空间数据结构 (C) 可用于数据仿真模拟 (D) 可用于空间分析 参考答案：B