機(jī)密啟用前 秘密啟用后 請(qǐng)將所有答案寫在報(bào)考點(diǎn)提供的專用答題紙上河海大學(xué)2011年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題（A卷）考試科目代碼及名稱： 823 地理信息系統(tǒng) 一、 名詞解釋（本題共6小題，每小題7分，滿分42分）1.元數(shù)據(jù)（metadata）元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它反映了某項(xiàng)數(shù)據(jù)自身的一些特征。空間元數(shù)據(jù)是指描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它描述空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，是空間數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，也是空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量提供了保障。2.GIS的基本構(gòu)成由5個(gè)部分構(gòu)成，即系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、地理空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)應(yīng)用人員及應(yīng)用模型。把各部分簡(jiǎn)單描述下。3.GIS拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點(diǎn)、弧段、面域之間的空間關(guān)系，主要表現(xiàn)為拓?fù)溧徑印⑼負(fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒８鶕?jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種地理實(shí)體相對(duì)于另一種地理實(shí)體的位置關(guān)系，拓?fù)鋽?shù)據(jù)也有利于空間要素的查詢，可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實(shí)體。分別簡(jiǎn)單解釋下拓?fù)溧徑印⑼負(fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒?.四叉樹(shù)一種有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是將空間區(qū)域按照四個(gè)象限進(jìn)行遞歸分割n次，每次分割形成2n2n個(gè)子象限（n1），直到子象限中屬性數(shù)值都相同為止，該子象限就不再分割。凡屬性值都相同的子象限，不論單元大小，均作為最后的存儲(chǔ)單元。這樣，對(duì)同一種空間要素，其區(qū)域網(wǎng)格的大小，隨該要素分布特征而不同。生成四叉樹(shù)有兩種方法，即自上而下和自下而上方式。四叉樹(shù)的存儲(chǔ)方法通常有兩種，即常規(guī)四叉樹(shù)和線性四叉樹(shù)。5.SDESpatial Database Engine，空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎是一種空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，即在常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之上添加一層空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的能力。6.空間數(shù)據(jù)內(nèi)插即通過(guò)已知點(diǎn)或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點(diǎn)或多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的方法。基本課本上那一大段都要寫。（概論第三版）好像是：設(shè)已知一組空間數(shù)據(jù)二、 簡(jiǎn)答題（本題共6小題，每小題11分，滿分66分）1. 講述下列名詞的英文全名及中文含義？DBMS，DLG，ESRI，TIN，KMLDBMS：Database Management System，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DLG：Digital Line Graph，數(shù)字線化圖ESRI：Environmental System Reasearch Institute，Inc.，美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所公司TIN：Triangulated Irregular Network，不規(guī)則三角網(wǎng)KML：Keyhole Markup Language，Keyhole標(biāo)記語(yǔ)言最好稍微解釋下，我也不清楚，反正時(shí)間夠用。2. GIS的產(chǎn)業(yè)涉及到哪一些，你對(duì)其中哪一類最感興趣？GIS軟件開(kāi)發(fā)與銷售，GIS數(shù)據(jù)，GIS教育、研究和出版，GIS服務(wù)這個(gè)得擴(kuò)充，不能只簡(jiǎn)單的寫四部分。我對(duì)GIS服務(wù)產(chǎn)業(yè)最感興趣，GIS服務(wù)產(chǎn)業(yè)在GIS各產(chǎn)業(yè)中的比重將越來(lái)越高，而且處于一種快速發(fā)展的狀態(tài)。GIS用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)基于地圖的遠(yuǎn)程站點(diǎn)服務(wù)，而基于位置的服務(wù)把地理信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)推向了實(shí)用化。3. 點(diǎn)在多邊形內(nèi)判斷時(shí)用到的鉛垂線算法原理以及極值條件？由任一待判的P點(diǎn)向下作與Y軸平行的射線（稱為鉛垂線），計(jì)算該射線與多邊形交點(diǎn)的個(gè)數(shù)，若為偶數(shù)，則待判點(diǎn)在多邊形外，若為奇數(shù)，則待判點(diǎn)在多邊形內(nèi)。一些特殊情況（相切、重合、不連通）會(huì)影響交點(diǎn)的個(gè)數(shù)，必須予以排除。可以簡(jiǎn)單的畫(huà)上圖，圖文并茂。至于極值條件，我也不知道4. 闡述點(diǎn)、線、面緩沖分析的原理并應(yīng)用舉例？緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對(duì)象的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識(shí)別這些實(shí)體或主體對(duì)鄰近對(duì)象的輻射范圍或影響度，以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。它是解決臨近度問(wèn)題的空間分析工具之一。建立點(diǎn)緩沖區(qū)僅是以點(diǎn)狀地物為圓心，以緩沖區(qū)距離為半徑繪圓即可，它可用于研究公共設(shè)施（商場(chǎng)、郵局、銀行、醫(yī)院、車站、學(xué)校等）的服務(wù)范圍。線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)的建立也是以線狀地物或面狀地物的邊線為參考線，作它們的平行線，再考慮端點(diǎn)圓弧即可。線緩沖區(qū)可用于研究鐵路、公路以及航運(yùn)河道對(duì)其所穿過(guò)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，面緩沖區(qū)可用于研究大型水庫(kù)引起的搬遷所涉區(qū)域。可以參考下南大的真題，好像06年的，有人整理了答案，有詳細(xì)的原理及舉例。5. 索引的方法并闡述之（至少三種）。實(shí)體范圍索引，在記錄每個(gè)空間實(shí)體坐標(biāo)時(shí)，同時(shí)記錄包圍每個(gè)空間實(shí)體的外接矩形的最大最小坐標(biāo)，這樣在檢索實(shí)體時(shí)，根據(jù)空間實(shí)體的最大最小范圍，預(yù)先排除那些沒(méi)有落入檢索窗口內(nèi)的空間實(shí)體，僅對(duì)那些外接矩形落在檢索窗口的空間實(shí)體作進(jìn)一步判斷，最后檢索出那些真正落入窗口內(nèi)的空間實(shí)體。格網(wǎng)索引，它的基本思想是將覆蓋整個(gè)研究區(qū)的范圍按照一定的規(guī)則分成大小相等的網(wǎng)格，然后記錄每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)所包含的地理實(shí)體。當(dāng)用戶進(jìn)行空間查詢時(shí)，首先計(jì)算出用戶查詢的對(duì)象所在的格網(wǎng)，然后再在該網(wǎng)格中快速查詢所選的地理實(shí)體。四叉樹(shù)索引，根據(jù)所有空間對(duì)象覆蓋的范圍，進(jìn)行四叉樹(shù)分割，每個(gè)子塊中包含單個(gè)實(shí)體，然后根據(jù)包含每個(gè)實(shí)體的子塊層數(shù)或大小，建立相應(yīng)的索引。盡量答的詳細(xì)點(diǎn)。答題紙很多。6. 矢量GIS疊置分析的缺點(diǎn)是什么（至少兩點(diǎn)），柵格GIS疊置分析的定義與方法？柵格數(shù)據(jù)的疊置分析可以有多個(gè)空間特征數(shù)據(jù)參與分析，而矢量疊置分析只能在兩個(gè)空間特征數(shù)據(jù)之間進(jìn)行。矢量數(shù)據(jù)的疊置分析雖然數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量比較小，但是運(yùn)算過(guò)程比較復(fù)雜。在多邊形疊置過(guò)程中會(huì)遇到偽多邊形問(wèn)題，疊置過(guò)程中不可避免會(huì)遇到兩個(gè)圖層中邊界重合問(wèn)題，但由于數(shù)據(jù)來(lái)源，測(cè)量時(shí)間，精度不一致，導(dǎo)致同一邊界的表達(dá)不一致，從而產(chǎn)生細(xì)小的碎片多邊形。柵格GIS疊置分析又稱為地圖代數(shù)，首先要具有兩個(gè)或多個(gè)同一地區(qū)相同行列數(shù)且具有相同柵格單元大小的柵格數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些不同圖層間相應(yīng)的柵格進(jìn)行運(yùn)算，其疊置分析后的結(jié)果是生成新的柵格圖層，產(chǎn)生新的空間信息。常用的柵格疊置方法包括點(diǎn)變換方法、區(qū)域變換方法和領(lǐng)域變換方法。不管有沒(méi)有問(wèn)定義，一定要先把定義答上，然后再分析缺點(diǎn)之類的。方法要擴(kuò)充解釋。三、 綜合題（1）（本題滿分22分）現(xiàn)在Google Earth、ArcGIS等軟件均采用了地圖切片技術(shù)，請(qǐng)問(wèn)何為地圖切片技術(shù)，如何進(jìn)行地圖切片，切片時(shí)如何分級(jí)？地圖切片的思想來(lái)源于層次細(xì)節(jié)模型，是指將大幅影像切分為大量相同分辨率的切片圖，用戶每次查看影像時(shí)，實(shí)際只對(duì)少量的切片圖進(jìn)行操作，這樣就大大提高了計(jì)算機(jī)的性能。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中則降低了服務(wù)器的壓力。大多數(shù)的地圖切片使用X-Y-Z的立體坐標(biāo)系組織結(jié)構(gòu)，X-Y-Z的立體坐標(biāo)系組織結(jié)構(gòu)是將影像金字塔級(jí)別定義為Z，把地圖切片按照X-Y方向進(jìn)行排序，這種組織方式更能滿足實(shí)際的應(yīng)用，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂。通常情況下，會(huì)將地圖切片與影像金字塔結(jié)合一起使用，形成地圖切片與影像金字塔結(jié)構(gòu)，地圖切片是四叉樹(shù)的組織結(jié)構(gòu)，即金字塔級(jí)別每提高一個(gè)級(jí)別，就要用較高分辨率的4張地圖切片來(lái)替代原來(lái)較低分辨率的1張地圖圖片。結(jié)合課本上的地圖切片與影像金字塔那一節(jié)作答，好像剛開(kāi)始是為什么要進(jìn)行切片與金字塔之類的，這屬于論述，所以靠邊的都要答。（2）（本題滿分20分）從數(shù)字城市走向智慧城市的過(guò)程中GIS究竟能提供哪些支持？數(shù)字城市是城市地理信息和其他城市信息相結(jié)合、并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的、能供用戶訪問(wèn)的一個(gè)將各個(gè)城市和城市外的空間連在一起的虛擬空間，是數(shù)字地球的重要組成部分。當(dāng)今世界，數(shù)字地球正向智慧地球轉(zhuǎn)型，智慧城市孕育而生，數(shù)字地球把遙感技術(shù)、地球信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展等社會(huì)需要聯(lián)系在一起，為全球信息化提供了一個(gè)基礎(chǔ)框架，數(shù)字地球與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)智慧的地球。數(shù)字城市為城市規(guī)劃、智能化交通、網(wǎng)格化管理和服務(wù)、基于位置的服務(wù)、城市安全應(yīng)急響應(yīng)等創(chuàng)造了條件，是信息時(shí)代城市和諧發(fā)展的重要手段，數(shù)字城市加上物聯(lián)網(wǎng)可走向智慧城市，智慧城市支持人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的參與和溝通，提供面向IP的靈性服務(wù)。數(shù)字城市是城市空間信息集成的平臺(tái)，基于數(shù)字城市的空間信息共享與服務(wù)包括利用Web Service技術(shù)對(duì)各種空間信息資源進(jìn)行注冊(cè)和提供在線服務(wù)。對(duì)各種服務(wù)資源進(jìn)行組合，可以加工提取更高級(jí)的信息，提供更智能化的服務(wù)。智慧城市的核心是一種更智慧的方法通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等核心的新一代信息技術(shù)來(lái)改變政府、企業(yè)和人們相互交往的方式。智慧城市可以更有效地實(shí)現(xiàn)城市網(wǎng)格化管理和服務(wù)，利用GIS實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)，提升交通系統(tǒng)的信息化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字地球是美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅囊粋€(gè)與GIS、網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)等高新技術(shù)密切相關(guān)的概念。在戈?duì)柕奈恼聝?nèi)，他將數(shù)字地球看成是“對(duì)地球的三維多分辨率表示、它能夠放入大量的地理數(shù)據(jù)”。在接下來(lái)對(duì)數(shù)字地球的直觀實(shí)例解釋中可以發(fā)現(xiàn)，戈?duì)柕臄?shù)字地球?qū)W是關(guān)于整個(gè)地球、全方位的GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 顯然，面對(duì)如此一個(gè)浩大的工程，任何一個(gè)政府組織、企業(yè)或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)，都是無(wú)法獨(dú)立完成的，它需要成千上萬(wàn)的個(gè)人、公司、研究機(jī)構(gòu)和政府組織的共同努力。數(shù)字地球要解決的技術(shù)問(wèn)題，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、海量數(shù)據(jù)存貯、衛(wèi)星遙感技術(shù)、互操作性、元數(shù)據(jù)等。其核心思想是用數(shù)字化的手段來(lái)處理整個(gè)地球的自然和社會(huì)活動(dòng)諸方面的問(wèn)題，最大限度地利用資源，并使普通百姓能夠通過(guò)一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息，其特點(diǎn)是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維對(duì)地球的描述，即虛擬地球。通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)服務(wù)。 嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運(yùn)用海量地球信息對(duì)地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來(lái)支持和改善人類活動(dòng)和生活質(zhì)量。數(shù)字地圖是紙制地圖的數(shù)字存在和數(shù)字表現(xiàn)形式，是在一定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)具有確定坐標(biāo)和屬性的地面要素和現(xiàn)象的離散數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)可識(shí)別的可存儲(chǔ)介質(zhì)上概括的、有序的集合。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)高度發(fā)展的當(dāng)今，僅靠紙制的地圖和一些零散的數(shù)字地圖提供信息已無(wú)法滿足需要，取而代之的是在飛機(jī)、艦船導(dǎo)航、新武器制導(dǎo)、衛(wèi)星運(yùn)行測(cè)控和部隊(duì)快速反應(yīng)、軍事指揮自動(dòng)化以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用的，基于區(qū)域性或全國(guó)性的數(shù)字地圖及各種各樣的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)共同的特點(diǎn)是：信息豐富多樣，提供信息正確及時(shí)，修改、檢索、 傳輸信息方便快速，并可以對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析操作，最后輸出人們關(guān)注的專題信息。 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用和信息系統(tǒng)的建立使傳統(tǒng)紙制地圖的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍，也為地圖產(chǎn)品開(kāi)辟了一個(gè)新的應(yīng)用天地。 數(shù)字地球就是一個(gè)全局性的長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略思維問(wèn)題，其核心在于：（1）用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問(wèn)題；（2）最大限度地利用信息資源。具體地說(shuō)，就是在全球、國(guó)家和區(qū)域的層次上，長(zhǎng)遠(yuǎn)地規(guī)劃地球表層和淺表層數(shù)字信息的獲取、處理、應(yīng)用等方面的相關(guān)工作，從系統(tǒng)論和一體化的角度來(lái)整合已有的或者正在發(fā)展的與數(shù)字地球相關(guān)的理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和能力。數(shù)字地球在不同歷史時(shí)期又有特定的目標(biāo)；目前，應(yīng)當(dāng)建立多比例尺、多應(yīng)用層面的數(shù)字化地球、數(shù)字化地區(qū)或數(shù)字化城市，能夠更廣泛、深入地為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。盡管建立數(shù)字地球涉及到的許多理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用等基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備，仍然存在許多需要解決的理論和技術(shù)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：數(shù)據(jù)獲取與更新方面：各類遙感新技術(shù)，如高分辨率高光譜衛(wèi)星圖像技術(shù)、雷達(dá)衛(wèi)星技術(shù)數(shù)據(jù)獲取集成一體化技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播方面：新一代大規(guī)模平行處理器，高寬帶網(wǎng)絡(luò)，支持基于網(wǎng)絡(luò)的分布式計(jì)算操作系統(tǒng)，智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，分布處理和互操作協(xié)議等。數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息提取與分析方面：高密度高