1、 所有試卷資料免費(fèi)下載北京大學(xué)地理信息系統(tǒng)概論試題1一、名詞解釋（每題5分，共20分）1. 地理信息系統(tǒng)2. tin模型3. 元數(shù)據(jù)4. 信息二、簡(jiǎn)答題（每題10分，共40分）1. 地理信息系統(tǒng)的組成。2. 簡(jiǎn)述柵格數(shù)據(jù)及其主要編碼方式。3. 格網(wǎng)dem分析的主要應(yīng)用。4. 根據(jù)下面示意圖，給出其的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼。三、分析題（每題20分，共40分）1. 論述點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)之間的疊加分析的內(nèi)容和方法。2. 結(jié)合自己的實(shí)際工作，論述一個(gè)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例北京大學(xué)地理信息系統(tǒng)概論答案一、名詞解釋1. 地理信息系統(tǒng)的定義是由兩個(gè)部分組成的。一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲(chǔ)、分析和

2、輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。 2. tin即不規(guī)則三角網(wǎng)（triangulated irregular network），是一種表示數(shù)字高程模型的方法。tin模型根據(jù)區(qū)域有限個(gè)點(diǎn)集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。如果點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，該點(diǎn)的高程值通常通過線性插值的方法得到。 3. 元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)

3、確、高效與充分的開發(fā)與利用。元數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括對(duì)數(shù)據(jù)集的描述、）對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述、對(duì)數(shù)據(jù)處理信息的說明、對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新、集成等的說明。 4. 信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。 二、簡(jiǎn)答題1. 地理信息系統(tǒng)的組成。一個(gè)完整的gis主要由四個(gè)部分構(gòu)成，即計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）和系統(tǒng)管理操作人員。其核心部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟件和硬件），空間數(shù)據(jù)反映gis的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。（1）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理裝置的

4、總稱，是gis的物理外殼。包括輸入/輸出設(shè)備、中央處理單元、存儲(chǔ)器等，向提供信息、保存數(shù)據(jù)、返回信息給用戶。（2）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是指必需的各種程序。對(duì)于gis應(yīng)用而言，通常包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件和其他支持軟件、應(yīng)用分析程序。（3）系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員：完善的地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和執(zhí)行的項(xiàng)目經(jīng)理、信息管理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶。地理信息系統(tǒng)專業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。（4）空間數(shù)據(jù)：它是由系統(tǒng)的建立者輸入gis，是系統(tǒng)程序作用的對(duì)象，是gis所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。主要包括空間位置、空間關(guān)

5、系、屬性等。 2. 簡(jiǎn)述柵格數(shù)據(jù)及其主要編碼方式。 柵格結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單最直接的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)象元或象素由行、列定義，并包含一個(gè)代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。 柵格數(shù)據(jù)的主要編碼方式包括： （1）直接?xùn)鸥窬幋a：這是最簡(jiǎn)單直觀而又非常重要的一種柵格結(jié)構(gòu)編碼方法，就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個(gè)記錄代碼，可以每行都從左到右逐個(gè)象元記錄，也可以奇數(shù)行地從左到右而偶數(shù)行地從右向左記

6、錄，為了特定目的還可采用其他特殊的順序。 （2）壓縮編碼方法：目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如鍵碼、游程長(zhǎng)度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的是用盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，其類型又有信息無損編碼和信息有損編碼之分。 a）鏈碼：又稱為弗里曼鏈碼或邊界鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，而且對(duì)于估算面積、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)折方向的凹凸度等運(yùn)算十分方便，比較適合于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)。b）游程長(zhǎng)度編碼：柵格圖像常常有行（或列）方向上相鄰的若干點(diǎn)具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。一種編碼方案是，只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時(shí)依次記錄該代碼以及相同的代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)；另一種方案是

7、逐個(gè)記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼，c）塊碼：塊碼是游程長(zhǎng)度編碼擴(kuò)展到二維的情況，采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個(gè)記錄單元包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行、列號(hào)）和半徑，再加上記錄單位的代碼組成。d）四叉樹：又稱四元樹或四分樹，是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一。四叉樹將整個(gè)圖像區(qū)逐步分解為一系列被單一類型區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域，最小的方形區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)柵格象元。分割的原則是，不管是哪一層上的象限，只要?jiǎng)澐值絻H代表一種地物或符合既定要求的少數(shù)幾種地物時(shí)，則不再繼續(xù)劃分，否則一直劃分到單個(gè)柵格象元為止。 3. 格網(wǎng)dem分析的主要應(yīng)用。 （1）地形曲面擬合：dem最基礎(chǔ)的應(yīng)用是求d

8、em范圍內(nèi)任意點(diǎn)的高程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地形屬性分析。由于已知有限個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)的高程，可以利用這些格網(wǎng)點(diǎn)高程擬合一個(gè)地形曲面，推求區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的高程。 （2）立體透視圖：繪制透視立體圖是dem的一個(gè)極其重要的應(yīng)用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。人們可以根據(jù)不同的需要，對(duì)于同一個(gè)地形形態(tài)作各種不同的立體顯示，更好地研究地形的空間形態(tài)。 （3）通視分析：通視分析有著廣泛的應(yīng)用背景。典型的例子是觀察哨所的設(shè)定、森林中火災(zāi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)定、無線發(fā)射塔的設(shè)定等。通視問題可以分為五類：a）已知一個(gè)或一組觀察點(diǎn)，找出某一地形的可見區(qū)域；b）欲觀察到某一區(qū)域的全部地形表面，計(jì)算最少觀察點(diǎn)數(shù)量；c）在觀

9、察點(diǎn)數(shù)量一定的前提下，計(jì)算能獲得的最大觀察區(qū)域；d）以最小代價(jià)建造觀察塔，要求全部區(qū)域可見；e）在給定建造代價(jià)的前提下，求最大可見區(qū)。根據(jù)問題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點(diǎn)的通視，線的通視和面的通視。 （4）流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割：是進(jìn)行流域空間模擬的基礎(chǔ)技術(shù)。主要包括兩個(gè)方面：a）流域地貌形態(tài)結(jié)構(gòu)定義，定義能反映流域結(jié)構(gòu)的特征地貌，建立格網(wǎng)dem對(duì)應(yīng)的微地貌特征；b）特征地貌自動(dòng)提取和地形自動(dòng)分割算法。 （5）計(jì)算地形屬性：dem派生的地形屬性數(shù)據(jù)可以分為單要素屬性和復(fù)合屬性二種。前者可由高程數(shù)據(jù)直接計(jì)算得到，如坡度因子，坡向。后者是由幾個(gè)單要素屬性按一定關(guān)系組合成的復(fù)合指標(biāo)，用于描述

10、某種過程的空間變化，這種組合關(guān)系通常是經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，也可以使用簡(jiǎn)化的自然過程機(jī)理模型。 4. 根據(jù)下面示意圖，給出其的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼。點(diǎn)： 點(diǎn)號(hào) 坐標(biāo) 1 x1, y1 12 x12, y12 21 x21, y21 28 x28, y28 39 x39, y39 線：id 起點(diǎn) 終點(diǎn) 點(diǎn)號(hào) a 39 1 39,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,1 b 28 39 28,40,41,42,43,44,39 c 12 28 12,25,26,27,28 d 1 12 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 e 12 1 12,13,14,15,1

11、6,1 f 21 12 12,22,23,24,12 g 1 21 1,17,18,19,20,21 h 28 21 28m29,30,31,21 i 21 39 21,32,33,34,35,36,37,38,39 多邊形多邊形編號(hào) 多邊形邊界 i d, e ii c, f, h iii b, h, i iv a, i, g 三、分析題（每題20分，共40分）1. 論述點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)之間的疊加分析的內(nèi)容和方法。 （1）點(diǎn)與多邊形疊加點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)際上是計(jì)算多邊形對(duì)點(diǎn)的包含關(guān)系，進(jìn)行點(diǎn)是否在一個(gè)多邊形中的空間關(guān)系判斷。在完成點(diǎn)與多邊形的幾何關(guān)系計(jì)算后，還要進(jìn)行屬性信息處理。最簡(jiǎn)單的方式

12、是將多邊形屬性信息疊加到其中的點(diǎn)上。當(dāng)然也可以將點(diǎn)的屬性疊加到多邊形上，用于標(biāo)識(shí)該多邊形，如果有多個(gè)點(diǎn)分布在一個(gè)多邊形內(nèi)的情形時(shí)，則要采用一些特殊規(guī)則，如將點(diǎn)的數(shù)目或各點(diǎn)屬性的總和等信息疊加到多邊形上。通過點(diǎn)與多邊形疊加，可以計(jì)算出每個(gè)多邊形類型里有多少個(gè)點(diǎn)，不但要區(qū)分點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點(diǎn)的屬性信息。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，只是把屬性信息疊加到原圖層中，然后通過屬性查詢間接獲得點(diǎn)與多邊形疊加的需要信息。例如一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形有關(guān)的屬性信息加到礦產(chǎn)的屬性數(shù)據(jù)表中，然后通過屬性查詢，可以查詢指定省有多少種

13、礦產(chǎn)，產(chǎn)量有多少；而且可以查詢，指定類型的礦產(chǎn)在哪些省里有分布等信息。（2）線與多邊形疊加線與多邊形的疊加，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計(jì)算過程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi)，可以查詢指定多邊形內(nèi)指定線穿過的長(zhǎng)度。如果線狀圖層為河流，疊加的結(jié)果是多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段，可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的

14、河流長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算它的河流密度等；如果線狀圖層為道路網(wǎng)，疊加的結(jié)果可以得到每個(gè)多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度，內(nèi)部的交通流量，進(jìn)入、離開各個(gè)多邊形的交通量，相鄰多邊形之間的相互交通量。（3）多邊形疊加多邊形疊加是gis最常用的功能之一。多邊形疊加將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。疊加過程可分為幾何求交過程和屬性分配過程兩步。幾何求交過程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對(duì)新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個(gè)對(duì)象賦一多邊形唯一標(biāo)識(shí)碼，同時(shí)生成一個(gè)與新多邊形對(duì)象一一對(duì)應(yīng)的屬性表。多邊形疊加結(jié)果通常把一個(gè)多邊形分割成多個(gè)多邊形，屬性分配過程最典型的方法是將輸入圖層對(duì)象的屬性拷貝到新對(duì)象的屬性表中，或把輸入圖層對(duì)象的標(biāo)識(shí)作為