《地理信息系統》第5頁共23頁一、名詞解釋第一章1．數據：是通過數字化或直接記錄下的可以被鑒別的符號，是一種未經加工的原始資料。2．信息：是向人們或機器提供的關于現實世界各種事實的知識，是數據、消息中所包含的意義，它不隨載體物理形式的改變而改變。3．地理信息系統：是由兩個部分組成的。一方面，地理信息系統是一門學科，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學科；另一方面，地理信息系統是一個技術系統，是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。第二章4．對象模型：也稱為要素模型，將研究的整個地理空間看成一個空域，地理現象和空間實體作為獨立對象分布在該空域中。5．場模型：也稱域模型，是把地理現象作為連續變量或體來看待，如大氣污染度、地表溫度、土壤濕度和地形地貌等。第四章6．數據處理：就是對采集的各種數據，按照不同的方式方法對數據形式進行編輯運算，清除數據冗余，彌補數據缺失，形成符合用戶要求的數據文件格式。7．空間內插：是一種通過已知點數據推求同一區域其他未知點數據的計算方法。8．空間外推：則是通過已知區域數據，推求其他區域數據的方法。9．元數據：是關于數據的描述性數據信息，說明數據內容、質量、狀況和其他有關特征的背景信息。其目的是促進數據集的高效利用，并為計算機輔助軟件工程服務。第五章10．數據庫：是以一定的組織形式存儲在一起的互相有關聯的數據集合。11．數據模型：就是表達實體與實體之間的聯系方式，數據庫中的數據結構、操作集合和完整性規則集合組成數據庫的數據模型。第六章12．空間數據的查詢：一般定義為從空間數據庫中找出所有滿足屬性條件和空間約束條件的地理對象。13．緩沖區分析：是GIS的基本空間操作功能之一，是指在點、線、面實體的周圍，自動建立的一定寬度的多邊形。14．疊置分析：是將有關主題層數據層面進行疊加，產生新數據層面的操作，其結果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。疊置分析不僅包含空間關系的比較，還包括屬性關系的比較。綜合15．

DEM的概念：是用數值矩陣對地表起伏變化的一種連續表示方法，它是地表單元的高程集合，是國家空間地理信息的重要組成部分。16．數字地球：是用數字化的形式對地球表層及其空間甚至于地表以下某些特征的一種抽象描述的模型，是地球諸要素信息的數字集合。17．空間信息可視化：是指運用地圖學、計算機圖形學和圖像處理技術，將地學信息輸入、處理、查詢、分析以及預測的數據及結果采用圖形符號、圖形、圖像，并結合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示并進行交互處理的理論、方法和技術。18．地理信息（GeographicInformation）：是指與空間地理分布有關的信息，它表示地表物體和環境固有的數據、質量、分布特征，聯系和規律的數字、文字、圖形、圖像等總稱。19．拓撲鄰接：表示圖形中同類元素之間的拓撲關系。20．拓撲關聯：表示空間圖形中不同類元素之間的拓撲關系。21．拓撲包含：是表示空間圖形中，面狀實體所包含的其他面狀實體或線狀、點狀實體的關系。22．誤差：反映了數據與真實值或者大家公認的真值之間的差異，它是一

種常用的數據準確性的表達方式。

23．空間數據：用于確定具有自然特征或者人工建筑特征的地理實體的地理位置、屬性及其邊界的信息。三、不定項選擇題第一章1．20世紀90年代是GIS的應用普及階段，這個時期GIS發展的標志性技術主要有以下幾個方面：（ABCD）A.數字地球 B.網格GIS（GridGIS）C.虛擬現實GIS（VRGIS） D.移動GIS2．地理信息系統形成于20世紀：（

B）

A．50年代

B．60年代

C.70年代

D.80年代3．GIS的主要組成部分包括：（A）

A、計算機軟硬件系統、地理數據和用戶

B、計算機軟硬件系統、地理數據和分析程序

C、計算機軟硬件系統、地理數據和繪圖機

D、計算機軟硬件系統、網絡和用戶4．下列有關數據的敘述正確的是：

（B）

A、信息是數據的表達，數據是信息的內涵

B、數據是信息的表達，信息是數據的內涵

C、數據不隨載荷它的物理設備的形式而改變

D、地圖符號不是數據5．有關信息的論述錯誤的是：（D）

A.信息具有傳輸性

B.信息具有共享性

C.信息具有適用性

D.信息具有主觀性6．GIS進入推廣應用階段是20世紀：（C）

A.60年代

B.70年代

C.80年代

D.90年代7．GIS所包含的數據均與：

（A）

A.地理空間位置相聯系

B.非空間屬性相聯系

C.地理事物的質量特征相聯系

D.地理事物的類別相聯系

A.緩沖區分析

B.包含分析

C.網絡分析

D.最短路徑分析44．利用DEM數據可以進行：

（C）

A.包含分析

B.緩沖區分析

C.洪水淹沒損失估算

D.網絡分析45．湖泊和河流周圍保護區的定界可采用：（D）

A.空間聚類

B.統計分析

C.疊置分析

D.緩沖區分析1．使計算機傳播速度快、擴散范圍最廣的媒介是（C）A．硬盤B.移動硬盤C.InternetD.內存卡2．下列有關GIS的敘述錯誤的是（C）A.GIS是一個決策支持系統B.GIS的操作對象是空間數據，即點、線、面、體這類具有三維要素的地理實體C.GIS從用戶的角度可分為實用型的與應用型D.GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的3．下面關于GIS的描述錯誤的是（D）A.遙感數據是GIS的重要數據來源B.GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據兩大類C.GIS主要研究內容有數據的輸入、數據的存儲、地理數據的操作分析、輸出等D.一個實用的GIS基本結構一般包括：操作系統、數據庫、空間數據、屬性數據和管理度五個部分4．監獄觀察哨的位置應設在能隨時監視到監獄內某一區域的位置上，視線不能被地形擋住，使用DEM分析功能確定觀察哨的位置，用到的是DEM的（B）分析功能。A.地形曲面擬合B.通視分析C.路徑分析D.選址分析5．在信息系統組成中，最重要、最具活力的是（D）。A.計算機軟硬件B.模型C.數據D.用戶6．關于GIS的發展說法正確的是（C）。A.世界上第一個地理信息系統是美國地理信息系統B.世界上第一個商業化的工具型軟件是加拿大地理信息系統C.1995年，中國研制出微機地理信息系統——MapGISD.我國GIS發展速度極快，上世紀70年代就進入了快速發展期7．在柵格數據獲取過程中，為減少信息損失提高精度可采取的方法是（B）。A.增大柵格單元面積B.縮小柵格單元面積C.改變柵格形狀D.減少柵格總數8．系統和數據共享成了GIS面臨的嚴峻問題，你認為解決這個問題的較好的方法是（B）。A.向ArcGIS數據結構靠攏，編制特定的轉換程序B.建立統一的GIS國際信息標準，加快GIS規范化與標準化建設C.開發我國的具有獨立自主產權的開放式的標準化GIS系統D.通過商業運作，支持有實力的大公司逐步兼并小企業9．下列哪一項不是GPS測量的優勢（C）。A.全天候作業B.可以同時提供三維坐標C.單臺儀器就可以進行高精度測量D.操作簡單、快速、高效率10．ArcGIS的DesktopGIS包含諸如ArcMap，ArcCatalog，ArcToobox以及ArcGlobe等在內的用戶界面組件，按其功能可分為三個級別（B），它們有通用的結構、編碼基數、擴展模塊和統一的開發環境，功能由簡單到復雜。A.ArcIMS，ArcSDE和ArcEditorB.ArcView，ArcEditor和ArcInfoC.ArcView，ArcGISServer和ArcEditorD.ArcReader，ArcEditor和ArcInfo11．ArcGIS9的界面一個顯著的變化是（B）,不再是一個單獨的運行環境，而是所有ArcGIS應用界面中的一個可?？康拇翱凇.ArcCatalogB.ArcToolboxC.ArcMapD.ArcEditor12．ArcMap中的(C)工具條可以實現影像、圖片的校準。A.EditorB.ArcScanC.GeoreferncingD.DataFrameTools四、填空題第一章1．GIS脫胎于（地圖），他們都是地理信息的載體，具有存儲、分析和顯示地理信息的功能。2．GIS是（20世紀60年代）中期開始形成并逐漸發展起來的一門新技術。3．（數據）是客觀事物的屬性、數量、位置及其相關關系等的抽象表示。(數據)的形式不僅表現為數字，還有文字、符號和圖像等。4．信息的主要特點是客觀性、實用性、（傳輸性）和（共享性）。5．地理信息的主要特征有地理信息屬于（空間信息），地理信息具有（多維結構）的特征，地理信息的時序特征十分明顯。6．GIS有多種分類方法，按內容可以分為（專題地理信息系統）、區域地理信息系統和地理信息系統工具。7．地理信息系統主要由四部分組成，即（計算機硬件系統）、（計算機軟件系統）、空間數據和應用人員。8．地理信息系統的相關學科有（地理學）、（地圖學）、計算機科學和遙感學。第二章9．空間實體具有四個基本特征，包括（空間位置特征）、（屬性特征）、（時間特征）和空間關系特征。10．對現實世界進行抽象、描述和表達，得到（概念模型），進而轉換為邏輯模型和物理模型。11．地理現象或事物錯綜復雜，用不同方法或從不同角度對地理空間進行認知和抽象，會產生不同的概念模型。地理表達的兩種基本方法是離散對象和連續場。相應的空間數據概念模型對應（對象模型）和（場模型）。12．不同類型的空間數據都可抽象表示為（點）、線、面三種基本的圖形要素。13．空間關系是指地理空間實體之間相互作用的關系，主要包括以下三種（拓撲空間關系）、（順序空間關系）和度量空間關系。14．空間數據的拓撲關系包括以下幾個方面（鄰接關系）、關聯關系、（包含關系）和連通關系。15．一個完整柵格數據通常由以下參數決定（柵格形狀）、（單元大?。?、柵格原點和柵格傾角。16．柵格單元值的選取主要有如下幾種方法：（中心點法）、面積占優法、（重要性法）和長度占優法。17．數據結構一般分為（矢量數據結構）、（柵格數據結構）和矢量柵格一體化數據結構。第三章18．我國使用的坐標系是1954年北京坐標系和1980年（西安坐標系）。19．常見的高程系統有（正高）、正常高、力高和大地高程等。第四章20．常見的空間數據處理有（圖形坐標變換）、（地圖投影變換）、圖幅拼接、圖形數據編輯、拓撲關系維護和空間數據壓縮等。第五章21．數據庫中的數據組織一般可以分為四級：（數據項）、記錄、（文件）和數據庫。22．數據庫系統結構可以分為用戶級、（概念級）和物理級三個層次。23．當用戶使用ArcGIS系統進行空間分析時，首先應該掌握三大模塊，分別是：（ArcMap）,ArcCatalog和（ArcToolbox）。24．數據庫系統常用的數據模型包括（層次模型）、網狀模型、（關系模型）和（面向對象模型）。四、簡答題第一章1．地理信息系統的組成有哪些？

答案：一個完整的GIS主要由四個部分構成，即計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理數據（或空間數據）和系統管理操作人員。其核心部分是計算機系統（軟件和硬件），空間數據反映GIS的地理內容，而管理人員和用戶則決定系統的工作方式和信息表示方式。

（1）計算機硬件系統：是計算機系統中的實際物理裝置的總稱，是GIS的物理外殼。包括輸入/輸出設備、中央處理單元、存儲器等，向提供信息、保存數據、返回信息給用戶。

（2）計算機軟件系統：計算機軟件系統是指必需的各種程序。對于GIS應用而言，通常包括：計算機系統軟件、地理信息系統軟件和其他支持軟件、應用分析程序。

（3）系統開發、管理和使用人員：完善的地理信息系統項目應包括負責系統設計和執行的項目經理、信息管理的技術人員、系統用戶化的應用工程師以及最終運行系統的用戶。地理信息系統專業人員是地理信息系統應用的關鍵。

（4）空間數據：它是由系統的建立者輸入GIS，是系統程序作用的對象，是GIS所表達的現實世界經過模型抽象的實質性內容。主要包括空間位置、空間關系、屬性等。2．GIS的基本功能有哪些？答案：

GIS的主要功能：（1）空間數據的采集和輸入；（2）空間數據的編輯與管理；（3）空間數據的存儲與管理；（4）空間查詢與空間分析；（5）空間數據的顯示與輸出。3．信息的特征有哪些？答案：客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等。客觀性是指信息都與客觀事實相關，這是信息正確性和精確度的保證；適用性是指從大量數據中收集、組織和管理有用的信息，這是由建立信息系統目的性所決定的；可傳輸性是指信息可以在系統內或用戶之間以一定形式或格式傳送和交換。信息的共享性是信息可傳輸性帶來的結果，也就是信息可為多個用戶共享。4.什么是數據和信息？它們有何聯系和區別？答案：定義：數據是指某一目標定性、定量描述的原始資料，包括數字、文字、符號、圖形、圖像以及它們能夠轉換成的數據等形式。信息是向人們或機器提供關于現實世界新的事實的知識，是數據、消息中所包含的意義。聯系和區別：信息與數據是不可分離的。信息由與物理介質有關的數據表達，數據中所包含的意義就是信息。信息是對數據解釋、運用與解算，數據即使是經過處理以后的數據，只有經過解釋才有意義，才成為信息；就本質而言，數據是客觀對象的表示，而信息則是數據內涵的意義，只有數據對實體行為產生影響時才成為信息。數據是記錄下來的某種可以識別的符號，具有多種多樣的形式，也可以加以轉換，但其中包含的信息內容不會改變。即不隨載體的物理設備形式的改變而改變。信息可以離開信息系統而獨立存在，也可以離開信息系統的各個組成和階段而獨立存在；而數據的格式往往與計算機系統有關，并隨載荷它的物理設備的形式而改變。數據是原始事實，而信息是數據處理的結果。不同知識、經驗的人，對于同一數據的理解，可得到不同信息。5.試舉例說明地理信息系統的應用前景。答案：當前，GIS正向著集成化、產業化和社會化發展規律方向邁進，呈現以下主要發展態勢：①GIS已成為一門綜合性技術；即GIS集成技術，3S技術等名詞的出現。②GIS產業化的發展勢頭強勁；③GIS網絡化已構成當今社會的熱點；④地理信息科學的產生和發展。目前GIS在各行各業都得到應用，如資源規劃管理、全球變化、災害預測等，具有廣泛的應用前景。第二章6．GIS中的數據來源和數據類型繁多，概括起來主要有哪幾種？答案：（1）地圖數據。來源于各種類型的普通地圖和專題地圖，這些地圖的內容豐富，圖上實體間的空間關系直觀，實體的類別或屬性清晰，實測地形圖還具有很高的精度，是地理信息的主要載體，同時也是地理信息系統最重要的信息源。（2）影像數據。主要來源于衛星遙感和航空遙感，包括多平臺、多層面、多種傳感器、多時相、多光譜、多角度和多種分辨率的遙感影像數據，構成多源海量數據，也是GIS的最有效的數據源之一。（3）地形數據。來源于地形等高線圖的數字化，已建立的數字高程模型（DEM）和其他實測的地形數據等。（4）屬性數據。來源于各類調查報告、實測數據、文獻資料、解譯信息等。（5）元數據。來源于由各類純數據通過調查、推理、分析和總結得到的有關數據的數據，例如數據來源、數據權屬、數據產生的時間、數據精度、數據分辨率、源數據比例尺、數據轉換方法等。7．空間數據的拓撲關系，對數據處理和空間分析具有哪些重要的意義？答案：拓撲關系能夠清楚地反映實體之間的邏輯結構關系，比幾何坐標關系有更大的穩定性，不隨投影變換而變化。拓撲關系有利于空間要素查詢，例如，鐵路通過哪些區域等?？梢愿鶕負潢P系重建地理實體。例如，根據弧段構建多邊形，實現道路的選取、最佳路徑的選擇等。8．簡述柵格數據及其主要編碼方式。

答案：

柵格結構是最簡單最直接的空間數據結構，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網格陣列，每個網格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個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，柵格結構是以規則的陣列來表示空間地物或現象分布的數據組織，組織中的每個數據表示地物或現象的非幾何屬性特征。

柵格數據的主要編碼方式包括：

（1）直接柵格編碼：這是最簡單直觀而又非常重要的一種柵格結構編碼方法，就是將柵格數據看作一個數據矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼，可以每行都從左到右逐個象元記錄，也可以奇數行地從左到右而偶數行地從右向左記錄，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據壓縮編碼方法，如鍵碼、游程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的是用盡可能少的數據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據，而且對于估算面積、長度、轉折方向的凹凸度等運算十分方便，比較適合于存儲圖形數據。

b）游程長度編碼：柵格圖像常常有行（或列）方向上相鄰的若干點具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復的記錄內容。一種編碼方案是，只在各行（或列）數據的代碼發生變化時依次記錄該代碼以及相同的代碼重復的個數；另一種方案是逐個記錄各行（或列）代碼發生變化的位置和相應代碼，

c）塊碼：塊碼是游程長度編碼擴展到二維的情況，采用方形區域作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格，數據結構由初始位置（行、列號）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，是最有效的柵格數據壓縮編碼方法之一。四叉樹將整個圖像區逐步分解為一系列被單一類型區域內含的方形區域，最小的方形區域為一個柵格象元。分割的原則是，不管是哪一層上的象限，只要劃分到僅代表一種地物或符合既定要求的少數幾種地物時，則不再繼續劃分，否則一直劃分到單個柵格象元為止。9．柵格數據結構的編碼方法如何？答案：柵格數據的編碼方法：直接柵格編碼，就是將柵格數據看作一個數據矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼；壓縮編碼，包括鏈碼、游程長度編碼、塊碼、四叉樹編碼、八叉樹編碼、十六叉樹編碼等。鏈碼（弗里曼鏈碼）比較適合存儲圖形數據；游程長度編碼通過記錄行或列上相鄰若干屬性相同點的代碼來實現；塊碼是游程長度編碼擴展到二維的情況，采用方形區域為記錄單元；四叉樹編碼是最有效的柵格數據壓縮編碼方法之一，還能提高圖形操作效率，具有可變的分辨率。10．矢量數據與柵格數據的區別是什么？它們有什么共同點嗎？優點缺點矢量1、便于面向現象（土壤類，土地利用單元等）2、結構緊湊，冗余度低，便于描述線或邊界。3、利于網絡、檢索分析，提供有效的拓撲編碼，對需要拓撲信息的操作更有效。4、圖形顯示質量好，精度高。1、數據結構復雜，各自定義，不便于數據標準化和規范化，數據交換困難。2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效，表達空間變化性能力差。3、不能像數字圖像那樣做增強處理4、軟硬件技術要求高，顯示與繪圖成本較高。柵格1、結構簡單，易于數據交換。2、疊置分析和地理（能有效表達空間可變性）現象模擬較易。3、利于與遙感數據的匹配應用和分析，便于圖像處理。4、輸出快速，成本低廉。1、現象識別效果不如矢量方法，難以表達拓撲。2、圖形數據量大，數據結構不嚴密不緊湊，需用壓縮技術解決該問題。3、投影轉換困難。4、圖形質量轉低，圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加柵格數量來克服，但會增加數據文件。11．泰森多邊形有什么特點？答案：泰森多邊形可用于定性分析、統計分析、鄰近分析等，其特性有：每個泰森多邊形內僅含有一個離散點數據；泰森多邊形內的點到相應離散點的距離最近；位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊的離散點的距離相等。第三章12．空間數據常見的獲取方式有哪些？答案：數字化儀矢量化；掃描數字化；遙感數據獲??；外業測量數據獲取；全球定位系統數據獲?。粩底謹z影測量數據獲取；已有數據的獲取和轉換13．屬性數據編碼的原則有哪些？答案：編碼的系統性和科學性；編碼的一致性；編碼的標準化和通用性；編碼的簡捷性；編碼的可擴展性。第四章14．數據處理的意義有哪些？答案：數據處理是實現空間數據有序化的必要過程。數據處理是檢驗數據質量的關鍵環節。數據處理是實現數據共享的關鍵步驟。15．數據質量包括那些方面？請舉例說明GIS對數據的質量要求。答案：數據質量包括準確性，即一個記錄值與它的真實值之間的接近程度；精度，即對現象描述的詳細程度；空間分辨率，即兩個可測量數值之間最小的可辨識的差異；比例尺，即地圖上一個記錄的距離和它所表現的真實距離之間的一個比值；誤差，即一個所記錄的測量和它的事實之間的差異；不確定性，包括空間位置的不確定性、屬性不確定性和數據不完整性等。GIS數據質量包含如下五個方面：=1\*GB3①位置精度：如數學基礎、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數據的質量。=2\*GB3②屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，用以反映屬性數據的質量。=3\*GB3③邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結點匹配精度、拓撲關系的正確性等。=4\*GB3④完備性：如數據分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數據的完備性、注記的完整性等。=5\*GB3⑤現勢性：如數據的采集時間、數據的更新時間等。16．空間數據質量控制的方法有哪些？答案：（1）傳統的手工方法：將數字化數據與數據源進行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比或其他比較方法。

（2）元數據方法：數據集的元數據中包含了大量的有關數據質量的信息，通過它可以檢查數據質量，同時元數據也記錄了數據處理過程中質量的變化，通過跟蹤元數據可以了解數據質量的狀況和變化。

（3）地理相關法：用空間數據的地理特征要素自身的相關性來分析數據的質量。17.何謂元數據？元數據的作用和意義？答案：元數據是關于數據的描述性數據信息，說明數據內容、質量、狀況和其他有關特征的背景信息。其目的是促進數據集的高效利用，并為計算機輔助軟件工程服務。元數據的作用和意義：幫助數據生產單位有效的維護和管理數據；提供有關數據生產單位的各種有關信息供用戶查詢；幫助用戶了解數據；提供有關信息，以便用戶處理和轉換有用數據。采用元數據可以便于數據共享。第五章18．空間數據庫與一般數據庫相比具有哪些特點？答案：數據量大。GIS要用數據來描述各種空間要素，尤其是要素的空間位置和空間關系等，其數據量往往很大；空間數據庫不僅存儲要素的屬性，還有大量描述要素空間分布位置的數據，且這兩種數據具有不可分割的聯系；數據應用廣泛，例如，地理研究、環境保護、土地利用規劃、資源開發、生態環境、市政管理、道路建設等。第六章19．什么是緩沖區分析？請舉例說明它有什么用途。答案：緩沖區分析是GIS的基本空間操作功能之一，是指在點、線、面實體的周圍，自動建立的一定寬度的多邊形。例如，某地區有危險品倉庫，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍，這就需要進行點緩沖區分析；而在對野生動物棲息地的評價中，動物的活動區域往往是在距它們生存所需的水源或棲息地一定距離的范圍內，為此可用面緩沖區進行分析，等等。20．常用的網絡的分析有什么？對GIS應用有何價值？請舉幾個例子說明。答案：常用的網絡的分析有：（1）路徑分析a.最短路徑分析b.最小生成樹c.最小費用最大流（2）網絡上的定位與分配模型的啟發式算法?？臻g網絡分析是GIS空間分析的重要組成部分。其用途很廣，如公交運營路線選擇和緊急救援行動路線的選擇等，與網絡最佳路徑選擇有關；當估計排水系統在暴雨期間是否溢流及河流是否泛濫時，需要進行網流量分析或負荷估計等等。21．運用GIS知識，分析說明城市道路拓寬中拆遷指標計算的操作步驟。（提示：道路向兩側平均拓寬，部分位于拆遷區內的10層以上的建筑物不拆遷。）答案：城市道路拓寬中拆遷指標計算的操作步驟：

Ⅰ、目的和標準：⑴目的：了解拆遷房屋的面積和價值⑵標準：拓寬20—60米，盡量保持直線，部分位于拆遷區內的10

Ⅱ、準備數據：

道路現狀圖

建筑物分布圖

Ⅲ、空間操作：⑴建立道路緩沖區

⑵與建筑物分布圖進行疊加

Ⅳ、統計分析：

統計分析部分和全部位于拆遷區內的建筑，將不拆遷的10層以上建筑從中刪除，然后統計位于拆遷區內的建筑面積和價值

Ⅴ、打印輸出表格22．運用GIS知識，分析說明輔助建設項目選址的操作步驟。（提示：面積﹤1萬m2，地價﹤5000元/m2，地塊周圍不能有小學、幼兒園等）答案：輔助建設項目選址的操作步驟：

Ⅰ、目的和標準：⑴目的：將建設項目選在最佳位置⑵標準：面積﹤1萬m2，地價﹤5000元/m2，地塊周圍不能有小學、幼兒園等

Ⅱ、準備數據：

地塊數據（含地價屬性）小學、幼兒園等公共設施分布圖

Ⅲ、空間操作：⑴選擇地塊：①查詢面積﹤1萬m2地塊②地價﹤5000元/m2，將滿足上述兩條件的地塊提取出來⑵鄰域分析：將學校等公共設施的信息疊加到選中地塊的層次上進行分析

Ⅳ、統計分析：

將滿足條件的地塊選出來

Ⅴ、打印輸出圖形或表格23．空間統計分類分析有哪些方法？答案：（1）統計圖表分析；（2）主成分分析；（3）層次分析法；（4）系統聚類分析；（5）判別分析。24．格網DEM分析的主要應用。

答案：

（1）地形曲面擬合：DEM最基礎的應用是求DEM范圍內任意點的高程，在此基礎上進行地形屬性分析。由于已知有限個格網點的高程，可以利用這些格網點高程擬合一個地形曲面，推求區域內任意點的高程。

（2）立體透視圖：繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態，非常直觀。人們可以根據不同的需要，對于同一個地形形態作各種不同的立體顯示，更好地研究地形的空間形態。

（3）通視分析：通視分析有著廣泛的應用背景。典型的例子是觀察哨所的設定、森林中火災監測點的設定、無線發射塔的設定等。通視問題可以分為五類：a）已知一個或一組觀察點，找出某一地形的可見區域；b）欲觀察到某一區域的全部地形表面，計算最少觀察點數量；c）在觀察點數量一定的前提下，計算能獲得的最大觀察區域；d）以最小代價建造觀察塔，要求全部區域可見；e）在給定建造代價的前提下，求最大可見區。根據問題輸出維數的不同，通視可分為點的通視，線的通視和面的通視。

（4）流域特征地貌提取與地形自動分割：是進行流域空間模擬的基礎技術。主要包括兩個方面：a）流域地貌形態結構定義，定義能反映流域結構的特征地貌，建立格網DEM對應的微地貌特征；b）特征地貌自動提取和地形自動分割算法。

（5）計算地形屬性：DEM派生的地形屬性數據可以分為單要素屬性和復合屬性二種。前者可由高程數據直接計算得到，如坡度因子，坡向。后者是由幾個單要素屬性按一定關系組合成的復合指標，用于描述某種過程的空間變化，這種組合關系通常是經驗關系，也可以使用簡化的自然過程機理模型。25.3S集成的作用和意義。

答案：3S技術為科學研究、政府管理、社會生產提供了新一代的觀測手段、描述語言和思維工具。3S的結合應用，取長補短，是一個自然的發展趨勢，三者之間的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區域信息以及空間定位，GIS進行相應的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數據中提取有用信息，并進行綜合集成，使之成為決策的科學依據。

GIS、RS和GPS三者集成利用，構成為整體的、實時的和動態的對地觀測、分析和應用的運行系統，提高了GIS的應用效率。在實際的應用中，較為常見的是3S兩兩之間的集成，如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同時集成并使用3S技術的應用實例則較少。

RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技術水平上實現，最簡單的辦法是三種系統分開而由用戶綜合使用，進一步是三者有共同的界面，做到表面上無縫的集成，數據傳輸則在內部通過特征碼相結合，最好的辦法是整體的集成，成為統一的系統。

單純從軟件實現的角度來看，開發3S集成的系統在技術上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實現技術方案是：通過支持柵格數據類型及相關的處理分析操作以實現與遙感的集成，而通過增加一個動態矢量圖層以與GPS集成。對于3S集成技術而言，最重要的是在應用中綜合使用遙感以及全球定位系統，利用其實時、準確獲取數據的能力，降低應用成本或者實現一些新的應用。

3S集成技術的發展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了人類認識地球的能力；相應地，它拓展了傳統測繪科學的研究領域。作為地理學的一個分支學科，Geomatics*產生并對包括遙感、全球定位系統在內的現代測繪技術的綜合應用進行探討和研究。同時，它也推動了其它一些相聯系的學科的發展，如地球信息科學、地理信息科學等，它們成為“數字地球”這一概念提出的理論基礎。綜合26．為什么在地理信息系統中使用元數據？元數據有哪些應用？答案：在地理信息系統中使用元數據的原因如下：

⑴完整性：面向對象的地理信息系統和空間數據庫的目標之一，是把事物的有關數據都表示為類的形式，而這些類也包括類自身，即復雜的“類的類”結構。這就要求有支持類與類之間相互印證和操作的機制，而元數據可以幫助這個機制的實現。

⑵可擴展性：有意地延伸一種計算機語言或者數據庫特征的語義是

很有用途的，如把跟蹤或引擎信息的生成結果添加到操作請求中，通過動態改變元數據信

息可以實現這種功能。

⑶特殊化：繼承機制是靠動態連接操作請求和操作體來實現的，語言及數據庫以結構化和語義信息的關聯文件(Context)方式把操作請求傳遞給操作體，而這些信息可以通過元數據表達。⑷安全性：分類完好的語言和數據庫都支持動態類型檢測，類的信息表示為元數據，這樣在系統運行時，可以被類檢測者訪問。⑸查錯功能：在查錯時使用元數據信息，有助于檢測可運行應用系統的解釋和修改狀態。⑹瀏覽功能：為數據的控制類開發瀏覽器時，為顯示數據，要求能解譯數據的結構，而這些信息是以元數據來表達的。⑺程序生成：如果允許訪問元數據，則可以利用關于結構的信息自動生成程序。如，數據庫查詢的優化處理和遠程過程調用殘體生成。

空間數據元數據的應用：

（1）幫助用戶獲取數據

（2）空間數據質量控制

（3）在數據集成中的應用

（4）數據存貯和功能實現27．元數據的作用有哪些？答案：在地理信息系統應用中，元數據的主要作用可以歸納為如下幾個方面：(1)幫助數據生產單位有效地管理和維護空間數據，建立數據文檔，并保證即使其主要工作人員離退時，也不會失去對數據情況的了解；(2)提供有關數據生產單位數據存儲、數據分類、數據內容、數據質量、數據交換網絡及數據銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索空間數據:(3)幫助用戶了解數據，以便就數據是否能滿足其需求做出正確的判斷；(4)提供有關信息，以便于用戶處理和轉換有用的數據。28．空間數據質量標準要素及其內容如何？答案：空間數據質量標準要素及其內容如下：

(1)數據情況說明：要求對地理數據的來源、數據內容及其處理過程等作出準確、全面和詳盡的說明。

(2)位置精度或稱定位精度：為空間實體的坐標數據與實體真實位置的接近程度，常

表現為空間三維坐標數據精度。它包括數學基礎精度、平面精度、高程精度、接邊精度、形狀再現精度(形狀保真度)、像元定位精度(圖像分辨率)等。平面精度和高程精度又可分

為相對精度和絕對精度。

(3)屬性精度：指空間實體的屬性值與其真值相符的程度。通常取決于地理數據的類

型，且常常與位置精度有關，包括要素分類與代碼的正確性、要素屬性值的準確性及其名

稱的正確性等。

(4)時間精度：指數據的現勢性。可以通過數據更新的時間和頻度來表現。

(5)邏輯一致性：指地理數據關系上的可靠性，包括數據結構、數據內容(包括空間特征、專題特征和時間特征)，以及拓撲性質上的內在一致性。

(6)數據完整性：指地理數據在范圍、內容及結構等方面滿足所有要求的完整程度，包括數據范圍、空間實體類型、空間關系分類、屬性特征分類等方面的完整性。

(7)表達形式的合理性：主要指數據抽象、數據表達與真實地理世界的吻合性，包括空間特征、專題特征和時間特征表達的合理性等。29．舉例說明執行空間分析的步驟？答案：舉例說明執行空間分析的步驟：⑴建立分析目的和標準

以公園選址為例，可能用到的標準有：

a、公園的位置必須是從主要公路上容易到達的，但又不能太靠近公路，以減少燥聲或其它干擾；

b、公園應設計成環繞著一條天然的小河流；

c、使公園的可利用面積最大，公園中應很少或沒有沿河流分布的沼澤地。

每個標準可以利用像建立緩沖區、線段與多邊形以及多邊形與多邊形的疊加之類的空間操作來進行分析。在完成這些操作之后，就可以對適合于建造新公園的不同土地區域作出評價。⑵準備空間操作的數據

這一步驟用于確定和準備分析中所要用到的數據。例如：可能需要對存儲特殊屬性的單位進行轉換（如將以平方英尺為單位存儲的面積測量數據值轉換為以英畝為單位存儲）。⑶進行空間操作

空間操作包括建立特征緩沖區，進行拓撲疊加、特征提取、特征合并等。

對于公園選址的例子來說，對每項標準的說明都可以用來確定需要進行的一系列空間操作，如：“公園的位置必須是從主要公路上容易到達的，但又不能太靠近公路，以減少燥聲或其它干擾”這這段說明可以轉換為下面一系列空間操作：a、在研究區中確定出主要公路；b、沿主要公路產生0.5Km寬的緩沖區；c、沿主要公路產生2Km寬的緩沖區；d、去掉寬窄兩個緩沖區重疊的部分。

“公園應設計成環繞著一條天然的小河流”可以轉換為：將河流的線段疊加到上面產生的緩沖區的結果上，使二者相交，從而可以確定位于距公路適當范圍內的那些河段。

“使公園的可利用面積最大，公園中應很少或沒有沿河流分布的沼澤地.”這段說明可以轉換為：在一個沼澤地的多邊形上，對上面選出的河段進行線與多邊形的疊加，疊加的結果可以確定一些河段，使整個河岸長度都可用于野餐、散步等。⑷準備表格分析的數據⑸進行表格分析

利用邏輯表達式和算術表達式可以對在第三步中進行的空間操作所獲得的新的屬性關系進行分析。例如，在第一步中用于公園選址的標準，可以改變成下面的表達式：

“公園的位置必須是從主要公路上容易到達的，但又不能太靠近公路，以減少燥聲或其它干擾?！边@段話可以根據沿主要公路建立兩個緩沖區，所得到的結果可以改變為：只有那些位于緩沖區所確定的范圍內的地區，可以考慮做進一步分析。⑹結果的評價和解釋⑺如有需要，改進分析⑻產生結果的最終地圖和表格報告

30．DEM的表示方法主要有哪些？答案：（1）數學方法用數學方法來表達，可以采用整體擬合方法，即根據區域所有的高程點數據，用傅立葉級數和高次多項式擬合統一的地面高程曲面。也可用局部擬合方法，將地表復雜表面分成正方形規則區域或面積大致相等的不規則區域進行分塊搜索，根據有限個點進行擬合形成高程曲面。（2）圖形方法（2．1）線模式等高線是表示地形最常見的形式。其它的地形特征線也是表達地面高程的重要信息源，如山脊線、谷底線、海岸線及坡度變換線等。（2．2）點模式用離散采樣數據點建立DEM是DEM建立常用的方法之一。數據采樣可以按規則格網采樣，可以是密度一致的或不一致的；可以是不規則采樣，如不規則三角網、鄰近網模型等；也可以有選擇性地采樣，采集山峰、洼坑、隘口、邊界等重要特征點。31．試說明矢量數據結構的概念，以及它的特點和獲取方法？矢量數據結構基于矢量模型的數據結構簡稱為矢量數據結構。矢量結構是通過記錄坐標的方式來表示點、線、面等地理實體。特點：定位明顯，屬性隱含。獲取方法：(1)手工數字化法；(2)手扶跟蹤數字化法；(3)數據結構轉換法。32．試說明柵格數據結構的概念，以及它的特點和獲取方法？柵格數據結構柵格結構是以規則的陣列來表示空間地物或現象分布的數據組織，組織中的每個數據表示地理要素的非幾何屬性特征。特點：屬性明顯，定位隱含。獲取方法：(1)手工網格法；(2)掃描數字化法；(3)分類影像輸入法；(4)數據結構轉換法。33．地圖投影的方法有哪些？地圖投影的方法主要由圓錐投影、圓柱投影、平面（方位）投影等，它們均包括正軸、斜軸、橫軸等投影方式，在此基礎上又分為相切、相割方式兩種情況。34．數據壓縮途徑有哪些？壓縮軟件:原數據信息基本不丟失而且可以大大節省存貯空間，缺點是壓縮后的文件必須在解壓縮后才能使用。數據消冗處理:原數據信息不會丟失，得到的文件可以直接使用，缺點是技術要求高，工作量大，對冗余度不大的數據集合效用小。用數據子集代替數據全集:在規定的精度范圍內,從原數據集合中抽取一個子集，缺點以信息損失為代價，換取空間數據容量的縮小。35、在地理信息系統應用中，元數據的主要作用可以歸納為哪幾個方面？(1)幫助數據生產者有效管理和維護空間數據，建立數據文檔；(2)提供數據生產者對數據產品的說明信息，便于用戶查詢利用空間數據；(3)提供通過計算機網絡查詢數據的方法和途徑，便于數據交換和傳輸；(4)幫助用戶了解數據的質量信息，對數據的使用作出正確判斷；(5)提供空間數據互操作的基礎。36．DEM的主要表示模型GIS可以用三種通用的方法來模擬一個地形表面：柵格（規則格網）、不規則三角網及等高線。37．如何判斷兩點之間是否通視？兩點之間的通視性判斷，可通過上述剖面線圖得到，即首先求出剖面線圖，再連接直線AB，判AB直線與剖面線是否相交，如無相交點，且AB直線高于剖面線，表示A、B之間可視；如有相交則不可視。如下圖：兩點間不可視。六、分析題1．有一柵格數據文件按行方向由左到右、自上而下直接柵格編碼表示為：5，5，0