模擬試題一一、名詞解釋（每題5分，共20分）

1.地理信息系統

2.TIN模型

3.元數據

4.信息

二、簡答題（每題10分，共40分）

1.地理信息系統的組成。

2.簡述柵格數據及其主要編碼方式。

3.格網DEM分析的主要應用。

4.根據下面示意圖，給出其的矢量數據結構編碼。

三、分析題（每題20分，共40分）

1.論述點、線、多邊形數據之間的疊加分析的內容和方法。

2.結合自己的實際工作，論述一個地理信息系統的應用實例。

模擬試題二一、名詞解釋（每題5分，共20分）

1.地理數據

2.空間索引

3.DTM與DEM

4.GIS互操作二、簡答題（每題10分，共40分）

1.矢量數據結構與柵格數據結構的轉換算法。

2.簡述空間數據誤差來源與數據質量控制方法。

3.3S集成的作用和意義

4.下面兩個多邊形圖層A和B，圖中標注的是多邊形的屬性，請畫出A與B兩個圖層Overlay的結果圖層C的示意圖，并標注屬性，其中C的屬性為C=A+B。三、分析題（每題20分，共40分）

1.為了完成城市道路拓寬改建分析，論述需要那些空間數據，并描述在GIS支持下的分析流程。

2.結合某具體領域（如區域規劃、環境監測、土地利用、公共衛生等）進行應用GIS總體設計與項目實施。

“地理信息系統原理”課程考試試題一參考答案*本答案僅供參考。試題尤其是問答題較為靈活，重點要關心考生的綜合應用能力。一、名詞解釋

1.地理信息系統的定義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。

2.TIN即不規則三角網（TriangulatedIrregularNetwork），是一種表示數字高程模型的方法。TIN模型根據區域有限個點集將區域劃分為相連的三角面網絡，區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到。

3.元數據是關于數據的描述性數據信息，它應盡可能多地反映數據集自身的特征規律，以便于用戶對數據集的準確、高效與充分的開發與利用。元數據的內容包括對數據集的描述、對數據質量的描述、對數據處理信息的說明、對數據轉換方法的描述、對數據庫的更新、集成等的說明。

4.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，它不隨載體的物理設備形式的改變而改變。二、簡答題

1.地理信息系統的組成。

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.簡述柵格數據及其主要編碼方式。

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。3.格網DEM分析的主要應用。

（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。4.根據下面示意圖，給出其的矢量數據結構編碼。

點：點號坐標1x1,y112x12,y1221X21,y2128X28,y2839X39,y39線：ID起點終點點號a39139,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,1b283928,40,41,42,43,44,39c122812,25,26,27,28d1121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12e12112,13,14,15,16,1f211212,22,23,24,12g1211,17,18,19,20,21h282128m29,30,31,21i213921,32,33,34,35,36,37,38,39多邊形多邊形編號多邊形邊界Id,eIIc,f,hIIIb,h,iIVa,i,g三、分析題（每題20分，共40分）

1.論述點、線、多邊形數據之間的疊加分析的內容和方法。

（1）點與多邊形疊加

點與多邊形疊加，實際上是計算多邊形對點的包含關系，進行點是否在一個多邊形中的空間關系判斷。在完成點與多邊形的幾何關系計算后，還要進行屬性信息處理。最簡單的方式是將多邊形屬性信息疊加到其中的點上。當然也可以將點的屬性疊加到多邊形上，用于標識該多邊形，如果有多個點分布在一個多邊形內的情形時，則要采用一些特殊規則，如將點的數目或各點屬性的總和等信息疊加到多邊形上。通過點與多邊形疊加，可以計算出每個多邊形類型里有多少個點，不但要區分點是否在多邊形內，還要描述在多邊形內部的點的屬性信息。通常不直接產生新數據層面，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與多邊形疊加的需要信息。例如一個中國政區圖（多邊形）和一個全國礦產分布圖（點），二者經疊加分析后，并且將政區圖多邊形有關的屬性信息加到礦產的屬性數據表中，然后通過屬性查詢，可以查詢指定省有多少種礦產，產量有多少；而且可以查詢，指定類型的礦產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，是比較線上坐標與多邊形坐標的關系，判斷線是否落在多邊形內。計算過程通常是計算線與多邊形的交點，只要相交，就產生一個結點，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。疊加的結果產生了一個新的數據層面，每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層，同時產生一個相應的屬性數據表記錄原線和多邊形的屬性信息。根據疊加的結果可以確定每條弧段落在哪個多邊形內，可以查詢指定多邊形內指定線穿過的長度。如果線狀圖層為河流，疊加的結果是多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段，可以查詢任意多邊形內的河流長度，進而計算它的河流密度等；如果線狀圖層為道路網，疊加的結果可以得到每個多邊形內的道路網密度，內部的交通流量，進入、離開各個多邊形的交通量，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。多邊形疊加將兩個或多個多邊形圖層進行疊加產生一個新多邊形圖層的操作，其結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，再根據這些交點重新進行多邊形拓撲運算，對新生成的拓撲多邊形圖層的每個對象賦一多邊形唯一標識碼，同時生成一個與新多邊形對象一一對應的屬性表。多邊形疊加結果通常把一個多邊形分割成多個多邊形，屬性分配過程最典型的方法是將輸入圖層對象的屬性拷貝到新對象的屬性表中，或把輸入圖層對象的標識作為外鍵，直接關聯到輸入圖層的屬性表。這種屬性分配方法的理論假設是多邊形對象內屬性是均質的，將它們分割后，屬性不變。也可以結合多種統計方法為新多邊形賦屬性值。多邊形疊加完成后，根據新圖層的屬性表可以查詢原圖層的屬性信息，新生成的圖層和其它圖層一樣可以進行各種空間分析和查詢操作。根據疊加結果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：并、疊和、交。2.結合自己的實際工作，論述一個地理信息系統的應用實例。（略）“地理信息系統原理”課程考試試題二參考答案一、名詞解釋（每題5分，共20分）

1.地理數據是各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時態特征三部分。

2.空間索引就是指依據空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關系按一定的順序排列的一種數據結構，其中包含空間對象的概要信息，如對象的標識、外接矩形及指向空間對象實體的指針。它通過篩選作用，大量與特定空間操作無關的空間對象被排除，從而提高空間操作的速度和效率。

3.DTM為數字地形模型（DigitalTerrainModel），是地形表面形態屬性信息的數字表達，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數字描述。數字地形模型中地形屬性為高程時稱為數字高程模型（DigitalElevationModel），簡稱DEM。

4.GIS互操作是指不同的GIS間與平臺無關的透明數據訪問、共享空間數據庫和其它服務。是當代GIS技術發展的重要方向。

二、簡答題（每題10分，共40分）

1.矢量數據結構與柵格數據結構的轉換算法。

對于點狀實體，每個實體僅由一個坐標對表示，其矢量結構和柵格結構的相互轉換基本上只是坐標精度變換問題。線實體的矢量結構由一系列坐標對表示，在變為柵格結構時，除把序列中坐標對變為柵格行列坐標外，還需根據柵格精度要求，在坐標點之間插滿一系列柵格點，這可以由兩點式直線方程得到。線實體由柵格結構變為矢量結構與將多邊形邊界表示為矢量結構相似，因此以下重點討論多邊形的矢量結構與柵格結構相互轉換。

（1）矢量向柵格轉換

矢量格式向柵格格式轉換又稱為多邊形填充，就是在矢量表示的多邊形邊界內部的所有柵格點上賦以相應的多邊形編碼，從而形成柵格數據陣列。幾種主要的算法描述如下：

a）內部點擴散算法：由每個多邊形一個內部點（種子點）開始，向其八個方向的鄰點擴散，判斷各個新加入點是否在多邊形邊界上，如果是邊界上，則該新加入點不作為種子點，否則把非邊界點的鄰點作為新的種子點與原有種子點一起進行新的擴散運算，并將該種子點賦以該多邊形的編號。重復上述過程直到所有種子點填滿該多邊形并遇到邊界停止為止。

r，則該待判點屬于此多邊形，賦以多邊形編號，否則在此多邊形外部，不屬于該多邊形。?b）復數積分算法：對全部柵格陣列逐個柵格單元地判斷該柵格歸屬的多邊形編碼，判別方法是由待判點對每個多邊形的封閉邊界計算復數積分，對某個多邊形，如果積分值為2

c）射線算法和掃描算法：射線算法可逐點判斷數據柵格點在某多邊形之外或在多邊形內，由待判點向圖外某點引射線，判斷該射線與某多邊形所有邊界相交的總次數，如相交偶數次，則待判點在該多邊形外部，如為奇數次，則待判點在該多邊形內部。要注意的是：射線與多邊形邊界相交時，有一些特殊情況會影響交點的個數，必須予以排除。

d）邊界代數算法：它適合于記錄拓撲關系的多邊形矢量數據轉換為柵格結構。若多邊形編號為a，初始化的柵格陣列各柵格值為零，以柵格行列為參考坐標軸，由多邊形邊界上某點開始順時針搜索邊界線，當邊界上行時，位于該邊界左側的具有相同行坐標的所有柵格被減去a；當邊界下行時，該邊界左邊所有柵格點加一個值a，邊界搜索完畢則完成了多邊形的轉換。

（2）柵格格式向矢量格式的轉換

多邊形柵格格式向矢量格式轉換就是提取以相同的編號的柵格集合表示的多邊形區域的邊界和邊界的拓撲關系，并表示由多個小直線段組成的矢量格式邊界線的過程。

柵格格式向矢量格式轉換通常包括以下四個基本步驟：

a）多邊形邊界提取：采用高通濾波將柵格圖像二值化或以特殊值標識邊界點；

b）邊界線追蹤：對每個邊界弧段由一個結點向另一個結點搜索，通常對每個已知邊界點需沿除了進入方向的其他7個方向搜索下一個邊界點，直到連成邊界弧段；

c）拓撲關系生成：對于矢量表示的邊界弧段數據，判斷其與原圖上各多邊形的空間關系，以形成完整的拓撲結構并建立與屬性數據的聯系；

d）去除多余點及曲線圓滑：由于搜索是逐個柵格進行的，必須去除由此造成的多余點記錄，以減少數據冗余；搜索結果，曲線由于柵格精度的限制可能不夠圓滑，需采用一定的插補算法進行光滑處理，常用的算法有：線形迭代法；分段三次多項式插值法；正軸拋物線平均加權法；斜軸拋物線平均加權法；樣條函數插值法。2.簡述空間數據誤差來源與數據質量控制方法。

從空間數據的形式表達到空間數據的生成，從空間數據的處理變換到空間數據的應用，在這兩個過程中都會有數據質量問題的發生。

（1）空間現象自身存在的不穩定性：包括空間特征和過程在空間、專題和時間內容上的不確定性。

（2）空間現象的表達：數據采集中的測量方法以及量測精度的選擇等受到人類自身的認識和表達的影響，這對于數據的生成會出現誤差。

（3）空間數據處理中的誤差：在空間數據處理過程中，容易產生的誤差有以下幾種：投影變換產生的差異；地圖數字化和掃描后的矢量化處理都可能出現誤差；數據格式轉換中的位置差異性；數據抽象時產生的誤差；建立拓撲關系過程中的位置坐標的變化；與主控數據層的匹配位移導致誤差；數據疊加操作和更新產生空間位置和屬性值的差異；數據集成處理產生的誤差；數據的可視化產生表達上的誤差；數據處理過程中誤差的傳遞和擴散

（4）空間數據使用中的誤差：主要包括兩個方面：一是對數據的解釋過程，一是缺少文檔，這樣往往導致數據用戶對數據的隨意性使用而使誤差擴散。

數據質量控制是個復雜的過程，要控制數據質量應從數據質量產生和擴散的所有過程和環節入手，分別用一定的方法減少誤差。空間數據質量控制常見的方法有：

（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。3.3S集成的作用和意義。

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。4.下面多邊形圖層A和B，圖中標注的是多邊形的屬性，請畫出A與B兩個圖層Overlay的結果圖層C的示意圖，并標注屬性，其中C的屬性為C=A+B。

三、分析題（每題20分，共40分）

1.為了完成城市道路拓寬改建分析，論述需要那些空間數據，并描述在GIS支持下的分析流程。

利用建立緩沖區、拓撲疊加和特征提取,計算一條道路拓寬改建過程中的拆遷指標。

（1）明確分析的目的和標準

目的是計算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的建筑面積和房產價值，道路拓寬改建的標準是：

a）道路從原有的20m拓寬至60m；

b）拓寬道路應盡量保持直線；

c）部分位于拆遷區內的10層以上的建筑不拆除。

（2）準備進行分析的數據

需要涉及兩類信息，一類是現狀道路圖；另一類為分析區域內建筑物分布圖及相關信息。

（3）進行空間操作

首先選擇擬拓寬的道路，根據拓寬半徑，建立道路的緩沖區。

然后將此緩沖區與建筑物層數據進行拓撲疊加，產生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區內的建筑物信息。

（4）進行統計分析

首先對全部或部分位于拆遷區內的建筑物進行選擇，凡部分落入拆遷區且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對道路的拓寬邊界進行局部調整。

然后對所有需拆遷的建筑物進行拆遷指標計算。

（5）將分析結果以地圖和表格的形式打印輸出。模擬試題三一、名詞解釋

1行程編碼

2地理信息系統

3拓撲關系

4數字地球

5緩沖區分析

二、簡答題

1比較點在多邊形內的判別方法射線法和弧長法的優缺點。

2空間數據庫管理的方式有哪幾種，各有什么優缺點？

3從某一空間地理現象到數據庫或數據文件中的記錄需要經過哪些過程？各個過程所起的作用是什么？

4地理信息和空間數據的主要特征。

5地理信息系統數據源的類型有哪些？在地理信息系統中有哪些主要的數據輸入方法？

三、簡述題

1結合自己的專業，談一談GIS的應用與關鍵點。

2在什么情況下需要用矢量與柵格的互換，如何實現？

3數據處理在地理信息系統中的作用及數據處理的主要內容。

4DEM的概念，構建方法及應用領域。

5GIS的構成及主要功能。

“地理信息系統原理”課程考試試題三參考答案

一、

1行程編碼：柵格數據的一種壓縮編碼方式，是將行或列中重復的元素進行合并，以達到減少存儲和數據冗余的目的，包括一維行程和二維行程．

2地理信息系統：在計算機系統的支持下，對全部或部分地球表層空間的地理分布數據進行采集、存儲、管理、分析、顯示等的技術系統．

3拓撲關系：圖形在保持連續變化狀態下，圖形關系保持不變的性質．或空間實體之間的關系．

4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．

5緩沖區分析：即鄰近度分析，是對空間點線面實體周圍形成范圍的一種距離空間的分析技術，主要描述地理實體目標的影響范圍和服務范圍．二、簡答題

1比較點在多邊形內的判別方法射線法和弧長法的優缺點。

點在多邊形內的兩種判別方法．射線法主要是從判斷點向多邊形做射線，判斷線與多邊形交點的個數．當交點個數為偶數時，點在多邊形外；交點個數為奇數時，點在多邊形內。它的優點是判斷明確，過程簡單；缺點是當射線經過多邊形的拐點或一條邊時，判斷失效。而弧長法主要是判斷點與多邊形各頂點連線的夾角之和的值，當各夾角之和為360度時，點在多邊形內；夾角之和為0或小于360度時，點在多邊形外。優點是判斷準確，不受條件限制；缺點是判斷過程復雜。

2空間數據庫管理的方式有哪幾種，各有什么優缺點？

空間數據庫管理的方式有：文件－關系數據庫混合管理方式，全關系型數據庫管理方式，對象－關系數據庫管理方式，面向對象數據庫管理方式。

3從某一空間地理現象到數據庫或數據文件中的記錄需要經過哪些過程？各個過程所起的作用是什么？

從空間現象到數據庫或成為數據文件記錄的過程，首先對空間現象進行觀察；其次將觀察的結果進行分析，模擬，歸類，綜合取舍；最后以一定的數據結構或模型來顯示和表達。

4地理信息和空間數據的主要特征。

地理信息的主要特征有：（1）地域性，是地理信息區別于他類信息的顯著標志；（2）多維性，是指同一地物具有多種不同的專題信息；（3）時序性，即地理信息具有動態性。

空間數據的主要特征：（1）空間特征；（2）非結構化特征；（3）空間關系特征；（4）分類編碼特征；（5）海量數據特征。

5地理信息系統數據源的類型有哪些？在地理信息系統中有哪些主要的數據輸入方法？

GIS數據源有：（1）地圖資料；（2）影像數據；（3）遙感數據；（4）實測數據；（5）文本資料；（6）統計數據；（7）多媒體數據；（8）其它已有的非系統化的數據。

數據輸入方法有：（1）手工鍵盤輸入；（2）手扶跟蹤數字化儀輸入；（3）掃描數字化儀輸入；（4）解析測圖法輸入；（5）已有數字化形式數據轉換。三、簡述題

1結合自己的專業，談一談GIS的應用與關鍵點。

2在什么情況下需要用矢量與柵格的互換，如何實現？

當進行空間線性拓撲關系分析以及網絡分析，單個實體的定義和操作和對成圖精度質量要求高時，具體當進行城市分區規劃、詳細規劃、土地管理等時用矢量數據格式，這時需把柵格數據轉換為矢量數據。

當進行緩沖區分析、與遙感影像或其它圖像匹配處理、數據共享時，具體當進行大范圍小比例尺的環境、農林等區域問題研究時，以及建立地理實體模型和進行DEM地形分析時，需把矢量轉換為柵格。

矢量轉換為柵格的實現方法有：（1）內部點擴散算法；（2）復數積分法；（3）掃描法；（4）射線法；（5）邊界代數算法。

具體步驟是：（1）選擇合理的柵格尺寸；（2）點的柵格化；（3）線的柵格化；（4）面的填充。

柵格轉換為矢量的過程：（1）邊界提取；（2）二值化；（3）細化；（4）邊界跟蹤；（5）拓撲關系生成；（6）去除多余點和邊界光滑處理。

3數據處理在地理信息系統中的作用及數據處理的主要內容。

數據處理在GIS中的作用：（1）將實測數據或不符合GIS質量要求的數據通過處理使之符合GIS質量的要求；（2）對已有的GIS數據進行處理派生出新的信息。

數據處理的主要內容：（1）圖形編輯；（2）自動拓撲；（3）數據轉換；（4）坐標轉換；（5）數據壓縮；（6）數據內插等。4DEM的概念，構建方法及應用領域。

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。

DEM構建方法：（1）等高線法；（2）規劃格網法；（3）不規劃三角網法。

DEM的應用：（1）用于民用和工程的土石方填挖和計算；（2）為軍事目的顯示地形景觀；（3）為武器精確制導提供地形匹配；（4）通視分析；（5）坡度、坡向分析；（6）和GIS結合進行各種空間分析；（7）對不同地貌進行分析，研究土地浸蝕和涇流；（8）對各種專題地圖進行組合分析；（9）是國家地理信息的重要基礎；（10）其它用途。5GIS的構成及主要功能。

GIS的構成：（1）系統硬件；（2）系統軟件；（3）數據；（4）用戶。

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）空間數據的處理與轉換；（4）空間查詢與空間分析；（5）空間數據的顯示與輸出。課外復習思考題集錦試題一：一、名詞解釋DTMDelaunay三角網拓撲數據結構疊置分析八叉樹Voronoi多邊形元數據主成分分析法二、請你闡述一下GIS的定義、組成、基本功能、國內外發展過程及發展趨勢，它與一般計算機應用系統有哪些異同。三、請你從社會需求、技術背景及多學科發展的內在要求等方面論述一下GIS產生的必然性。四、請你談談GIS數據采集方式、空間數據質量的內容以及數據誤差來源。五、空間分析的方法有哪些？試以一實例說明分析過程。怎樣理解“空間分析是GIS的靈魂”這句話的含義？六、比較柵格結構與矢量結構的優缺點，并說明這兩種結構的數據組織方法。七、闡述文件與關系數據庫混合管理系統的局限性，可能的解決辦法有哪些？八、闡述Voronoi和Delaunay三角網圖形相互轉換過程。九、如圖柵格矩陣，說明線性四叉樹與二維行程編碼的過程。試題二：一、名詞解釋空間分析DEM空間數據的不確定性拓撲數據結構緩沖區分析網絡分析元數據層次分析法二、請你闡述一下GIS的定義、組成、基本功能、國內外發展過程及發展趨勢，它與一般計算機應用系統有哪些異同。三、空間數據矢量表達的方式有哪些？說明其優缺點？四、空間分析的方法有哪些？試以實例說明分析過程。怎樣理解“空間分析是GIS的靈魂”這句話的含義？五、闡述文件與關系數據庫混合管理系統的局限性，可能的解決辦法有哪些？六、比較柵格結構與矢量結構的優缺點，并說明這兩種結構的數據組織方法。七、闡述一個應用型GIS工程設計的主要內容及主要步驟。八、請你說明描述現實世界的概念模型有哪兩種，它們的適用情況，在表示復雜的現實世界上還存在哪些不足？試題三：一、請你從社會發展的要求，當代科學理論和技術所提供的支撐，多學科發展的內在要求闡述GIS產生的必然性。二、請你談談GIS的定義、組成、功能、發展簡史以及當前的發展趨勢。三、請你談談GIS的主要數據來源，通常的數據采集方法，空間數據質量的內容以及數據誤差來源。四、請你說明空間分析的功能有哪些？試舉實例說明為什么說空間分析是GIS的靈魂？五、比較柵格數據與矢量數據的優缺點，并說明這兩種結構的數據組織方法。六、請你說明描述現實世界的概念模型有哪兩種，它們的適用情況，在表示復雜的現實世界上還存在哪些不足？七、從多角度暢談GIS信息共享方面所存在的問題，展望美好前景，可能的解決辦法。試題四：一、地理信息系統的定義？（4分）二、敘述地理信息系統的構成，并人硬件和軟件兩個方面闡述其構成？(10分)三、衡量地理數據質量標準有哪些？GIS數據誤差的主要來源(10分)四、什么是矢量數據？舉例說明具有拓撲關系的數據模型。（10分）五、什么是四叉樹數據結構，采用十進制Morton碼分別用線性四叉樹和二維行程編碼表示下圖數據。（12分）六、闡述GIS中多邊形拓撲關系自動建立的過程。（8分）七、地理信息系統中空間數據庫管理有幾種模式？各有什么特點？（10分）八、空間數據的索引有哪些方法？比較各種方法的優缺點。（10分）。九、舉例闡述GIS空間分析過程。（10分）十、比較GIS中專題地圖制圖與普通地圖制圖的異同點。（6分）十一、闡述應用型GIS工程設計的主要內容。（10分）試題五：一、地理信息系統的定義？（4分）二、簡述地理信息系統的基本功能？(10分)三、地理信息系統的數據來源有哪些？其獲取方法如何？(10分)四、什么是四叉樹數據結構，采用十進制Morton碼分別用線性四叉樹和二維行程編碼表示下圖數據。（12分）五、什么是柵格數據？闡述柵格數據的組織方式。（10分）六、闡述空間內插與區域內插的區別，并舉例說明。（8分）七、數據庫中常用的數據模型有哪些？并用它們分別描述下圖。（10分）。八、闡述柵格數據向矢量數據的轉換過程（10分）九、GIS空間分析功能進行道路拓寬時拆遷指標（拆遷費）的計算，要求：道路從原有的15米拓寬到50米，拓寬的道路盡量保持直線，部分位于拆遷內的10層以上建筑不拆除。試利用GIS空間分析功能進行該項工作的具體過程(10分).十、在三維數據表現方面，比較等值線圖、暈渲圖、透視立體圖和立體景觀圖的優缺點。（6分）十一、說明應用型GIS工程設計的主要內容。（10分）試題六：一、名詞解釋（每小題4分，總共20分）工作區八叉樹緩沖區分析空間數據的不確定性立體景觀圖二、試述GIS的定義、組成、基本功能、在國內外的發展概況（10分）三、說明面條數據模型和拓撲數據模型是如何表達空間對象的，比較這兩種模型的優缺點（10分）四、如何判別“點在多邊形內”、“線與多邊形相交”，并用偽代碼設計相應的算法（10分）五、DEM內插的方法有哪些？闡述移動擬合法內插的基本原理和作業過程.(10分)六、圖1為一Delaunay三角網，如何轉換為Voronoi圖？假設有了Voronoi圖，如何得到Delaunay三角網？（10分）七、圖2為一柵格陣列，說明線性四叉樹和二維行程編碼的建立過程.（10分）(*圖3中陰影部分的屬性值為1，其它為0)八、圖3為一實體圖,請寫出節點、弧段和面塊之間拓撲關系（10分）空間分析的主要方法有哪些？舉例說明緩沖區分析的實際應用.圖1圖2圖3試題七：一、名詞解釋（每小題4分，總共20分）拓撲關系網絡分析層次分析法八叉樹坡度二、試述GIS的定義、組成、基本功能、國內外的發展概況以及在各個領域的應用情況.（14分）三、空間數據獲取的方式有哪些？請你評述一下這些方式各自的優點（10分）四、分析文件與關系數據庫混合管理方式的不足，說明其它幾種管理方式在克服上述不足方面所展現出的優勢（10分）五、圖1為一實體圖,請寫出節點、弧段和面塊之間拓撲關系（10分）六、不規則三角形的構網方法有哪些？簡述每種方法的基本原理.圖2為一狄洛尼(Delaunay)三角網，如何轉換為Voronoi圖？（10分）七、矢量格式向柵格格式轉換有哪些方法？說明每種方法的基本原理。以圖3為例，說明邊界代數法的作業過程.（10分）八、8．圖4為一柵格陣列，說明線性四叉樹和二維行程編碼的建立過程.（10分）(*陰影部分的屬性值為1，其它為0)九、人們常說“空間分析是GIS的核心和靈魂”，請你發表一下你的看法.（6分）圖1圖2圖3圖4試題八：一、名詞解釋（每小題4分，總共20分）地理信息系統地理信息空間分析虛擬地理環境二、問答題：（88分）地理信息系統的基本功能有哪些？（6分）1、地理信息系統的數據來源有哪些？并敘述數據采集的主要方法如何？（6分）2、柵格與矢量結構優劣比較？（6分）3、矢量數據結構的組織方法（編碼方法）有哪些？并說明各自的優缺點？（6分）4、什么是四叉樹數據結構，采用十進制Morton碼分別用線性四叉樹和二維行程編碼表示下圖數據。（8分）

5、敘述GIS中多邊形拓樸關系自動建立的過程？（10分）6、地理信息系統中空間數據庫管理有幾種模式？各有什么特點？（6分）7、空間數據的索引有哪些方法？比較各種方法的優缺點？（8分）8、GIS空間分析功能進行道路拓寬時拆遷指標（拆遷費）的計算，要求：道路從原有的15米拓寬到50米，拓寬的道路盡量保持直線，部分位于拆遷內的10層以上建筑不拆除。試利用GIS空間分析功能進行該項工作的具體過程(12分).9、現有一城市的道路圖，公園分布圖和人口普查單元圖（有人口等數據）如何利用GIS實現如下功能：1）假定公園的服務范圍是與步行距離d有關，當一個地方與公園的步行距離小于d時即位于公園的服務范圍，根據定義確定城市中哪些區域為公園服務范圍的重疊區域。2）基于公園服務范圍，確定不同區域的人均公園面積（產生人均公園面積分布圖）10、專題地圖的分類及表示