地理信息系統原理試卷兩套XX大學地理信息系統原理試卷一、填空題(每空1分，共30分)1、一個實用的GIS要支持對空間數據的________________、_________________、_________________、___________________、___________________等功能；其基本構成一般包括以下5個部分_________________、___________________、________________________、_________________________、______________________。

2、空間數據結構建立的基本過程包括：、_________________________________、_________________________、_______________、________________________。

3、空間數據的拓撲關系包括：__________________________________________________，其對地理信息系統的數據處理和空間分析，具有重要的意義：1）_______________________________________________________________________;2）_______________________________________________________________________;3）_______________________________________________________________________。

4、空間數據的坐標變換的實質是建立兩個平面點之間的一一對應關系，包括___________和_____________。前者，可利用仿射變換進行，根據圖形變換原理，得出含有6個參數的坐標變換公式，需要知道不在同一直線上的3對控制點的___________________及其____________，才能求得上述參數。但在實際應用中。通常利用4個以上的點來進行。

5、基于多邊形數據的柵格化方法，又稱為______________________________。

6、基于圖像的矢量化方法中，可利用剝皮法進行“細化”，剝皮過程的前提條件是_______________________________________。

7、從DEM中可以提取出各地表單元的坡向，其計算公式如下：式中，A表示__________方向的傾斜，B表示___________方向的傾斜。

8、地形剖面圖的繪制，常常可以以線代面，通過求算出剖面線和________________的交點的____________和__________________________________來自動繪出所需要的地形剖面圖。

二、單選題(每小題2分，共20分)1、．以下不屬于GIS輸出設備的為（）A.繪圖儀B.數字化儀C.打印機D.高分辨率顯示裝置2、以下不屬于拓撲數據結構的特點為（）A.點是相互獨立的，點連成線，線構成面；B．弧段是數據組織的基本對象；C.每個多邊形都以閉合線段存儲，多邊形的公共邊界被數字化兩次和存儲兩次；D.每條線始于起結點，止于終結點，并與左右多邊形相鄰接。

3、以線性四叉樹表示8*8的柵格矩陣時，第6行第5列位置處的柵格的十進制MORTON碼與四進制MORTON碼值分別為：（）A.57，302B.50，302C.57，

321D.50，3214、以下哪些不屬于矢量數據結構的特點（）A.圖形顯示質量好B.多邊形疊置分析較困難C.數據結構復雜D.圖形數據量大5、某選址項目中，需要同時滿足三個條件：1）距離公路2000米以內；2）距離湖泊1000米以外；3）地塊面積大于500KM2。利用GIS的空間分析功能進行選址，分別采用（）A.緩沖區分析、intersect疊加分析、基于非空間屬性的查詢；B.緩沖區分析、identify疊加分析、基于空間關系的查詢；C.緩沖區分析、erase疊加分析、基于非空間屬性的查詢；D.緩沖區分析、clip疊加分析、基于空間關系的查詢。

yxzO6、根據坡度和坡向的定義，左圖中，坡度和坡向分別用哪兩個角來表示（）7、GIS區別于其它信息系統的一個顯著標志是：

（

）A.空間分析

B.計量分析

C.屬性分析

D.統計分析8、以下選項中不屬于地理信息系統設計與開發步驟的是（

）。

A.系統設計；

B.系統維護；

C.系統實施；

D.系統評價9、地理信息系統產品的輸出形式有多種，就其載體形式來說，可分為常規地圖和數字地圖，以下不屬于后者的是（）A.遙感影像地圖B.屏幕地圖C.電子地圖D.動態地圖10、GIS空間數據存儲在線狀或面狀實體的弧段文件中，屬性數據存儲在關系數據庫管理系統中，兩個子系統之間通過標識碼進行連接，則該數據庫管理系統屬于（）A.關系式DBMSB.開放式DBMSC.擴展式DBMSD.混合式DBMS三、問答題(每小題10分，共50分)1、空間實體可抽象為哪幾種基本類型？它們在矢量數據結構和柵格數據結構以及矢量柵格一體化數據結構中分別是如何表示的？2、如下圖示，為8行8列的柵格矩陣結構數據，請寫出：AAABBBBCAABBBBCCAAABBCCCAAABAACCAAAACCCDAACCCCDDCCAADCDDCCDDDDDD（1）采用游程編碼壓縮及線性四叉樹壓縮后的壓縮比。

（2）該數據的游程編碼數據文件（帶索引文件）。

3、什么叫空間緩沖區分析？舉例說明空間緩沖區分析的分析步驟。

4、網絡分析在現實中的廣泛用途有哪些，舉例說明。并請用DijKstra算法對以下有向圖作從結點V1至結點V5的最短路徑的搜索，求出最短路徑的距離和途徑的結點。

5、對某地建設核電站進行適宜性評價，假設建設核電站的影響因素為：1）到海灣的距離，表現為越臨近“海灣”越適宜；2）交通便捷，表現為越接近“公路”越適宜；3）地形地質，表現為“坡度”越小越適宜，地質條件“類型”越高越安全。

現將適宜性共分為三個級別。

（1）請試以GIS方法，設計該應用的應用模型，用框圖表示其運行過程，并說明其有關的GIS操作。

（2）假設各因子對應的權重為0.5，0.25，0.25，當某個柵格單元三個因子對應的貢獻函數值分別為100，0，50時，請計算該柵格單元的評價分值，并判斷它屬于哪個級別。

XX大學地理信息系統原理試卷答案一、填空題(每空1分，共30分)1、一個實用的GIS要支持對空間數據的采集（輸入）、處理、存儲和管理、分析、顯示（輸出）等功能；其基本構成一般包括以下5個部分系統硬件、系統軟件、空間數據（地理數據）、應用人員、應用模型。

2、空間數據結構建立的基本過程包括：根據用戶需求，確定數據項目、確定數據源、數據分類和編碼、確定數據結構類型、數據輸入與編輯操作。

3、空間數據的拓撲關系包括：__拓撲鄰接、拓撲關聯、拓撲包含___，其對地理信息系統的數據處理和空間分析，具有重要的意義：1）根據拓撲關系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的空間位置關系；2）利用拓撲數據有利于空間要素的查詢;3）可以利用拓撲數據作為工具，重建地理實體。

4、空間數據的坐標變換的實質是建立兩個平面點之間的一一對應關系，包括幾何糾正和投影轉換。前者，可利用仿射變換進行，根據圖形變換原理，得出含有6個參數的坐標變換公式，需要知道不在同一直線上的3對控制點的數字化坐標及其理論值，才能求得上述參數。但在實際應用中。通常利用4個以上的點來進行。

5、基于多邊形數據的柵格化方法，又稱為點與平面圖形的包含性檢驗分析。

6、基于圖像的矢量化方法中，可利用剝皮法進行“細化”，剝皮過程的前提條件是不允許剝去會導致曲線不連通的柵格。

7、從DEM中可以提取出各地表單元的坡向，其計算公式如下：式中，A表示東西方向的傾斜，B表示南北方向的傾斜。

8、地形剖面圖的繪制，常常可以以線代面，通過求算出剖面線和網格邊的交點的高程值和相鄰兩點的實際距離來自動繪出所需要的地形剖面圖。

二、單選題(每小題2分，共20分)BCBDCBADAD三、問答題(每小題10分，共50分)1、空間實體可抽象為哪幾種基本類型？它們在矢量數據結構和柵格數據結構以及矢量柵格一體化數據結構中分別是如何表示的？答：點、線、面。（1分）矢量數據結構中，點用空間坐標來表示；線由一串坐標對組成；面是由線所形成的閉合多邊形。（3分）柵格數據結構中，點是一個像元；線由一定方向上連接成串的相鄰像元組成；面由聚集在一起的相鄰像元集合來表示。（3分）矢量柵格一體化數據結構中，將點坐標化為兩個Morton碼來表示它的位置，并且存儲于結點關聯的弧段信息；線狀目標，以弧段為存儲單元：（1）每條記錄表示一條弧段，（2）建立弧段與結點以及弧段與多邊形的拓撲關聯關系，（3）用Morton碼表示中間點的地址；面狀目標，包含邊界和邊界所包圍的整個區域：（1）邊界：由弧段組成，建立多邊形與弧段間的拓撲關系，存儲面塊頭指針，（2）邊界包含的區域：用四叉樹或二維行程數據結構來表示。（3分）2、如下圖示，為8行8列的柵格矩陣結構數據，請寫出：AAABBBBCAABBBBCCAAABBCCCAAABAACCAAAACCCDAACCCCDDCCAADCDDCCDDDDDD（1）采用游程編碼壓縮及線性四叉樹壓縮后的壓縮比。（4分）（2）該數據的游程編碼數據文件（帶索引文件）。（6分）答：（1）游程編碼壓縮后的壓縮比：S=N/K=64/26=32/13（1分）線性四叉樹壓縮后的壓縮比：S=N/K=64/40=8/5（3分）（2）索引文件（2分）數據文件（4分）柵格行號逐行游程累計數游程序號編碼值131（A,3）262（B,7）393（C,8）4134（A,2）51661924（D,8）72425（C,2）82626（D,8）3、什么叫空間緩沖區分析？舉例說明空間緩沖區分析的分析步驟。

答：空間緩沖區分析（spatialbufferanalysis）是指根據分析對象的點、線、面實體，自動建立它們周圍一定距離的帶狀區，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依據。（4分）緩沖區分析三步驟：1）計算主體的綜合規模標準化指數；（2分）2）計算主體對鄰近對象的的最大影響距離；（2分）3）確定主體對鄰近對象的實際影響度（Fi）與鄰近對象離主體的實際距離（di）的關系分析模型，從而從實際距離計算實際影響度，或從實際影響度反推實際距離。（2分）4、網絡分析在現實中的廣泛用途有哪些？舉例說明。并請用DijKstra算法對以下有向圖作從結點V1至結點V5的最短路徑的搜索，求出最短路徑的距離和途徑的結點。

答：網絡分析用途很廣泛，如：公交運營線路選擇和緊急救援行動線路的選擇等，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；城市消防站分布和醫療保健機構的配置等，可以看成是利用網絡和相關數據進行資源的分配等。（2分）起點終點V1V2V3V4V5V10（10）（∞）（60）（100）V2010（60）（60）（100）V301060（60）（80）V40106060（80）（4分）回溯2分結果V1V2V3V5（2分）5、對某地建設核電站進行適宜性評價，假設建設核電站的影響因素為：1）到海灣的距離，表現為越臨近“海灣”越適宜；2）交通便捷，表現為越接近“公路”越適宜；3）地形地質，表現為“坡度”越小越適宜，地質條件“類型”越高越安全。

現將適宜性共分為三個級別。

（1）請試以GIS方法，設計該應用的應用模型，用框圖表示其運行過程，并說明其有關的GIS操作。

（2）假設各因子對應的權重為0.5，0.25，0.25，當某個柵格單元三個因子對應的貢獻函數值分別為100，0，50時，請計算該柵格單元的評價分值，并判斷它屬于哪個級別。

答：（1）（2）R（T）=（0.5*100+0.25*0+0.25*50）/100=0.625（2分）G1=1-

0.625-1

=0.625G2=1-

0.625–0.5

=0.875G3=1-

0.625-0

=0.375G2最大，所以該柵格單元的適宜性屬于第二個級別。

（2分）《地理信息系統基礎》思考題hong紅色區域需要自己的斟酌第一章1、什么是地理信息？地理信息有什么特性？n定義：地理信息是有關地理實體的性質、特征和運動狀態的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現象之間關系的地理數據的解釋。從另一個角度來說，一切與空間位置有關的信息都叫做地理信息。

地理信息是指與所研究對象的空間地理分布有關的信息，是表示地表物體及環境固有的數量、質量、分布特征、聯系和規律的數字、文字、圖像和圖形等的總稱。

n地理信息的特征空間分布性：屬于空間信息，其位置的識別是與數聯系在一起的，這是地理信息區別于其它類型信息的最顯著的標志。

數據量大。地理信息的空間特征、屬性特征、時間特征。

信息載體的多樣性。地圖、影像、文字、數字……地理信息的其他特征1）區域性：通過經緯網等建立的地理坐標來實現空間位置的標識；2）多維結構特性：在二維空間的基礎上實現多專題的第三維結構；3）時序性（動態變化特征）：十分明顯，可以按時間尺度將地理信息劃分為超短期的（如臺風、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低溫）、中期的（如土地利用、作物估產）、長期的（如城市化、水土流失）、超長期的（如地殼變動、氣候變化）等。

2、什么是GIS？它具有什么特點？地理信息系統（GeographicInformationSystem）是一種特定而又十分重要的空間信息系統，它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統地理信息系統的特點n具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態預測的能力；并能產生高層次的地理信息。

n具有公共的地理定位基礎，所有的地理要素，要按經緯度或者特有的坐標系統進行嚴格的空間定位，才能使具有時序性、多維性、區域性特征的空間要素進行復合和分解，將隱含其中的信息變為顯示表達，形成空間和時間上連續分布的綜合信息基礎，支持空間問題的處理與決策。

n地理信息系統從外部來看，它表現為計算機軟硬件系統；而其內涵卻是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統。信息的流動及信息流動的結果，完全由計算機程序的運行和數據的交換來仿真。

3、GIS與其它信息系統有什么區別？GIS與其它系統的區別nGIS有別于DBMS（數據庫管理系統），GIS具有以某種選定的方式對空間數據進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數據管理，這種能力使用戶能得到關于數據的知識，因此，GIS是能對空間數據進行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。

nGIS有別于地圖數據庫，地圖數據庫僅僅是將數字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數據和屬性數據進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數據源。

nGIS有別于CAD系統，二者雖然都有參考系統，都能描述圖形，但CAD系統只處理規則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。

nGIS有別于MIS（管理信息系統），GIS要對圖形數據和屬性數據庫共同管理、分析和應用，GIS的軟硬件設備復雜、系統功能強；MIS則只有屬性數據庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

地理信息系統（GIS）與管理信息系統（MIS）簡述GIS的構成。

軟件硬件空間數據管理人員簡述GIS的發展。

n20世紀60年代起源于北美n70年代是GIS發展的鞏固階段n80年代為地理信息系統的大發展階段n90年代至今為地理信息系統的應用普及時代第二章說說地球空間模型是怎樣建立的？GIS中為什么要考慮地圖投影？l地理坐標為球面坐標，不方便進行距離、方位、面積等參數的量算。

l地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析。

l從幾何意義上說，地球橢球面是一個不可展曲面，不可能用物理的方法展成平面，因此，在地圖制圖時首先要考慮把曲面轉化為平面。這樣勢必使曲面產生破裂、褶皺、拉伸或斷裂等無規律變形，因此不適合繪制科學、準確的地圖，因此必須采用特殊的方法實現球面到平面的科學轉化。

空間數據的基本特征有哪些？F空間特征：描述空間對象的地理位置以及相互關系。

F屬性特征：描述空間對象的特性，即是什么，如對象的類別、等級、名稱、數量等。

F時間特征：描述空間對象隨時間的變化。

F參見P26圖2-13地理信息的數字化描述方式有哪些？它們各自是怎樣來描述地理信息的？如何利用關系表來表達空間拓撲關系？什么是元數據？元數據的主要作用是什么？元數據包括哪些內容？一般都認為元數據就是“關于數據的數據”。

元數據的主要作用(P31)F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；F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(clearinghouse)及數據銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索地理空間數據；F提供通過網絡對數據進行查詢檢索的方法或途徑，以及與數據交換和傳輸有關的輔助信息；F幫助用戶了解數據，以便就數據是否能滿足其需求作出正確的判斷；F提供有關信息，以便用戶處理和轉換有用的數據。

元數據的內容F對數據集中各數據項、數據來源、數據所有者及數據生產歷史等的說明；F對數據質量的描述，如數據精度、數據的邏輯一致性、數據完整性、分辨率、源數據的比例尺等；F對數據處理信息的說明，如量綱的轉換等；F數據轉換方法的描述；F對數據庫的更新、集成方法等的說明。

第三章什么是數據結構？對空間數據而言有什么特點？F數據結構是指數據組織的形式，是適合于計算機存儲、管理和處理的數據邏輯結構；對空間數據而言則是地理實體的空間排列方式和相互關系的抽象描述，是對數據的一種理解和解釋。不說明數據結構的數據是毫無用處的，不僅用戶無法理解，計算機程序也不能正確處理。

空間實體可抽象為哪幾種基本類型？它們在矢量數據結構和柵格數據結構分別是如何表示的？F柵格數據結構F矢量數據結構F其他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物或現象的非幾何屬性特征矢量數據結構是通過記錄坐標的方式，盡可能地將點、線、面地理實體表現得精確無誤。

敘述下列柵格數據存儲的壓縮編碼方法：鏈式編碼、游程長度編碼、塊狀編碼和四叉樹。并分別用該四種方法對右圖的柵格數據進行壓縮編碼。

什么是柵格數據的屬性誤差？如何確定柵格單元的屬性值？F在一個柵格的地表范圍內，可能存在具有不同屬性的地理實體，如可能存在多于一種的地物，而表示在相應的柵格結構中常常只能是一個代碼，因此出現屬性誤差。

中心點法面積占優法重要性法百分比法試列表比較矢量和柵格數據結構的優缺點。

第四章簡述GIS的幾種主要數據模型，并進行各自優缺點分析。

F混合結構模型F擴展結構模型F統一數據模型簡述GIS數據庫的特征。

F空間特征：描述空間物體的位置、形態、拓撲關系。

F抽象特征：空間數據描述的是真實世界所具有的綜合特征，非常復雜，必須經過抽象處理。

F空間關系特征：除了空間坐標隱含了空間分布關系外，空間數據中也記錄了拓撲數據結構表達的多種空間關系。

F多尺度與多態性：不同觀察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情況下會有形態差異。

F非結構化特征：在通用的關系數據庫管理系統中，數據記錄一般是結構化的。

F分類編碼特征：在許多情況下，一種地物類型對應于一個屬性數據表文件。

F海量數據特征：一個城市GIS的數據量可能達幾十GB乃至TB、PB級。需要在二維空間上劃分塊或者圖幅，在垂直方向上劃分層來管理。

F應用面廣的特征：GIS數據應用于地理研究、環境保護、土地利用與規劃、市政管理等各方面。

為什么不能用標準DBMS存儲空間數據？F空間數據記錄是變長的，而一般的數據庫都只允許把記錄的長度設定為固定。

F在存儲和維護空間數據拓撲關系方面存在著嚴重缺陷。

F一般都難以實現對空間數據的關聯、連通、包含、疊加等基本操作。

F不能支持復雜的圖形功能。

F單個地理實體的表達需要多個文件、多條記錄，一般的DBMS也難以支持。

F難以保證具有高度內部聯系的GIS數據記錄需要的復雜的安全維護。

目前空間數據庫存在的主要問題有哪些？F數據共享問題–數據文件格式統一性：如何對各種格式的數據進行不損失的轉換。

–地理信息的標準化–數據共享的政策F數據瓶頸問題–數據量大–兩種數據結構的存在F數據更新問題–數據的整體更新、局部更新、數據采集的途徑、時效性、保持原有數據的不變、更新數據與原有數據的正確連接等。

F數據安全問題第五章空間數據采集方法有哪些？它們分別適合采集什么樣的數據？F空間數據采集方法–手扶跟蹤數字化儀采集–攝影測量數字化采集–掃描跟蹤數字化采集–外業實地采集F選擇采集方法的依據是如何應用圖形數據，圖形數據類型，現有設備狀況，現有人力、物力、財力狀況等。

說說在數字化中屬性數據采集的原則和方法？F對于要輸入屬性庫的屬性數據，通過鍵盤直接鍵入或文件、表格、數據庫導入。

F對于要直接記錄到柵格或矢量數據文件中的屬性數據，則必須進行編碼輸入。

為什么要對數字化地圖進行編輯與處理后才能入GIS數據庫？F通過矢量數字化或掃描數字化所獲取的原始空間數據，都不可避免的存在著錯誤或誤差，屬性數據在建庫輸入時，也難免會存在錯誤，所以，對圖形數據和屬性數據進行一定的檢查、編輯是很有必要的。

簡述地理信息系統空間數據的誤差來源F1、空間數據的不完整或重復：包括空間點、線、面數據的丟失或重復、區域中心點的遺漏、柵格數據矢量化時引起的斷線等；F2、空間數據位置的不準確：包括空間點位的不準確、線段過長或過短、線段的斷裂、相鄰多邊形結點的不重合等；F3、空間數據的比例尺不準確；F4、空間數據的變形；F5、空間屬性和數據連接有誤；F6、屬性數據不完整。

試述GIS數據質量和空間數據的不確定性包含了哪些方面？你認為哪幾方面的數據質量是難以保證和最需要注意的？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。

F空間現象自身存在的不穩定性F空間現象的表達F空間數據處理中的誤差F空間數據使用中的誤差第六章什么是空間分析？空間分析的主要內容有哪些？概念：空間分析是基于地理對象的位置和形態特征的空間數據分析技術，其目的在于提取和傳輸空間信息。

空間