地理信息系统教程考试复习题.doc

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1.与其它信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的?

-可编辑修改-
 空间分析和统计功能是GIS的一个独
立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的空间关系，包括拓扑叠加，缓冲区建立，数字地形分析，空间几何分析 。
8.GIS近代发展有什么特点?
（1）面向对象技术与GIS结合。（4）Internet与GIS的结合。
（2）真三维GIS与时空GIS。（5）GIS与专家系统/神经网络的结合。
（3）GIS应用模型的发展。（6）GIS与虚拟现实技术的结合。
2．GIS的研究对象是什么? 地理实体有什么特点?
GIS的研究对象是地理实体，即指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。
 属性特征：用以描述事物或现象的特性，即用来说的“是什么”。
  空间特征：用以描述事物或现象的地理位置及空间相互关系，又称几何特征和拓扑特性。
  时间特征：用以描述事物或现象随时间的变化。
3．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据
    属性数据：描述空间实体的属性特征的数据，也称非几何数据，如类型/等级/名称/状态等；
    几何数据：描述空间实体的空间特征的数据，也称位置数据，定位数据，即“在哪里”
      关系数据：描述空间实体的空间关系的数据，如空间实体的邻接、关联、包含等，主要是拓扑关系。
依据空间数据来源的不同分为：地图数据、地形数据、属性数据、元数据、影象数据等；
依据表示对象的不同分为：点，线，面、体数据。
4．GIS的数据源有哪些？
①地图数据②遥感数据  ③文本资料 ④统计资料 
⑤实测数据 ⑥多媒体数据 ⑦已有系统的数据
5．请说明分类分级对于属性数据的意义。
分类是将具有共同属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。分级是对事物或现象的数量或特征进行等级的划分，主要包括确定分级数和分级界限。在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的，例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。编码的过程是将信息转换成数据的过程，前提是首先要对需表示的信息进行分类分级。
6． 如何发现进入GIS中的数据有错误？
1、通过图形实体与其属性的联合显示，发现数字化中的遗漏，重复，不匹配等操作。2、在屏幕上用地图要素对应的符号显示数字化的结果，对照原图检查错误。3、把数字化的结果绘图输出在透明的材料上，然后与原图叠加以便发现遗漏。4、对等高线确定最低和最高等高线的高程及等高距，编制软件来检查高程的赋值是否正确。5、对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合来检查，或根据多边形与多边形内点的匹配来检查等。6、对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查、也可打印出来检查。7、对于属性数据还可编写检核程序。
8、对于图形变形引起的误差，应使用几何校正来处理。
7.元数据的作用和意义？
1、用来组织和管理信息，并挖掘空间信息资源；
2、帮助数据使用者查询所需空间信息；
3、组织和维护一个机构对数据的投资；
4、用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心；
5、提供数据转换方面的信息。
8．空间数据的插值算法有什么用途？请举例说明有几种方法？
空间数据插值是用已知点的数值来估算其他点的数值的过程。在GIS应用中，空间插值主要用于栅格数据，估算出网格中每个单元的值。
方法：1、边界内插（常用泰森多边形）2、趋势面分析3、局部内插（线性内插、双线性多项式内插，双三次多项式内插）4、移动平均法
9．DEM有什么用途？如何建立？
在民用和军用的项目中计算填挖土方石量；为武器精确制导提供地形匹配；为军事目的的显示地形景观；道路设计的路线选择、地质选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度，坡角，绘制坡度图；用于地貌分析，计算侵蚀和径流等；与专题数据进行组合分析等。
（1）格网DEM及其建立：
选择一合理的数学模型，利用已知点上的信息求出函数的待定系数，然后求算规则格网点上的高程值。
(2)不规则三角网DEM(TIN)及其建立：所谓建立不规则三角网DEM，就是由离散数据点构建三角网，其基本依据是三角形余弦定理。
10．请说明如何建立道路的拓扑的关系？
道路属于线状矢量要素，其拓扑关系的建立也遵循矢量数据自动拓扑的步骤。其步骤可分为以下几步：1）链的组织 找出在链的中间相交，而不是在端点相交的情况，自动切成新链；把链按一定顺序存储，如按最大或最小的x或y坐标的顺序，这样查找和检索都比较方便，然后把链按顺序编号
2）结点匹配 把一定限差内的链的端点作为一个节点，其坐标值取多个端点的平均值，然后对节点顺序编号。
11、栅格与矢量运算相比各有什么特征？
矢量数据结构紧凑，冗余度低，并且具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析，输出质量好，精度高。矢量数据结构的复杂性，导致了操作和算法的复杂化。 栅格数据结构简单，定位存取性能好，可以从影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对栅格数据的操作比较容易，难以进行网络分析等
12．一般从扫描仪上直接得到的地图有什么问题？如何改正？
存在图形的变形、坐标系不一致等问题。可以通过几何纠正和投影变换来纠正。几何纠正用以纠正图纸变形产生的误差。常用的有高次变换、二次变换和仿射变换。
当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的几何数据转换成所需投影的几何数据，这就需要进行地图投影变换。方法通常分为三类：解析变换法、数值变换法、数值解析变换法。
13．假设一条矢量等高线上的点太过于密集了，如何减少占用系统的存储空间？你能给出多少方法？各有什么适用范围？
采用矢量数据压缩的方法，矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存贮量，节省存贮空间，加快后继处理的速度。
道格拉斯――普克法算法 必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大；光栏法 可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小；垂距法 算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p值去掉而失真。
14、矢量栅格一体化的数据结构好处：
这样的取样数据就具有矢量栅格的双重性质。一方面，它保留了矢量内部的全部性质，以目标为单元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓扑关系；另一方面，它建立了栅格与地物的关系，即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。
15．栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间？
利用数据压缩技术。如直接删格编码、游程长度编码、四叉树编码等。
直接删格编码将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）记录代码，可以每行都从左到右记录，也可以奇数行从左到右、偶数行从右到左记录。
游程长度编码的基本思想是：按行扫描，将相邻等值的像元合并，并记录代码的重复个数。 四叉树编码基本思路是：将2N*2N个像元组成的图像所构成的二维平面按四个象限进行递归分割，直到子象限的数值单调为止，最后得到一颗四叉树的倒向树，该树最高为n级。
16．请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。
原理：首先通过扫描将地图转化为栅格数据，然后采用栅格数据矢量化的技术识别出线和面，采用模式识别技术识别出点和标记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋以属性值。
过程：首先要对所扫描的彩色图象进行分版处理，通常分为黑版要素、水系版要素、植被要素和地貌要素。然后，由软件进行二值化去噪音处理，经常要进行一些编辑，以保证自动跟踪和识别的进行；在软件进行自动跟踪和识别时，仍必须进行部分的人机交互，如处理断线、确定属性值等。
17． 什么是空间数据的查询？
查询属于数据库的范畴，一般定义为作用在库体上的函数，它返回满足条件的内容，查询是用户与数据库交流的途径。查询是GIS用户最经常使用的功能。
18 空间数据查询的形式和手段：
（1）扩展关系数据库的查询语言（SQL）（2）可视化空间查询
（3）超文本查询 （4）自然语言空间查询
19．矢量数据的叠加有什么作用？
 叠置分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一，它将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
1、点与多边形的叠置是确定一幅图（或数据层）上的点落在另一幅图（或数据层）的哪个多边形中，这样就可以给相应的点新的属性内容。
2、线与多边形的叠置是把一幅图（或一个数据层）中的多边形加特征加到另一幅图（或另一个数据层）的线上。
3、多边形与多边形的叠置是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，通常分为合成叠置和统计叠置。
20．什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。
缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一，是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。
例如，某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析；而在对野生动物栖息地的评价中，动物的活动区域往往是在距它们生存所需的水源或栖息地一定距离的范围内，为此可用面缓冲区进行分析，等等。
21．泰森多边形有什么特点？
泰森多边形可用于定性分析、统计分析、邻近分析等，其特性有：
1、每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；
2 泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；
3 位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。
22．请说明电子地图与GIS的关系？它们的联系和主要差别是什么?
电子地图是数字地图与GIS软件工具结合后的产物，它是一种处于运动状态的数字地图，这种运动状态或是输入、输出，或是显示、检索分析。它以电磁材料为存储介质，并依托于空间信息可视化系统再现。在较新的技术基础上，它使用几乎一切GIS技术工具，并且可以提供传统GIS的大范围、多要素的综合分析技术手段。
电子地图(集)极大地保留了传统地图的优点，大大地扩展了传统地图的作用范围，并包含了GIS的主要功能，其中较完善的空间信息可视化功能和地图量算功能是一般GIS所欠缺的。概略地说，电子地图(集)是一种新型的、内容广泛的GIS产品，而电子地图(集)系统则是一些内容广泛、功能各异的新型GIS系统。

23．电子地图集应该有哪些主要功能？
（1）能够全面继承并发展了地图科学中对地学信息进行多层次智能综合加工、提炼的优点(2)具有很强的空间信息可视化性能；系统而严密的教学基础，科学而系统的符号系统，强有力的可视化界面，支持地图的动态显示，并可采用闪烁、变色等手段增强读图手段和提高效果；
(3)支持空间信息的多种查询、检索和阅读；(4)支持基本的统计、计算和分析；(5)大多数电子地图支持"所见即所得"地编辑和输出硬拷贝，支持电子出版；(6)大多数电子地图支持多媒体信息技术。
24．动态地图是如何实现的？
目前动态地图基本上是以电子地图形式出现的。表示地理实体的运动状态和特点，可采用各种方法及组合。
（1）利用传统的地图符号和颜色等表示方法，例如采用传统的视觉变量---大小、色相、方位、形状、位置、纹理和密度，组成动态符号，结合定位图表，分区统计图表法以及动线法来表示之。
2）       采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示
基于动态视觉变量：视觉变量的变化时长、速率、次序及节奏，可设计相应一组动态符号，并加上相应电子地图手段：闪烁、跳跃、色度、亮度变化反应运动中物的矢量、数量、空间和时间变化特征。
（3）采用连续快照方法作多幅或一组地图。这是采用一系列状态对应的地图来表现时空变化的状态，这一方法在状态表现方面是较为全面的；但对变化表达不够明确，同时数据冗余量较大。
（4）地图动画 其制作方法与上一方法是一样的，仅仅是它适当地在空间差异中内插了足够密度的快照，使状态差异由突变变为渐变。
25．VR是什么？ VR是Virtual Reality的缩写，中文的意思就是虚拟现实。它是计算机硬件、软件、传感、人工智能、心理学及地理科学发展的结晶。它是通过计算机生成一个逼真的环境世界，人可以与此虚拟的现实环境进行交互的技术。从本质上讲，VR是一种崭新的人机交互界面，是物理现实的仿真。
26．VR有哪几种主要类型和主要功能?
1．世界之窗 它仅用显示器和音卡来显示虚拟世界，它的衡量标准是"看起来真实，听着真实，物体的行为真实"；
2．视频映射 它在上述WOW基础上把用户的轮廓剪影作为视频输入与屏幕二维图形合成，屏幕上显示用户身体和虚拟世界的交互过程；
3．沉浸式系统 完全的VR系统把用户的视点和其它感觉，完全沉浸到虚拟世界中，它可以是头盔加其它交互硬件，也可以是多个大型投影仪产生的一个洞穴；
4．遥视、遥作 遥视把用户的感觉和真实世界中的远程传感器、遥测仪连接起来，并用机器人，机器手进行远程操作。
5．混合现实遥现和虚拟现实的结合产生了混合现实和无缝仿真，例如领航员则在它的头盔或显示屏上既看到电子地图和数据，又看到真实景象。
27.3s技术结合实例及技术要求。
3S 技术在车辆导航与车辆监控系统中的综合应用 车辆导航与监控系统是一项融 GPS 、 GIS 、遥感技术与通讯技术为一体的复杂系统，它通过对车辆（移动目标）的导航、动态跟踪、监控、检查与服务等机制，来完成对车辆的综合管理与控制。在 3S 技术支持下，监控中心计算机阵列连网后形成车辆信息监测与控制系统，管理人员可以对监控车辆进行动态编组管理、导航与调度，在控制中心，具有大画面、高清晰度的大屏幕显示系统能够动态实时地显示来自各个车辆运行状况，管理人员可以实时看到移动车辆运行情况，对不同区域或特定目标进行锁定式监控，系统确保紧急报警信号优先监测，在紧急状态时可以应急调出具有辅助决策功能的警情专用地图，详细显示以事故地点为中心的区域情况，以供决策参考。

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