黄杏元《地理信息系统概论》(第3版)课后习题-第一章至第八章【圣才出品】

第3章空间数据处理1．比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等。

答：（1）移动拟合法移动拟合法是指对每一个待插值点用一个多项式曲面拟合改点附近的表面，进而计算出该点的高程。

（2）线性内插法线性内插法是先将所有的已知数据点连接成三角网的形式，使用靠近内插点的三个已知数据点，来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面，继而求出该内插点在平面中的高程值。

（3）按距离加权法按距离加权法是移动拟合法的特例，它在使用搜索圆寻找附近数据点的方法上和拟合法相同，但加权平均法在计算待差值点的高程时，可使用加权平均值代替误差方程求解出曲面函数。

权重的计算由于考虑到不同的数据点相对于待差值点的距离不同，对待差值点的影响程度不同，一般采用与距离相关的权函数来计算权重。

2．讨论在空间数据坐标变换中，选择控制点数量及分布的判断标准。

答：若是地图坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接在涂上选取，真实坐标按照国家测绘标准，常用的是图廓点坐标，控制点个数与几何变换方法有关，相对较少；若是影像坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接从影像上选取明显的像元，真实坐标通过GPS或数字化地图获取，控制点个数与几何变换方法有关，相对较多。

一般选取四个角点为控制点，控制点的分布要均匀布满整个区域。

3．试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。

答：（1）克里金插值法的原理克里金插值法又称空间自协方差最佳插值法，它将被插值的莫要素（例如地形要素）当做一个区域化地变量来看待。

所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量，它随所在区域位置的改变而连续地变化，因此，彼此离得近点之间有某种程度上的空间相关性，而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。

（2）克里金插值法的优点克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。

该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计的方法。

它是一种光滑的内插方法，在数据点多时，其内插的结果可信度较高。

第8章地理信息系统产品的输出设计一、名词解释1．数字地球答：数字地球是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特征的一种抽象描述的模型，是地球诸要素信息的数字集合。

2．OGC答：OGC即Open GIS协会。

其目的是使用户可以开放地操纵异质的地理数据，促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性。

OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商，数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。

3．数字地球答：数字地球是把浩瀚复杂的地球数据加以数字化、网络化，变成一个地球信息模型计划。

是一种可以嵌入海量地理数据、多种分辨率、三维的地球表达，是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识。

其核心思想有两点：①用数字化手段统一处理地球问题；②最大限度地利用信息资源。

4．虚拟地理环境答：虚拟地理环境简称VGE，是基于地学分析模型、地学工程等的虚拟现实，它是地学工作者根据观测实验、理论假设等建立起来的表达和描述地理系统的空间分布以及过程现象的虚拟信息地理世界，一个关于地理系统的虚拟实验室，它允许地学工作者按照个人的知识、假设和意愿去设计修改地学空间关系模型、地学分析模型、地学工程模型等，并直接观测交互后的结果，通过多次的循环反馈，最后获取地学规律。

5．电子地图答：电子地图是当纸质地图经过计算机图形图像系统光——电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。

6．Web地理信息系统答：Web地理信息系统是Web技术和GIS技术相结合，即利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。

从WWW的任一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS 站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间检索和空间分析。

第二部分章节题库第1章导论一、名词解释1．地理信息科学答：地理信息科学是一门研究地理信息的采集、分析、处理、存储、提取以及管理过程中出现的一系列基本问题的学科。

地理信息科学在地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

2．地理信息流答：地理信息流是指地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界，最后到应用领域的流动传递过程。

它是由于物质和能量在空间分布上存在着不平衡现象产生的，它依附于物质流和能量流而存在，是地理信息系统的纽带，有了它地理信息系统才能转动。

3．数据答：数据是一种未经加工的原始资料。

数字、文字、符号、图像都是数据。

数据是客观对象的表示，是信息的载体，而信息则是数据的内涵意义，是数据的内容和解释，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

4．信息系统答：信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。

在计算机时代，信息系统部分或全部由计算机系统支持，包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

5．计算机网络答：计算机网络是利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

6．数据字典答：数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明，为简单的建模项目。

简而言之，数据字典是描述数据的信息集合，是对系统中使用的所有数据元素的定义的集合。

7．信息答：信息是指用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，是生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

二、简答题1．GIS与MIS，CAD的异同点。

《地理信息系统概论》笔记黄杏元自己看吧第一章导论第一节地理信息系统基本概念1 学科特点GIS是一门典型的交叉性学科因此，学生要学好GIS，首先必须要做好“GIS” Gentlemanlike, Intelligence, Smile。

GIS是一门实践性很强的学科因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基础GIS软件的操作和使用。

GIS是一门迅速发展中的学科因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自己的能力。

2 数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。

信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。

它不随载体的物理形式的改变而改变。

数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；数据是信息的表达，信息则是数据的内容。

3 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。

地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

4 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。

简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

第二节GIS的基本构成及功能1系统硬件由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。

2系统软件由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。

3空间数据库由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。

4应用模型由数学模型、经验模型和混合模型组成，用于解决某项实际应用问题，获取经济效益和社会效益。

基本功能：ω数据采集与编辑；数据存储与管理；ω数据处理和变换；ω空间分析和统计；ω产品制作与显示；ωω二次开发和编程。

第7章地理信息系统的设计与评价简答题1．建立火警地理信息系统，做到快速定位、最短路线及时间短几个方面。

[华东师范大学2015年研]答：火警地理信息系统的建立步骤如下：（1）系统分析对火警系统用户进行需求调查和可行性分析，最后提出新系统的目标和结构方案。

（2）系统概要设计根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分，其主要内容包括主要内容包括用户需求、系统目标、总体结构和系统配置。

（3）系统详细设计系统详细设计以对用户需求的进一步详细调查为依据，分别完成各个子系统的逻辑结构设计、数据库设计、功能模块设计、用户界面设计等。

（4）系统实施①路径分析实现a．获取几何网络工作空间b．定义一个边线旗数组，把离点串最近的网络元素添加进数组c．设置开始和结束边线的权重d．进行路径分析e．得到路径分析的结果②空间查询实现空间查询主要包括基于属性的查询和基于空间位置查询也称为空间关系查询。

查询使用的游标来实现。

2．某待建工厂的选址条件为：a）地面坡角小于2。

5度；b）距离水库不小于250米；c）距离铁路1公里到10公里之间；d）不得建在森林地或沼泽地内。

试写出主要的工作流程（包括准备哪些数据、对数据要作哪些前期处理、通过实施哪些空间操作才能完成选址任务）。

[江西师范大学2012年研]答：所需要的数据：（1）研究区的地形图（2）水库分布图（3）铁路分布图（4）森林及沼泽地分布图具体步骤：（1）根据地形图的地形等高线数据生成研究区的DEM。

（2）提取坡角小于2。

5度的区域。

（3）对水库分布图做等距离图（缓冲区），提取距离不小于250m的区域。

（4）对铁路分布图做等距离图（缓冲区），提取距离在1公里到10公里的区域。

（5）将森林及沼泽地分布图分成林地沼泽地及非林地非沼泽地两类。

（6）将（1）-（5）处理的结构做拓扑叠置（逻辑与运算），得到可选的区域，将选择的区域及相关信息以地图和表格的形式打印输出。

注：以上步骤可做适当调整和展开。

第1章导论一、名词解释1．地理信息[江西师范大学2014年研]答：地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

2．地理数据[西北大学2012年研]答：地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。

地理数据可分为空间数据、属性数据、时态数据。

3．空间决策支持[江西师范大学2012年研]答：空间决策支持是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系，并以图形和文字的形式直接地加以表达，为现实世界中的各种应用提供科学、合理的决策支持。

由于空间分析的手段直接融合了数据的空间定位能力，并能充分利用数据的现势性特点。

因此，其提供的决策支持将更加符合客观现实，因而更具有合理性。

4．地理信息科学（注：把地理信息科学翻译成全英文）[西北大学2012年研]答：Geographic information science is proposed by Goodchild in 1992. Compared with the geographic information system，it is more focused on geographic information as a science，not only the realization of technology. The research focuses on the process，storage，extraction，management and analysis of the geographic information in the application of computer technology.5．组件式GIS软件[华东师范大学2006年研]答：组件式ＧＩＳ软件是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS 系统（包括基础平台和应用系统）。

黄杏元《地理信息系统概论》（第3版）课后习题-第一章至第八章【圣才出品】第二部分课后习题第1章导论1．什么是地理信息系统（GIS）？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：（1）地理信息系统地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（2）与一般计算机应用系统的异同点地理信息系统隶属于信息系统，属于空间信息系统。

它与非空间信息系统（如管理信息系统）的主要区别在于它能够处理空间定位数据，并且其存储和处理的信息是经过地理编码的。

具体如下：①GIS与机助制图系统机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。

地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。

一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

②GIS与DBMS（数据库管理系统）GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。

因此，GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多得多。

③GIS与CAD系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

④GIS与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。

它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。

这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2．地理信息系统有哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个基础地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较其异同点。

答：（1）系统组成地理信息系统，一般包括系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

第1章导论1.1复习笔记一、地理信息系统基本概念、1数据与信息（1）数据与信息的基本概念①数据数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。

不仅包括数字，也包括文字、符号、图像和声音等。

数据本身并没有意义，其格式随存储它的物理设备的形式而改变。

②信息a.狭义信息论是指“两次不定性之差”，即人们获得信息前后对事物认识的差别；b.广义信息论认为，信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。

地理信息系统中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。

③数据与信息的关系a.数据是信息的表达形式，是信息的载体；b.信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容；c．数据只有通过解释才成为信息。

（2）数据处理与解释①数据处理的定义数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

②数据处理的目的a．把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；b．把数据加工成对正确管理和决策有用的数据；c．把数据编辑后存储起来，以供后续使用。

③数据解释需要人类的智慧，包括学识和经验。

（3）信息的特点①信息的客观性任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息的正确性和精确度的保证。

②信息的适用性信息对决策十分重要，地理信息系统将地理数据收集、组织和管理起来，经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息，这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。

③信息的传输性信息可以在发送者和接收者之间传输，既包括系统把信息传送至终端设备，也包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。

④信息的共享性信息可以传输给多个用户，而信息本身并无损失，这为信息的并发应用提供了可能性。

2地理信息与地理信息系统（1）地理信息①地理信息与地理数据的概念a.地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

《地理信息系统概论（修订版）》（黄杏元等编著）读书笔记第一章导论第一章导论§1 地理信息系统基本概念1．1数据与信息数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。

数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。

数据是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。

就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。

信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

1．2地理信息与地理信息系统地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。

地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。

地理信息系统（Geographical Information System）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义）§2 GIS的基本组成GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

2．1系统硬件1、GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站/服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站/服务器成为GIS的主流。

2、GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。