地理信息系统课后习题答案
【篇一：地理信息系统课后习题部分答案】
=txt>第一章
1、什么是地理信息系统（gis）？它与一般计算机应用系统有哪些
异同点？
（1）系统硬件:包括各种硬件设备，是系统功能实现的物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；（3）空间数据:系统分析与处理的对象，构成系统的应
用基础；（4）应用人员:gis 服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；（5）应用模型:解决某一专门应用
的应用模型，是 gis 技术产生社会经济效益的关键所在。
3、试说明地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联
系是什么？
答：地理信息系统分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数
进行计算得出的结构，这些规律和参数就可以构成一个应用模型，
比如降雨量计算模型和风力强度计算模型等。但应用模型很多是专
业领域的模型，其表现可以是参数表格也可以是图标或计算公式，
不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊的可视化
效果的信息分析与表达。因此要构建适合于地理信息分析和表达的
应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息
做成与空间信息想连接的模型应用于分析。
4、根据你的了解，阐述地理信息系统的相关学科及关联技术，并就
地理信息系统基础理论的简历和发展问题，发表你的意见和观点？答：地理信息系统与其他相关学科系统间的关系（1）gis 与地图
学 gis 是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一
也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。gis 是地图学理论、
方法与功能的延伸， gis 与地图学一脉相承，它们都是空间信息处
理的学科，地图学强调图形信息传输，而 gis 则强调空间数据处理
与分析，地图学与 gis 之间的联系是通过地图可视化工具与他们的
潜力来增强 gis 的数据综合和分析能力。
（2）gis 与一般事务数据库 gis 离不开数据库技术。数据库技术主
要通过属性来管理和检索，但一般没有空间概念， gis 恩能够处理
空间数据。（3）gis 与计算机地图制图计算机地图制图技术的发展
对 gis 的产生起了有力的促进作用，的出现又反过来为地图 gis 制
图提供了现代化的先进技术手段。数字地图是 gis 的数据源，也是
gis 的表达形
式，计算机地图制图是 gis 的重要组成部分。（4）gis 与计算机辅
助制图（cad） gis 处理的多为自然目标，cad 处理的多为规则几何
图形及其组合。gis 的属性库内容结构复杂，功能强大，图形属性
的相互作用十分频繁，且多具有专业化特征。
5、地理信息系统课应用于哪些领域？根据你的了解论述地理信息系
统的应用和发展前景？答：现今地理信息系统已应用于测绘与地图
制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决
策支答：空间数据的拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学
方法，在 gis 中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间
分析和应用中都具有非常重要的意义。意义：（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体，相对于
另一种地理实体的空间位置关系；（2）利用拓扑数据有利于空间
要素的查询；（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
3、试比较矢量与栅格数据结构各有什么特征？
答：矢量数据的特点：用离散的点、线、面织成的边界或表向来表
达空间实体，用标识符表达的内容描述空间实体的属性。描述的空
间对象位置明确，属性隐含。矢量数据之间的关系表示丁空间数据
的拓扑关系。栅格数据的特点：用离散的量化的网格值来表示和描
述空间目标；具有属性明显、位置隐含的特点；数据结构简单，易
于遥感数据结合，但数据量大；几何和属性偏差；面向位置的数据
结构，难以建立空间对象之间的关系。（1）栅格数据结构类型具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于实现，且操作简单，有利于
基于栅格的空间信息模型的分析，而采用矢量数据结构则麻烦的多；（2）但栅格数据表达精度不高，数据存储量大，工作效率较低。因此，对于基于栅格数据结构的应用来说，需要根据应用项目的自身
特点及其精度要求来恰当地平衡栅格数据的表达精度和工作效率两
者之间的关系。（3）另外，因为栅格数据格式的简单性（不经过压
缩编码），其数据格式容易为大多数程序设计人员和用户所理解，
基于栅格数据基础之上的信息共享也较矢量数据容易。矢量数据具
有“位置明显，属性隐含”的特点，数据表达精度较高数据存储量小，较高分辨率，便于进行网络分析，但在多辨析跌至和抠门那个键均
值处理等操作比较苦难。
4、请简述平面控制网和高程控制网在 gis 中的应用？
答：平面控制网用以确定在地球上得平面位置通常是地理经纬度坐标；高程控制网利用空间某点高于或低于基准面的垂直距离来提供
地形信息。
5、什么是 4d 数据？它们与矢量和栅格数据之间具有什么联系？
答：4d 数据是指：数字线画图数据（dlg）、数字栅格数据（drg）、数字高程模型数据（dem）、数正射影像数据（dom）; 数字线画图数据（dlg）:是现有地形图要素的矢量数据。数字栅格
数据（drg）：是现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。数字高程模型数据（dem）：是艺术字形式表达的地形起伏数据，
也是矢量数据；数正射影像数据（dom）：是对遥感数字影像，经
像元进行投影差改正、镶嵌，也是一种栅格形式的数据。
6、什么是游程编码？游程编码的压缩效果与哪些因素有关？
答：游程编码是逐行将相同值得栅格合并，记录合并后栅格的值及
合并栅格的数量（即游程），其目的是压缩栅格数据量，消除数据
间的冗余。游程编码的压缩效果主要取决于栅格数据的性质级与原
图的复杂成反比，变化多得部分有游程数就多，变化少的部分游程
数就少，图件越简单压缩效率就越高。
7、什么是栅格四叉树结构？请比较常规四叉树与线性四叉树的区别？答：栅格四叉树结构是指将空格键区域按照四个象限进行递归分 n 次，每次分割形成 2n*2n 个子象限中的属性数值都相同为止，该子
象限就不再分割。常规四叉树与线性四叉树的区别：常规四叉树：
常规四叉树每个节点通常储存 6 个量，即 4 个子节点指针、一个父
节点指针和一个节点值。常规四叉树可采用子下而上的方法建立，
对栅格按莫顿码顺
序进行检测，这种方法除了要记录叶节点，还要记录中间节点。常
规四叉树在处理上简便灵活，而且当栅格矩阵很大，存储和处理整
个矩阵较困难时，可用常规四叉树存储法；线性四叉树：线性四叉
树每个节点只存储 3 个量，即莫顿码、深度（或节点大小）和节点值。线性四叉树编码不需要记录中间节点的、0 值节点，也不适用
指针，仅记录非 0 值也节点，并用莫顿码表示叶节点的位置。线性
四叉树比常规四叉树节省存储空间；由于记录节点地址，既能直接
找到其在四叉树中的走向路径，又可以换算出他在整个栅格区域内
的行列位置，压缩和解压缩比较方便，各部分分辨率可不同，即可
精确地表示图形结构，又可减少存储量，易于进行大部分图形操作
和运算。
8、什么是 tin？grid 和 tin 在表达曲面数据的时候各有什么特点？答：grid 规则网格和 tin 不规则三角网都是表示数字高程的两种方法。 grid 规则网格通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对
应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一
个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素，对应一个高程值；
tin 不规则三角网是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每
份三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻点构成三角形，
即三角形的边长之和最小。特点： grid 规则网格：可以很容易地用
计算机进行处理，特别是栅格数据结构的地理信息系统。它还可以
很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形，
使得它成为数字高程模型（dem）最广泛使用的格式。规则格网的
缺点是不能准确表示表面网格所代表的地形的结构和细部：在地形
平坦的地方，存在大量的数据冗余；在不改变格网大小的情况下，
又难以表达复杂地形的突变现象。此外，规则格网的数据量通常比
较大，给数据管理带来了不便，需要进行压缩存储。如果采用无损
压缩难以达到很好的压缩效果，如果要保证压缩效果，只能采用有
损压缩，即牺牲了地形的细节信息。 tin 不规则三角网：减少了规则
格网带来的数据冗余，同时在计算效率和表达精度方面也有其优越性。不规则三角网的数据存储方式比规则格网复杂，不规则三角网
与规则格网不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密
度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，
又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。
第三章
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。
p108
答：移动拟合法：是只对每一个待插值点 p 用一个多项式曲面拟合
该店附近的表面，从而计算出该点的高程值。
3、试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程？
答：原理：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。优点：实施过程：首
先是利用那些摇摇用来插值的离散点集合建立一个变量图，变量图
通常包括两部分，一个是根据实验获得的变量图，另一个是模型变
量图。其次将变量图用来计算 kriging 方法中的权重。
4、请举例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法？
矢量转栅格：矢量转栅格：内部点扩散法，即由多边形内部种子点
向周围邻点扩散，直至到达各边界为止；复数积分算法，即由待判
别点对多边形的封闭边界计算复数积分，来判断两者关系；射线算
法和扫描算法，即由图外某点向待判点引射线，通过射线与多边形
边界交点数来判断内外关系；边界代数算法，是一种基于积分思想
的矢量转栅格算法，适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换，
方法是由多边形边界上某点开始，顺时针搜索边界线，上行时边界
左侧具有相同行坐标的栅格减去某值，下行时边界左侧所有栅格点
加
上该值，边界搜索完之后即完成多边形的转换。栅格转矢量：即是
提取具有相同编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的拓
扑栅格转矢量关系，并表示成矢量格式边界线的过程。步骤包括：
多边形边界提取，即使用高通滤波将栅格图像二值化；边界线追踪，即对每个弧段由一个节点向另一个节点搜索；拓扑关系生成和去处
多余点及曲线圆滑。答：矢量向栅格转换方法：矢量向栅格转换处
理的更笨任务就是把点、线或面的矢量数据，转换成对应的栅格数据，这一过程叫做栅格化。栅格化可以分别针对点、线和面来进行，点的栅格化是线和面栅格化的基础。转换方法：立矢量数据的平面
直角坐标系和栅格行列坐标系之间的对应关系。点的栅格化：矢量
坐标（x，y），转换后的栅格但愿行列值（i，j）；线的栅格化：
线的栅格化先分解成折线的每一个线段的栅格化，对应一条线段的
栅格化，先使用点栅格化地方法，栅格化线段的两个端点，然后再
栅格化线段中间的部分；面得栅格化：基于弧段数据的栅格化方法
与线段栅格化地方法类似，基于多边形数据栅格化地方法，这种方
法是以非拓扑的实体的实体多边形作为栅格化地处理单元，将一个
多边形的内部栅格单元赋予多边形的属性值，基于多边形数据的栅
格化方法包括：内点填充法、边界代数法和包含检验法等。栅格向
矢量的转换方法：栅格数据结构向矢量数据结构转化又称为矢量化。矢量化方法：1）二值化，想根据栅格数据建立一个阈值，再根据
这个阈值将不同的数据灰度严肃哦到 2 个弧度形成二值图。2）细化，是消除线画横断面栅格树的差异，使得每一条线只保留代表其轴线
或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。细化又可分为“剥皮法” ，和“骨架法”两大类。“剥皮法” ：实质是从曲线的边缘开始，每一次剥
掉等于一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点
组成的图形。“骨架法”3）跟踪法：是讲细化处理后的栅格数据转
换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。栅格数据的矢量化方法：1）首先在栅格数据中收索多边形边界
弧段相交处的节点位置； 2）接着从收索出得节点里任选一个座位其
实跟踪节点，顺着栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多
边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点为止； 3）最后将各宗得到的弧段数据连接组织成多边形。
6、试述 gis 空间拓扑关系编辑的功能及具体算法？p106 、空间拓
扑关系编辑的功能及具体算法？
答：1）多边形连接编辑功能：首先要找出要编辑多边形相关的所有
记录，其次找在找出的记录中，检查当前编辑的多边形所处的位置：如果带编辑的多边形在左多边形位置，将之与处于有多边形位置的
多边形号相交换，同时也将该记录的节点号位置作相应的交换，反
之则该记录的所有数据顺序不作改变；随后，从经过代码位置转换
的记录中，任取一个起始节点作为起点，顺序连接各个节点，必要
时可对记录的前后顺序作调整，是的连接的节点能自行封闭；如节
点不能闭合则必须改正出错得记录。 2）节点连接编辑功能：首先从弧段文件中找出与当前编辑的节点相关的所有记录；其次在找出的
记录中，检查当前编辑的节点所在的位置：如果待编辑的节点在起
始节点位置，将之与处于终止节点位置的节点号相交换，同时也将
该记录的多边形号位置作相应的交换反之则该记录的所有数据项顺
序不作改变；再者，从经过代码位置转换的记录中，任取一个左多
边形作为起点，顺序连接各个多边形，同样必要时可对记录的前后
顺便作调整，使得连接的多边形能首尾呼应。
7、仿射变换的原理及其误差纠正的方法？
答：放射变化是几何纠正的常用方法，放射变换后的特性直线变化
后任是直线，平行线变化后任是平行线，不同方向上的长度比发生
变化；
8、请简述地图投影的分类及作用？
答：地图投影实质是将地球托球体面上的经纬度线间按照一定的数
学法则转移到平面上，在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函
数关系的数学方法；地图投影分类：按地图投影的构成方法可分为：1）几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影按球面与投影免
得几何位置不同可风为正轴投影、横轴投影和斜轴投影； 2）非几何
投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影按地图
投影变形性质可分为：等积投影、等角投影、任意投影第四章
1、空间数据库的概念及其组成部分有哪些？p110
答：空间数据库主要是为 gis 提供空间数据的存储和管理方法。空
间数据库由三个部分组成：空间数据库存储、空间数据库管理系统、空间数据库应用。
2、空间数据库的设计有哪些主要的步骤和内容？
答：空间数据库的设计要经历一个由现实世界到信息世界，再到计
算机世界的转化过程。具体步骤和内容为：1）需求分析：即用系统
的观点分析与某一特点的空间数据库应用有关系的数据集合；2）概
念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。3）逻辑
设计：空间数据库逻辑设计的任务是，把信息世界中的概念模型利
用数据库管理系统所提共的工具映射为计算机世界中伟数据库管理
系统所支持的数据库模型，并用数据描述语言表达出来； 4）物理设计：数据库的物理设计指数据库存储结构和存储路径的设计，即将
数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一
个具有较好性能的物理数据库。
3、语义数据模型中的实体—联系模型的图示中有那些基本元素？答：.实体—联系模型由 1）实体：实体是对客观现存的其独立作用
的食物的一种抽象； 2）联系：联系是实体见有意义的相互作用或对
应关系；3）属性：属性是对实体和联系特征的描述。
4、什么是关系数据模型？其中的基本概念，如元组、属性、关键字、模式、关系数据库、关系完整性等的含义分别是什么？
答：关系数据模型是将用户对数据的视图与其物理实现分割开来，
从而使得关系模型十分有利于数据库的设计。基本概念含义：元组：每个实例对应于表中的一行，在关系镇南关叫做元组，相当于通常
的一个记录；域：表中的列表示属性，叫做域，相当于通常记录中
的一个数据项；属性：关键字：关系中的某一属性组，若它的唯一
地标识了一个元组则称该属性组为候选关键字；关系模式：关系数
据库：一系列关系的集合构成一个关系数据库；关系完整性：关系
的正确性相容性和有效性； 5、在关系数据模型设计中，函数依赖
和范式的含义是什么？
函数依赖：是由数学理论派生的术语，它表征一个属性集合的值，
对另一属性值集合的依赖性。范式：由于关系的属性之间存在着多
种关系依赖特性当用关系模式表达时，一些不良的语义特性就可能
造成数据存储的冗余及由此造成的数据操作的异常，所以提出了必
须遵循的一些规范化形式，称范式。
6、面向对象数据模型中的基本概念，如对象、消息、继承、重载、多态、概括、聚集的含义是什么？
答：对象：人们对世界上的事物的认识形成概念使我们可以感知和
推理世界上的事物，这些概念运用到的事物称为对象；
消息：是对象与对象之间相互请求或相互协作的唯一途径；类：是
对一组对象的抽象描述，它将改组对象所具有的共同特征集中起来，以说明改组对象的能力和性质；继承：是对具有层次关系的属性和
操作进行的共享的一种机制；重载：一个类型上可以才能在使用名
的方法，当出现这种方法时，必须按照某种明显的方式区分它们，
将这种特性称为重载；多态：是只同一个消息可以根据发送消息对
象的不同采用多种不同的行为方式；概括：是吧举有相同特征和草
做的类归纳在一个更一般的超类中；聚集：聚集反映了潜逃对象的
概念，仙桃对象是有一些其他对象组成的，他是用来描述更高层次
对象的一种形式。
7、什么是空间数据库索引？主要的空间数据库索引有哪些？
答：所谓空间数据库索引就是依据空间实体的位置形状或空间实体
的某种空间关系，按一
【篇二：地理信息系统概论课后习题全部答案_黄杏元
著】
>第一章
1、什么是地理信息系统（gis）？它与一般计算机应用系统有哪些
异同点？
答：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。
gis 脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融
合而成的新兴学科。但是，地理信息系统与这学科和系统之间既有
联系又有区别:
（1） gis 与机助制图系统机助制图是地理信息系统得主要技术基础，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。
（2） gis 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地多。
（3） gis 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。
（4）gis 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，并比较异同点？
（1）系统硬件:包括各种硬件设备，是系统功能实现的物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；
（3）空间数据:系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）应用人员:gis 服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；
（5）应用模型:解决某一专门应用的应用模型，是 gis 技术产生社会经济效益的关键所在。
3、试说明地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么？
答：地理信息系统分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出的结构，这些规律和参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型和风力强度计算模型等。但应用模型很多是专业领域的模型，其表现可以是参数表格也可以是图标或计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊的可视化
效果的信息分析与表达。因此要构建适合于地理信息分析和表达的
应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息
做成与空间信息想连接的模型应用于分析。
4、根据你的了解，阐述地理信息系统的相关学科及关联技术，并
就地理信息系统基础理论的简历和发展问题，发表你的意见和观点？答：地理信息系统与其他相关学科系统间的关系
（1）gis 与地图学 gis 是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。gis
是地图学理论、方法与功能的延伸， gis 与地图学一脉相承，它们
都是空间信息处理的学科，地图学强调图形信息传输，而 gis 则强
调空间数据处理与分析，地图学与 gis 之间的联系是通过地图可视
化工具与他们的潜力来增强 gis 的数据综合和分析能力。
（2）gis 与一般事务数据库 gis 离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理和检索，但一般没有空间概念， gis 恩能够处理
空间数据。
（3）gis 与计算机地图制图计算机地图制图技术的发展对 gis 的产生起了有力的促进作用，的出现又反过来为地图 gis 制图提供了现
代化的先进技术手段。数字地图是 gis 的数据源，也是 gis 的表达
形式，计算机地图制图是 gis 的重要组成部分。
（4）gis 与计算机辅助制图（cad） gis 处理的多为自然目标，cad 处理的多为规则几何图形及其组合。gis 的属性库内容结构复杂，
功能强大，图形属性的相互作用十分频繁，且多具有专业化特征。
5、地理信息系统课应用于哪些领域？根据你的了解论述地理信息
系统的应用和发展前景？
答：现今地理信息系统已应用于测绘与地图制图、资源管理、城乡
规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决策支持等领域；应用：1、资源管理、2、区域规划 3、国土监测、4、辅助设计
6、你对地理信息系统社会的发展趋势是怎么理解的？
答：当前地理信息系统正向集成化、产业化、和社会化发展方向迈进，呈现以下发展趋势：
1）地理信息系统已成为一门综合性技术，地理信息系统不仅与全球卫星定位系统（gps）、遥感（rs）构成“3s”集成系统，而且与cad、多媒体、通信、英特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术
相结合，构成了综合的信息技术；
2）地理信息系统产业化的发展势头强劲，地理信息系统及其产业化
的发展日益受到各国普遍关注，许多基础地理信息数字化产品和大
批专业地理科学数字化产品已进入市场，地理信息系统一成为信息
产业镇南关市场前景十分广阔，又相对独立的新兴产业；
3）地理信息网络化已成为当今社会热点，逐步受到关注；
4）地理信息科学的产生和发展，地理信息系统一发展到地信息科学，但学科体系尚未健全，还处在发展阶段。
7、叙述地理信息系统的几个主要发展阶段，它们的标志性进展及其
对地理信息
系统发展的影响？
答：1）地理信息系统开拓期（二十世界 60 年代）萌芽：这一时期
计算机广泛应用，1963 年 roger tomlinson 开创了世界上第一个地
理信息系统即加拿大地理信息系统（cgis）， tomlinson 被誉为地
理信息系统之父；
2）地理信息系统的巩固和发展期（二十世界 70 年代）计算机打在
到第三代，推出了额大容量直接存取设备磁盘，而且通过计算机屏
幕直接件事数字化操作，esri 公司开发了著名的 arcinfo 软件，这一个阶段还先后召开了一系列地理信息的国际学术讨论会；
3）地理信息系统技术的大发展时期（二十世纪 80 年代）：由于第
四代计算机推出，促进了地理信息系统技术提高，先后开发出了arcinfo、genqmp、microstation、system9 等地理信息系统基础
软件，1987 年美国成立了国家地理信息与分析中心（ncgia），地
理信息系统开始与哦能够与结局全球化问题；
4）地理信息系统普及时代（二十世纪 90 年代）：地理信息系统被
认为一种痛用得地理信息技术工具被广泛应用，美国前副总统提出
了“数字地球”这一概念； 5）地理信息系统用用普及阶段（二十一世纪）：地理信息系统正在开始走进千家万户，地理信息系统也英特
网结合实现了人类社会巨大资源共享，网络 gis，移动 gis 逐渐普及。
8、给出“ geomatics”一词的定义。如何理解“ geo”和“ matics” 的含义？、“geomatics”的出现有什么意义？
答：1990 年 gagnon 将geomatics定义为“利用各种手段，通过一
切途径来获取和管理有关空间基础信息的空间数据部分的科学技术
领域。 geo 是地理的意思，” “matics”是数据的意思，他们只是从
地理学科来考虑地理信息系统，从geomatics一词出现的过程可以
看出，geomatics 反映了现在测绘科学、遥感和地理信息系统御现
代计算机科学和信息科学相结合的多学科集成，以满足对空间信息
要求的发展趋势。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
各种改变而改变。信息具有如下的特点：
①信息的客观性。任何信息都是与客观事物紧密相联系的；
②信息的适用性。信息对决策是十分重要的，建立地理信息系统的
目的就是为生产、管理和决策服务的，因而信息具有适用性；
③信息的传输性。信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包
括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端），和以一定形式
提供给有关用户，也包括信息在系统内各子系统之间的传输和交换。
④信息的共享性。信息与实物不同，它可以传输给多个用户，为多
个用户共享，而其本身并无损失。信息的这些特点，使信息成为当
代社会发展的一项重要资源。数据（data）是通过数字化或直接记
录下来的可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和
图像也是数据。地理信息是指表征地理系统诸要素的数量、质量、
分布特征、
相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
第二章
1、通过实列说明 gis 空间数据的基本特征及在计算机中的表示方法？答：gis 空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征；
在计算机中空间特征采取空间分幅，即将整个地理空间划分为许多
子空间，在选择要素表达子空间；属性特征采取属性分层即将要表
达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表；时间特征采取时
间分段即将有时间特征的地理数据按其表化规律划分为不同的时间
短数据再逐一表示。
2、简述空间数据的拓扑关系及其对 gis 数据处理和空间分析有何
重要意义？
答：空间数据的拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在 gis 中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和
应用中都具有非常重要的意义。意义：（1）根据拓扑关系，不需
要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体，相对于另一
种地理实体的空间位置关系；（2）利用拓扑数据有利于空间要素的
查询；
（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
3、试比较矢量与栅格数据结构各有什么特征？
答：矢量数据的特点：用离散的点、线、面织成的边界或表向来表
达空间实体，用标识符
表达的内容描述空间实体的属性。描述的空间对象位置明确，属性
隐含。矢量数据之间的关系表示丁空间数据的拓扑关系。栅格数据
的特点：用离散的量化的网格值来表示和描述空间目标；具有属性
明显、位置隐含的特点；数据结构简单，易于遥感数据结合，但数
据量大；几何和属性偏差；面向位置的数据结构，难以建立空间对
象之间的关系。
（1）栅格数据结构类型具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于
实现，且操作简单，有利于基于栅格的空间信息模型的分析，而采
用矢量数据结构则麻烦的多；
（2）但栅格数据表达精度不高，数据存储量大，工作效率较低。因此，对于基于栅格数据结构的应用来说，需要根据应用项目的自身
特点及其精度要求来恰当地平衡栅格数据的表达精度和工作效率两
者之间的关系。
（3）另外，因为栅格数据格式的简单性（不经过压缩编码），其
数据格式容易为大多数程序设计人员和用户所理解，基于栅格数据
基础之上的信息共享也较矢量数据容易。矢量数据具有“位置明显，
属性隐含”的特点，数据表达精度较高数据存储量小，较高分辨率，
便于进行网络分析，但在多辨析跌至和抠门那个键均值处理等操作
比较苦难。
4、请简述平面控制网和高程控制网在 gis 中的应用？
答：平面控制网用以确定在地球上得平面位置通常是地理经纬度坐标；高程控制网利用空间某点高于或低于基准面的垂直距离来提供
地形信息。
5、什么是 4d 数据？它们与矢量和栅格数据之间具有什么联系？答：4d 数据是指：数字线画图数据（dlg）、数字栅格数据（drg）、数字高程模型数据（dem）、数正射影像数据（dom）; 数字线画图数据（dlg）:是现有地形图要素的矢量数据。数字栅格
数据（drg）：是现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。数字高程模型数据（dem）：是艺术字形式表达的地形起伏数据，
也是矢量数据；数正射影像数据（dom）：是对遥感数字影像，经
像元进行投影差改正、镶嵌，也是一种栅格形式的数据。
6、什么是游程编码？游程编码的压缩效果与哪些因素有关？
答：游程编码是逐行将相同值得栅格合并，记录合并后栅格的值及
合并栅格的数量（即游程），其目的是压缩栅格数据量，消除数据
间的冗余。游程编码的压缩效果主要取决于栅格数据的性质级与原
图的复杂成反比，变化多得部分有游程数就多，变化少的部分游程
数就少，图件越简单压缩效率就越高。
7、什么是栅格四叉树结构？请比较常规四叉树与线性四叉树的区别？答：栅格四叉树结构是指将空格键区域按照四个象限进行递归分 n 次，每次分割形成 2n*2n 个子象限中的属性数值都相同为止，该子
象限就不再分割。
常规四叉树与线性四叉树的区别：常规四叉树：常规四叉树每个节
点通常储存 6 个量，即 4 个子节点指针、一个父节点指针和一个节
点值。常规四叉树可采用子下而上的方法建立，对栅格按莫顿码顺
序进行检测，这种方法除了要记录叶节点，还要记录中间节点。常
规四叉树在处理上简便灵活，而且当栅格矩阵很大，存储和处理整
个矩阵较困难时，可用常规四叉树存储法；
线性四叉树：线性四叉树每个节点只存储 3 个量，即莫顿码、深度（或节点大小）和节点值。线性四叉树编码不需要记录中间节点的、0 值节点，也不适用指针，仅记录非 0 值也节点，并用莫顿码表示
叶节点的位置。线性四叉树比常规四叉树节省存储空间；由于记录
节点地址，既能直接找到其在四叉树中的走向路径，又可以换算出
他在整个栅格区域内的行列位置，压缩和解压缩比较方便，各部分
分辨率可不同，即可精确地表示图形结构，又可减少存储量，易于
进行大部分图形操作和运算。
8、什么是 tin？grid 和 tin 在表达曲面数据的时候各有什么特点？答：grid 规则网格和 tin 不规则三角网都是表示数字高程的两种方法。 grid 规则网格通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对
应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一
个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素，对应一个高程值；
tin 不规则三角网是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每
份三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻点构成三角形，
即三角形的边长之和最小。
特点： grid 规则网格：可以很容易地用计算机进行处理，特别是栅
格数据结构的地理信息系统。它还可以很容易地计算等高线、坡度
坡向、山坡阴影和自动提取流域地形，使得它成为数字高程模型
（dem）最广泛使用的格式。规则格网的缺点是不能准确表示表面
网格所代表的地形的结构和细部：在地形平坦的地方，存在大量的
数据冗余；在不改变格网大小的情况下，又难以表达复杂地形的突
变现象。此外，规则格网的数据量通常比较大，给数据管理带来了
不便，需要进行压缩存储。如果采用无损压缩难以达到很好的压缩
效果，如果要保证压缩效果，只能采用有损压缩，即牺牲了地形的
细节信息。
tin 不规则三角网：减少了规则格网带来的数据冗余，同时在计算效
率和表达精度方面也有其优越性。不规则三角网的数据存储方式比
规则格网复杂，不规则三角网与规则格网不同之处是随地形起伏变
化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够
避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、
地形变化线等表示数字高程特征。
第三章
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。
p108
答：移动拟合法：是只对每一个待插值点 p 用一个多项式曲面拟合
该店附近的表面，从而计算出该点的高程值。
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。
3、试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程？
答：原理：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。
优点：实施过程：首先是利用那些摇摇用来插值的离散点集合建立
一个变量图，变量图通常包括两部分，一个是根据实验获得的变量图，另一个是模型变量图。其次将变量图用来计算 kriging 方法中
的权重。
4、请举例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法？
矢量转栅格：矢量转栅格：内部点扩散法，即由多边形内部种子点
向周围邻点扩散，直至到达各边界为止；复数积分算法，即由待判
别点对多边形的封闭边界计算复数积分，来判断两者关系；射线算
法和扫描算法，即由图外某点向待判点引射线，通过射线与多边形
边界交点数来判断内外关系；边界代数算法，是一种基于积分思想
的矢量转栅格算法，适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换，
方法是由多边形边界上某点开始，顺时针搜索边界线，上行时边界
左侧具有相同行坐标的栅格减去某值，下行时边界左侧所有栅格点
加上该值，边界搜索完之后即完成多边形的转换。栅格转矢量：即
是提取具有相同编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的
拓扑栅格转矢量关系，并表示成矢量格式边界线的过程。步骤包括：多边形边界提取，即使用高通滤波将栅格图像二值化；边界线追踪，即对每个弧段由一个节点向另一个节点搜索；拓扑关系生成和去处
多余点及曲线圆滑。
答：矢量向栅格转换方法：矢量向栅格转换处理的更笨任务就是把点、线或面的矢量数据，转换成对应的栅格数据，这一过程叫做栅
格化。栅格化可以分别针对点、线和面来进行，点的栅格化是线和
面栅格化的基础。转换方法：立矢量数据的平面直角坐标系和栅格
行列坐标系之间的对应关系。点的栅格化：矢量坐标（x，y），转
换后的栅格但愿行列值（i，j）；线的栅格化：线的栅格化先分解
成折线的每一个线段的栅格化，对应一条线段的栅格化，先使用点
栅格化地方法，栅格化线段的两个端点，然后再栅格化线段中间的
部分；面得栅格化：基于弧段数据的栅格化方法与线段栅格化地方
法类似，基于多边形数据栅格化地方法，这种方法是以非拓扑的实
体的实体多边形作为栅格化地处理单元，将一个多边形的内部栅格
单元赋予多边形的属性值，基于多边形数据的栅格化方法包括：内
点填充法、边界代数法和包含检验法等。栅格向矢量的转换方法：
栅格数据结构向矢量数据结构转化又称为矢量化。矢量化方法：1）
二值化，想根据栅格数据建立一个阈值，再根据这个阈值将不同的
数据灰度严肃哦到 2 个弧度形成二值图。2）细化，是消除线画横断面栅格树的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位
置的单个栅格的宽度。细化又可分为“剥皮法” ，和“骨架法”两大类。“剥皮法” ：实质是从曲线的边缘开始，每一次剥掉等于一个栅格宽
的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点组成的图形。“骨
架法”3）跟踪法：是讲细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的
线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。栅格数据的矢
量化方法：1）首先在栅格数据中收索多边形边界弧段相交处的节点
位置； 2）接着从收索出得节点里任选一个座位其实跟踪节点，顺着
栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟
踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点为止； 3）最后将各宗得到的弧段数据连接组织成多边形。
5、除本章所述的空间数据结构转换方法外，你还了解哪些其它方法？比较它们的优缺点和使用方法。
6、试述 gis 空间拓扑关系编辑的功能及具体算法？空间拓扑关系
编辑的功能及具体算法？p106
答：1）多边形连接编辑功能：首先要找出要编辑多边形相关的所有
记录，其次找在找出的记录中，检查当前编辑的多边形所处的位置：如果带编辑的多边形在左多边形位置，将之与处于有多边形位置的
多边形号相交换，同时也将该记录的节点号位置作相应的交换，反
之则该记录的所有数据顺序不作改变；随后，从经过代码位置转换
的记录中，任取一个起始节点作为起点，顺序连接各个节点，必要
时可对记录的前后顺序作调整，是的连接的节点能自行封闭；如节
点不能闭合则必须改正出错得记录。
2）节点连接编辑功能：首先从弧段文件中找出与当前编辑的节点相
关的所有记录；其次在找出的记录中，检查当
【篇三：地理信息系统教程课后习题】
什么是数据和信息？它们有何联系和区别？
定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、
文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。信息
是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息
中所包含的意义。
联系和区别：
信息与数据是不可分离的。信息由与物理介质有关的数据表达，数
据中所包含的意义就是信息。信息是对数据解释、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。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也
可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。即不随载体的物
理设备形式的改变而改变。
信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组
成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随
载荷它的物理设备的形式而改变。
数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。
不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。
2.什么是地理信息系统（gis）?与地图数据库有什么异同?与地理信
息的关系是什么? gis定义：
gis是一个发展的概念。不同领域、不同专业对gis的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。
定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将
地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之
有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。
定义②：是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、
分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用
户问题为主要任务的计算机系统。
定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建
立的计算机化的数据库管理系统。
定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。它的定义由两方面组成，一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输
出空间信息的理论和方法的一门新兴交叉学科；另一方面，地理信
息系统是一个技术系统，是以空间数据库为基础，采用地理模型分
析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理
决策服务的计算机技术系统。定义⑤：目前有人认为“gis”从原来强
调空间信息技术系统(syestem)，发展到地球信息科学体系形成(science)，现在已强调空间信息服务(service)。
gis与地图数据库的异同：
地图数据库有比例尺概念，gis是为某一特定比例尺建立的一个地图成品仓库，它可由gis管理，其中的地图具有图形表现属性,一般数
据库不需具备这些属性；它是gis的下游产品，它的更新依赖于gis，它提供的信息是gis向人们提供服务的中间产品；gis是在地理信息
的基础上对真实世界进行数量化处理分析，但地图数据库存在的地
理要素经人为修改，不完全是真实地理的反映；
gis与地理信息的关系：
gis操作对象是空间数据，表达内容是与时空有关的地理信息。地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理系统
诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。地理信息具有地域性、多维结构性、时序性等特征。
2.地理信息系统由哪些部分组成?与其它信息系统的主要区别有哪些?从计算机系统的角度来看，gis是由软件、硬件、数据和用户组成。用户（gis服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户）
软件（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统，是系统的核心，按其功能分为gis专业软件，数据库软件和系统管理软件等）
硬件（各种设备-物质基础，用以存储、处理、传输和显示地理信息
或空间数据，主要包括：gis主机，gis外部设备，gis网络设备等）。
数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础，它具体描述
实体的空间特征、属性特征和时间特征）
也有人认为gis是由硬件、软件、数据、应用模型、开发者和一般
用户组成。
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信息。
gis与其它信息系统的主要区别：
gis与一般mis比较
gis离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是gis广泛使用的核心技术。但gis是对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般mis（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
gis与cad和cam比较
管理图形数据和非空间属性数据的系统不一定是gis，如cad或autocad，cam（computer aided map计算机地图系统\计算机辅
助制图）等。
3.地理信息系统中的数据都包含哪些?
gis数据包括电子数据和非电子数据。或：gis数据源自地图数据、
遥感数据、gps数据、文本数据、统计数据、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据。
4.地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么
来区分的?
地理信息系统基本功能概述：数据采集、监测与编辑；数据处理与
变换（矢栅转换、制图综合）；数据存储与组织（矢量和栅格模型）；空间查询与分析（空间检索、空间拓扑、叠加分析、缓冲分析、网络分析等）；图形交互与显示（各种成果表现方式）。
根据社会和用户的需求，gis是依托基本功能利用空间分析技术模型分析技术，网络技术，数据库和数据集成技术二次开发环境等，演
绎出众多的gis应用系统。
5.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?
与其它信息系统相比，gis空间分析作为核心功能是比较独特的。
6.地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为
一门科学?
地理信息系统的科学理论基础是地球信息科学理论，包括地理学、
地图学、测量学、数学、统计学、计算机科学等交叉学科以及一切
与获取、处理和分析空间数据有关的科学技术的支撑。
地理信息的研究和方法应该是科学，因它已经具备成为科学的条件，有明确的研究对象和研究手段，有自己的理论体系，有一定数量的
研究队伍，有明确的研究领域和广泛的服务对象，已由技术发展为
科学。即：geographic information system向geographic information science
7.试举例说明地理信息系统的应用前景。
当前，gis正向着集成化、产业化和社会化发展规律方向迈进，呈现以下主要发展态势：①gis已成为一门综合性技术；即gis集成技术，3s技术等名词的出现。
②gis产业化的发展势头强劲；
③gis网络化已构成当今社会的热点；
④地理信息科学的产生和发展。
目前gis在各行各业都得到应用，如资源规划管理、全球变化、灾
害预测等，具有广泛的应用前景。
8.gis近代发展有什么特点?
gis起源于人口普查，土地调查和自动制图，1960年，加拿大测量
学家r.f.tomlinson 提出了把地图变成数字形式的地图，1963年，
又提出gis这一术语，并建立了第一个gis――加拿大gis，随后
gis在全世界迅速发展起来。
国际gis的发展状况
GIS在环境中的应用 摘要：地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，用于支持对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示的计算机硬件、软件系统和处理过程,是一种管理工作和决策支持系统。GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。一． GIS技术在资源环境领域的应用 GIS技术最初在土地资源开发与管理上的应用主要是土地利用现状调查和城镇地籍调查图件和属性数据的存储、查询等管理工作等，基本上没有数据的空间分析及其它决策功能。随着技术的不断发展，目前在土地科学中的应用主要包括了土地评价工作（土地的适宜性或多宜性评价、土地的生产潜力评价、土地持续利用评价、城市地价评估、耕地地价评价等）；土地利用规划（包括土地利用总体规划、土地利用多目标规划）；土地利用与土地覆被现状分类与制图；以及土地利用与土地覆被动态监测。 地理信息系统在生态环境研究中应用广泛,主要有：(1) 生态环境背景调查(2) 用遥感信息与地面站点监测信息相结合，对环境（水、大气及固体废气物等）进行动态、连续监（3）利用"3S"技术支持自然生态环境监测、预报与评估（4）面源污染的监测、分析与评价。 资源环境管理的内容包括资源环境状况、动态变化、开发利用及保护的合理性评估、监督、治理、跟踪等方面。由于资源环境的空间和时间的非均匀性，利用以空间信息管理及分析为主要功能的地理信息系统（GIS）对资源环境进行管理才能够实现真正的有效管理。目前，我国GIS在一些资源环境管理领域已得到了应用，如林业领域已经建立了森林资源地理信息系统、荒漠化监测地理信息系统、湿地保护地理信息系统等；农业领域已经建立我国土壤地理信息系统、草地生态监测地理信息系统等；水利领域的流域水资源管理信息系统、各种灌区地理信息系统、全国水资源地理信息系统等；海洋领域的海洋渔业资源地理信息系统、海洋矿产地理信息系统等；土地领域建立了土地资源地理信息系统、矿产资源地理信息系统等；这些地理信息系统在资源环境管理方面发挥了一定的作用。 从国内外发展状况看,地理信息系统技术在重大自然灾害和灾情评估中有广泛的应用领域。从灾害的类型看,它既可用于火灾、洪灾、泥石流、雪灾和地震等突发性自然灾害,又可应用于干旱灾害、土地沙漠化、森林虫灾和环境危害等非突发性事故。就其作用而言,从灾害预警预报、灾害监测调查到灾情评估分析各个方面,综合起来有如下几点:①进行灾情预警预报;②对灾情进行动态监测; ③分析探讨灾情发生的成因与规律;④进行灾害调查;⑤灾害监测;⑥灾害评估等。 二．GIS在生态环境研究中的应用 GIS作为多学科交叉的产物,可以为现代生态环境研究提供有效的理论方法和技术支持,在生态环境研究中, GIS可以将不同来源、不同类型的数据进行综合,从而为不同地区生态环境科研工作者和决策者提供数据与信息支持。GIS可以对生态环境信息进行提炼与升华、加工和再生以获得某以生态环境问题解决的目的、计划和策略。现代生态环境研究的发展要求GIS的支持,而GIS为生态环境研究提供了有力的技术保障。 GIS的生态环境信息模拟分析是对生态环境数据较为深层次的处理。是GIS应用生态环境研究中最为重要的组成部分,是生态环境数据演变为生态环境信息乃至生态环境知识的关键步骤。它是以GIS技术及其他信息技术为基础,实现对生态环境信息进行加工、再生来获得某一生态环境问题的最终解决这一目的、计划和策略信息。GIS软件可对多时相、多数据
地理信息系统原理试卷 一、单项选择 (每小题 2 分，共20 分) 1．世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是20世纪（）年代： A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2．以下不属于GIS输出设备的为（） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 3、在地理信息系统中，空间线对象是（）：. A． 0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3维特征. 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（） A．拓扑邻接B．拓扑关联C．拓扑包含 D．拓扑相交 5、获取栅格数据的方法有：（） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 6、栅格结构的特点是：（） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 7、以线性四叉树表示8*8的栅格矩阵时，第6行第5列位置处的栅格的十进制MORTON 码与四进制MORTON码值分别为：（） A. 57，302 B. 50，302 C. 57， 321 D. 50，321 8、描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系的 数据为：（） A．属性数据B．拓扑数据C．几何数据D．统计数据 9、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包 括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（） A. 数据重构 B. 数据变换 C. 结构转换 D. 数据抽取 12、某选址项目中，需要同时满足三个条件：1）距离公路2000米以内；2）距离湖泊1000 米以外；3）地块面积大于500KM2。利用GIS的空间分析功能进行选址，分别采用（） A. 缓冲区分析、intersect叠加分析、基于非空间属性的查询；
第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 类别：网教专业：国土资源管理 课程名称【编号】：地理信息系统原理【0784】 A卷大作业满分：100分 要答案：wangjiaofudao 名词解释（每题4分，共5题，共20分） 栅格数据结构缓冲区分析E-R模型专题地图泰森多边形 填空题（共7题，每空1分，共20分） 1、世界上第一个地理信息系统是________________。 2、空间数据的特征有________________、________________、________________。 3、地理信息系统按照其内容可以分为________________、________________、________________。 4、地图上的注记可以分为________________、________________、________________。 5、按照变形性质，可将地图投影分为________________、________________、________________。 6、数字化后的地图上，错误的具体表现形式有________________、________________、______________、________________。 7、构成地图符号的三个基本要素是________________、________________、________________。 三、单项选择题（每题2分，共5题，共10分） 1、公交站点和公交线路的关系是（）。 A.一对一 B.一对多 C.多对一 D. 多对多 2、把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素，这种模型是（）。 A.层次模型 B.关系模型 C.面向对象数据模型 D.网状模型, 3、以下给出四个比例尺，不属于我国基本比例尺的是（）
地理信息系统原理课后作业答案 第1章绪论 1 什么叫信息、数据？它们有何区别？信息有何特点？ 答：信息是客观事物的存在及演变情况的反映。对于计算机而言，数据是指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象（数字、文字、符号、声音、图像等），在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具。数据是用以载荷信息的物理符号，没有任何实际意义，只是一种数学符号的集合，只有在其上加上某种特定的含义，它才代表某一实体或现象，这时数据才变成信息。信息的特点：①客观性②适用性③传输性④共享性。 2 什么叫空间数据、地图？举例说明空间数据有哪几种类型。 答：空间数据是以点、线、面等方式采用编码技术对空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。地图是表达客观事物的地理分布及其相互联系的空间模型，是反映地理实体的图形，是对地理实体简化和再现。空间数据主要有点、线、面三种类型。例如，地图上的点可以是矿点、采样点、高程点、地物点和城镇等；线可以是地质界线、铁路、公路、河流等；面可以是土壤类型、水体、岩石类型等。 3 什么叫地理信息、地学信息、信息系统、地理信息系统？它们之间有何区别？ 答：地理信息是表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。能对数据和信息进行采集、存贮、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统称为信息系统。地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。区别：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它类型信息的最显着的标志。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。地学信息具有无限性、多样性、灵活性、共享性等特点。同地球上的自然资源、能源本身不同，地学信息不但没有限度，而且会爆炸式地增长。信息系统的四大功能为数据采集、管理、分析和表达。信息系统是基于数据库的问答系统。空间信息系统是一种十分重要而又与其它类型信息系统有显着区别的信息系统，因为它所要采集、管理、处理和更新的是空间信息。 4 试述地理信息系统的发展阶段及我国地理信息系统的发展过程。 答：地理信息系统发展阶段：以时间发展为序列，可分为60年代起始发展阶段、70年代发展巩固阶段、80年代推广应用阶段和90年代蓬勃发展阶段。我国地理信息系统的发展过程：GIS在中国的发展可分为三个阶段。第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要进行舆论准备，正式提出倡仪，开始组建队伍，培训人才，组织个别实验研究。第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进，研究数据规范和标准，空间数据库建立，数据处理和分析算法及应用软件的开发等，对GIS进行理论探索和区域性实验研究。第三个阶段从1986年到现在，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室，中国科学院于1985年开始筹建国家资源与环境系统实验室，是一个新型的开放性研究实验室，1994年中国GIS协会在北京成立。 5 试述地理信息系统与其他相关学科系统间的关系。
2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。
地理信息系统建设 作业指导书 编制： 审核： 批准: 受控状态：受控 发布日期：实施日期： 一、总则 1、目的与意义 为保证本公司地理信息系统建设工作的规范化管理，统一测绘技术标准采用和测绘成果格式的一致性，使工作做到质量可靠、经济合理、技术先进，故特根据现有法律法规以及国家和行业技术规范制定本作业指导书。 2、适用范围 适用于我公司承接的所有地理信息系统建设项目。 3、技术依据 1）《第二次全国土地调查技术规程》TD/T 1014-2007； 2）《土地利用现状分类》GB/T 21010-2007； 3）《城镇地籍数据库标准》TD/T1015—2007； 4）《地籍调查规程》TD/T 1001-2012； 5）国土资源部发布的其他相关技术规范。 4、技术路线 1）收集资料：收集项目区已有各类控制点资料、现状图、行政区划图及影像图等资料。2）实地踏勘：对项目区的已有国家大地点、勘测范围、权属情况、地形地貌、主要村庄及交通状况进行踏勘，并充分了解当地气候、通讯、供电等情况。 3）技术设计：对前期所收集资料和踏勘情况进行整理分析，依据行业规程规范及本项目的特殊要求编制技术设计书。 4）人员培训：按照质量保证体系的要求，依据本项目涉及的规程规范对参与本项目的所有人员进行技术交底和技术培训。 5）控制测量：在项目区内分级合理布设控制点，平面控制用静态GPS观测，高程控制使用电子水准仪观测。 6）碎部测量：采用RTK配合全站仪的方法进行数据采集。 7）建立数据库：采用MAPGIS、ArcGIS软件对采集的数据进行编辑入库。 8）总结报告：对本项目勘测过程及成果进行分析总结。 9）质量检查：在作业过程中，依据公司质量保证体系对每道工序进行严格检查。 10）验收提交：经甲方验收合格后，将成果提交甲方。 二、地理信息系统建设 1、数学基础 1）平面坐标系统：采用1980西安坐标系或1954北京坐标系 2）高程系统：采用1985国家高程基准
地理信息系统原理试卷 一、单项选择(每小题 2 分，共20 分) 1．世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是20世纪（）年代： A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2．以下不属于GIS输出设备的为（） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 3、在地理信息系统中，空间线对象是（）：. A．0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3维特征. 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（） A．拓扑邻接B．拓扑关联C．拓扑包含 D．拓扑相交 【 5、获取栅格数据的方法有：（） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 6、栅格结构的特点是：（） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 7、以线性四叉树表示8*8的栅格矩阵时，第6行第5列位置处的栅格的十进制MORTON码 与四进制MORTON码值分别为：（） A. 57，302 B. 50，302 C. 57， 321 D. 50，321 8、描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系的 数据为：（） A．属性数据B．拓扑数据C．几何数据D．统计数据 > 9、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包括 结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（） A. 数据重构 B. 数据变换 C. 结构转换 D. 数据抽取 12、某选址项目中，需要同时满足三个条件：1）距离公路2000米以内；2）距离湖泊1000 米以外；3）地块面积大于500KM2。利用GIS的空间分析功能进行选址，分别采用（）
《地理信息系统》作业 第一次作业名词解释 1、数据：客观事物的符号表示，是通过数字化或直接记录下来的可以鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图像。 2、信息：人或计算机能接受的关于客观事物的知识。信息有各种载体，但不随载体形式的改变而改变。 3、地理空间数据：各种地理实体及其关系的符号化表示，包括空间位置、拓扑关系、属性特征及时间特征几部分。 4、地理信息：有关地理实体的性质、特征和运动状态的一切有用的知识，它是对地理空间数据的解释。 5、地理信息系统（GIS）：在计算机硬件、软件及各种方法支持下，对地理空间数据进行采集、储存、管理、处理、分析、建模和显示的技术系统。 6、拓扑关系：经拉伸或压缩后保持不变的空间关系，包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 7、数据结构：对数据元素及其关系的抽象描述，包括逻辑结构和物理结构。前者是数学描述，后者是数据元素及其关系在计算机中的组织和建立方式。 8、矢量数据结构：利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。 9、双重独立式结构（DIME）：对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及相邻面域来予以定义。 10、栅格数据结构：将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 11、四叉树结构：将地图空间按照2*2的四个象限进行递归分割，直到子象限属性值单调为止，只记录属性值单调的子象限（叶结点）信息的数据组织形式。 12、数据压缩：从已知数据集合中抽出一个子集，该子集在规定精度范围内能最好地逼近原集合，又能取得最大可能的压缩比（原集合元素量/新子集元素量）。 13、数据内插：从一组已知点或已知分区的数据中，求出最合适的函数关系，从而推求任意点或任意分区的数据。 14、数据库（DB）：在计算机中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 15、数据模型：即对数据的描述，包括对数据结构、数据联系、数据约束的静态描述和对数据操作的动态描述。 16、空间分析：基于空间数据的分析，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的新信息。 17、数字地形模型（DTM）：定义于二维区域上的有限向量序列，以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。一般表现为栅格数据。 18、空间叠合分析：在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 19、空间缓冲区分析：根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别它们对邻近对象的辐射范围或影响度。 20、空间网络分析：网络是由点、线的二元关系构成的系统，网络分析是以网络图论为理论基础，对面向网络的数据进行的分析。
大作业C 班 级： 学 号： 姓 名： 一般地，地下水的敏感性指某种环境下地下水遭受污染的可能性。敏感性越高，受污染的可能性就越高，反之则受污染的可能性就越低。DRASTIC 模型是评价地下水敏感性的常用模型，其意义如下： D 地下水位埋深分区图（Depth ） R 入渗补给分区图（Recharge ） A 含水介质分区图（Aquifer media ） S 土壤类型分区图（Soil media ） T 地形因素分区图（Topograghy ） I 包气带的影响程度等级分区图（Impact of vadose zone ） C 水力传导系数分区图（Conductivity ） 计算公式为： 敏感性指数＝ i i W R *，式中R i 代表某种因素的分类等级评分值，W i 代表相应的权重值。 该试卷所需的数据位于..\试题C 及数据\Data 文件夹下。数据说明如下表所示。 Theme 名称 数据格式 主 要 内 容 属 性 数 据 意 义 WatLevel Shp 格式 地下水位监测点 Piezo ：监测点编号Piezolev ：地下水水位（m ） Mask Shp 格式 研究区范围 Maskmpa:研究区编号 Dem Grid 格式 数字高程 高程值（m ） Recharge Grid 格式 入渗补给量 Value:补给量值（mm ） A Grid 格式 含水介质分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 S Grid 格式 土壤类型分区 S_value:分区名称 Type:土壤类别 T Grid 格式 地形因素分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 I Grid 格式 包气带的影响程度 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 C Grid 格式 传导系数分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 评价所需的7个基本图层参数，数据库中已有4个（即图层A ，T ，I 与C ）。请根据以下的提示步骤，先完成其它三个图层（即D ，R ，S ）的计算，并最后计算出该地的地下水敏感性指数，完成评价任务。 1 计算D 图层 （1） 根据地下水位监测点数据进行空间插值，得到区域化的地下水位值。插值的空间范围与栅格大小请保持与Dem 图层一致。
地理信息系统原理试卷 、单项选择（每小题 2分，共20分） 1世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是 A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2?以下不属于 GIS 输出设备的为（ 3、在地理信息系统中，空间线对象是（） 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为: 5、获取栅格数据的方法有: 6、栅格结构的特点是: 的栅格矩阵时，第 6行第5列位置处的栅格的十进制 MORTON 码与四进制MORTON 码值分别为：（） A. 57, 302 B. 50, 302 C. 57, 321 D. 50, 321 8、 描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质?或空间实体之间的关系的 数据为： （） A ?属性数据 B ?拓扑数据 C ?几何数据 D ?统计数据 9、 在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是： （） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、 GIS 区别于其它信息系统的一个显著标志是： （） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、 数据处理是 GIS 的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包 括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（ ） A.数据重构 B.数据变换 C.结构转换 D.数据抽取 12、 某选址项目中，需要同时满足三个条件： 1 ）距离公路2000米以内；2）距离湖泊1000 米以外；3）地块面积大于 500KM 2 。利用GIS 的空间分析功能进行选址，分别采用（ ） A.缓冲区分析、in tersect 叠加分析、基于非空间属性的查询； B. 缓冲区分析、identify 叠加分析、基于空间关系的查询; 20世纪（）年代: A.绘图仪 B.数字化仪 C.打印机 D.高分辨率显示装置 A ? 0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3 维特征. A ?拓扑邻接 B ?拓扑关联 C ?拓扑包含 拓扑相交 A ?手扶跟踪数字化法 B ?屏幕鼠标跟踪数字化法 C ?扫描数字化法 D .人工读取坐标法 A ?定位明显、属性隐含 B ?定位明显、属性明显 C ?定位隐含、属性明显 D .定位隐含、属性隐含 7、以线性四叉树表示 8*8
城市停车场导航系统-------------------轻松寻找停车场，实时了解停车信息 地理信息系统大作业 任课老师： 学院：信息工程及其自动化 专业：计算机科学与技术 学号： 姓名： 目录
一，系统需求分析 (3) 1，需求背景 (3) 2，需求分析 (3) 2.1 问题的分析 (3) 2.2 停车导航系统及其描述： (3) 2.3 系统的应用 (4) 二，空间数据结构设计 (4) 三，GIS软件开发平台与运行环境的设计 (4) 四，该GIS应用专题的系统的功能设计 (4) 五，该GIS应用专题的系统的界面设计 (5) 1，全图浏览 (5) 2，搜索停车场 (6) 3，查看停车场详细信息 (6) 4，跟踪用户所在位置 (7) 5，最优停车排行 (7) 6，停车场的2维模型 (8) 六，作业总结 (8)
一，系统需求分析 1，需求背景 改革开放以来，我国综合经济指数飞速上涨，特别是国民人均可支配收入逐步提升，“二套房”、“私家车”等已经不再是“暴发户”的代名词。记者从公安部交通管理局获悉，截止2010年10月底，中国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆，每年新增机动车2000多万辆；机动车驾驶人达2.05亿人，其中汽车驾驶人1.44亿人，每年新增驾驶人2200多万人。面对如此大的车辆增长速度，全国多个地市正在经受“行车难”、“停车难”的考验。 2，需求分析 2.1 问题的分析 私家车作为一种交通工具已经十分普遍。人们外出购物、办公、吃饭、访友等等都习惯选择私家车作为出行方式。这也导致了道路交通拥堵、停车场车满为患。停车难的问题日益突出。人们经常为了寻找一个停车点而东寻西觅，为此烦恼不已。尤其对于‘新人’，如果对附近一块地方不熟悉的新手来说，要找到一个可以停车的地方，往往会难上加难。那么如何能够让大家掌握停车点的地理分布信息，及时地了解停车点的饱满情况，是帮助大家解决停车问题最关健的问题。 要解决这个问题，可以开发一个停车导航系统。此系统掌握一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的信息，包括停车点的地理位置、停车位的数量、收费详细情况以及实时的停车数量。系统用户可以利用自己当前的地理位置，查看该位置附近所有停车点的分布及其他信息。系统可以智能提供最佳停车点以及最佳路径选择方案。 2.2 停车导航系统及其描述： 2.2.1 系统存放有指定一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的数据并可以由管理员或系统自动实时更新数据。 2.2.2 停车点的信息包括地理位置、名称、停车容量、及时的停车数、收费信息、管理条约。 2.2.3 系统可以自动检测用户终端的所在地理位置，并已用户为中心，提供周围所有停车点及其信息。 2.2.4 系统可根据停车位的剩余情况、地理位置的路径距离、收费信息，将周围停车点进行优先级排名，并且提供所有路径方案。 2.2.5 用户可以浏览任意地区的停车点数据，可以根据名称、地点、收费、容量等查询停车点及其详细信息。
2010-2011学年第一学期 资环、地信2008 级《地理信息系统原理与应用》课程试卷A评分标准及答案 1.从历史发展看，GIS脱胎于：（） A.地图学 B．地理学 C．计算机科学 D．测量学 2. 在构成空间网络的基本元素中唯一不表示任何属性的元素是：（） A.拐角 B.结点 C.障碍 D.站点 3.地理数据一般具有的三个基本特征是：（） A.空间特征、属性特征和时间特征 B.空间特征、地理特征和时间特征 C.地理特征、属性特征和时间特征 D.空间特征、属性特征和拓扑特征 4.地理信息数据库与事物管理数据库的根本区别在于表征：（） A.属性数据 B.统计数据 C.文本数据 D.图形数据 5.对于游程编码而言，图形复杂程度与压缩比的关系为：（） A.图形越复杂，压缩比越高 B.图形越简单，压缩比越低 C.图形越简单，压缩比越高 D.二者之间无关 6.地理信息系统形成于20世纪：（） A．50年代 B．60年代 C.70年代 D.80年代 7.地理信息区别于其他信息的显著标志是（） A．属于属性信息 B．属于共享信息 C．属于社会经济信息 D．属于空间信息 8.对一幅地图而言，要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量（） A．大 B.小 C.相当 D.无法比较 9.“二值化”是处理何种数据的一个技术步骤：（） A.扫描数据 B．矢量数据 C．关系数据 D．属性数据 10.广泛应用于等值线自动制图、DEM建立的常用数据处理方法是：（） A.数据插 B.布尔处理 C.数据提取 D.合成叠置 11.GIS外部设备主要包括各种输入和输出设备，以下不是输入设备是：（） A.图形跟踪数字化仪 B.解析和数字摄影测量设备 C.图形显示终端
简答题 1．何为GIS设计？ GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2．GIS设计的目标和主要内容是什么？ GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降低系统开发和应用的成本、延长系统生命周期的目的。GIS设计包括软件设计和数据库设计两部分的内容。 3．GIS有哪些特点？ GIS作为一个特殊的软件领域，其主要特点是海量数据存储及空间数据与属性数据一体化管理，基于GIS本身的特殊性，GIS设计也有其自身的特点：⑴ GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实体种类繁多、实体间的关联复杂等特点。⑵ GIS设计以空间数据为驱动。⑶ GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。 4．简要说明GIS有哪些产品模式及其主要特征。 GIS产品可归结为以下几种模式。 数字地图 数字地图是GIS最简单、最基本的产品之一。通过GIS的地图数据库，可以实现地图的数字化存储，即数字地图。 b）桌面制图 很多GIS产品具有桌面制图的功能（如MapInfo公司的MapInfo，ESRI公司的ArcView，ArcEditor和ArcInfo等产品）。桌面制图提供的产品不仅可以对数字地图进行显示、漫游、缩放，还可以对地图进行实时的编辑。桌面制图是GIS传统的市场领域，也是份额最大的一块。 c）桌面GIS 桌面GIS同时管理空间信息与属性信息，可以进行简单的空间分析操作，还可以在此基础上进行二次开发。由于它们具有界面友好、操作简单等优点，所以广泛应用于城市规划、土地管理、市政管理等部门。 d）专业化GIS 专业化GIS的主要特点是具有相对较强的分析功能。地理数据的基本组成要素包括空间数据、属性数据和拓扑数据。其中，拓扑数据指的是地理要素间的空间位置关系。专业化GIS不仅存储地理要素的空间数据和属性数据，而且还对其拓扑数据进行存储，极大增强了GIS的空间分析功能。 5．为实现地理信息资源共享，必须具备哪些基本条件？ 要实现地理信息资源共享，必须具备三个基本条件：一是数据资源的贮备；二是要有技术支撑系统的保障，例如通讯技术、网络技术、数据库技术等现代化技术手段；三是共享规则的制订、被广泛采纳和遵循，主要包含标准、规范、政策和相关法律。 6．简要说明使用结构化生命周期法进行GIS设计需要完成的六个阶段内容。 ⑴系统开发准备阶段。针对用户提出开发系统的要求，有关人员进行初步调查，组成开发领导小组，制定开发的进度和计划。如果新系统开发采取外包方式，本阶段还要包括招投标过程。⑵调查研究及可行性研究阶段。采用各种方式进行调查研究，了解现行系统的界限、组织分工、业务流程、资源及薄弱环节等，绘制现行系统的相关图表。在此基础上，与用户协商方案，提出初步的新系统目标，并进行系统开发的可行性研究，提交可行性报告。⑶系统分析阶段。在对现行系统进行调查研究的基础上，使用一系列的图表工具进行系统的目标分析，划分子系统以及功能模块，构造出新系统的逻辑模型，确定其逻辑功能需求，交付新系统的逻辑功能说明书。⑷系统设计阶段。根据逻辑模型进行物理模型的设计，并具体选择一个物理的计算机信息处理系统。这个阶段还要进行人-机过程的设计、代码设计、输入、输出、文件数据库设计及程序模块、通讯网络设计等。⑸系统实施阶段。系统实施是新系统付诸实现的实践阶段，主要是实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。包括软硬件设备的安装和调试、程序设计、代码编写、调试。还包括对用户及操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。⑹维护和评价阶段。对系统的修改和完善进行维护，如针对系统处理过程、程序、文件、数据库甚至某些设备和组织的变动进行相应的维护。系统的评价，广义上贯穿于系统开发过程的始终，这里主要指系统开发后期的评价。旨在将建成的新系统与预期的目标做一一比较，不同的指标综合体现为用户的满意程度——可接受性。、原型法是应软件设计新情况和新要求的出现而产生的，其特点主要体现为鼓励用户不断修改和完善需求，并根据新的需求不断修改和完善原型。请说明应用原型法开发信息系统各个阶段的内容。 7．原型法开发信息系统包括哪几个阶段？ ⑴确定用户的基本需求。在这一阶段中，用户根据系统的特点清楚地表达自己的基本需求，系统分析开发人员据此来确定系统的规模及基本框架，判断系统需要的数据能否得到，同时应估算出开发原型的成本。⑵开发初始原型。开发初始原型仅仅反映用户的基本需求，并不要求完善。⑶利用原型来提炼用户需求。用户通过亲自使用原型，从而了解其需求得到的满足程度以及存在的问题。开发人员一方面记录下用户提出的该系统的缺点和不足之处；另一方面也要借助原型系统引导、启发用户表达对系统的最终要求，在用户和开发人员共同反复讨论过程中进一步提炼用户需求以及需要修改和变动之处。⑷修正和改进原型。开发人员根据第三阶段中用户提出的修改意见或发现的问题，对初始原型系统进行修改、扩充和完善。这是一个多次反复的过程，直到用户满意为止。 8．用UML模型进行系统的分析和设计有什么优点？ 采用UML模型进行系统的分析和设计具有以下优点：①在面向对象设计领域，存在数十种面向对象的建模语言，都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异，以免用户混淆；②通过统一语义和符号表示，能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。 9．系统定义时期的主要任务是什么？ 系统定义时期的主要任务是确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。这个时期的工作通常又称为系统分析，由系统分析员负责完成。10．简述GIS数据字典的任务？ GIS数据字典的任务是对GIS数据流图中出现的所有被命名的图形要素在数据字典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形要素的名字都有一个确切的解释。 11．简述GIS成本有哪些部分组成？ GIS的成本由五个部分组成：①购置并安装软硬件及其相关设备的费用；②生产系统所需数据的费用；③软件开发费用；④系统安装、运行和维护费用； ⑤人员培训费用。 12．总体设计的主要任务是什么？ 总体设计的主要任务是确定系统总体架构与软、硬件配置，根据系统分析成果进行系统功能模块的划分，建立模块的层次结构及调用关系，确定模块间的接口及人机界面，并设计数据库总体结构。 13．试述详细设计与总体设计阶段工作的差别？ 详细设计以总体设计阶段的工作为基础，但又不同于总体设计阶段，这主要表现为以下两个方面：⑴在总体设计阶段，数据项和数据结构以比较抽象的方式描述，例如，总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一幅遥感图像，详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样的遥感影像。⑵详细设计要提供关于算法的更多细节，例如，总体设计可以声明一个模块的作用是对一个表进行排序，详细设计则要确定使用哪种排序算法。总之，在详细设计阶段为每个模块增加足够的细节，使得程序员能够以相当直接的方式对每个模块编码。 14．结构化方法详细设计的主要表达工具有哪些？ 结构化方法详细设计的主要表达工具有：程序流程图、N-S盒式图、问题分析图、类程序设计语言、序列图和活动图。 15．试说明关系型数据库建库三个范式的内涵。 第一范式（first normal form，简称1st NF）要求同一张表中没有重复项出现，如果有则应将重复项删除。这个删除重复项的过程就称为规范化处理。第二范式（sencond normal form，简称2nd NF）要求每个表必须有一个（而且仅一个）数据元素为主关键词（primary key），其它数据元素与主关键词一一对应。主关键词在表中必须具有唯一性，作为主关键词的数据项中不能出现重复的记录。第三范式（third normal form，简称3rd NF）是指表格中的所有数据元素不但要能够唯一地被主关键词所标识，而且他们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说对于一个满足2nd NF的关系表来说，表中有可能存在某些数据元素的函数还依赖于其它非关键词数据元素的现象。 16．程序编写的组织管理包括哪些内容？ 程序编写的组织管理包括：1)对程序员组织训练；2)购进软件消化利用；3)程序编写；4)程序模块的调试；5)程序模块的验收。 17．组件式GIS具有哪些特点？ 1)小巧灵活、价格便宜；2)无须专门GIS开发语言，直接嵌入可视化开发工具；3)不逊色于传统GIS软件的强大GIS功能；4)直接嵌入各种开发工具，开发简捷；5)更加大众化，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统。 18．简述述组件式GIS应用系统的开发过程。 用户调研、可行性研究、用户需求分析、系统总体设计、系统详细设计、基础平台选择、熟悉基础平台、进行二次开发、系统测试、系统维护和系统使用。 19．简述程序代码编写过程中应注意的问题？ 1)程序语言的选择；2)程序设计风格的确定；3)系统代码文档的编写。20．简述程序调试过程中发现的错误有哪些排除方法？ 方法有：1)硬性排错：采用试验的方法，比如设置临时变量、增加调试语句、设置断点、单步执行等。2)归纳法排错：准备几组有代表性的输入数据，反复执行，对得出的错误结果进行整理、分析、归纳，提出错误原因及位置假想，再用新的一组测试数据去验证这些假想。3)演绎法排错：针对各组测试数据所得出的结果，列举出所有可能引起出错的原因，然后逐一排除不可能发生的原因与假设，将余下的原因作为主攻方向，最终确定错误位置4)跟踪法排错：在错误征兆附近进行跟踪找错；错误诊断出来以后，需要进行修改；修改完后，应立即利用先前的测试用例，重复先前的测试过程，进一步验证排错的正确性。 21.系统文档主要包括哪些内容？ 系统文档主要包括系统实施方案、系统架构方案、系统分析报告、系统总体设计、数据库设计报告、系统详细设计、系统测试报告、用户手册等。22.如何有效地维护和管理系统文档？ 1)软件开发小组应由一位文档保管员负责集中保管本项目的已生成文档（主 文档）。2)开发小组成员可根据工作需要自己保留一些个人文档，但这些文档 一般都应是主文本的复制件，应与主文本保持一致，在做必要修改时，也应 同步修改主文档。3)开发人员个人只保存主文档中与本人工作有关的部分文 档。4)在新文档取代旧文档时，管理人员应及时注销旧文档。在文档的内容 有更改时，管理人员应随时修订主文档，使其及时保持最新。5)在软件开发 过程中，可能需要修改已完成的文档。修改主文档前应充分估计修改可能带 来的影响，并且按照提议—评议—审核—批准—实施的步骤加以严格控制。 6)开发过程结束时，文档管理人员应收回开发人员的个人文档，并同时检查 个人文档与主文档的一致性，当发现两者有差别时，应立即着手解决。 23.简答系统实施阶段的任务？ 系统实施阶段的任务可概括为以下五个方面： ①硬件和软件的购置及安装。包括计算机、绘图机、数字化仪、扫描仪等输 入输出和分析处理设备以及各种支撑软件如操作系统、数据库系统、编译系 统的购置安装。②程序的编写与调试。由于各模块的详细设计已经形成，只 需要编写相关程序。一般的处理办法是自编程序，但对于一些比较特殊的成 熟的算法可购买，程序编写后要进行调试，以减少程序的错误。③系统的安 装与调试。即对系统硬软件的安装及调试。④培训。在购买硬件、编写软件 的同时，应对用户进行培训。同时，这也是考验及检查系统结构、硬件设备 和应用程序的过程。⑤系统中有关数据的录入或转换。指的是各种地图数据 及属性数据的输入或从其它系统转化过来的过程，这个工作量是相当大的， 需要耗费大量人力、物力及时间。 24.在系统实施阶段，如何选择程序语言？ 程序语言的选择应作如下考虑：①考虑编程的效率及代码的可读性。一般应 选择高级语言作为主要的编程工具。②考虑要符合详细设计的思想。一般应 选择结构化的语言，如C、Pascal等，这些语言的特点是直接支持结构化的 控制结构，具有完备的过程结构和数据结构。③程序设计语言应是一种通用 语言。因为GIS软件既包括数据、图形处理及分析，还包括对各种软硬件的 控制等，任何一种专用型的高级语言都无法完全胜任。④考虑到程序的执行 效率以及对某些特殊硬件的控制和操作要求。可以针对特定的模块采用混合 编程，达到程序的特别目的。⑤考虑编码和维护成本。选择合适的高级语言 以降低编码量及日常维护工作中的困难程度。⑥根据系统开发的不同规模， 选择合适的高级语言。比如对于一个大型的GIS，用Turbo C就可能不完全 适用，而应选择Visual C++等易于项目管理的高级语言。⑦根据不同的开发 平台和使用平台，选择不同的语言。⑧系统的兼容性、移植性等。 25.简单述GIS软件评价的含义以及评价的内容。 GIS评价是在GIS测试的基础上，通过对技术因子、经济因子和社会因子（如 进行评价，从而得出对系统整体水平以及系统实施所能取得的效益的认识和 评价。软件评价的内容包括：1)技术评价：可靠性、可扩展性、可移植性、 系统效率。2)经济评价：系统产生的效益、软件商品化程度、技术服务支持 能力、软件维护与运行管理。3)社会评价：系统的科学价值、系统的政治与 军事意义、系统决策能力、管理工作改革。 26.试简述GIS维护流程？ 1）提交GIS维护申请；2）评估维护请求；3）维护过程；①确定维护的类型。 ②改正性维护。③适应性和完善性维护。④实施维护工作。⑤编写详细的维 护报告。 简述GIS可行性研究工作的主要内容？ 简述系统详细设计阶段的目标与任务？ 简述地理建模的一般过程？ 简述GIS软件维护工作的影响因素？ 论述题 1．论述系统可行性研究的主要内容是什么？ 2．论述GIS工程学的主要任务、理论基础和内容分别是什么？ 3．GIS规范化和标准化在GIS产业化和社会化过程中的作用是什么？其具体 内容主要体现在哪些方面？ 4．论述GIS详细设计阶段的表达工具有哪几种？各有什么特点？ 5．简要论述GIS软件评价的基本方法，评价类型及评价指标？ 6．论述空间数据库建库流程？ 7．试简述结构化生命周期法包括哪几个阶段？每个阶段的基本任务是什么？ 8．简述在GIS系统实施时有哪些系统实施人员参与及他们各自的任务？ 9．论述地理信息管理与更新的主要技术手段及各自的特点？ 1