地理信息系统课后习题部分答案修订版
2020年智慧树知道网课《地理信息系统(青岛大学)》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单选题】(10分)有关信息的论述的是：（）A.信息具有适用性B.信息具有传输性C.信息具有共享性D.信息具有主观性2【单选题】(10分)GIS与机助制图的差异在于：（）A.具有存储地理信息的功能B.具有显示地理信息的功能C.具有强大的空间分析功能D.是地理信息的载体3【单选题】(10分)地理信息系统形成于20世纪：（）A.60年代B.80年代C.70年代D.50年代4【多选题】(10分)下列属于GIS输入设备的是：（）A.数字化仪B.绘图机C.显示器D.扫描仪5【多选题】(10分)以下属于GIS专业软件的是：（）A.ArcGISB.MapGISC.ARCVIEWD.MapInfo6【多选题】(10分)下列有关数据的叙述不正确的是：（）A.信息是数据的表达，数据是信息的内涵B.数据是信息的表达，信息是数据的内涵C.数据不随载荷它的物理设备的形式而改变D.地图符号不是数据7【单选题】(10分)从历史发展看，GIS脱胎于：（）A.地图学B.计算机科学C.测量学D.地理学8【判断题】(10分)与管理信息系统MIS相比，GIS主要增添了图形编辑功能。
（）A.错B.对9【判断题】(10分)扫描仪输入得到的是栅格数据。
（）A.对B.错10【判断题】(10分)GIS与数据库系统DBS的最大差别是前者具有处理图形数据功能，而后者没有。
（）A.对B.错第二章测试1【单选题】(10分)以下哪种不属于数据采集的方式：（）A.投影方式B.扫描方式C.数据通讯方式D.手工方式2【多选题】(10分)下列属于地图投影变换方法的是：()A.正解变换B.数值变换C.反解变换D.平移变换3【单选题】(10分)我国在1953年开始采用的椭球体是：（）A.克拉索夫斯基椭球体B.IUGG椭球体C.Hayford椭球体D.Bassel椭球4【单选题】(10分)有关数据处理的叙述的是：（）A.数据处理是检验数据质量的关键环节B.数据处理是实现数据共享的关键步骤C.数据处理是对地图数字化前的预处理D.数据处理是实现空间数据有序化的必要过程5【多选题】(10分)以下属于遥感数据误差的是：（）A.数据转换误差B.人工判读误差C.数据预处理误差D.数字化误差6【判断题】(10分)数据变换是指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正和地图投影转换等等，以实现空间数据的几何配准。
GIS习题及参考答案(2)
“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？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。
地理信息系统课后习题总结
地理信息系统课后习题第一章1.什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
地理信息系统和一般信息系统的区别如下：（1）在硬件上，为了处理图形和图像数据，系统需要配置专门的输入和输出设备，如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等；许多野外实地的采集和展台观测得到的资源信息是模拟量形式的，系统还需要配置模---数转换设备，这些设备往往超过中央处理机的价格，体积也比较大。
（2）在软件上，要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件，这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关。
（3）在信息处理的内容和采用目的方面，一般的信息系统主要是查询检索和统计分析，处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据；而地理信息系统处了基本的信息检索和统计分析外，主要用于分析研究资源的合理开发利用，指定区域发展规划及地区的综合治理方案，对环境进行动态的监视和预测预报，为国民经济建设中的决策提供科学依据，为生产实践提供信息和指导。
两者的共同之处：两者都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点，也都随着数据库技术的发展在不断地改进和完善。
2.地理信息系统由哪些部分组成？它与其他信息系统的主要区别有哪些？答：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据库、以及系统管理和操作人员，其核心部分是计算机软/硬件系统。
区别：3.地理信息系统的基本功能有哪些？答：1.数据的采集与输入2.数据的编辑与处理3.数据的存储与管理4.空间分析5.数据显示与输出4.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？答：空间分析功能是地理信息系统的一个独立研究领域，它的主要功能特地你是帮助确定地理要素之间新的空间关系，它不仅已成为区别于其他类型的一个重要标志，而且为用户提供了灵活解决各类专门问题的有效工具。
地理信息系统原理及应用课后作业
1、场模型用于描述空间中连续分布的现象，将现实世界描述为有限变量，每个变量定义在任何可能的位置上。
适合于模拟具有一定空间内（）特点的现象。
A、面分布B、线状发布C、离散发布D、连续发布很遗憾你答错了！正确答案为：D2、下列不属于空间实体的特征的有A、时间特征B、生物特征C、属性特征D、空间特征恭喜你答对了！正确答案为：B3、空间实体是GIS世界中的点、线、面、体等，是一个概括，复杂，相对的概念。
空间实体的（）即空间数据。
A、模拟B、数据化C、图像化D、计算机表达很遗憾你答错了！正确答案为：D4、块码采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格。
特点是（）。
A、无压缩B、简单直观，数据量大C、具有可变分辨率，分辩率随图形复杂程度的提高而降低D、编码解码运算简单，且易于检索，叠加，合并等操作，应用广泛很遗憾你答错了！正确答案为：C5、下列哪项不是矢量数据的获取方法A、外业测量B、拷贝C、栅格数据转换D、跟踪数字化恭喜你答对了！正确答案为：B6、下列不属于在矢量数据结构中的空间关系类型的有A、时间关系B、拓扑空间关系C、度量空间关系D、方向空间关系很遗憾你答错了！正确答案为：D7、空间数据结构是指适用于计算机存贮、管理和处理的空间数据的（）结构。
即空间数据的组织和编码形式，是地理实体的空间排列方式和相互关系的描述。
A、几何B、拓扑C、逻辑D、数据很遗憾你答错了！正确答案为：C8、空间数据编码是空间数据结构的具体实现，是将图形、影像、统计数据等资料按一定的数据结构转换为适合（）存储和处理的形式。
不同数据源采用不同的数据结构处理。
A、计算机B、资料库C、印刷D、物理很遗憾你答错了！正确答案为：A9、间数据库设计的是指将地理空间实体以一定的组织形式在（）中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。
A、互联网B、网络系统C、计算机系统D、数据库系统很遗憾你答错了！正确答案为：D10、空间数据编码一般采用数字，字母或两者混合类型。
地理信息系统概论课后习题部分答案【可编辑】
地理信息系统概论课后习题部分答案【可编辑】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。
地理信息系统教程课后答案
第一章1、什么是GIS？它具有什么特点？答：地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统特点有：○1具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；○2以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。
○3具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位。
○4由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
○5地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真2、GIS与其它信息系统有什么区别答：第一，GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。
第二，GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
第三，GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
地理信息系统(附答案)
模拟试题三一、单选题：（每题 1 分，共 20 分）1、世界上第一个地理信息系统是： BA.美国地理信息系统B.加拿大地理信息系统C.日本地理信息系统D.奥地利地理信息系统2、“3S”技术指的是： AA．GIS、RS、GPS B．GIS、DSS、GPSC．GIS、GPS、OS D．GIS、DSS、RS3、从历史发展看，GIS脱胎于： AA．地图学B．地理学C．计算机科学D．测量学4、下列有关GIS的叙述错误的是： DA、GIS是一个决策支持系统B、GIS是研究地理系统的科学技术保证C、地图学理论与地图分析方法是GIS重要学科基础D、GIS是数字地球演变的必然趋势5、在GIS数据中，把非空间数据称为：CA.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据6、在GIS中，明确定义空间结构关系的数学方法称为： DA．邻接关系 B.关联关系 C.包含关系 D.拓扑关系7、下列只能用于矢量数据压缩的方法是： DA．压缩软件 B.游程编码 C.链码 D.特征点筛选法8、栅格数据表示地物的精度取决于： CA.地物的大小B.编码方法C.栅格尺寸的大小D.数字化方法9、存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系是： AA.拓扑邻接B.拓扑关联C.拓扑包含D.以上三者10、矢量结构的特点是： AA．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11、在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入： AA．属性数据 B.地图数据 C.影象数据 D.DTM数据12、要保证GIS中数据的现势性必须实时进行：CA.数据编辑B.数据变换C.数据更新D.数据匹配13、下列属于地图投影变换方法的是： AA正解变换 B.平移变换 C.空间变换 D.旋转变换14、以信息损失为代价换取空间数据容量的压缩方法是： CA.压缩软件B.消冗处理C.特征点筛选法D.压缩编码技术15、表达现实世界空间变化的三个基本要素是。
地理信息系统导论课后题参考答案
Chapter 1 Review Questions1. Define geospatial data.Geospatial data are data that describe both the locations and characteristics of spatial features such as roads, land parcels, and vegetation stands on the Earth’s surface.2. Describe an example of GIS application from your discipline.[Refer to Section 1.2 and describe an example of GIS application from geography, forestry, geology, environmental studies, business, public health, etc.]3. Go to the USGS National Map website (/viewer.html) and see what kinds of geospatial data are available for download.[Go to the above website, follow the instructions at the website, and check for geospatial data available for download.]4. Go to the National Institute of Justice website(/nij/maps/) and read how GIS is used for crime analysis.[Go to the above website. “Learn about Crime Mapping” is included in the lower right corner. It lists three topics: What is GIS; Mapping Crime: Principle and Practice; and Understanding Hot Spots.]5. Location-based services are probably the most commercialized GIS-related field. Search for “location-based service” in Wikipedia(/) and read what has been posted on the topic. Accessed on August 9, 2010, Wikipedia defines a location-based service as “an information and entertainment service, accessible with mobile devices through the mobile network and utilizing the ability to make use of the geographical position of the mobile device.”6. What types of software and hardware are you currently using for GIS classes and projects?[Name the software package (e.g., ArcGIS 10.2) and the hardware (e.g., PC Windows 7) for the GIS class.]7. Try the map locators offered by Microsoft Virtual Earth, Yahoo Maps, and Google Maps, respectively. State the major differences among these three systems.[Go to each website, try the map locator, and summarize, in your opinion, the major differences between the map locators.]8. Define geometries and attributes as the two components of GIS data. Geometries describe the locations of spatial features, which may be discrete or continuous. Attributes describe the characteristics of spatial features.9. Explain the difference between vector data and raster data.Vector data use points and their x-, y-coordinates to represent spatial features of points, lines, and areas. Raster data use a grid and grid cells to represent the spatial variation of a feature.10. Explain the difference between the georelational data model and theobject-based data model.The georelational data model uses a split system to store geometries and attributes. The object-based data model stores geometries and attributes in a single system.11. What does it mean by "volunteered geographic information"? Volunteered geographic information is geographic information generated by the public using web applications and services.12. Suppose you are required to do a GIS project for a class. What kinds of activities or operations do you have to perform to complete the project?[The project will most likely involve data input, data management, data display, data exploration, data analysis, and, in some cases, GIS models and modeling.]13. Name two examples for vector data analysis.Examples for vector data analysis include buffering, overlay, distance measurement, spatial statistics, and map manipulation.14. Name two examples of raster data analysis.Examples of raster data analysis includes local, neighborhood, zonal, and global operations.15. Describe an example from your discipline, in which a GIS can provide useful tools for building a model.[A GIS can be used for building simple models. For more complex models such as environmental models, a GIS is typically used for data visualization, database management, and data exploration.]Chapter 2 Review Questions1. Describe the three levels of approximation of the shape and size of the Earth for GIS applications.The simplest model for approximating the Earth is a sphere, which is typically used in discussing map projections. But the Earth is wider along the equator than between the poles. Therefore a better approximation to the shape of the Earth is a spheroid, also called ellipsoid, an ellipse rotated about its minor axis. The geoid is an even closer approximation of the Earth than a spheroid. The geoid has an irregular surface, which is affected by irregularities in the density of the Earth’s crust and mantle.2. Why is the datum important in GIS?A datum is important in GIS because it serves as the reference or base for calculating the geographic coordinates of a location.3. Describe two common datums used in the United States.The first common datum used in the United States is NAD27(North American Datum of 1927), which is a local datum based on the Clarke 1866 ellipsoid, aground-measured spheroid. The second common datum is NAD83(North American Datum of 1983), an Earth-centered or geocentered datum, based on the GRS80 (Geodetic Reference System 1980) ellipsoid.4. Pick up a USGS quadrangle map of your area. Examine the information on the map margin. If the datum is changed from NAD27 to NAD83, what is the expected horizontal shift?[The expected horizontal shift is listed on the lower margin of a USGS quadrangle map.]5. Go to the NGS-CORS website (/CORS/). How many continuously operating reference stations do you have in your state? Use the links at the website to learn more about CORS.[Go to the above website, click a state on the map, and see how many continuously operating reference stations are within the state.] Surveyors, GIS professionals, engineers, scientists, and others can apply CORS data to position points at which GPS data have been collected. The CORS system enables positioning accuracies that approach a few centimeters relative to the National Spatial Reference System, both horizontally and vertically.6. Explain the importance of map projection.A map projection offers a couple of advantages. First, a map projection allows us to use two-dimensional maps, either paper or digital, instead of a globe. Second, a map projection allows us to work with plane or projected coordinates rather than longitude and latitude values. Computations with geographic coordinates are more complex.7. Describe the four types of map projections by the preserved property.A conformal projection preserves local angles and shapes. An equivalent projection represents areas in correct relative size. An equidistant projection maintains consistency of scale along certain lines. And an azimuthal projection retains certain accurate directions.8. Describe the three types of map projections by the projection or developable surface.A cylindrical projection uses a cylinder as the projection or developable surface, a conic projection uses a cone, and an azimuthal projection uses a plane.9. Explain the difference between the standard line and the central line.A standard line refers to the line of tangency between the projection surface and the reference globe. In other words, there is no projection distortion along a standard line. The central lines (i.e., the central parallel and meridian) define the center of a map projection.10. How is the scale factor related to the principal scale?The scale factor is defined as the ratio of the local scale to the principal scale. In other words, the scale factor is the normalized local scale.11. Name two commonly used projected coordinate systems that are based on the transverse Mercator projection.They are the Universal Transverse Mercator (UTM) grid system and the State Plane Coordinate (SPC) system.12. Google the GIS data clearinghouse for your state. Go to the clearinghouse website. Does the website use a common coordinate system for the statewide data sets? If so, what is the coordinate system? What are the parameters values for the coordinate system? And, is the coordinate system based on NAD27 orNAD83?[The coordinate system information is typically included on the clearinghouse page for data download.]13. Explain how a UTM zone is defined in terms of its central meridian, standard meridian, and scale factor.A UTM zone is mapped onto a secant case transverse Mercator projection, with a scale factor of 0.9996 at the central meridian. The standard meridians are 180 kilometers to the east and west of the central meridian.14. Which UTM zone are you in? Where is the central meridian of the UTM zone?[The answer can be found on the margin of a 1:24,000-scale USGS topographic map. It may also be available in the download information of the clearinghouse for your area. Figure 2.12 in the text can also provide the answer, but it is not as clear as on a USGS topographic map.]15. How many SPC zones does your state have? What map projections are the SPC zones based on?[Information on the SPC zones is available on the USGS topographic maps. It may also be available in the download information of the clearinghouse for your area.]16. Describe how on-the-fly projection works.A GIS package, if it offers on-the-fly projection, can use the projection files available with the data sets and automatically convert the data sets to a common coordinate system. This common coordinate system is by default the coordinate system of the first data set in display.Chapter 3 Review Questions1. Google the GIS data clearinghouse for your state. Go to the clearinghouse website. What data format(s) does the website use for delivering vector data? [The data formats may include the shapefile and the geodatabase from Esri.]2. Name the three types of simple features used in GIS and their geometric properties.A point has 0 dimension and has only the property of location. A line isone-dimensional and has the property of length. And a polygon is two-dimensional and has the properties of area (size) and perimeter.3. Draw a stream network, and show how the topological relationships of connectivity and contiguity can be applied to the coverage.[Draw a simple stream network, insert a node at each stream junction for connectivity, and mark the flow direction of each stream segment for contiguity.]4. How many arcs connect at node 12 in Figure 3.8?Three arcs (1, 2, and 3) connect at node 12.5. Suppose an arc (arc 8) is added to Figure 3.9 from node 13 to node 11. Write the polygon/arc list for the new polygons and the left/right list for arc 8. Polygon 101 in Figure 3.9 will be replaced by two new polygons. Suppose the new polygons are numbered 105 and 106, with 105 on the left of arc 8 and 106 on the right. Polygon 105 consists of arcs 1 and 8, and polygon 106 consists of arcs 8, 4, and6.6. Explain the importance of topology in GIS.Topology is important in GIS for three reasons. First, it ensures data quality, such as lines meeting perfectly and polygons closed properly. Second, topology can enhance certain types of GIS analysis such as geocoding and traffic volume analysis. Third, topological relationships between spatial features allow GIS users to perform spatial data query.7. What are the main advantages of using shapefiles?Shapefiles have two main advantages over topology-based data such as coverages. First, shapefiles can display more rapidly on the computer monitor. Second, shapefiles are nonproprietary and interoperable, meaning that they can be used across different software packages.8. Explain the difference between the georelational data model and theobject-based data model.The object-based data model differs from the georelational data model in two aspects. First, the object-based data model stores both the spatial and attribute data of spatial features in a single system rather than a split system. Second, the object-based data model allows a spatial feature (object) to be associated with a set of properties and methods.9. Describe the difference between the geodatabase and the coverage in terms of the geometric representation of spatial features.The geodatabase is similar to the coverage model in terms of the geometric representation of simple features. The difference between the two models lies mainly in the composite features of regions and routes. The geodatabase does not support the region subclass and replaces the route subclass with polylines with m (measure) values.10. Explain the relationship between the geodatabase, feature dataset, and feature class.Geodatabase, feature dataset, and feature class form a hierarchical structure. A geodatabase can contain one or more feature datasets, and a feature dataset can store one or more feature classes that share the same coordinate system and area extent.11. Feature dataset is useful for data management. Can you think of an example in which you want to organize data by feature dataset?[For example, census data sets such as counties, census tracts, and block groups can be stored as feature classes in a feature dataset called census.]12. Explain the difference between a personal geodatabase and a file geodatabase.A personal geodatabase stores data as tables in a Microsoft Access database with the mdb extension. A file geodatabase, on the other hand, stores data in many small-sized files in a folder with the gdb extension. The file geodatabase has no overall database size limit (as opposed to a two-gigabyte limit for the personal geodatabase) and can work across platforms (e.g., Windows as well as Linux).13. What is ArcObjects?ArcObjects is a collection of objects, properties, and methods, which provides the foundation for ArcGIS Desktop.14. Provide an example of an object from your discipline and suggest the kinds of properties and methods that the object can have.[For polygon features such as timber stands and census tracts, they can all have the properties of extent (i.e., xmin, ymin, xmax, and ymax) and spatial reference (i.e., coordinate system). These polygon or area projects can also have the method for deriving the centroid (i.e., the physical center of a polygon).]15. What is an interface?An interface represents a set of externally visible operations of an object. To use the properties and methods of an object, we work through an interface that has been implemented on the object.16. Table 3.1 shows “must not overlap” as a topology rule for polygon features. Provide an example from your discipline that can benefit from enforcing this topology rule.[Esri maintains a data model website, where one can download discipline-specific data models (/datamodels). For example, one can download the Census Administrative Boundaries Data Model poster by clicking Case Studies for Census-Administrative Boundaries on the page. The poster includes many topology rules between many census-related feature classes.]17. “Must not intersect” is a topology rule for line features. Provide an example from your discipline that can benefit from enforcing this topology rule.[Esri maintains a data model website, where one can download discipline-specific data models (/datamodels). For example, one can download the Census Administrative Boundaries Data Model poster by clicking Case Studies for Census-Administrative Boundaries on the page. The poster includes many topology rules between many census-related feature classes.]18. The text covers several advantages of adopting the geodatabase. Can you think of an example in which you would prefer the geodatabase to the coverage for a GIS project?[The geodatabase data model provides a convenient framework for storing and managing GIS data under different themes such as census, transportation, and so on. Each of the themes is treated as a feature dataset in the geodatabase.]19. Compare Figure 3.19 with Figure 3.21, and explain the difference between the geodatabase and the coverage in handling the route data structure.A route subclass in a coverage is built on arcs and sections, and its linear measures are based on the lengths of arcs. A route in a geodatabase has its linear measures stored as the m values, along with x- and y-coordinates in the geometry field.20. Draw a small TIN to illustrate that it is a composite of simple features. [Draw a couple of nonoverlapping triangles, and mark nodes, lines, and areas on the drawing.]Chapter 4 Review Questions1. What are the basic elements of the raster data model?The basic elements of the raster data model are cell value, cell size, cell depth, raster bands, and spatial reference.2. Explain the advantages and disadvantages of the raster data model vs. the vector data model.The main advantage of the raster data model is having fixed cell locations, which make it easier for data manipulation, aggregation, and analysis. The main disadvantage is its weakness in representing the precise location of spatial features. Also, raster data such as satellite images have large memory sizes.3. Name two examples each for integer rasters and floating-point rasters. Examples of integer rasters are land use and soil types. Examples of floating-point rasters are precipitation and elevation.4. Explain the relationship between cell size, raster data resolution, and raster representation of spatial features.A larger cell size means a lower raster data resolution and greater difficulty in representing spatial features with cells.5. You are given the following information on a 30-meter DEM:• UTM coordinates in meters at the lower-left corner: 560635, 4816399• UTM coordinates in meters at the upper-right corner: 570595, 4830380How many rows does the DEM have? How many columns does the DEM have? And, what are the UTM coordinates at the center of the (row 1, column 1) cell? The DEM has 466 rows and 332 columns. The center of the (row 1, column 1) cell has the UTM coordinates of 560650, 4816414.6. Explain the difference between passive and active satellite systems.A passive system acquires spectral bands from the electromagnetic spectrum reflected or emitted from the Earth’s surface, whereas an active system provides its own energy to illuminate an area of interest and measure the radar waves reflected or scattered back from the Earth’s surface.7. Go to either the GeoEye website (/) or the DigitalGlobe website (/), and take a look at their very high resolution sample imagery.[Click on Gallery on the Space Imaging web page to view sample images. Click on Sample Imagery on the DigitalGlobe web page to view sample images.]8. What is a digital elevation model?A digital elevation model consists of an array of uniformly spaced elevation data.9. Describe three new data sources for producing DEMs.DEMs can be produced using (1) stereo optical satellite images, (4) stereo SAR images, (5) LiDAR data10. Go to the USGS National Elevation Dataset website(/about.html) and check the kinds of DEM data that are available from the USGS.Four kinds of DEM data are listed at the website: 1/9 arc-second (approximately 3 meters) resolution, 1/3 arc-second (approximately 10 meters) resolution, 1 arc-second (approximately 30 meters) resolution, and 2 arc-second (approximately 60 meters) resolution.11. Google the GIS data clearinghouse for your state. Go to the clearinghouse website. Does the website offer USGS DEMs, DRGs, and DOQs online? Does the website offer both 30-meter and 10-meter USGS DEMs?[Typically the information about USGS DEMs, DRGs, and DOQs is included on the page for data download.]12. Use a diagram to explain how the run length encoding method works.13. Refer to the figure below, draw a quad tree, and code the spatial index of the shaded (spatial) feature.14. Explain the difference between lossless and lossy compression methods.A lossless compression method allows the original image to be precisely reconstructed. A lossy compression method cannot reconstruct fully the original image but can achieve high-compression ratios.15. What is vectorization?Vectorization refers to the conversion of raster data into vector data.16. Use an example from your discipline and explain the usefulness of integrating vector and raster data.[A common example is use of digital orthophoto for display with vector data such as roads or for editing vector data such as digitizing new roads.]Chapter 5 Review Questions1. What is a geoportal?A geoportal offers multiple services, including links to data services, news, references, a community forum, and often an interactive data viewer.2. List the spatial resolutions of DEMs available from the National Elevation Dataset.They are 30 meters for 1 arc second, 10 meters for 1/3 arc second, and 3 meters for1/9 arc second.3. What kinds of data are contained in the USGS DLG files?The USGS DLGs include hypsography (i.e., contour lines and spot elevations), hydrography, boundaries, transportation, and the U.S. Public Land Survey System.4. What is SSURGO?SSURGO stands for Soil Survey Geographic database, a database compiled from field mapping at scales ranging from 1:12,000 to 1:63,360 by the Natural Resources Conservation Service for uses at the farm, township, and county levels.5. Suppose you want to make a map showing the rate of population change between 2000 and 2010 by county in your state. Describe (1) the kinds of digital data you will need for the mapping project, and (2) the website(s) you will use to download the data.[(1) One will need the population data for 1990 and 2000 and a digital county map. (2) One can get the population data for 1990 and 2000 from the U.S. Census Bureau website and the digital county map from a state clearinghouse.]6. Google the GIS data clearinghouse for your state. Go to the clearinghouse website. Select the metadata of a data set and go over the information in each category.[The metadata of a data set is usually included on the data download page.]7. Define "neutral format" for data conversion.A neutral format is a public or de facto format for data exchange. Data in a neutral format can be imported to different GIS packages.8. What kinds of data are contained in the TIGER/Line files?TIGER/Line files contain legal and statistical area boundaries such as counties, census tracts, and block groups as well as roads, railroads, streams, water bodies, power lines, and pipelines.9. Describe two common types of field data that can be used in a GIS project. Two important types of field data that can be used in a GIS project are survey data and global positioning system (GPS) data.10. Explain how differential correction works.Differential correction uses correction factors available from a reference (base) station to reduce noise errors of data collected by a GPS receiver. Reference stations such as those participating in the National Geodetic Survey Continuously Operating Reference System are located at points that have been accurately surveyed.11. What types of GPS data errors can be corrected by differential correction? Differential correction can correct noise errors, which include ephemeris (positional) error, clock errors (orbital errors between monitoring times), atmospheric delay errors, and multipath errors (signals bouncing off obstructions before reaching the receiver).12. What kinds of data must exist in a text file so that the text file can be converted to a shapefile?To be converted to a shapefile, a text file must have x-, y-coordinates, which can be geographic (in decimal degrees) or projected.13. What is COGO?COGO refers to coordinate geometry, a study of geometry and algebra that can provide the methods for creating digital spatial data of points, lines, and polygons from survey data.14. Suppose you are asked to convert a paper map to a digital data set. What methods can you use for the task? What are the advantages and disadvantages of each method?One can convert a paper map to a digital data set by using digitizing or scanning. Digitizing using a digitizing table is simpler because a GIS package typically has a built-in digitizing module for manual digitizing. This method is also preferred if the number of features to be digitized is small. Scanning uses the machine and computer algorithm to do most of the work, thus avoiding human errors caused by fatigue or carelessness. Scanning can also be more cost effective than manual digitizing for a large data producer.15. The scanning method for digitizing involves both rasterization and vectorization. Why?Rasterization converts a black-and-white map into a binary scanned file in raster format. Vectorization uses a process called tracing to turn raster lines into vector lines.16. Describe the difference between on-screen digitizing and tablet digitizing.On-screen digitizing is manual digitizing on the computer monitor. Compared to tablet digitizing, on-screen digitizing is more comfortable for the user. Another advantage of one-screen digitizing is that, during the editing process, the user can consult different data sources displayed on the screen.Chapter 6 Review Questions1. Explain map-to-map transformation.Map-to-map transformation is one type of geometric transformation that converts the newly digitized map into projected coordinates.2. Explain image-to-map transformation.Image-to-map transformation is one type of geometric transformation that converts the rows and columns (i.e., the image coordinates) of a satellite image into projected coordinates.3. An image-to-map transformation is sometimes called an image-to-world transformation. Why?An image-to-map transformation is also called an image-to-world transformation because the process converts a satellite image into real-world coordinates.4. The affine transformation allows rotation, translation, skew, and differential scaling. Describe each of these transformations.Rotation can rotate a map’s x-and y-axis from the origin. Translation can shift its origin to a new location. Skew can allow a nonperpendicularity (or affinity) between the axes, thus changing its shape to a parallelogram with a slanted direction. And differential scaling can change the scale by expanding or reducing in the x and/or y direction.5. Operationally, an affine transformation involves three sequential steps. What are these steps?Step 1: update the x- and y-coordinates of selected control points to real-world coordinates.Step 2: run an affine transformation on the control points and examines the RMS error. Step 3: use the estimated coefficients and the transformation equations to compute the x- and y-coordinates of map features in the digitized map or pixels in the image.6. Explain the role of control points in an affine transformation.The control points are used to estimate the coefficients of the affine transformation and to compute the root mean square (RMS) error. Therefore, the control points play a key role in the transformation process.7. How are control points selected for a map-to-map transformation?Control points are selected directly from the source map. A USGS 1:24,000 scale quadrangle map has 16 points with known longitude and latitude values: 12 points along the border, and 4 additional points within the quadrangle. These 16 points are potential control points for a map-to-map transformation.8. How are ground control points chosen for an image-to-map transformation? Ground control points (GCPs) are selected from a satellite image. GCPs are points where both image coordinates (in rows and columns) and real-world coordinates can be identified.9. Define the root mean square (RMS) error in geometric transformation.The root mean square (RMS)error measures the deviation between the actual (true) and estimated (digitized) locations of the control points. In other words, the RMS error measures the goodness of the control points.10. Explain the role of the RMS error in an affine transformation.The RMS error is a measure of the accuracy of an affine transformation. If the RMS error is within the acceptable range, then the assumption is that this same level of accuracy based on the control points can also apply to the entire map or image.11. Describe a scenario in which the RMS error may not be a reliable indicator of the goodness of a map-to-map transformation.Suppose the control points are located at the four corner points of a USGS quadrangle map. Even if the control points are shifted from their true locations, the RMS error remains unchanged as long as the object formed by the control points retains the shape of a parallelogram.12. Why do we have to perform the resampling of pixel values following an image-to-map transformation?Because the new image created from an image-to-map transformation has no pixel values, resampling must be followed to fill each pixel of the new image with a value or a derived value from the original image.13. Describe three common resampling methods for raster data.Three common resampling methods are nearest neighbor, bilinear interpolation, and cubic convolution. The nearest neighbor resampling method fills each pixel of the new image with the nearest pixel value from the original image. The bilinear interpolation method uses the average of the four nearest pixel values from three linear interpolations. And the cubic convolution method uses the average of the 16。
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】
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。
地理信息系统基础知识习题及答案
地理信息系统基础知识习题及答案地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与相应属性数据进行整合、管理、分析和可视化的系统。
在GIS领域，掌握基础知识是非常重要的。
本文档提供了一些地理信息系统基础知识的题及答案，希望对您的研究和理解有所帮助。
题一1. 什么是地理信息系统（GIS）？答：地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与相应属性数据进行整合、管理、分析和可视化的系统。
2. 地理信息系统有哪些主要应用领域？答：地理信息系统主要应用于地理空间分析、土地管理、环境保护、城市规划、农业、交通等领域。
3. 地理信息系统的基本组成部分是什么？答：地理信息系统的基本组成部分包括硬件、软件、数据和人员。
4. 地理坐标系统有哪些常用的表示方法？答：地理坐标系统常用的表示方法有经纬度表示、UTM坐标表示和投影坐标表示等。
5. 下面哪些属于地理数据的类型？（多选）- a. 点数据- b. 线数据- c. 面数据- d. 表格数据答：a、b、c题二1. 地图投影有哪些常见的变形类型？答：地图投影的常见变形类型包括等面积变形、等角变形、等距变形和无变形。
2. 地理信息系统常用的数据结构有哪些？答：常用的地理信息系统数据结构包括点、线、面和栅格数据结构。
3. 什么是地理数据录入？答：地理数据录入是指将现实世界中的地理数据输入到地理信息系统中进行数字化的过程。
4. 地理数据的精度有哪些？（多选）- a. 定性精度- b. 定量精度- c. 时效精度- d. 空间精度答：b、d5. 地理数据库中的拓扑关系是指什么？答：地理数据库中的拓扑关系是指地理要素之间的空间关系，如邻接关系、包含关系和相交关系等。
题三1. 地理信息系统的数据质量有哪些要素？答：地理信息系统的数据质量包括几何正确性、拓扑正确性、一致性、完整性、精度和时效性等要素。
2. 地理信息系统的数据存储方式有哪些？答：地理信息系统的数据存储方式包括文件存储方式和数据库存储方式。
地理信息系统 课后题答案
l．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?地理信息系统即是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地理科学、信息科学和空间科学的应用基础学科，其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以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，地理信息系统与这些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. GIS由哪几个主要部分组成?它的基本功能有哪些?试以目前广泛应用的两个基础GIS软件为例，列出它们的功能分类表，并按重要性进行排队和比较其异同点。
GIS 主要有以下五部分：（1）系统硬件：用以存储、处理、传输和显示地理信息系统或空间数据（2）系统软件：是系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和图形用户界面等。
地理信息系统原理课后作业答案
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.答：GIS与地图学的关系：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,两者都是地理学的信息载体,同样具有存储分析和显示（表示）的功能.由地图学到地图学与GIS结合,这是科学发展的规律,GIS是地图学在信息时代的发展.GIS是地图学理论、方法与功能的延伸,地图学与GIS是一脉相承的,它们都是空间信息处理的科学,只不过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,在地图学与GIS之间一个最有力的连接是通过地图可视化工具与它们的潜力来增加GIS的数据综合和分析能力. GIS与一般事务数据库的关系：GIS离不开数据库技术.数据库技术主要是通过属性来管理和检索,其优点是存储和管理有效,查询和检索方便,但数据表示不直观,不能描述图形拓扑关系,一般没有空间概念,即使存贮了图形,也只是以文件形式管理,图形要素不能分解查询.GIS能处理空间数据,其工作过程主要是处理空间实体的位置、空间关系及空间实体的属性. GIS与计算机地图制图的关系：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,GIS出现进一步为地图制图提供了现代化的先进技术手段,它必将引起地图制图过程深刻变化,成为现代地图制图主要手段,GIS应用于地图制图,可实现地图图形数字化,建立图形和属性两类数据相结合的数据库.但GIS系统不同于计算机地图制图,计算机地图制图主要考虑可视材料的显示和处理,考虑地形、地物和各种专题要素在图上的表示,并且以数字形式对它们进行存贮、管理,最后通过绘图仪输出地图.计算机地图制图系统强调的是图形表示,GIS既注重实体的空间分布又强调它们的显示方法和显示质量,强调的是信息及其操作.数字地图是GIS的数据源,也是GIS表达形式,计算机地图制图是GIS重要组成部分. GIS 与计算机辅助设计(CAD)的关系：GIS与CAD系统的共同特点是两者都有空间坐标,都能把目标和参考系统联系起来,都能描述图形数据的拓扑关系,也都能处理非图形属性数据.它们的主要区别是：CAD处理的多为规则几何图形及其组合,它的图形功能尤其是三维图形功能极强,属性库功能相对要弱,采用的一般是几何坐标系.而GIS处理的多为自然目标,有分维特征（海岸线、地形等高线等）,因而图形处理的难度大,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,GIS采用的多是大地坐标,必须有较强的多层次空间叠置分析功能,GIS的数据量大,数据输入方式多样化,所用的数据分析方法具有专业化特征.因此一个功能较全的CAD,并不完全适合于完成GIS任务.6 试述地理信息系统的组成及各部分的主要功能.答：地理信息系统主要由四部分组成,即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统开发、管理和使用人员. 计算机硬件系统是地理信息系统的建立的保证. 计算机软件系统是指地理信息系统运行所必须的各种程序及有关资料.主要包括计算机系统软件、地理信息系统软件和应用分析软件三部分. 地理空间数据是GIS的操作对象,是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容,地理空间数据实质上就是指以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文经济景观的数据. 人是地理信息系统中重要构成因素,GIS不同于一幅地图,需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发,并采用地理分析模型提取多种信息.7 举例说明地理信息系统的应用.答：资源清查是地理信息系统最基本的职能,其主要任务是将各种来源的数据汇集在一起,并通过系统的统计和覆盖分析功能,按多种边界和属性条件,提供区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现.以土地利用类型为例,可以输出不同土地利用类型的分布和面积,按不同高程带划分的土地利用类型,不同坡度区内的土地利用现状,以及不同类型的土地利用变化等,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据.又如中国西南地区国土资源信息系统,设置了三个功能子系统,即数据库系统、辅助决策系统、图形系统.资源数据存储了1500多项300多万个.该系统提供了一系列资源分析与评价模型、资源预测预报及西南地区资源合理开发配置模型.该系统可绘制草场资源分布图、矿产资源分布图、各地县产值统计图、农作物产量统计图、交通规划图、重大项目规划图等不同的专业图.第2章空间数据结构答：将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分,形成许多格网,每个网格单元称为像素,即像元.灰度值是根据所表示实体的表象信息差异对各像元的表示.栅格数据结构实际上就是像元阵列,即像元按矩阵形式的集合,栅格中1.什么叫像元、灰度值、栅格数据的每个像元是栅格数据中最基本的信息存储单元,其坐标位置可以用行号和列号确定.2.举例说明栅格数据层的概念.答：地理数据在栅格数据结构中必须分层组织存储,每一层构成单一的属性数据层或专题信息层,例如同样以线性特征表示的地理要素,河流可以组织为一个层,道路可以作为另一层,同样以多边形特征表示的地理要素,湖泊可以作为一个层,房屋可以作为另一层,根据使用目的不同,可以确定需要建立哪些层及需要建立哪些描述性属性.3 栅格数据如何以数组的形式进行存储答：二维数组是把栅格数据中各像素的值对应于二维数组相应的各元素加以存储的方式,适合于灰度级大的浓淡图像的存储以及在通用计算机中的处理,所以是最常采用的一种方式.在采用二维数组的方式中,还有组合方式和比特面方式.组合方式是在计算机的一个字长中存储多个像素的方式.比特面方式,就是把数据存储到能按比特进行存取的二维数组（可以理解为1比特/1字）即比特面中的方式.如果给栅格数据内的全体像素赋予按照某一顺序的一维的连续号码,则能够把栅格数据存储到一维数组中.其次,也有不是存储栅格数据全体,而只是把应该存储的像素的信息,按照一定规则存储到一维数组中去的方法.4 栅格数据有哪几种组织方法各自有何优缺点答：栅格数据的组织方法：（1）以像元为记录的序列.（2）以层为基础.（3）以层为基础,但每一层内则以多边形（也称制图单元）为序记录多边形的属性值和充满多边形的各像元的坐标.优缺点：这三种方法中（1）节省了许多存储空间,因为N层中实际只存储了一层的像元坐标；方法（3）则节省了许多用于存储属性的空间,同一属性的制图单元的ｎ个像元只记录一次属性值.它实际上是地图分析软件包中所使用的分级结构,这种多像元对应一种属性值的多对一的关系,相当于把相同属性的像元排列在一起,使地图分析和制图处理较为方便；方法（2）则是每层每个像元一一记录,它的形式最为简单.5 栅格数据如何进行取值答：中心归属法：每个栅格单元的值以网格中心点对应的面域属性值来确定.长度占优法：每个栅格单元的值以网格中线（水平或垂直）的大部分长度所对应的面域的属性值来确定.面积占优法：每个栅格单元的值以在该网格单元中占据最大面积的属性值来确定.重要性法：根据栅格内不同地物的重要性程度,选取特别重要的空间实体决定对应的栅格单元值,如稀有金属矿产区,其所在区域尽管面积很小或不位于中心,也应采取保留的原则.6 栅格数据存储压缩编码方法主要有哪几种每种方法是如何进行压缩的答：栅格数据存储压缩编码方法主要有：（1）链式编码（2）行程编码（3）块式编码（4）四叉树编码（1）链式编码：由某一原点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链.基本方向可定义为：东＝0,南＝3,西＝2,北＝1等,还应确定某一点为原点.（2）行程编码：只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数,即按（属性值,重复个数）编码（3）块式编码：块式编码是将行程编码扩大到二维的情况,把多边形范围划分成由像元组成的正方形,然后对各个正方形进行编码.（4）四叉树编码：而块状结构则用四叉树来描述,将图像区域按四个大小相同的象限四等分,每个象限又可根据一定规则判断是否继续等分为次一层的四个象限,无论分割到哪一层象限,只要子象限上仅含一种属性代码或符合既定要求的少数几种属性时,则停止继续分割.否则就一直分割到单个像元为止.而块状结构则用四叉树来描述.按照象限递归分割的原则所分图像区域的栅格阵列应为2n×2n（n为分割的层数）的形式.7 什么叫矢量数据点、线、面实体数据编码的基本内容是什么答：矢量数据就是代表地图图形的各离散点平面坐标（x,y）的有序集合,矢量数据结构是一种最常见的图形数据结构,主要用于表示地图图形元素几何数据之间及其与属性数据之间的相互关系.点实体：在矢量数据结构中,除点实体的（x,y）坐标外还应存储其它一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示要求等.线实体：线实体可以定义为直线元素组成的各种线性要素,直线元素由两对x,y 坐标定义.最简单的线实体只存储它的起止点坐标、属性、显示符等有关数据. 面实体：多边形（也就是面实体）矢量编码,不但要表示位置和属性,更重要的是能表达区域的拓扑特征,如形状、邻域和层次结构等,以便恢复这些基本的空间单元可以作为专题图的资料进行显示和操作,由于要表示的信息十分丰富,基于多边形的运算多而复杂,因此多边形矢量编码比点和线实体的矢量编码要复杂得多,也更为重要.8 什么叫拓扑关系举例说明拓扑关系有哪几种类型答：拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系.主要表现：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含.9 举例说明实体式数据结构.它有何缺点答：实体式数据结构是指,一个区域或一幅地图可以划分成许多多边形,每个多边形由一条或若干条弧段组成,每条弧段由一串有序的x,y坐标对组成,每条弧段的两端点为结点,每个结点连接两条以上的弧段,多边形矢量编码主要用于表示空间图形为多边形的面状要素,每个多边形在数据库中是相互独立、分开存储的.例如用于行政区、土地类型、植被分布等.其缺点是：（1）邻接多边形的公共边被数字化和存储两次,结点在数据库中被多次记录.不仅造成数据冗余,而且容易造成数据结构的破坏,引起严重的匹配误差,如狭长多边形及裂隙的产生.（2）每个多边形自成体系,缺少有关邻域关系的信息.（3）不能解决“洞”和“岛”之类的多边形嵌套问题,岛只作为单个的图形建造,没有与外包多边形的联系.（4）没有方便方法来检查多边形边界的拓扑关系正确与否,如有无不完整的多边形（死点）或拓扑学上不能接受的环（奇异多边形）.10 举例说明索引式数据结构、DIME数据结构、链状双重独立式数据结构.答：索引式数据结构是指根据多边形边界索引文件,来检索多边形边界的坐标数据的一种数据组织形式.双重独立地图编码,简称DIME结构（Dual Independent Map Encoding）.它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法,是一种把几何量度信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统.也可用于土地利用等多种信息系统的编辑和分析,是GIS发展早期使用的一种拓扑编码方式.链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进.在DIME中,一条边只能用直线端点的序号及相邻的面域来表示,而在链状数据结构中,一条边可以由许多点组成,这样在寻找两个多边形之间的公共界线时,只要查询链名就行,与这条界线的长短和复杂程度无关.11 地理数据的显式和隐式表示有何区别答：(1)隐式（矢量）表示法用于存储地理事物的数据量较少,即需要的存储空间少（矢量表示的x,y坐标和连接指示字较少而栅格表示需要的像元较多）；(2)矢量法比栅格法（显式）要精美得多.栅格法要达到相同的分辨率,格网要非常小才行,这就需要更多的x,y坐标；(3)矢量法中的连接信息使数据搜索能沿着一定的方向进行.栅格法则能方便地改变地理事物的形状和大小,因为栅格数据修改只包括清除某些旧值和输入新值两个步骤.而矢量数据的修改除改变坐标值外,还需要重建连接关系（指示字）.12 在实际工作中应如何对矢量和栅格数据结构进行有效的选择答：在GIS建立过程中,应根据应用目的要求、实际应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配制情况,在矢量和栅格数据结构中选择合适的数据结构.矢量数据结构是人们最熟悉的图形表达形式,对于线划地图来说,用矢量数据来记录往往比用栅格数据节省存贮空间.相互连接的线网络或多边形网络则只有矢量数据结构模式才能做到,因此矢量结构更有利于网络分析（交通网,供、排水网,煤气管道,电缆等）和制图应用.矢量数据表示的数据精度高,并易于附加上对制图物体的属性所作的分门别类的描述.矢量数据只能在矢量式数据绘图机上输出.目前解析几何被频繁地应用于矢量数据的处理中,对于一些直接与点位有关的处理以及有现成数学公式可循的针对个别符号的操作计算,用矢量数据有其独到的便利之处.矢量数据便于产生各个独立的制图物体,并便于存贮各图形元素间的关系信息.栅格数据结构是一种影像数据结构,适用于遥感图像的处理.它与制图物体的空间分布特征有着简单、直观而严格的对应关系,对于制图物体空间位置的可探性强,并为应用机器视觉提供了可能性,对于探测物体之间的位置关系,栅格数据最为便捷.多边形数据结构的计算方法中常常采用栅格选择方案,而且在许多情况下,栅格方案还更有效.例如,多边形周长、面积、总和、平均值的计算、从一点出发的半径等在栅格数据结构中都减化为简单的计数操作.又因为栅格坐标是规则的,删除和提取数据都可按位置确定窗口来实现,比矢量数据结构方便得多.最近以矢量数据结构为基础发展起来的栅格算法表明存在着一种比以前想象中更为有效的方法去解决某些栅格结构曾经存在的问题.例如,栅格结构的数据存储量过大的问题可用压缩方法使其减少.栅格结构和矢量结构都有一定的局限性.一般来说,大范围小比例的自然资源、环境、农业、林业、地质等区域问题的研究,城市总体规划阶段的战略性布局研究等,使用栅格模型比较合适.城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用,矢量模型比较合适.当然,也可以把两种模型混合起来使用,在同一屏幕上同时显示两种方式的地图.13 三维空间数据模型有哪些其对应空间数据结构有什么特点答：三维空间数据模型主要包括三维矢量模型,三维体元模型和三维混合数据模型.三维矢量模型将三维空间中的实体抽象为三维空间中的点、线、面、体四种基本元素,然后以这四种基本几何元素的集合来构造更复杂的对象.以起点、终点来限定其边界；以一组型值曲线来限定其形状；以一组曲面来限定其边界和形状.体元模型可以按体元的面数分为四面体、六面体、棱柱体和多面体共四种类型,也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两大类.基于面模型的构模方法优点是便于显示和数据更新,不足之处是难以进行空间分析.基于体模型的构模方法优点是易于进行空间操作和分析,但存储空间大,计算速度慢.混合模型的目的则是综合面模型和体模型的优点,以及综合规则体元与非规则体元的优点,取长补短.第3章 GIS的地理数学基础1 什么是地图投影,它与GIS的关系如何答：将地球面上的点投影到平面上,而使其误差最小的各种投影方法称为地图投影.其实质就是建立地球椭球面上的点的坐标（φ,λ）与平面上对应的坐标（x,y）之间的函数关系.地图投影对GIS有较大的影响,其影响是渗透在地理信息系统建设的各个方面的,如数据输入,其数据包括地图投影数据；数据处理,需要对投影进行变换；数据应用中的检索、空间分析依据数据库投影数据；输出应有相应投影的地图.2 地图投影的变形包括哪些答：地图投影的变形,通常可分为长度、面积和角度三种变形,其中长度变形是其它变形的基础.3 地图投影的分类方法有几种它们是如何进行分类的答：地图投影的分类方法很多,总的来说,基本上可以依外在的特征和内在的性质进行分类.（1）根据地图投影的变形(内蕴的特征)分类根据地图投影中可能引入的变形的性质,可以分为等角、等面积和任意(其中包括等距离)投影.（2）根据投影面与地球表面的相关位置分类根据投影面与地球表面的相对位置将投影区分为正轴投影(极点在两地极上,或投影面的中心线与地轴一致)、横轴投影。
地理信息系统教程课后参考答案
“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？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。
地理信息系统教程及参考答案
1. 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。
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的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
2. TIN即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。
TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。
如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。
3. 元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。
元数据的内容包括对数据集的描述、）对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。
4. 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，它不随载体的物理设备形式的“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？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。
地理信息系统原理课后作业答案
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著的标志。
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。
地理信息系统教程 习题及参考答案 三共13页
地理信息系统教程习题及参考答案三第六章空间查询与空间分析1.什么是空间数据的查询?空间数据的查询一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性条件和空间约束条件的地理对象。
属性约束条件一般用带比较运算符的逻辑表达式描述，这与传统的结构查询语言SQL的where语句中条件表达式相似。
空间约束条件用带空间谓词的逻辑表达式描述，空间谓词由地理对象间的空间关系演变而来，如包含、相交、分离、重叠、距离同、方向等。
因此空间查询是作用在库体上的函数，返回用户请求的内容，也属于咨询式分析。
2.查询种类有哪些?实现方式如何?查询种类及实现方式：几何参数查询，包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一个面目标的周长或面积等。
实现方式：查询属性库或空间计算(1)空间定位查询，给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及其属性。
按点查询：给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性(点的捕捉)。
开窗查询：按矩形、圆、多边形查询。
分为该窗口包含和穿过的区别。
根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根据点、线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。
空间运算方法(2)空间关系查询，包括相邻分析检索---通过检索拓扑关系；相关分析检索(不同要素类型之间的关系)--通过检索拓扑关系；包含关系查询；穿越查询等等。
A相邻分析检索---通过检索拓扑关系面―面(如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法)：①从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段；②从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多边形。
线―线(如与某干流A相连的所有支流)：①从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点；②从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；点―点(如：A与B是否相通等)。
B相关分析检索(不同要素类型之间的关系)--通过检索拓扑关系线―面(例如：我国边境线总长度)点―线(例如：自来水GIS中，与某阀门相关的水管)点―面(例如：中国大于10万人口的城市个数)C包含关系查询查询某个面状地物所包含的空间对象。
地理信息系统课后题答案
第一讲（1）什么是GIS？地理信息系统的由哪几部分组成？参考：“GIS”是“Geographic Information System (Science, Service)”的缩写。
GIS 是一种空间信息系统，是在计算机软、硬件系统支持下，对地球表层的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和和输出的计算机系统。
它具有信息系统的各种特点，与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。
从人机系统来看，GIS则由硬件、软件、数据、应用环境（即方法和人员）等要素组成。
（2）简述GIS的功能并举例说明GIS可应用于哪些领域？参考：GIS的基本功能-数据获取、编辑变换与处理、数据组织与管理、空间查询与分析，（查询分析+建模+预测+可视化）、显示与输出地理信息系统已成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术工具，也成为与空间信息有关的各行各业（如：资源管理、区域规划、灾害监测、环境评估、交通运输、军事等）的基本工具。
第二讲（1）地球自然表面、大地水准面、椭球面之间是什么关系？我国常用的大地坐标系有哪些？请简要说明它们之间的区别。
地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面。
大地水准面：静止的平均海水面穿过大陆和岛屿，（与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的曲面）形成一个闭合的曲面。
大地水准面是测量实施的基础面，但处处和重力方向成正交的大地水准面仍然是一个不规则的、不能用数学表达的曲面。
在测量和制图中用旋转椭球来代替大地球体，这个旋转球体通常称地球椭球体，简称椭球体。
局部定位的地球椭球体，称为参考椭球体。
参考椭球面是测量计算的基础面。
我国常用的大地坐标系：1954年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球体，大地原点在前苏联境内普尔科沃1980年国家大地坐标系（西安坐标系）采用1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的参数、西安原点（大地原地在陕西泾阳县永乐镇），使用的是我国的大地基准面西安80基准面WGS-84坐标系由美国国防部建立，是目前GPS测量和许多卫星遥感数据所采用的坐标系统。
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地理信息系统课后习题部分答案集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]地理信息系统概论课后习题部分答案第一章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 TINGrid 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。