Kang-tsung Chang《地理信息系统导论》(第5版)配套模拟试题及详解(二)【圣才出品】

Kang-tsung Chang《地理信息系统导论》（第5版）配套模拟试题及详解（二）
一、名词解释
1﹒不规则三角网
答：不规则三角网也名“曲面数据结构”，根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络，数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置。

2．缓冲区分析
答：缓冲区分析即邻近度分析，是对空间点线面实体周围形成范围的一种距离空间的分析技术，主要描述地理实体目标的影响范围和服务范围。

3．栅格数据的追踪分析
答：栅格数据的追踪分析是指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。

4．DTM空间拟合
答：DTM空间拟合是在一个由x、y坐标平面构成的二维空间中，由已知若干离散点的高程，找出地面特征的整体变化规律。

如对于规则格网DTM来说，由于原始采样的数据点呈离散分布形式，或是数据点虽按格网排列，但格式的密度不能满足使用的要求，就需要以数据点为基础进行拟合运算。

5．数据模型
答：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。

二、简答题
1．试描述适合GIS应用的地球形状和大小的三种水平的近似体。

答：（1）第一级近似
人类在长期生产实践中，认为地球的形状为圆球形，这是第一级近似。

（2）第二级近似
到18世纪末，人们普遍认识到地球为极轴方向扁缩的椭球，这是第二级近似。

为了数学上计算方便，来代表地球的形状。

所谓旋转椭球体是将一个椭圆以它的短轴为轴旋转而成的球体。

（3）第三级近似
地球不是流体，所以旋转椭球体的光滑表面并不完全和地球真实形状一致。

地球表面有大陆和海洋，地势有高有低，其形状是非常不规则的。

后来通过重力测量采用“大地水准体”（Geoid）这个概念来代表地球的形状，这是第三级近似。

2．为什么在地理信息系统中使用元数据？元数据有哪些应用？
答：（1）在地理信息系统中使用元数据的原因
①完整性
面向对象的地理信息系统和空间数据库的目标之一，是把事物的有关数据都表示为类的形式，而这些类也包括类自身，即复杂的“类的类”结构。

这就要求有支持类与类之间相互
印证和操作的机制，而元数据可以帮助这个机制的实现。

②可扩展性
有意地延伸一种计算机语言或者数据库特征的语义是很有用途的，如把跟踪或引擎信息的生成结果添加到操作请求中，通过动态改变元数据信息可以实现这种功能。

③特殊化
继承机制是靠动态连接操作请求和操作体来实现的，语言及数据库以结构化和语义信息的关联文件(Context)方式把操作请求传递给操作体，而这些信息可以通过元数据表达。

④安全性
分类完好的语言和数据库都支持动态类型检测，类的信息表示为元数据，这样在系统运行时，可以被类检测者访问。

⑤查错功能
在查错时使用元数据信息，有助于检测可运行应用系统的解释和修改状态。

⑥浏览功能
为数据的控制类开发浏览器时，为显示数据，要求能解译数据的结构，而这些信息是以元数据来表达的。

⑦程序生成
如果允许访问元数据，则可以利用关于结构的信息自动生成程序。

如，数据库查询的优化处理和远程过程调用残体生成。

（2）空间数据元数据的应用
①帮助用户获取数据；
②空间数据质量控制；
③在数据集成中的应用；
④数据存贮和功能实现。

3．空间叠加分析的主要方法。

答：（1）视觉信息叠加
视觉信息叠加是将不同层面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其相互空间关系，获得更为丰富的空间信息。

（2）点与多边形叠加
点与多边形叠加，实际上是计算机多边形对点的包含关系。

矢量结构的GIS能够通过计算每个点相对于多边形线段的位置，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。

（3）线与多边形叠加
线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。

计算过程通常是计算机与多边形的交点，只要相交，就产生一个结点，将原线打断成一条条弧断，并将原线和多边形的属性信息以其赋给新弧断。

（4）多边形叠加
多边形叠加式GIS最常用的功能之一。

多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。

4．什么是GIS空间分析？其方法是什么？
答：（1）GIS空间分析的概念
GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据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。

（2）方法
①缓冲区分析
缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。

从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定他们的邻域，邻域的大小由邻域半径决定。

②叠加分析
叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。

该方法源于传统的透明材料叠加，即将来自不同的数据源的图纸绘于透明纸上，在透光桌上将其叠放在一起，然后用笔勾出感兴趣的部分-提取出感兴趣的信息。

③网络分析
对地理网络、城市基础设施网络进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。

网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。

④空间插值
空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其他空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。

三、论述题
1．举例说明执行空间分析的步骤？
答：执行空间分析的步骤：
（1）建立分析目的和标准
以公园选址为例，可能用到的标准有：
①公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其
它干扰；
②公园应设计成环绕着一条天然的小河流；
③使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地。

每个标准可以利用像建立缓冲区、线段与多边形以及多边形与多边形的叠加之类的空间操作来进行分析。

在完成这些操作之后，就可以对适合于建造新公园的不同土地区域作出评价。

（2）准备空间操作的数据
这一步骤用于确定和准备分析中所要用到的数据。

例如：可能需要对存储特殊属性的单位进行转换（如将以平方英尺为单位存储的面积测量数据值转换为以英亩为单位存储）。

（3）进行空间操作
空间操作包括建立特征缓冲区，进行拓扑叠加、特征提取、特征合并等。

对于公园选址对每项标准的说明都可以用来确定需要进行的一系列空间操作，如：“公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰”这这段说明可以转换为下面一系列空间操作：
①在研究区中确定出主要公路；
②沿主要公路产生0.5Km宽的缓冲区；
③沿主要公路产生2Km宽的缓冲区；
④去掉宽窄两个缓冲区重叠的部分。

“公园应设计成环绕着一条天然的小河流”可以转换为：将河流的线段叠加到上面产生的缓冲区的结果上，使二者相交，从而可以确定位于距公路适当范围内的那些河段。

“使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地.”这段说明可以转换为：在一个沼泽地的多边形上，对上面选出的河段进行线与多边形的叠加，叠加的结。