地理信息系统经典考试题(含答案)复习

一、填空题
（1）在GIS中计算机硬件包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
计算机主机、数据输入设备、数据存储设备、数据输出设备。
（2）规划工作中空间信息源包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
图件、实地调查资料、统计资料和科研报告、遥感资料、实测资料。
（3）地理数据库结构包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
层次结构、网络结构、关系数据库结构、面向目标模型。（4）栅格数据宏运算包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。扩张、侵蚀、加粗、减细、填充。
（5）在GIS中计算机软件包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
数据输入子系统、图形与文本编译子系统、空间数据库管理子系统、空间查询与空间分析子系统、数据输出子系统。
（6）城市与区域空间信息制图的基本结构有＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。网络结构、等值线结构、网络结构、离散点结构、多边形结构、三维立体结构。
（7）进行数据压缩的方法有＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
间隔取点法、垂距法和偏角法、道格拉斯——普克法、光栏法。
（8）栅格数据的基本运算包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。栅格图像的平移、两个栅格图像的算术组合、两个栅格图像的逻辑组合。 （9）GIS的英文全称是＿＿＿＿Geographic Information System＿。 （10）空间信息的基本特征为＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。空间定位特征、时间特征、层次性模糊性和不确定性。
（11）地理信息系统按其内容可以分为＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。专题信息系统、区域信息系统、GIS工具。 （12）布尔逻辑组合包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。或、异或、和、非。
（13）几何数据获取方法主要有＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
外业测量获得、由栅格形式的空间数据转换获得、对各类地图跟踪数字化获得、扫描获得。
（14）GIS中的空间分析主要包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
地形分析、网络分析、叠置分析、缓冲区分析、决策分析。
(15) 矢量符号的几种基本变换包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。
数据结构之间的变换、数据格式之间的变换、矢量栅格数据之间的变换、投影变换、二维和三维几何变换。
（16）数据变换的内容包括＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿，＿＿＿等。数据结构之间的变换、数据格式之间的变换、矢量栅格数据之间的变换、投影变换、二维和三维几何变换。
（17）建立一个回归分

析模型的主要步骤是＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿。Ⅰ，确定数学模型的形式，分析因变量和自变量之间的关系；Ⅱ，建立数学模型，根据确定的数学模型形式，应用一定的方法，找出符合实际问题的数学模型；Ⅲ，数学模型的检验和验证，采用复相关系数、总体F值检验进行回归方程的检验和验证；Ⅵ，利用数学模型进行预测。
（18） 完成一个栅格叠置分析主要步骤是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
数字化图形：扫描数据的编辑和几何纠正；面与属性的标识；数据的存储与提取；重叠分析；图形输出或打印统计报表。
二、名词解释
（1）地理信息系统（GIS）
是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、储存、管理、分析和描述整个部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
（2）拓扑关系：研究空间点、线、面之间相互关系的数据的方法。
（3）开窗显示
按用户指定的空间范围，进行图形子集和的选区，利用制定的有效空间或存储介质，对某个局部范围进行图形数据的显示或转储。
（4）数据预处理
用各种方法对数据进行变换、加工，以便使它适于存储、管理及进一步分析和应用。预处理的主要内容包括几何纠正、数据压缩、数据规范化和数据匹配。
（5）信息：使用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等内容、数量或特征。
（6）栅格数据：将制图区域的平面表像一定的分解力作行和列的规划分布，就形成了一个栅格阵列，其中每个栅格也称为“像素”。
（7）数据压缩：有资格筛选法、信息量法或其他统计方法，把大量的原始数据或由存储器取出来的数据转换为有用的、由条理的、精炼而简单的信息过程。
（8）关系数据模型：数据结构的一种，它以纪录组的形式组织数据，每个纪录组是一个满足一定条件的二维表格。每个二维表格被称为一个“关系”，在这种二维表格中，每一行称为一个“纪录”（采样），每一列称为一个“属性”（字段）。
（9）特征码：根据各地理要素的位置和属性说明进行编码的。
（10）数字高程模型：数字地形模型即英文的“Digital Terrain Model”，简称DTM，是指空间数据库中被存储与管理的空间地形数据集的统称。在DTM中，当属性数据仅为高程时，则称为数字高程模型，即DEM（Digital Elevation Model）。在GIS中，通常用矩阵来表示DEM。在此高程矩阵中，网格单元的大小称为DEM的“地面分辨率”。
（11）栅格数据线状要素表示：用其中轴线上

的像素集合来表示。
（12）数据结构：数据结构是指数据库中数据的组织形式，包括抽象的数据结构（概念结构或逻辑结构）和内部存储结构（物理结构）。其中概念结构不涉及数据的具体程序管理细节而侧重于从概念上描述数据之间的排列和联系；物理结构是为实现某一概念结构而设计的具体的数据存储和管理方式。
（13）地理信息：与所研究对象的空间地理分布有关信息，它表示地表物体及环境固有的数量、质量分布特征、联系和规律。
（14）属性数据：用于描述事物或对象的数量及质量特征性质的数据。
（15）栅格数据面状要素表示：用其所覆盖的像素集合来表示。
（16）填充：让一些单个像素（填充胚）在洽定的区域范围内，通过某种办法而蔓延，使得由他们把这些区域全部填充。
（17）矢量数据格式：矢量格式是一种以纪录空间坐标的方法表示地表各种点、线、面实体的空间数据结构。与栅格数据相比，矢量格式能较为精确地表达地理实体（其精度仅受数字化仪的精度及数值纪录字长的限制）。在矢量格式中，各种地理实体的纪录方式：
点：记录其坐标和属性代码；线：纪录其坐标序列和线码；多边形：纪录其线序列和线码
（18）局部内插
局部内插法基于局部拟和技术，其模型仅由相互邻近的若干数据点来估计未知点的值。局部内插法比较常用。常见的局部内插法有样条函数法、移动平均法、克里金法等。
（19）整体内插
整体内插法基于整体拟合技术。在整体拟合中，拟合模型是根据研究区域内所有样点上的全部观测数据建立的。可根据求得的拟合模型计算未知观测点的值。属于此种方法的有：趋势面分析、傅立叶级数等。
（20）地学专家系统：地学专家系统是通过研究和模拟有关专家的思维和推理过程，将有关领域专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机而建立起来的一种算计系统。该系统可以根据存入计算机的专家的知识，对用户输入的原始事实进行复杂的推理，并做出判断和决策，从而起到某领域专家的作用。
（21）二值图像
如果一个图像的灰度值只有两种，通常用“1”表示前景元素，用“0”表示背景元素。则这个图像称为二值图像。
（22）数字地形模型
数字地形模型即英文的“Digital Terrain Model”，简称DTM，是指空间数据库中被存储与管理的空间地形数据集的统称。DTM是建立不同层次的资源与环境信息系统中不可缺少的组成部分。DTM反映了地表属性的三维特征，如高度、坡度、坡向等重要地貌特征。这些特征是地学分析和生产应用领域中最基础的数据。如公路、铁路、输电线的选线，水

利工程的选址，军事制高点的地形选择、土壤侵蚀分析和土地类型分析等。
三、问答题
（1）你认为GIS中最主要反映其本质的功能是什么？而决定其解决实际问题的模块是什么？
GIS中最反映其本质的功能是空间数据的管理与分析。其他类型的数据库仅能管理有关对象的属性信息，而不能管理对象的定位信息及其拓扑关系，因而不能反映、量测和计算对象的空间属性。在GIS中，决定其解决实际问题的能力的模块是由用户开发的各种应用程序（或称用户模型）。GIS在科研和管理工作中的意义不仅在于它对空间数据的管理，更在于她能否胜任某一具体项目中的诸如资源与环境评价、预测等实际问题的解决。这些工作均要借助用户模型来进行。
（2）GIS与CAD的区别与联系是什么？
Ⅰ，联系：都有参考系统，都能描述拓扑关系，都能处理属性数据。
Ⅱ，区别：CAD处理的多为几何图形及其组合，图形功能极强，属性库相对较弱；
GIS处理许多自然目的，有分维特征，图形处理难度大，有丰富的属性库和符号库。
（3）对图形要进行分类编码的基本原则是什么？
Ⅰ，科学性和系统性； Ⅱ，相对稳定性； Ⅲ，不受地图比例尺限制：Ⅳ，完整性和可扩充性；Ⅴ，与国家已颁布的有关规范和标准一致；Ⅵ，适用性。
（4）在城市规划工作中，功能区的规划是十分重要的（如图所示），有两个不同性质功能区需要送进地理数据库中，请你用层次结构，网络结构和和关系数据库结构分别描述数据之间的拓扑关系。
M
2 b 3
e
a Ⅰ d Ⅱ 5
f
1 c 4

层次结构 网络结构
关系数据库
编号 边号
Ⅰ a
Ⅰ b
Ⅰ c
Ⅰ d
Ⅱ d
Ⅱ e
Ⅱ f

边号 起点 终点
a 1 2
b 2 2
c 4 1
d 3 4
e 3 5
f 5 4
（5）矢量数据有哪些优点？
矢量格式数据的特点：定位信息直接纪录，属性信息隐含（一般存储与文件头或 数据结构中某些特定的位置上），算法较栅格数据复杂；在计算长度、面积和进行图形编辑、几何变换时，有很高的效率和精度，而在图形叠加运算、领域搜索等操作时比较困难。
（6）在你所学的专业中，GIS技术有哪些应用前景？（要点）以下应用前景：存储和管理城市规划的数量和质量数据;城市规划与环境的监测、评价与规划；城市规划分析与预测；
（7）规划空间信息数据库的特点有哪些？
Ⅰ，各类规划信息管理需要一个及时图形信息管理又带有非图形信息管理的数据库管理系统，对信息进行分类、处理、存储、分析和输出；
Ⅱ，规划空间信息数据库时数据

数据库、图形数据库图像数据库和属性数据库的总和，而一般数据库难以支持系统正常运行；
Ⅲ，由于单一数据格式对于规划各个环节很难保证都能处于最佳状态，需采用混合数据处理；Ⅳ，常采用关系型数据结构。
（8）栅格数据的获取方法是什么？
Ⅰ，遥感获取；Ⅱ，由对图片扫描而来；Ⅲ，矢量数据转换而来；Ⅳ，由平面上行距、列距固定的点抽样而来。
（9）地理信息系统的基本特征是什么？
Ⅰ，具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力，具有空间性和动态性。
Ⅱ，以区域研究和区域决策为目的，以空间模型方法为首要，具有区域空间分析多要素综合分析和动态预测能力，进而产生高层次的决策信息。
Ⅲ，以计算机系统支持进行空间数据管理并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析作用空间数据，产生有信息 ，完成人类以手工难以完成的任务。
（10）在一张土地类型图上,假设有两个不同属性的多边形(如下图所示),它们的地理坐标分别是: 1（2.5，2.5）, 2( 4.0, 3.0) , 3( 4.0, 2.0), 4( 5.5, 3.5), 5( 5.0, 2.5)。 请用层次结构、网络结构和关系数据库结构分别描述数据内容和数据之间的拓扑关系。


层次结构 网络结构
关系数据库结构
多边形与边的关系：
Ⅰ Ⅱ
a c
b d
c e
f
点与地理坐标关系：
1 （2．5，3．5）
2 （4．0，3．0）
3 （4．0，2．0）
4 （5．5，3．5）
5 （5．0，2．5）
边与点组成的关系：
a 1，2
b 1，3
c 2，3
d 2，4
e 4，5
f 3，5
（11）信息技术包括的基本内容是什么？
Ⅰ，计算机硬件系统，一般由四部分组成；Ⅱ，计算机软件系统，一般由两部分组成。
（12）与文件相比，数据库有哪些优点？
Ⅰ，使数据在统一控制下实现数据共享；Ⅱ，尽可能使数据结构与应用程序相互独立； Ⅲ，提供结数据完整性、安全性、保密性的统一管理手段。
（13）说明游程长度编码的基本原理？
游程长度编码的基本思路是，对于一幅栅格图像，常常一行中相邻的如若干像元具有相同的属性代码，因而可以采取某种方法对这些重复的代码进行压缩。其压缩的方案有两个：一是只在各行（列）像元的属性代码发生变化时依次纪录该代码和相同代码重复的个数；二是逐个纪录各行（列）代码发生变化的位置和相应的代码。
（14）栅格数据中混合像元的处理方法有哪些？
中心点法：取处于网格中心点处地物的代码；面积占优势法：取网格中面积占优势的地物的代码；长度占优势法：取网格中横线长度比重最大的地物的代码；重要性法：取网格中较重要地物的代码；
（15）生成地形模型的

主要方法有哪些？
DEM的生成过程就是对某地区地表高程变化的拟合过程。可以用两种方法生成DEM，即数学拟合法和图形法。
（16）将栅格数据转换为矢量数据的基本步骤有哪些？
主要算法有：内部点扩散算法、复数积分算法、射线法、扫描法和边界代数法
（17）矢量数据的编码方法有哪些？
栅格数据的编码方法有两种：（1）直接编码法；（2）压缩格式编码法。其中压缩格式编码法又主要包括链码、游程长度编码、块码和四叉树码4种。
（18）说明双边界搜索法的基本原理？
“双边界直接搜索算法”（DBDF）的基本思路是：通过边界点提取，将弧段的左右多边形信息保存在边界点上。每条边界弧段由两个并行的边界链组成，分别记录该边界的左右多边形编号。在边界线搜索时，采用2*2栅格的窗口确定下一个边界点的搜索方向并建立拓扑关系。
(19) 将矢量数据转换成栅格数据的主要方法有哪些？
内部点扩散算法、复数积分算法、射线法、扫描法和边界代数法
四、计算与分析
（1）在土地利用规划中，需要检索三种类型的制图单元要素：
A．土层厚度≥50cm B．已种植了小麦的土地 C．土壤PH值 〉7.0
它们需要进行以下布尔逻辑组合：
1． 土层厚度≥50cm且种植了小麦的单元；
2． 土层厚度≥50cm没有种植了小麦的单元；
3． 已种植了小麦的土地且土壤PH值〈7.0的单元。
请用布尔逻辑几何运算符连接上述关系，并用“组合阴影图表”表示这些关系。
Ⅰ，A∩B；Ⅱ, A∩B；Ⅲ，B∩C
（2）有一个正方形矢量符号的顶点坐标为：（0，0），（2，0），（2，3），（2，2），（0，2）
求：X＇=X*SCL（2，2）=？并给出变换前与变换后的图形。
(0,0) (4,0) (4,4) (0,4)
（3）有一个长方形矢量符号的四个顶点坐标为（2，1），（4，1），（4，4），（2，4）。求：X＇=X*Trl（3，2）=？并给出变换前与变换后的图形。
(5,3),(7,3),(7,6),(5,6)
（4）在土壤制图单元数据库中，每个单元都可能包括土壤结构，PH值等属性；假设集合A是表层土壤为粘性沃土结构的所有制图单元的集合，集合B是表层土壤PH值〉7.0的所有单元的集合，用“组合阴影图表”表示以下组合：
1.检索出全部土壤结构为粘性沃土且PH值 〉7.0的单元；2.检索出全部土壤结构为粘性土壤且PH值≤7.0的单元；3.检索出全部土壤结构为粘性土壤且PH值 〉7.0的单元。
Ⅰ, A∩B；Ⅱ，A∩B；Ⅲ，B∩A
（5）有一个三角形矢量符号的三个顶点为（1，1），（2，3），（3，1）。求：X＇=X*Rot（30°）=？并给出变换前与变换后的图形。
（6）有一个长方形矢量符号的四个顶点坐标为（2，1），（4，1），（4，4）

，（2，4）。求：X＇=X*Trl（3，2）*T(4,5) =？并给出变换前与变换后的图形。
（17，28），（19，38），（31，41），（29，31），（17，28）
五、编程题（12分）
应用栅格数据概念,编程求出两个栅格图像相应像素灰度值的数量积,如果该数量积≥10,则赋"1"值,否则赋"0"值,并将它们放在另一个空栅格图像中。
简单流程图如下：
DO J=1，N
DO I=1，M
IK（I，J）XIQ（I，J）=K
K≥10
YES NO
1→IB（I，J） 0→IB（I，J）