东理地信14年真题

东华理工大学2014年硕士生入学考试初试试题

<<地理信息系统原理>>

一、简要简述地理信息系统的定义及组成，并从硬件、软件两个方面分析地理信息系统的

构成。

定义：地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地理表面（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。

组成：地理信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户组成。

硬件主要是各类计算机处理机以及输入输出设备和网络设备。

硬件配置根据经费条件、应用目的、规模以及地域分布可以分为单机模式、局域网模式和广域网模式。单机模式是由一台主机附带配置几种输入输出设备，局域网模式就是若干台计算机附带几种输入输出设备通过局域网相连供多个用户共同操作。多个局域网的计算机通过广域网相连即是广域网模式。

软件是支持信息的采集、处理、存储管理和可视化分析的计算机程序系统。

软件构成：数据输入及转换、图形及文本编辑、数据存储与管理、空间查询与空间分析、空间数据可视化与输出。

二、简述空间数据的内容、特征。

内容：

数字线划数据：将地物直接抽象为点、线、面的实体，用坐标描述它的位置和形状。

影像数据：包括遥感影像和航空影像，它可为彩色影像，也可为灰度影像。它越来越起着重要作用：主要原因：1、数据源丰富，2、生产效率高，3、直观而又详细地记录了地表的自然现象，人们使用它可加工出各种信息。

数字高程数据：实际上是地表物体的高程信息。

地物的属性数据：是GIS的重要特征。包括两方面的含义：1、它是什么；2、实体的详细描述信息。

特征：

空间特征：指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻的空间关系。

专题特征：指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征。

时间特征：空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到的。

三、空间实体表示有哪几种基本数据结构？分别对它们进行阐述并举例。试比较它们的优

缺点。

基于矢量的表达、基于栅格的表达。

矢量数据结构是通过记录坐标的方式来表达点线面等地理实体。

栅格数据结构是基于位置的数据结构，它采用像元阵列来描述空间对象，每个像元的行列号确定位置，用像元的值表示空间对象的类型、等级等特征。

矢量：优点：1、表示地理数据的精度较高2、严密的数据结构，数据量小3、用网络连接法能完整的描述拓扑关系4、图形输出，精确美观5、图形数据和属性数据的恢复，更新，综合都能实现6、它是面向目标的，不仅能表达属性编码，而且能方便地记录每个目标的具体属性描述信息。缺点：1、数据结构复杂2、矢量多边形的叠置算法较为复杂3、数学模拟比较困难4、技术复杂，特别是更加复杂的硬软件。

栅格:优点：1、数据结构简单2、空间数据的叠置和组合十分方便3、各类空间分析容易进行4、数学模拟方便。缺点：1、图形数据量大2、用大像元减少数据量时，精度和信息量受损3、地图输出不精美4、难以建立网络连接关系5、投影变换花费时间多。

四、试用拓扑数据结构对以下矢量图进行描述。

面块-弧段的拓扑关系b=b(a) 弧段-结点的拓扑关系a=a(n)

五、对双线道路，GIS在矢量数字化一边的情况下，如何获得另一边坐标？

六、地理信息系统中空间数据库管理有哪几种模式？各有什么特点？

1、文件与关系数据库混合管理系统：

特点：①图形数据和属性数据独立组织和管理以及检索，采用内部连接码或者对象标识进行连接。②由于空间数据采用文件形式管理而属性数据采用关系型数据管理，所以图形处理的用户界面和属性处理界面是分开的。③接口协议可支持关系数据库管理系统。④文件的管理功能较弱，数据的安全性、一致性、完整性、并发控制受限。

2、全关系型空间数据库管理系统：

特点：①图形数据和属性数据都用现有的关系数据库管理。②采用两种模式，一是关系模式，涉及运算，比较费时，二是将图形数据的变化部分处理成binary二进制块block字段。

3、对象-关系数据库管理系统：

特点：①对象数据结构预先定义，用户不可以再定义，使用受一定限制。②对象间一般不带拓扑关系，有拓扑关系的数据结构应采用其他系统。3.虽然解决了变长记录管理，效率高，但仍未解决嵌套问题。

4、面向对象空间数据库管理系统：

特点：①数据结构可以是有拓扑，也可以没有拓扑结构。②它不但支持变长记录，而且支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。③由于技术不够成熟，价格贵，因此使用很少。七、利用GIS空间分析功能进行野生动物园选址，要求：野生动物园远离公路3公里，要求靠近水域不得超过两公里，地块面积大于3.5平方公里的森林地区。试叙述利用GIS空间分析功能进行该项工作的具体过程。

1）、建立分析的目的和标准：

目的：确定一些具体的地块，作为野生动物园的可能建设位置

标准：a)、地块需要远离公路3公里；

b）、地块需要靠近水域，不得超过2公里

c）、地块需要面积大于3.5平方公里的森林地区

2）、从数据库中提取用于选址的数据

涉及三类：1、现状道路网；2、该地区水域分布图；3、该地区土地利用类型图

3）、进行特征提取和空间拓扑叠加：

1、从土地利用类型图中提取满足条件c 的地块；

2、设道路图的比例为1:500，则对道路图中的所有道路进行缓冲区分析，缓冲区半径为6公里；

3、将1、2所得的图进行叠置分析，得到一张新图；

4、设水域分布图比例尺为1:500，则对水域河流进行缓冲区分析，缓冲区半径为4公里；

5、将3得到的新图与4的图进行叠加。

4）、进行领域分析：

对叠加结果进行领域分析和特征提取，去掉全部或部分位于道路缓冲区内的地块，去掉未位于水域缓冲区的地块，选取出符合条件的地块。

5）、将分析结果的地图或表格的形式打印输出。

八、地图符号视觉变量及运用规则。

视觉变量是构成图形的基本要素，它包括：形状、尺寸、方向、颜色、网纹五个方面。在细分时，颜色的三个特性可以理解为独立的视觉变量（色相、饱和度、亮度），而网纹中的三种组合，也分别具备视觉变量的特征（排列、纹理、方向）。

1.形状变量：是视觉上能够区别开来的几何单体。对于点状符号来说，符号本身就体现了形状的变量。形状变量在线状符号中是一个个形状变量的连续，在面状符号中是一排排形状的连续，而不是整线段或整个面积同属一个形状变量。

2.尺寸变量：是组成不同形状的符号在量度上的变量。衡量尺寸变量要从几何面的直径、长、宽、高和多边形的面积作比较。

3.方向变量：适用于长形或线状的符号。所谓方向变化是相对图幅的坐标系而言，在整幅图中必须和地理坐标的经线或直角坐标线成统一的交角才不致混乱。

4.颜色变量：是最活跃的一种视觉变量。颜色包括颜色和非颜色（黑白色），颜色具有色相、亮度、彩度三种特性，而非颜色却只有亮度特性。颜色的三种特性对制图来说各有作用，因而也可以各自成为一种视觉变量。

5.网纹变量：指在一个符号或面积内部对线条或图形记号的重复交替使用。包括线划网纹、点状网纹和混合网纹。就网纹的组合来说，主要表现在方向、纹理和排列上，并且以整体特征被感受。网纹的纹理变量由间距相等的点或平行线段组成，线段可以是虚线、实线或波纹线。点状纹理也称晕点，线状纹理也称晕线。网纹的排列变量由规则或不规则、抽象或象形的形状所组成。

九、结合自己所熟悉的专业领域，简述地理信息系统的作用。

GIS作为一个新兴的技术系统，其作用与发展前景正在为越来越多的人所重视。在土地利用规划编制，交通规划，国防建设，国土监测，生态环境管理与模拟，地学研究与应用等多个方面的作用日益凸显，成为世界范围内最为重要的科学技术之一，大力发展GIS产业也将成为大势所趋。

GIS的应用给土地利用规划编制带来了新的方法。运用地理信息系统可以更好的满足土地利用规划关于定时、定量、定位的要求。应用地理信息系统建立规划基础数据库，将土地利用现状信息输入一个大型的数据库系统，可以进行查询和分析，同时应用地理信息系统进行土地利用规划基础资料分析和土地基础研究。在规划编制决策过程中，利用地理信息系统强大的空间数据管理、展示和分析功能，进行直接的信息转换、传递、处理和图数表达，以此为规划依据。