地理信息系统试题及答案

时间：2023-12-26 09:51:58 金磊期末试题我要投稿

相关推荐

地理信息系统试题及答案

　　在日常学习、工作生活中，我们都可能会接触到试题，借助试题可以检测考试者对某方面知识或技能的掌握程度。什么样的试题才是好试题呢？下面是小编收集整理的地理信息系统试题及答案，仅供参考，希望能够帮助到大家。

地理信息系统试题及答案

　　地理信息系统试题 1

　　一、名词解释

　　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改变而改变。

　　二、简答题

　　1、地理信息系统的组成。

　　一个完整的 GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据(或空间数据)和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统(软件和硬件)，空间数据反映 GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

　　(1)计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是 GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。

　　(2)计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于 GIS 应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。

　　(3)系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。

　　(4)空间数据：它是由系统的建立者输入 GIS ，是系统程序作用的对象，是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。

　　2、简述栅格数据及其主要编码方式。

　　栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。

　　栅格数据的主要编码方式包括：

　　(1)直接栅格编码：这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行(或逐列)逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。

　　(2)压缩编码方法：目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。 a)链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据。

　　b)游程长度编码：栅格图像常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取

　　某种方法压缩那些重复的记录内容。一种编码方案是，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的代码重复的个数;另一种方案是逐个记录各行(或列)代码发生变化的位置和相应代码， c)块码：块码是游程长度编码扩展到二维的情况，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，数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单位的代码组成。

　　d )四叉树：又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止。

　　3、格网 DEM 分析的主要应用。

　　(1)地形曲面拟合：DEM 最基础的应用是求 DEM 范围内任意点的高程，在此基础上进行地形属性分析。由于已知有限个格网点的高程，可以利用这些格网点高程拟合一个地形曲面，推求区域内任意点的高程。

　　(2)立体透视图：绘制透视立体图是 DEM 的一个极其重要的应用。透视立体图能更好地反映地形的立体形态，非常直观。人们可以根据不同的需要，对于同一个地形形态作各种不同的立体显示，更好地研究地形的空间形态。

　　(3)通视分析：通视分析有着广泛的应用背景。典型的例子是观察哨所的设定、森林中火灾监测点的设定、无线发射塔的设定等。通视问题可以分为五类：a)已知一个或一组观察点，找出某一地形的可见区域;b)欲观察到某一区域的全部地形表面，计算最少观察点数量;c)在观察点数量一定的前提下，计算能获得的最大观察区域;d)以最小代价建造观察塔，要求全部区域可见;e)在给定建造代价的前提下，求最大可见区。根据问题输出维数的不同，通视可分为点的通视，线的通视和面的通视。

　　(4)流域特征地貌提取与地形自动分割：是进行流域空间模拟的基础技术。主要包括两个方面：a)流域地貌形态结构定义，定义能反映流域结构的特征地貌，建立格网 DEM 对应的微地貌特征;b)特征地貌自动提取和地形自动分割算法。

　　(5)计算地形属性：DEM 派生的地形属性数据可以分为单要素属性和复合属性二种。前者可由高程数据直接计算得到，如坡度因子，坡向。后者是由几个单要素属性按一定关系组合成的复合指标，用于描述某种过程的空间变化，这种组合关系通常是经验关系，也可以使用简化的自然过程机理模型。

　　三、分析题(每题 20 分，共 40 分)

　　1、论述点、线、多边形数据之间的叠加分析的内容和方法。

　　(1)点与多边形叠加

　　点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形，如果有多个点分布在一个多边形内的情形时，则要采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和等信息叠加到多边形上。通过点与多边形叠加，可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性信息。通常不直接产生新数据层面，只是把属性信息叠加到原图层中，然后通过属性查询间接获得点与多边形叠加的需要信息。例如一个中国政区图(多边形)和一个全国矿产分布图(点)，二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少种矿产，产量有多少;而且可以查询，指定类型的矿产在哪些省里有分布等信息。

　　(2)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线与多边形的交点，只要相交，就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。叠加的结果产生了一个新的数据层面，每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层，同时产生一个相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。根据叠加的结果可以确定每条弧段

　　落在哪个多边形内，可以查询指定多边形内指定线穿过的长度。如果线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等;如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。

　　(3)多边形叠加

　　多边形叠加是 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。叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。几何求交过程首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋一多边形唯一标识码，同时生成一个与新多边形对象一一对应的属性表。多边形叠加结果通常把一个多边形分割成多个多边形，属性分配过程最典型的方法是将输入图层对象的属性拷贝到新对象的属性表中，或把输入图层对象的标识作为外键，直接关联到输入图层的属性表。这种属性分配方法的理论假设是多边形对象内属性是均质的，将它们分割后，属性不变。也可以结合多种统计方法为新多边形赋属性值。多边形叠加完成后，根据新图层的属性表可以查询原图层的属性信息，新生成的图层和其它图层一样可以进行各种空间分析和查询操作。根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般的 GIS 软件都提供了三种类型的多边形叠加操作：并、叠和、交。

　　地理信息系统试题2

　　地理信息系统：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。

　　信息特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

　　记录信息手段：数字、文字、符号、声音、图像。

　　数据：指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象，在计算机环境中数据是描述实体或现象的唯一工具。

　　世界上第一个GIS：1963年由加拿大测量学家提出并建立的，称作加拿大地理信息系统。

　　GIS的组成：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据、应用分析模型、系统开发管理和使用人员。

　　GIS应用：资源清查、城乡规划、灾害监测、土地调查、环境管理、城市网管、作战指挥、宏观决策、城市公共服务、交通、导航、电子政务。

　　像素：将工作区域的平面表象按一定分解力做行和列的规则划分，使形成许多网格，每个网格单元称像素。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。栅格中的每个像元是栅格数据中最基本的信息单元，其坐标位置可用行号和列号确定。

　　层：在栅格数据结构中，物体的空间位置就用期在笛卡儿平面网格中的行号和列号坐标表示，物体的属性用像元表示，每个像元在一个网格中只能取值一次，同一像元表示多重属性的事物就要用多个迪卡儿平面网格，每个迪卡儿平面网格表示一种属性或同一属性的不同特征，这种平面称为层。

　　栅格数据取值方法：中心归属法；每个栅格单元的值以网格中心对应的面域属性值来确定。长度占优法；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；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。

　　拓扑关系：指网结构元素节点，弧段，面域之间的空间关系；有三种：拓扑邻接；指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。拓扑关联；存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系。拓扑包含；存在于空间图形的同类但不同级的元素之间的拓扑关系。

　　中国大地坐标系；1954年北京坐标系，1980年国家大地坐标系。

　　高程系：高程分绝对高程和相对高程，绝对高程指由高程基准面算起的地面点的垂直高度；地面点间的高程差称为相对高程。高程基准面是根据验潮站所确定的多年平均海水面而确定的。有1956年黄海高程系；1985年国家高程基准。

　　地图投影：指建立地球椭球表面（或球体表面）与地图平面之间点与点或线与线之间的一一对应关系。

　　GIS的数据来源：地图数据、遥感图像、数据测量、数字资料、文字报告。

　　数据输入：是对GIS所管理、处理的数据进行必要的编码和写入数据库的操作过程。

　　空间数据输入方法：手工输入；直接手动输入数据。手扶跟踪数字化仪输入。自动扫描数字化仪输入。解析测图仪：利用航空或航天影像建立空间立体模型，直接测得地面三维坐标，并直接输入计算机形成空间数据。

　　地图数字化：将各种图形信号离散成计算机所能识别和处理的数字信号的过程。

　　图形数据类型包括：各种地图、航天航空相片、遥感数据、点采样数据等。

　　数据模型：是描述数据内容和数据之间联系的工具，是衡量数据库能力强弱的标志之一，有传统数据模型和面向对象模型。

　　传统数据模型包括：层次模型、网络模型和关系模型。

　　缓冲分析：就是在点、线、面实体（缓冲目标）周围建立一定宽度范围的多边形。任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。

　　数字高程模型（DEM）：是以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的数字模型，也是地形形状大小和起伏的数字描述。

　　规则矩形格网（GRID）：DEM最普遍的形式，又叫做高程矩阵。以栅格数据为基础的GIS中高程矩阵已成为DEM的通用形式。

　　高程矩阵优缺点：有利于计算等高线、坡度、坡向、山地阴影、自动描绘流域轮廓等。缺点：在地形简单的地区存在大量冗余数据。如不改变网格大小，无法适用于起伏复杂程度不同的地区。对于某些特种计算如视线计算，过分依赖格网轴线。

　　不规则三角网（TIN）：由不规则分布的数据点连成的三角网组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点或称节点的密度和位置。

　　TIN优缺点：能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，因而能克服地形起伏不大的地区产生数据冗余的问题，利用它来绘制三维立体图具有较好的显示效果，对于某些类型运算，他比建立在数字等高线基础上的系统更有效。同时还能按地形特征点如山脊、山谷及其他重要地形特征获得DEM数据。能够较好地表示复杂地形，缺点是数据结构复杂，不便于规范化管理，难以与矢量和栅格数据进行联合分析。而且由于三角网是不规则的，计算每一点高程值的实时性不如规则网格模型。

　　空间分析步骤：建立分析的目的和目标。准备空间操作的数据。进行空间分析操作。准备表格分析的数据。进行表格分析。结果的评价与解释。如有必要，改价分析。产生最终的结果图和表格报告。

　　矢量系统的叠加分析：多边形对多边形（合并、相交、相减、判别等）。线对多边形（相交、判别、相减等）。点对多边形（同线）。多边形对点。点对线。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

　　一个伐木公司的决策

　　分析前准备

　　1.背景信息

　　一个伐木公司获准在某一地区进行采伐，但许可证中同时对这家公司的采伐范围给出一些限制。

　　该公司准备利用GIS作为工具设计最好的采伐地点。同时想计算出他们将从采伐过程中可获取的总收入。每采伐100平方米松树林可得到100美元的纯收入，而每采伐100平方米的橡树林可获得200美元的纯收入。

　　2.目的任务

　　我们将使用下列数字化地图，以GIS为工具，按照既定的一些规则确定公司可以进行采伐的区域。

　　a.河流线文件；b.道路线文件；c.墓地点文件；d.湖泊和海域多边形文件；e.等高线线矢量文件；f.等高线多边形文件；g.林区覆盖ASCII格式文件。

　　3.许可约束条件

　　（1）不得砍伐墓地周围10km以内的树木；