简答题

1、GIS 的基本构成是什么？

完整的GIS 包括计算机硬件系统，计算机软件系统，网络空间数据和系统管理和应用人员。其核心部分是计算机硬件系统，空间数据反映了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。

2、简述地图投影的分类？

⑴按地图投影的构成方法可分为：

①几何投影：

i 按辅助投影面的类型划分：

方位投影、圆柱投影、圆锥投影

ii 按投影面与地球自转轴间的方位关系划分为：

正轴投影、横轴投影、斜轴投影

iii 按投影面与地球的位置关系划分：

割投影、切投影

②非几何投影：

伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影

⑵按投影变形性质划分：

等角投影、等面积投影、任意投影、等距投影

3、简要介绍地理编码的过程。

在进行地理编码前要准备好含地址属性的要素图层和含地址字段的表格数据，这里的地址是由数字、名称、类型、方向等元素构成。

1）先对含地址记录的数据库和带有地址属性的要素图层进行比较。

2）如果找到一个匹配，被匹配的地理要素的地理坐标就被分配给含相应地址的表格数据记录，并在地址信息和被匹配的地理要素之间建立连接。

3）当对表格数据进行地理编码后，就可以对表格数据进行空间定位查询和分析。

4、简述ARC/INFO的数据模型。

ARC /INFO 采用一种混合数据模型定义和管理地理数据。其中的空间数据使用拓扑数据模型来表示，而属性数据则使用关系数据模型。在ARC /INFO 中，“ARC ”是指用于定义地物空间位置和关系的拓扑数据结构，“INFO ”是指用于定义地物属性的表格数据结构。“ARC /INFO ”则是两种混合数据模型及其处理过程的关系。

ARC /INFO 以coverage 作为矢量数字地图的基本存贮单元，每个coverage 一般只描述一种类型的地理要素，地理要素以点、线和多边形的形式来贮存。

ARC /INFO 用弧段、节点、标识点和多边形四种主要要素来表示地图上的点、线、面。

5、简述基于线性四叉树的矢量-栅格一体化数据结构。

基于线性的一体化数据结构是利用细分栅格网的方法，来提高点、线数据的表达精度。基本栅格网和细分栅格网都采用四叉树的编码方法，即将采样点和线性目标与基本栅格网的交点用两个十进制的Morton 码表示，简称M 码。M1表示该点所在的基本栅格网的地址码，M2表示该点对应的细分栅格网的Morton 码，即将一个(X,Y)坐标转换成两个Morton 码。

6、地理实体对象有哪些几何元素组成？

本书：地理实体的空间特征首先可以抽象为点、线、面、体四种基本类型。

网：地理实体通常分为点状实体、线状实体、面状实体和体状实体，复杂的地理实体由这些类型的实体组成。

点：是对点状地物或可以用点来表示的地物的描述。其中，线的起点、终点和交点我们称之为节点，而线的中间点我们称为顶点。

线：是对线状地物或地物的运动轨迹的全部或部分的描述。点和线都可以有方向，两个节点之间的线又称为弧。

面：是对面状地理实体的表示，它由一条或一条以上首尾相连的线组成。复杂多边形内可以有“洞”若干具有公共属性的多边形组成区域。

体：体是对空间三维实体或多面体的表示，由若干面或曲面组成，内含“洞”的体是复杂的体。

复杂的地理实体由这些类型的实体构成。

7、简要介绍地理实体的拓补关系。

地理实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在邻接、关联和包含等空间相互关系特征，由于描述地理实体的这种关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以又成为拓扑关系。

（1）拓扑邻接：指空间图形中同类元素之间的拓扑关系。

（2）拓扑关联：指空间图形中不同元素之间的拓扑关系。

（3）拓扑包含：指空间图形中不同等级元素之间的拓扑关系。

另外，点在线上或点在多边形内的关系也属于包含关系。含有拓扑关系的空间数据有利于GIS 的拓扑查询和空间分析。

8、简述由栅格数据结构向矢量数据结构转换的方法步骤。

（1）多边形边界提取：采用高通滤波将栅格图像二值化或以特殊值标识边界点。

（2）边界线追踪：对每个边界弧段由一个节点向另一个节点搜索，直到连成边界弧段。

（3）拓扑关系生成：对于矢量表示的边界弧段数据，判断其与原图上各多边形的空间关系以形成完整的拓扑结构。

（4）去除冗余节点及曲线圆滑：由于边界线或弧段是在对栅格的逐点跟踪过程中生成的，当边界为直线或近似直线时，会造成大量冗余节点，必须去除由此造成的冗余节点并对曲线进行圆滑处理。

9、常用的GIS 空间分析技术有哪些？

常用的GIS 空间分析技术包括叠置分析、缓冲区分析、窗口分析和网络分析。

（1）叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息的方法之一。叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生的一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的、基准面相同的、同一区域的数据。

（2）缓冲区分析：是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围的缓冲区多边形实体。从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。

（3）窗口分析是对栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定

分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效水平方向的扩展分析。

（4）网络分析是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的一种方法。

10、栅格数据与矢量数据的优缺点。

矢量优点：①便于面向对象（如土壤类，土地利用单元等）；

②结构紧凑，冗余度低，便于描述线或边界；

③利于网络检索分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效； ④图形显示效果好，精度高。

矢量缺点：①数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化、规范化，数据交换困难； ②多边形叠置分析困难，没有栅格有效表达空间变化能力差；

③不能像数字图像那样做增强处理；

④软硬件技术要求高，显示与绘画成本较高。

栅格数据优点: ①结构简单，易于数据交换；

②叠置分析和地理现象模拟较易，能有效表达空间可变形；

③利于与遥感数据的匹配应用和分析，便于图像处理；

④输出快速，成本低廉。

栅格数据缺点：①现象识别效果不如矢量方法，难于表达拓扑；

②图形数据量大，数据结构不严谨不紧凑，常需用压缩技术解决该问题； ③投影转换困难；

④图形质量较低，输出不美观，线条有锯齿，需增加栅格数据来克服，但会增加数据文件。