东理地信08年真题

东华理工大学 2008年硕士生入学考试初试试题 <<地理信息系统原理>> 一、 名词解释: 1、 地理信息系统：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球面（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、 元数据：关于数据变化的描述，是关于数据的数据。 3、 空间实体：地理空间中不可再分的最小单元,它不仅反映事物和现象的本质,而且反应它们在地理空间中的位置、分布状况和它们之间的关系。 二、 填空题 4、 地理信息系统的数据采集方法： 野外数据采集、地图数字化、摄影测量、遥感图象处理、属性数据获取、空间数据转换。 5、 地理信息系统的数据来源：基础制图数据、自然资源数据、调查统计数据、数字高程数据、法律文档数据、已有系统数据。 6、 空间数据的误差来源有：数据搜集、数据输入、数据存储、数据处理、数据输出、数据使用。 7、 空间数据的特征有：空间特征、非结构化特征、空间关系特征、分类编码特征、海量数据特征。 8、 地理信息系统空间分析的功能：空间查询、叠置分析、网络分析、缓冲区分析、三维空间分析、空间统计分析。 三、 简述地理信息系统的组成，并从硬件、软件两个方面分析地理信息系统的构成。 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。 四、什么是矢量数据结构，它有几种数据组织方法？试用拓扑数据结构对以下矢量图进行描述。 基于实体的数据结构，它通过记录空间对象的坐标及空间关系表达对象的位置。 全显示表达和半隐含表达。 五、空间数据的索引有哪些方式，比较各种方法的优缺点。 1、对象范围索引：在记录每个空间对象的坐标时，记录每一个空间对象的最大、最小坐标。缺点：需要对整个数据文件内的空间对象进行检索，只有这些对象可以直接判别给以排除。 2、格网索引：将工作区按照一定的规则划分成网格，然后记录每个格网内所包含的空间对象。缺点：若需要表格化，则需要使用串行指针将多个空间目标联系到一个格网内。 3、四叉树空间索引：先采用Morton编码，然后根据空间对象覆盖的范围进行线性四叉树分割。优点：建立了Peano keys 与空间目标的索引关系，当进行空间检索时，根据Peano keys和边长就可以检索得到某一范围内的空间对象。 4、R树和R+树索引：设置虚拟矩形作为空间索引，包含所包含对象的指针，每个矩形可以包含多个空间对象。R树优点：矩形间尽可能少重叠。R+树优点：允许虚拟矩形相互重叠，并允许一个空间目标被多个矩形所包含。 5、cell树空间索引：它在空间划分时不再采用矩形作为划分的基本单位，而是采取凸多边形来划分的基本单位，这样子空间不在相互覆盖。优点：cell树的磁盘访问次数比R树和R+树少，而磁盘访问次数是影响空间索引性能的关键，故cell树是比较优秀的空间索引方法。 六、简述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、简述什么是四叉树结构，采用十进制Morton码分别用线性四叉树和二维行程编码表示下列数据。 四叉树结构：是一种表示地图格网值的一种方法。它的划分为：先将一幅图等分为四个部分，检查各自的格网值，若某区内值相同则不再分，不同则将格网四等分，依次类推进行递归分割，直至每格都有相同的属性值。     Morton码 格网值   线性四叉树表 A A A B   1 0   1 0 A A A A   2 0   5 0 B B B B   3 0   6 1 B B A A   4 0   7 0 A-0、B-1   5 0   8 0   6 1   9 1 1 2 5 6   7 0   13 1 3 4 7 8   8 0   14 1 9 10 13 14   9 1   15 0 11 12 15 16   10 1               11 1             12 1   二维行程编码表           13 1   1 0           14 1   6 1           15 0   7 0           16 0   9 1                 15 0                     八、矢量格式向栅格格式转换的方法有哪些？介绍边界代数的原理、特点并举例说明。 1.内部点扩散算法； 2.复数积分算法； 3.射线算法； 4.扫描算法； 5.边界代数算法； 它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。若多边形编号为a，初始化的栅格阵列各栅格值为零，以栅格行列为参考坐标轴，由多边形边界上某点开始顺时针搜索边界线，当边界上行时，位于该边界左侧的具有相同行坐标的所有栅格被减去a；当边界下行时，该边界左边所有栅格点加一个值a，边界搜索完毕则完成了多边形的转换。 九、  简述地理信息系统的发展趋势。 GIS正朝着一个化的、网络化的、分布式的、可运行的全球GIS发展。 1）、与计算机信息技术的融合，地理信息系统的标准化 随着计算机软硬件技术和通信技术的高速发展，GIS技术也得到了迅速的发展和更广泛应用，并与主流IT技术融合，成为信息技术发展的一个新方向。标准化的真正实现将使人们能在一个共同理解基础上共享信息和资源。 2）、万维网地理信息系统 基于Internet平台、客户端应用软件采用互联网协议运行在万维网上的地理信息系统。它是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，其核心是在地理信息系统中加载Http和TCP／IP标准的应用体系。 3）、时空地理信息系统 地理信息系统除具有空间特性外，还有时间特性。在许多应用领域如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用。 4）、移动地理信息系统 它将无线通信技术和Internet结合起来，通过提供通用平台把HTML的语言信息转化为WML(Wireless arkup language)描述的信息显示在移动屏幕上。Mobile GIS是当前GIS的另一热点，是GIS从办公室走向野外移动作业环境的重要发展方向。 5）、组件式地理信息系统 组件式GIS是GIS技术与COM技术的结合，是一种面向对象技术和构件式技术的GIS软件。 6）、3D地理信息系统 作为“数字地球”的基础核心技术，3DGIS已经成为GIS理论和应用研究的热点问题。 7）、地理信息系统建模系统 GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策。这种GIS系统又称为地理信息建模系统。 发展态势：（从以下几方面论述） （1）GIS已成为一门综合性技术 GIS已经成为IT产业的重要组成部分；GIS与GPS、RS即 “3S”集成系统，而且与CAD、多媒体、通信、因特网、OA、VR等多种技术相结合，构成综合的信息技术。 GIS成为一门综合技术的另一显著标志是其自身和支持功能的不断完善，体现在：GIS信息共享措施的建立；多源数据无缝集成和融合技术；开放式GIS的构建；GIS空间模型及体系的建立等。 （2）GIS产业化的发展势头强劲 由于GIS是一项21世纪信息时代，关系国家综合竞争实力的高新技术，因此GIS及其产业化的发展日益受到各国普遍关注。90年代全球GIS产业以每年15% - 40%的速度增长，成为信息产业中市场前景十分广阔又相对独立的新兴产业。 （3）GIS网络化已构成当今社会的热点 因特网的迅速发展为GIS技术发展提供一次良机，Web以HTTP（超文本传输协议）为信息通信协议，采用B/S结构，采用先进网络技术。方便在网上进行地理空间分析、查询、预测、推理等。极大拓展GIS的功能。  （4）地理信息科学( Geoinformatics )的产生和发展 随着研究的深入，地理信息科学概念逐渐形成，Goodchild在1992年提出它的定义： 地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对地理信息系统操作的影响、GIS的社会实践等。 地理信息科学的提出是GIS技术及其应用发展到一个相当水平后的必然，但它作为一个新兴的分支学科，其科学理论和方法还处于初级阶段，学科体系尚未健全，它有三部分构成：地球信息机理是其研究主体，地理信息技术是其研究手段，全球变化与区域可持续发展是其主要研究领域。