2023年地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用試卷評分標準及答案

２０２3-2023學(xué)年第一學(xué)期資環(huán)、地信２02３級《地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用》課程試卷Ｃ評分標準及答案一、選擇題(１５分,1分／題，共15題，將答案填寫在下表的相應(yīng)位置）123４5６７89１0ACCBDBＡＡＣＣ1１121３141５CＡABA二、填空題（17分，1分/空）1.【空間相關(guān)性,空間多樣性】2．【計算機硬件系統(tǒng),空間數(shù)據(jù)】3.【地球自然表面,地球橢球面】4.【空間位置特性,時間特性】5．【場模型,網(wǎng)絡(luò)模型】６.【衛(wèi)星,用戶】７．【中心點，運算方式】8.【矢量繪圖，打印輸出】9．【地理相關(guān)法】三、名詞解釋(18分,3分／題）1.地理信息系統(tǒng)（1)地理信息系統(tǒng)簡稱為GIS(GeｏgraphｉcａlＩnｆｏrmatｉｏnＳyｓteｍ)。不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對GIS的理解不同，目前沒有完全統(tǒng)一的被普遍接受的定義(1分）；(2）它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(涉及大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。(2分)２.矢量電子地圖解答:當紙地圖通過計算機圖形圖像系統(tǒng)光—電轉(zhuǎn)換量化為點陣數(shù)字圖像，經(jīng)圖像解決和曲線矢量化,或者直接進行手扶跟蹤數(shù)字化后,生成可認為地理信息系統(tǒng)顯示、修改、標注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數(shù)據(jù)文獻。3.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指適合于計算機系統(tǒng)存儲、管理和解決的地學(xué)圖形的邏輯結(jié)構(gòu)，是地理實體的空間排列方式和互相關(guān)系的抽象描述。4．ＤEM與ＤTM（1）DＴM即數(shù)字地形模型是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達，是帶有空間位置特性和地形屬性特性的數(shù)字描述(１分）；(2）DＥＭ即數(shù)字高程模型，它是地面高程的數(shù)字表達,由一系列地面點的x，y位置及其相聯(lián)系的高程ｚ所組成。它以某一地理范圍內(nèi)的地形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過一定的數(shù)學(xué)變換，將某一地理范圍內(nèi)的地形地物以三維空間的形式表達在一個二維的畫面上,以離散分布的平面點來模擬分布的地形，它是ＤTＭ中最基本的部分(1分）；（３)數(shù)字地形模型(DTM)中地形屬性為高程時稱為數(shù)字高程模型(DEM)。（１分）5．空間數(shù)據(jù)插值對一組已知空間數(shù)據(jù)(離散點或分區(qū)數(shù)據(jù))，從這些數(shù)據(jù)中找到一個函數(shù)關(guān)系式,使該關(guān)系式能最佳地逼近已知的空間數(shù)據(jù)，并能根據(jù)該函數(shù)關(guān)系式推求出區(qū)域范圍內(nèi)其它任意點或任意分區(qū)的值。6.３S集成“3S”集成技術(shù)就是將遙感技術(shù)與全球定位技術(shù)作為快速獲取和更新地理信息的手段,將地理信息系統(tǒng)作為存貯、管理和分析空間信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)平臺，以這三項技術(shù)和技術(shù)系統(tǒng)為核心而形成的技術(shù)體系(2分)。從更廣義和更深層的意義來理解這種新的技術(shù)體系的話,則它代表了用各種現(xiàn)代化方法來采集、量測、分析、存貯、管理、顯示、傳播和應(yīng)用與地理和空間分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的一種綜合和集成的技術(shù)體系。（1分)四、問答題（28分,7分／題）１.空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系重要包含哪幾類?建立拓撲關(guān)系有何應(yīng)用價值?解答:空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系重要涉及:拓撲鄰接指存在于空間圖形的同類元素之間的拓撲關(guān)系;拓撲關(guān)聯(lián)指存在于空間圖形的不同元素之間的拓撲關(guān)系；拓撲包含指存在于空間圖形的同類，但不同級的元素之間的拓撲關(guān)系（3分）。意義:(1）根據(jù)拓撲關(guān)系,不需要運用坐標或距離，可以擬定一種地理實體相對于另一種地理實體的空間位置關(guān)系。(2)運用拓撲數(shù)據(jù)有助于空間要素的查詢。（３)可以運用拓撲數(shù)據(jù)作為工具,重建地理實體。例如建立封閉多邊形等。(4分,規(guī)定有簡樸分析）２.試簡要分析地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題。解答：（1）地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題：地圖數(shù)據(jù)是現(xiàn)有地圖通過數(shù)字化或掃描解決后生成的數(shù)據(jù)。在其質(zhì)量問題中重要有地圖固有的誤差、圖紙變形產(chǎn)生的誤差和圖形數(shù)字化誤差三種。①地圖固有的誤差:指用于數(shù)字化的地圖自身所帶有的誤差,涉及控制點誤差、投影誤差等。由于這些誤差間的關(guān)系很難擬定，所以很難對其綜合誤差做出準確評價。②圖紙材料變形產(chǎn)生的誤差:這類誤差是由于圖紙的大小受濕度和溫度變化的影響而產(chǎn)生的。③圖形數(shù)字化誤差。(４分)（2）遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題:一部分來自遙感儀器的觀測過程,一部分來自遙感圖像解決和解譯過程。①遙感觀測過程自身存在著精確度和準確度的限制，這一過程產(chǎn)生的誤差重要表現(xiàn)為空間分辨率、幾何畸變和輻射誤差，這些誤差將影響遙感數(shù)據(jù)的位置和屬性精度。②遙感圖像解決和解譯過程，重要產(chǎn)生空間位置和屬性方面的誤差。(2分）（3)測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題:測量數(shù)據(jù)重要指使用大地測量、GPS、城市測量、攝影測量和其他一些測量方法直接量測所得到的測量對象的空間位置信息。這部分數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，重要是空間數(shù)據(jù)的位置誤差。(1分)3．什么叫緩沖區(qū)？簡要分析緩沖區(qū)分析與緩沖區(qū)查詢的區(qū)別。解答:（1)緩沖區(qū)即地理空間目的的一種影響范圍或服務(wù)范圍。亦是指在點、線、面實體的周邊，自動建立的一定寬度的多邊形。（２分）(２)緩沖區(qū)查詢不對原有圖形進行切割,只是根據(jù)用戶需要給定一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離,從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形,再根據(jù)多邊形檢索原理,檢索出該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。（２.５分）(3)緩沖區(qū)分析是對一組或一類地物按緩沖的距離條件，建立緩沖區(qū)多邊形圖，然后將這一個圖層與需要進行緩沖區(qū)分析的圖層進行疊置分析,得到所需要的結(jié)果。（2.5分)4.什么叫數(shù)字地球？試分析數(shù)字地球產(chǎn)生的背景。解答:（１）數(shù)字地球（ＴheDiｇiｔalＥarth，DＥ)的概念最早出現(xiàn)于199７年下半年,１998年戈爾在一次演講中將數(shù)字地球正式提了出來;數(shù)字地球的基本概念,可以歸納為以下三個方面:a.數(shù)字地球是指數(shù)字化的三維顯示的虛擬地球,或指信息化的地球，涉及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的地球技術(shù)系統(tǒng)；b．實行數(shù)字地球計劃,需要有政府、公司和學(xué)術(shù)界的共同合力參與。實行數(shù)字地球計劃是社會的行為，需要全社會的關(guān)心和支持；c.數(shù)字地球是一次新的技術(shù)革命,將改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式，進一步促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推動社會經(jīng)濟的進步(3分）。(２）數(shù)字地球的提出是建立在人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果的基礎(chǔ)上，有其深刻的科學(xué)、社會和經(jīng)濟背景。①科學(xué)背景：數(shù)字地球的科學(xué)背景,涉及地理信息科學(xué)，地球信息科學(xué)等一系列學(xué)科,這些學(xué)科的發(fā)展,為數(shù)字地球的產(chǎn)生打下了理論基礎(chǔ);對地觀測系統(tǒng)以及計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為數(shù)字地球提供了技術(shù)支持;全球變化和可連續(xù)發(fā)展的研究對數(shù)字地球的出現(xiàn)起到了推動作用。②社會背景:信息時代產(chǎn)生了信息社會、數(shù)字生存與數(shù)字經(jīng)濟，在全球化與地球村的背景下，社會對于全球信息的規(guī)定更加迫切。社會對全球信息的迫切需求為數(shù)字地球的誕生起到了催化作用。③經(jīng)濟背景：美國提出數(shù)字地球這一戰(zhàn)略思想,從經(jīng)濟的角度來看,重要是為了復(fù)蘇美國經(jīng)濟,刺激國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展。美國近年來經(jīng)濟連續(xù)增長、失業(yè)率下降得益于信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美國政府要通過數(shù)字地球繼續(xù)把持信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的制高點，推動經(jīng)濟發(fā)展。（4分，不需要具體介紹，但必須有標題出現(xiàn)）五、綜合題（22分,共2題)1.設(shè)某項應(yīng)用為停車場選址，規(guī)定停車場必須在高速公路附近，但又必須距離高速公路一些距離,以免去噪音或其他干擾;停車場必須沿天然的小河流建造；為使停車場的可運用面積最大，停車場的選址必須盡也許避免沿河的沼澤地。請試以ＧIS方法，設(shè)計該項地址選擇的方法環(huán)節(jié)。解答:（1）明確分析的目的和標準。分析的目的是為停車場建造選擇最佳的位置;分析的標準是建設(shè)位置需要考慮距離高速公路的遠近、鄰近天然的小河流、土地運用類型不能是沼澤地等。（２分)（２）準備進行分析的數(shù)據(jù)。本實例中涉及的數(shù)據(jù)重要涉及:土地運用現(xiàn)狀圖、包具有高速公路的交通圖、河流水系圖等。(２分）(３)進行空間操作。相關(guān)的空間操作重要涉及:①運用交通圖中的高速公路進行緩沖區(qū)分析，得到滿足距離高速公路遠近的多邊形區(qū)域（A）;②運用河流水系圖中天然的小河流進行緩沖區(qū)分析,可得到滿足鄰近河流條件的多邊形區(qū)域(B);③將得到的兩個多邊形圖層(A+B)進行空間疊合相交分析,得到滿足上述兩個條件的新多邊形區(qū)域（Ｃ)；④將得到的新多邊形(C)與土地現(xiàn)狀運用圖多邊形圖層進行疊合分析，得到一個新的多邊形（D)，該多邊形具有土地運用類型屬性同時又滿足鄰近高速公路和天然河流的條件;⑤在D多邊形中進行條件組合查詢，查詢得到不是沼澤地的多邊形地塊。(5分)(４)將查詢選擇得到的地塊及相關(guān)信息以地圖和表格形式打印輸出。(2分)2．有一柵格數(shù)據(jù)文獻按行方向由左到右、自上而下直接?xùn)鸥窬幋a表達為:0，5，9，９;5，9,９，9;0，5,5,5；０,６,0,５。分析并回答下列問題。①表達點狀地物的代碼是幾？(1分）②假設(shè)方向代碼分別表達為:東=0，東北=１,北＝2，西北=３,西＝4，西南＝５，南＝6，東南=7。寫出線狀地物的鏈式編碼。（2分)③按列方向?qū)懗鲆环N游程編碼方案。（2分)④按行方向?qū)懗鰤K碼編碼方案。（２分）⑤按四叉樹分解最多能分解幾次?最大層數(shù)為多少？（規(guī)定畫圖）(4分)解答：①表達點狀地物的代碼是6；②線狀地物的代碼為5,則按照給定的方向代碼可以得到線狀地物的鏈式編碼為:1,2,5，７，０，0,6③按行方向?qū)懗鲆环N游程編碼方案。１.代碼，個數(shù),代碼，個數(shù)……（只寫出其中的一行也可以得分）0,1,5,1，9，25,1，9，30，1,5，30,1，6,1,0,1，5,1或2.代碼，位置，代碼,位置……0,1，5，3,9,4５,1,9，４0,1，5,40,１,6，2,0，3,5,4④按行方向?qū)懗鰤K碼編碼方