地理信息系统教程与地理信息系统概论课后题

地理信息系统概论 第一章

1:什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？

答：geographicalhical information system，它是一种特定的十分重要的空间信息系统，是在计算机软硬件支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，以便解决复杂的规划和管理问题。 GIS脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。但是，地理信息系统与这些学科和系统之间既有联系又有区别。

（1） GIS与机助制图（数字地图）系统

机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理，主要功能是强调空间数据的处理、显示和表达，有些数字制图系统包含空间查询功能。地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

（2）GIS与DBMS(数据库管理系统)

数据库管理系统不仅是一般数据管理系统，而且通常也是地理信息系统中属性数据管理的基础软件。GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。因此，GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多得多。 （3）GIS与CAD系统 二者都有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也都能处理非图形属性数据。区别在于CAD系统处理的多为规则几何图形及其组合图形功能较强，属性库功能弱，缺乏分析和判断能力，而GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标,图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作频繁，具有专业化的特征且CAD多在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力不如GIS。 （4）GIS 与遥感图像处理的系统

遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件，强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，是GIS的重要信息源，遥感数据经过遥感图像处理系统处理之后，或是进入GIS系统作为背景影像，或是与经过分类的专题信息系统一道协同进行GIS与遥感的集成分析。这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2：地理信息系统有哪几部分组成？它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较其异同点。 GIS 主要有以下五部分：

（1）系统硬件：用以存储、处理、传输和显示地理信息系统或空间数据。

（2）系统软件：是系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和数据输出等。

（3）空间数据：地理信息系统的操作对象，它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。

（4）应用人员：GIS应用人员包括系统开发人员和GIS的最终用户，他们的业务素质和专业知识是GIS 工程及其应用成败的关键。

（5）应用模型：GIS 应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案，其构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素，是GIS技术产生社会经济效益的关

键所在，也是GIS 生命力的重要保证。 其基本功能有: 1 数据采集与编辑 2 数据存储与管理 3 数据处理和变换 4 空间分析和统计 5 产品制作与显示 6 二次开发和编程

3：地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么？

地理信息系统的分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出结果，这些规律和参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型或者风力强度计算模型等，但应用模型很多是专业领域的模型，其表现可以是参数表格，也可以是图表或者计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标相联系并且需要特殊的可视化效果的信息分析与表达，因此要构建适合于地理信息分析和表达的应用模型就要把如气象、农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息相连接的模型用于应用分析。 举个例子：

用宗地图和房地产统计数据作分析可以得到各地块的房地产总价均价等，但房价与地块之间的关系要做成一个应用模型，其中就涉及地理位置、房产市场行情、人口数量与构成、收入统计等这类因素，会有各类计算公式，就很复杂了。

4根据你的理解，阐述地理信息系统相关学科及关联技术，并就地理信息系统理论的建立和发展问题，发表你的意见和观点

5地理信息系统可用于哪些领域？根据你的了解论述地理信息系统的应用和发展前景。 6你对地理信息系统社会化的发展趋势是怎么理解的？ 7论述地理信息系统的几个主要发展阶段，它们的标志性进展及其对地理信息系统发展的影响。

8给出“Geomatics”一次的定义。如何理解“Geo”和“matics”的含义？“Geomatics”的出现有什么意义？ 第二章

9通过实例说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方式。

10简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理的和空间分析有何重要意义？ 11试比较矢量和栅格数据结构各有什么特征。

12请简述平面控制网和高程控制网在GIS中的作用。

13什么是4D数据？它们和矢量和栅格数据之间具有什么联系？ 14什么是游程编码？游程编码的压缩效果与哪些因素有关？

15什么是栅格四叉树结构？请比较常规四叉树与线性四叉树的区别。 16什么是TIN？Grid和TIN在表达曲面数据的时候各有什么特点？ 第三章

17比较空间内插的移动拟合法，局部函数和按距离加权等。如下图所示，试用一次多项式拟合法和按距离加权法分别求取A点的高程，并比较其结果。

18讨论在空间数据坐标变换中，选择控制点数量及分布的判断标准。 19试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。 20请举几例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法。

21除本章所诉的空间数据结构转换方法外，你还了解其他哪些方法？比较它们的优缺点和转换的场合。

22试述GIS空间拓扑关系编辑的功能及具体的编辑算法。 23请简述仿射变换的原理及其误差纠正的方法。 24请简述地图投影的分类及作用。 第四章

25空间数据库的概念及其组成部分有哪些？ 26空间数据库的设计有哪些主要的步骤和内容？

27语义数据模型中的实体—联系模型的图示中有哪些基本元素？

28什么是关系数据模型？其中的基本概念，如元组、域、属性、关键字、关系模式、关系数据库、关系完整性等的含义分别是什么？

29在关系数据模型中，函数依赖和范式的含义是什么？对下列关系模式

ARC(ARC#,START-NODE#,END-NODE#,LEFT-POLYGON#,AREA-LEFTPOLYGON,RIGHT-POLYGON#,AREA-REGHT-POLYGON);

判断是否符合范式要求，并提出分解模式。 其中：ARC#为弧段标识；

START-NODE#,END-NODE#为弧段起止节点号；

LEFT-POLYGON#,RIGHT-POLYGON#为左右多边形标识；

AREA-LEFTPOLYGON，AREA-REGHT-POLYGON为左右多边形的面积。

30面向对象数据模型中的基本概念，如对象、消息、类、继承、重载、多态、概括、聚类等的含义是什么？

31什么是空间数据库索引？主要的空间数据库索引有哪些？ 32什么是空间元数据？空间元数据的作用是什么？ 第五章

33试解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。 34比较缓冲区分析与缓冲区查询的概念。

35设某一实体的影响度Fi随距离ri而呈指数函数变化，已知该实体的影响半径为d0，分级指标值为f0，试述对该实体进行缓冲区分析的步骤和方法（i=1,2,3,4,5）。 36讨论从数字高程模型（DEM）中还可以派生出哪些数字地形数据？ 37试以格网DEM数据为数据源，提取山丘地区的山顶高程信息。 38什么是地图代数，主要存在哪些地图代数的方法？ 39什么是Voronoi图，它有哪些主要特征和用途？

40请简述Dijkstra算法及其在GIS最短路径分析中的作用。 第六章

41结合你的兴趣领域（水土保持，洪水防灾，土地分等定级等），叙述基于GIS的地球科学应用模型的建模步骤和方法。

42通过应用实例或实际操作过程图，说明在解决地球科学问题中，如何将地球科学知识与GIS的应用过程进行有机结合，并讨论两者之间的相互关系。

43为公园选址，要求该公园的位置必须是从主要主要公路上容易到达，要减少噪音干扰，同时依山傍水，而且公园的可利用面积最大。试以GIS方法模拟选址分析步骤，设计其数据处理流程图，并说明其有关的操作和算子。 44 第七章

45试述应用型GIS开发的过程和方法，并比较原型法和生命周期法设计的特点。 46试以城市地下管网信息管理为例，简述建立运行GIS的步骤和方法。 47以实例说明GIS用户界面的基本类型及设计方法。

48试述GIS工程文档的分类及内容，并以某项目为例，拟定其可行性研究报告大纲。

49为什么制定GIS标准化的工作日益受到关注？目前正在从事这项工作的国际组织有哪些？

50制定地理信息标准化为什么要采用结构化的方式？ 第八章

51GIS产品有哪些表现形式？各适合在什么情况下使用/ 52简述GIS图形输出的内容是什么？

53试述GIS图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求。 54试述面状符号图的制图原理及方法步骤。

55简述RGB颜色模型与CMYK颜色模型各自的特点。 56什么是图形变换？简述二维图形变换的基本原理。

57在计算机绘制透视立体图过程中，如何进行隐藏线的处理？你还能举出其他一些处理隐藏线的方法吗？

58什么是虚拟现实？它在GIS可视化中的意义及发展前景如何？ 地理信息系统教程 第一章

59你是如何理解地理信息系统概念的？

60地理信息系统的基本功能和应用功能的区别和联系时什么？

61现代信息技术的出现给测绘技术和地理分析技术带来哪些主要的变化？ 62工具型GIS与应用型GIS的联系和区别是什么？

63试将GIS的输入设备按照不同的分类方法进行分类，并说明其特点。 64现代空间定位技术有哪些主要方法？对GIS技术的发展产生什么影响？ 65网络技术的出现与发展使GIS技术产生哪些主要的变化？

66说明GIS在几个不同发展阶段的标志性技术是什么，它们的出现如何促进GIS的发展？ 第二章

67地球表面、大地水准面及地球椭球面之间的关系是什么？ 68地理空间数据的描述有哪些坐标系？相互的关系是什么？

69采用大地坐标与地心坐标表述地面上一点的位置各有什么优缺点？

70高斯投影的变形特征是什么？为什么常常被用作大比例尺普通地图的地图投影？ 71UTM与兰勃特等角投影的主要特点与适用性是什么？

72在数字地图中，地图比例尺在含义与表现形式上有哪些变化？ 73如何进行不同基准下的高程的转换？

74除地形图分幅外，谈谈还有何种地理空间框架？它们如何进行编码？ 75GPS数据如何与地图数字化数据进行集成？

76选择投影需要考虑哪些因素？如果要制作1:10万的土地利用图，该选何种类型的地图投影？ 第三章

77空间实体一般具有哪些主要的特征？

78何为空间关系？空间关系在描述空间实体特征中的意义何在？ 79空间数据的概念模型有哪些组成部分？试分析它们之间的关系？ 80试分析GIS的几种主要的数据模型各自的优缺点。 81空间数据类型有哪些？简述其特征。 第四章

82总结矢量数据和栅格数据在结构表达方面的特点。

83简述栅格数据压缩编码的几种方式和各自的优缺点。 84栅格和矢量数据结构相比较各自有什么特征？

85矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。

86有人说矢量数据的实质还是栅格数据。你怎么理解这句话？ 87给出一张图，试写出图中的DIME数据文件和对其中多边形进行链接编码的算法步骤，比较多边形链接编辑的异同。 第五章

88什么是数据库，具有什么特点？

89矢量数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？ 90栅格数据的管理方式有哪些，各有什么优缺点？ 91数据库中空间数据是如何进行分幅分层组织的？

92空间数据的索引方式有哪些，比较各种方法的优缺点。 第六章

93GIS数据源有哪些？简述其特征并叙述通过何种途径来获取这些数据。

94假设一条矢量等高线上的点太过密集，如何减少占用系统的存储空间？你能给出多少方法？各有什么适用范围？

95对于扫描仪输出的结果一般需要做哪些处理？

96从地图上能得到GIS需要的所有数据吗？请举例说明。

97如果两个作业小组各自从数字化仪上得到两张相邻图幅的地图数据，在GIS中不能准确对接，怎么办？

98如何发现进入GIS中的数据有错误？ 99比较栅格数据重采样的几种方法。 100数据格式转换的途径有哪些？ 101空间数据共享的方法有哪些？ 102简述空间数据入库流程。

103简述GIS空间数据编辑的主要内容和方式。

104如何评价GIS的数据质量，以野外测量为例，分析其数据误差的来源。 第七章

105简述空间数据查询的类型与查询内容。

106说明空间数据查询的一般过程及查询结果的显示方式。 107说明拓扑关系查询在地学分析中的意义。

108说明分形维数提取方法及其在空间分析中的作用。 第八章

109说明缓冲区分析的原理与用途，并对比本章中两种建立缓冲区方法的优缺点。

110栅格数据与矢量数据在多层面叠置方法与结果上有什么差异？叠置分析的地学意义是什么？

111网络分析对空间数据有哪些基本要求？

112举例说明不同形状的空间分析窗口在地学分析中的作用。 113试分析栅格数据在GIS空间分析中的优点与局限性。 第九章

114不同类型地理信息描述地形起伏特征分别采用什么方法，各有何优缺点？ 115说明数字高程模型（DEM）的分类体系。

116DEM在GIS空间数据与空间分析中的地位与作用是什么？ 117简述DEM数据源及其特点。

118说明坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率的概念、提取方法及地学意义。

119简述规则网格DEM和TIN的数字地形分析的主要内容，并比较它们的异同。 第十章

120解释下列概念的含义：统计分析、空间统计分析、空间自相关、空间插值。 121什么叫探索性数据分析？探索性数据分析的目的？

122空间自相关问题使用什么参数进行分析？其结果的地理解释是什么？ 123怎么解释变异函数图？

124什么是空间回归，与经典的回归有什么差异？ 第十一章

125简述空间信息可视化的概念与形式。

126GIS输出产品有哪些，各自有什么优缺点？

127简述地图符号在GIS可视化中的的作用与意义。 128简述地图图面配置的方法与内容。

129简述分层设色法的内容和它在地图制图中的应用意义。

130在三维可视化方面，比较等值线图、晕渲图和透视立体图的优缺点。 131何谓虚拟现实，虚拟现实在空间信息可视化中的意义和作用是什么？ 132空间信息的三维就没有哪些，各自有何特点。 第十二章

133简述OSI模型和TCP/IP模型的分层和特点。

134Web GIS是什么概念？它的主要特点是什么？Web GIS的优势在哪里？ 135简述Web GIS的关键技术。

136简述基于C/S模式和基于B/S模式的网络GIS各自的原理和特点？什么叫瘦客户端？ 137何为基于Grid的网络GIS？其特点是什么？ 138简述GIS在移动技术中的应用及其前景。

118说明坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率的概念、提取方法及地学意义。

119简述规则网格DEM和TIN的数字地形分析的主要内容，并比较它们的异同。 第十章

120解释下列概念的含义：统计分析、空间统计分析、空间自相关、空间插值。 121什么叫探索性数据分析？探索性数据分析的目的？

122空间自相关问题使用什么参数进行分析？其结果的地理解释是什么？ 123怎么解释变异函数图？

124什么是空间回归，与经典的回归有什么差异？ 第十一章

125简述空间信息可视化的概念与形式。

126GIS输出产品有哪些，各自有什么优缺点？

127简述地图符号在GIS可视化中的的作用与意义。 128简述地图图面配置的方法与内容。

129简述分层设色法的内容和它在地图制图中的应用意义。

130在三维可视化方面，比较等值线图、晕渲图和透视立体图的优缺点。 131何谓虚拟现实，虚拟现实在空间信息可视化中的意义和作用是什么？ 132空间信息的三维就没有哪些，各自有何特点。 第十二章

133简述OSI模型和TCP/IP模型的分层和特点。

134Web GIS是什么概念？它的主要特点是什么？Web GIS的优势在哪里？ 135简述Web GIS的关键技术。

136简述基于C/S模式和基于B/S模式的网络GIS各自的原理和特点？什么叫瘦客户端？ 137何为基于Grid的网络GIS？其特点是什么？ 138简述GIS在移动技术中的应用及其前景。

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