大学期末考试(GIS真题9.18)

2007

一名词解释

1. 数据库管理系统：是用于管理数据库的软件系统，又具有相互关联关系的大型数据集和

操作这些数据集的一套系程序组成

2. 空间对象：是GIS空间分析的客体，它们是现实世界中客观存在的实体或现象。人们能

够感知空间对象的存在是因为其具有多重的属性，如，空间位置、发生时间、大小、颜色、质地、位置等等。（百度百科）

3. 叠置分析：将两幅或多幅图以相同的空间位置重叠在一起，经过图形和属性运算，产生

新的空间区域的过程

4. 3S技术：是空间信息技术的核心，包括RS即遥感 、GIS即地理信息系统和GNNS即

全球卫星定位系统。

5. ArcGIS：由ESRI公司开发的一款功能强大GIS平台产品，是世界上应用最广泛的GIS

产品。

6. 航天遥感：又称太空遥感，泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，包括人造

卫星、太空飞船、航天飞机和空间站，其中卫星遥感为主体

7. 影像分类：基于影像像元代表数值，通过统计、运算、对比和归纳，将像元分成几种类

型、等级或数据集的过程，主要分类方法有监督分类和非监督分类

二简答题

1. 矢量模型和栅格模型的区别和联系是什么？

区别：矢量模型是基于矢量数据，通过记录坐标的方式来表示点、线、面等空间实体的位置和形状，常用于表现具有确定形状和边界的不连续对象，其核心是坐标点，通过记录点坐标的方式，可以将空间实体的位置准确无误地表现出来，具有数据冗余少，精度高的优点。而栅格模型是基于栅格数据，以二维矩阵的形式表示空间地物位置，每个矩阵单元是一个栅格单元，代表一定的属性类型或量值，常用于表现连续对象，具有结构和算法简单的优点，能与遥感数据结合处理。

联系：矢量模型和栅格模型在表示地理信息方面是同等有效的，各具优势，同时二者是可以相互转换的。

2. GIS数据库在GIS中的地位是什么？包含的内容有哪些？

数据库是GIS系统的核心，用于存储和管理空间对象的数据，主要包括空间和非空间数据的存储、查询检索、修改和更新等。

3. GIS是一种定量化的空间数据分析与管理工具，它在城市控制性详细规划及其成果的管理中可以起到怎样的作用？

控规信息系统是规划设计与管理之间的桥梁，具有广泛的使用范围。控规信息系统采用空间信息和属性信息的全数据库管理模式，将全部规划设计成果置于一个大型数据库，既保证了规划资料的长期保存，又方便了查阅。借助于GIS系统庞大的分析功能，能为规划设计工作提供技术和数据支持，同时又为规划管理提供决策依据。

4. 遥感真彩色影像与彩色红外影像都可以用于城市绿化覆盖率的调查，是根据两类影像的特征，分析那种影像可以获得更真实的效果。

真彩色影像在彩色合成中选择的波段波长与红绿蓝的波长相同或相近，影像中的颜色与景观

地物色光一致，所以真彩色影像可能将非植被的绿色地物也呈现为绿色，这样会导致城市绿化覆盖率偏高。而彩色红外影像中的蓝绿红分别是感受绿红红外光形成的，由于植被对近红外波段的反射率远高于绿色波段，所以，植被会显示为显著的红色，而且可以避免其他地物与植被显示相同的颜色。所以，彩色红外影像可以获得更真实的效果。

三问答题

1. GIS、CAD、DBMS工具有何区别？他们之间又怎样的联系？

区别：三者的概念和应用领域都有所不同。GIS是计算机软件和硬件对地理空间数据进行采集、检索、分析处理和显示的系统，它更关注空间实体对象的真实地理位置，对图形和属性进行统一管理，可进行空间关系和空间发展规律的分析；CAD是电脑辅助制图系统，采用的是相对独立的坐标体系，本质上是一个图形设计系统；DBMS是管理数据库的工具，由具有相互关联关系的大型数据集和操作这些数据集的程序构成。

联系：三者在处理图形数据问题时经常会结合起来使用。GIS与CAD都是处理图形数据的系统，两者的数据经过转换可以相互利用；GIS需要利用DBMS来管理其数据，实现空间数据与属性数据一体化的数据管理模式。

2. GIS空间查询中可以运用空间条件（如某点周围30米），试以城市中的点、线、面具体实体为例，分别列举它们之间（点—点、点—线、点—面、线—线、线—面）可以构成的有实际意义的空间条件。

点—点：某商场周围500米内公交站点的数量，判断其公共交通便捷性 点—线：某条道路上交叉口的数量，判断其车辆行驶受干扰的程度 点—面：某医院20分钟车程可覆盖的范围，判断医院可达性

线—线：某条道路地下0.5米是否有管线，确定道路是否可以进行铺修

线—面：据某条道路100米内，绿地的面积，辅助判断道路污染被吸收的程度

3. 遥感技术在城市现状调查中的一个重要应用是土地利用动态监测，试说明实现该应用的基本要素条件及过程

基本要素条件有数据条件，包括TM和SPOT遥感影像、地形图、土地利用详查及变更图、行政区划矢量图、各种属性数据；还有人员条件、技术条件和资金条件等。

过程：（1）对遥感影像图像配准，将遥感影像与地形图进行几何校正。（2）对影像进行图像增强使图像更易于判读。（3）图像融合，快速发现变化斑块。同时可将遥感影像与土地利用详查图进行叠加，也可以发现变化地物。（4）对变化地物不同时相影像进行训练区选择，对地物进行分类，将不同时相的分类图进行叠加分析，对比前后时相地类，确定变化地类。（5）进行外业核查和变化信息后处理，评定监测精度，提交成果。

2008

一名词解释

1. 拓扑关系：指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边

形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。 2. 矢量数据：通过记录坐标的方式来表示点、线、面等空间实体的位置和形状的一种数据，

常用于表现具有确定形状或边界的不连续对象，其核心是坐标点。

3. 地图投影：建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系的方法。

4. SQL：结构化查询语言，是一种高度非过程化的语言，只需用户指出做什么而不需要指

出怎么做，目前SQL已经被重新定义为标准化查询语言。

5. 大气窗口：电磁波通过大气层时较少被吸收、反射或散射，透过率较高的波段称为大气

窗口。

6. 影像的空间分辨率：指遥感影像能够是别的最小单元的尺寸，也就是我们常所说的像元

大小，它是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标，单位一般是米。

7. 波普分辨率：传感器在接收目标辐射的波谱是能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率越高。

二简答题

1. 矢量结构中拓扑结构和面条结构（坐标序列结构）分别有什么特点？

面条结构以直角坐标点x、y表示点、线、面空间实体，数据编排方式清晰，结构简单，适合数据显示和简单查询。对于独立存在的多边形，坐标点只需要存储一次，但对于相邻多边形要对相邻边重复存储，这就存在数据冗余的问题。同时由于缺少拓扑关系，难以进行复杂空间分析。

拓扑结构中包含了许多表示空间实体拓扑关系的文件，数据建构复杂。拓扑结构的多边形网络完全综合成一个整体，没有重叠和漏洞，也没有过多数据冗余，更能保证数据质量。空间关系明确，不完全依赖于具体的坐标位置，稳定性更大，利于进行空间分析。利用拓扑数据有利于空间要素的查询。

2. GIS包括哪些基本功能？

数据输入：是对各种数据源输入并转化为GIS能够识别的数据形式的过程。

数据编辑：包括图形变形和属性编辑。图形编辑包括图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正、图形编辑、图形整饰、建立拓扑关系等功能，属性编辑一般与数据库管理结合在一起完成。

数据库：是GIS的核心，用于存储与管理空间对象的数据，包括对空间和非空间数据的存储、查询检索、修改和更新等。

空间查询与分析：包括空间查询检索、空间拓扑叠加分析和空间模型分析。

可视化表达与输出：GIS不仅可以输出全要素地图，也可以根据用户的需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。

3. 简要说明什么是主动式遥感，什么是被动式遥感，并分别举例说明各自的代表性传感器。

主动式遥感是指传感器带有能发射电磁波的辐射源，向地物发射电磁波，同时接受被反射或散射回来的电磁波，以此对地物进行探测。被动式遥感指传感器直接接受地物反射的自然辐射源的电磁波或自身发射的电磁波，来进行探测。雷达是最常见的主动式遥感，而陆地卫星使用的MSS和TM都属于被动式遥感。

4. 同一幅遥感图像上不同水体颜色差异与哪些影响因素有关？

水体对蓝绿波段反射较多，对近红外波段吸收强烈。水体深度和水底基质首先对水体颜色有较大影响，水体浅受水下基质影响就大，水体的颜色就会更深，而不同水底基质对水体颜色也会有一定影响。其次，水体中泥沙含量较多的部分比清澈部分颜色发黄，颜色更深。如果水体中植物较多的话，水体在近红外波段的反射也会明显增加。另外，水体中污染物会对水体颜色产生影响，天空中云块也会对局部水体颜色产生影响。

三问答题

1详细说明运用GIS进行城市用地适宜性评价的条件 和过程？

（1）确定适宜性评价的类型和目标，即是对整个城市进行用地适宜性评价，还是建设用地中居住用地或工业用地等的适宜性评价。

（2）根据适宜性评价的类型选择评价指标，确定各个指标不同区间范围内所得的分值，同时，运用适当方法确定各个指标的权重。

（3）对各个单因素做适宜性评价，统一分为1到5级，并将各图层数据转换为栅格数据。 （4）对各个指标图层进行空间叠加，然后建立新的字段，运用栅格计算工具对所评价地块进行综合打分。

（5）根据综合计算的得分，再次进行重分类，得到适宜用地、较适宜用地和不适宜用地等几类。

2．GIS对空间数据和属性数据的管理模式有哪些？分别作图说明。GIS数据库管理的发展趋势是怎样的？ P18 /P177-179 基于文件的管理模式

文件与关系数据库混合管理系统 全关系型空间数据库管理系统 对象—关系数据库管理系统 面向对象的地理数据模型

由于面向对象的数据库管理系统价格昂贵且不成熟，短时间内不会成为GIS数据库管理的主要发展方向，基于对象—关系的数据库管理方式将会成为GIS数据库发展的主流。

3. 论述遥感技术在城市规划中应用的现状与前景展望

遥感技术在城市规划中的应用具体体现在以下几个方面：

（1） 土地利用和城市化。土地利用/覆盖变化是遥感技术应用最为广阔的领域，可以利用

不同分别率的遥感影像实现对不同尺度的城市范围内土地利用变化的监测。

（2） 城市规划管理。通过对时间序列影像的判读，对城市建设项目和非法用地一目了然，

遥感技术已经成为城市规划管理部门执法的重要技术手段。

（3） 环境监测。遥感技术可以快速、大面积的对各种污染及其影响进行监测，在城市热

岛、污染扩散和水源污染等监测方面，都发挥了重要作用

（4） 道路、建筑工程的设计选址。从遥感资料中可以发现隐伏地质构造，可以对暴雨、

地震邓灾害性地质过程进行预测，可以大大提高工程的安全性，提高综合效益。

（5） 城市绿地生态系统。通过遥感影像研究城市范围内绿地的变化已经成为城市绿地系

统规划以及生态系统规划的常用手段和方法。

未来城市规划将会更加广泛地运用遥感技术，比如随着规划向着动态性方向发展，在规划数据库中，会随时更新遥感数据，以利于更好的管理。

四综合分析题

1. 离现有中学2Km以上和周围100米范围内不能有二类以上工业要求做“缓冲”分析，

做的是面缓冲；离主次干道500米以内也是“缓冲”分析，但是是线缓冲；用地坡度小于5%要求对DEM做“坡度”分析；对于用地面积不小于1公顷的要求可以用“消除”，去除面积小于1公顷的地块，也可以用“按属性选择”面积大于1公顷的地块，然后输出。对于条件（6），则是在前面几个条件做“相交”分析后存在的备选地块进行再筛选，先要对各地块进行缓冲分析，然后按照地块统计适龄学生数量。

2009

一名词解释

1. 数据库：按照数据结构来组织、存储和管理数据的系统，其核心和基础是数据模型 2. 泰森多边形：将空间内一组点组成三角形，然后对三角形各边做垂直平分线，垂直平分

线组成的多边形就是泰森多边形。每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。

3. 矢量数据模型：通过记录坐标的方式来表示点、线、面等空间实体的位置和形状的一种

数据模型，常用于表现具有确定形状或边界的不连续对象，其核心是坐标点。

4. 曼哈顿距离：纵横两个方向的绝对距离和。表示在一个方格网形的城市道路中，从一个

交叉口沿道路行走的最短距离。

5. 缓冲区：以某类图形元素（点、线、面）为基础拓展一定宽度而形成的区域。 6. 面条数据结构：以直角坐标x、y表示点、线、面实体的一种简单矢量数据结构。

7. 卫星影像的时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔，即探

测重复周期。 8. 直方图均衡：图像增强的一种方法，即将图像原来灰度区间的随机分布变为等概率分布，

增强后的每个灰度级区内均有等数量的像元数。

二简答题

1. GIS应用经历了项目型、部门型、社会型等发展阶段，试结合城市规划与管理领域说明各阶段含义及基本特征。

项目型：GIS主要为某一具体项目而设计和使用，由于软硬件都比较昂贵，这一阶段应用规模小，各个不同GIS应用相互独立

部门型：GIS主要在相关管理部门内部得以应用，这一阶段GIS的功能更加完善，已成为规划管理部门中较为重要的技术手段

社会型：GIS被应用到社会各种问题，同时也为不同人群多广泛使用，这一阶段GIS的使用成本大为降低，同时功能也更加完善，所被应用的领域也更加宽广，与网络结合后，有着极为生动而大众化的影响

2. 简述动态分段的原理及其在城市道路管理中的应用

一条路段可由若干个段构成，而一个段可以由一条或多条弧段构成，也可以由一条弧段的部分构成。段和路径都有各自的属性表，存放其特有的信息。这种组织方式就是动态分段。

应用：比如城市中一条道路中由于材料或使用维护等情况的差异造成路面状况的差异，就可以对行车速度进行限制，分成不停小路段加以管理。

3. 如何利用GIS空间叠置功能实现居住地选址？

(1)确定影响居住地选址的要素条件及其权重，将相关数据与地块匹配，并对各要素图层进行分类定级；

(2)用UNION命令合并各个要素图层；

(3)用ELIMINATE命令清除除面积过小的碎图斑，简化图层；

(4)根据各要素权重对合并后图层进行属性运算，得到各地块的居住条件的最终值； (5)用DSISSOLVE命令将得分相同的相邻地块合并为一个地块。

包括图形层、属性层和文档资料层。图形层

GIS软件具有完善的空间数据库管理策略、灵活的数据查询手段、较高的空间分析能力、较强的可视化与输出设计以及良好的结构体系，运用GIS管理总规成果能够比较好的与其它空间在系统衔接，从而形成完整的城市信息系统。但是运用GIS管理总规成果的不足之处在于与CAD格式数据要发生转换，这要消耗大量的人力和时间。

2. 论述城市规划与管理信息系统的数据、技术、人力资源基础及其发展前景。 数据是城市规划与管理信息系统的应用基础，是其操作的对象。数据来源主要包括室内数字化和野外采集，以及从其它数据转换来的数据。分为空间数据和属性数据。要保证城市规划与管理信息系统的正常运行必须要有大量、持续、全面的数据作为基础。 技术包括硬件技术和软件技术，这是城市规划与管理信息系统的操作基础。由于系统规模大，数据多，功能复杂，必须要有高性能的硬件设备和完善稳定的软件技术作为支撑。 人力资源是城市规划与管理信息系统服务的对象，是城市规划与管理信息系统种最具有主观能动性和创造性的因素。由于系统是一个动态的系统，必须要有人来进行系统管理、完善和更新以及二次开发，并利用相关的分析模型来提取信息。所以，人是系统中最关键的因素，要做好包括从开发者到使用者的各类人才的培养。

3. 论述高分辨率遥感影像为城市规划带来哪些优势与问题？

具有高空间分辨率、高清晰度、信息量丰富及数据时效性强等优点。在人工建筑物等地表信息的提取、土地利用城市三维建模等领域有着重大的利用价值。

分辨率的增加会带来数据冗余增大的问题，其海量数据、数据细节和尺度依赖等特点使得传统的遥感影像光谱出发的分析方法所得到的信息极其有限。还有价格偏高的问题

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