地理信息系統(tǒng)原理試卷(三)及答案

1、南京信息工程大學(xué)地理信息系統(tǒng)原理試卷（三）一、填空（20 X 0.5 '）1. GIS的應(yīng)用功能有：（1 ） 、 （ 2） 、（3）、（ 4）2. 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與 spaghetti結(jié)構(gòu)相比，拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是：（1 ） 一個(gè)多邊形和另一個(gè)多邊形之間沒有空間坐標(biāo)重復(fù)，這樣就消除 了。（2） 和分開存儲，有利于諸如包含相連等查詢操作。3 .空間數(shù)據(jù)壓縮處理中，對矢量復(fù)雜曲線壓縮常用的方法有：（1 ） 、（2）、（ 3） 4面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的基本概念有：（1） 、（ 2） 、（3） 5 .變量篩選分析方法有：（1） 、（ 2） 、（3） 6 . GIS應(yīng)用模型根據(jù)表達(dá)的對象的不同，將模型分

2、為：（1 ） 、（2） 、（ 3） 7.系統(tǒng)分析基本思想是從 觀點(diǎn)出發(fā)，通過對事物進(jìn)行分析和綜合，找出各種可行方案，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。二、 判斷，對的，在后面括號里打“V”，錯(cuò)的，在后面括號里打“ X”（4X 1'）1. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)之一是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單。（）2柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)之一是圖形顯示質(zhì)量好，精度高。（）3 .點(diǎn)內(nèi)插精確的方法之一是有限差分法。（）4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)之一是易于理解、 更新和擴(kuò)充。（）三、 名詞解釋（4 X 5'）1. GIS2. DTM3. 空間數(shù)據(jù)編碼4. 地學(xué)可視化四、分別寫出下圖層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型。（10'）5b3地圖M及其空

3、間要素I、II說明：1. I為張三所有，面積 125.2，為林地II為李四所有，面積 43.5，為麥地2. 邊 a、b、c、d、e、f 邊長分別為 30、22、16、25、16、14、173. 結(jié)點(diǎn) 1、2、3、4、5 的坐標(biāo)分別為：（26.7, 23.5） > （28.4, 46.5） > （46.1, 42.5）、（31.3,45.5)、(68.4, 38.7)五、求端點(diǎn)V1到V7的最短路徑。(8 ')33V2V6213133V432214V8六、簡答題(3X 8')1. GIS與計(jì)算機(jī)科學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別?2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有哪幾個(gè)典型步驟？3 .地理信息標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容？

4、七、論述題(2X 12')1 .闡述GIS發(fā)展的主要態(tài)勢。2 .如何確定P-中心問題？南京信息工程大學(xué)地理信息系統(tǒng)原理試卷（三）答案一、填空1. （ 1）資源管理、（2）區(qū)域規(guī)劃、（3）國土檢測、（4 ）輔助決策2. 重復(fù)線、拓?fù)湫畔?、與空間坐標(biāo)3. （ 1）間隔取點(diǎn)法、（2）偏角法/垂距法、（3）德普拉斯法（Doglas-Penken ）4. （ 1）對象、（2）消息、（3）類5. （ 1）主成分分析法、（2）主因子分析法、（3）關(guān)鍵變量分析法6. （ 1 ）理論模型（數(shù)學(xué)模型）、（2）經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ⅲ? ）混合模型7. 系統(tǒng) 二、判斷1.(X)2.(X) 3.(V) 4.(X)三、名詞

5、解釋1. GIS:地理信息系統(tǒng)既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、 信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。其技術(shù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和相關(guān)的方法過程所組成，用以支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī) 劃和管理問題。2. DTM是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字表述。3. 空間數(shù)據(jù)編碼：指將空間數(shù)據(jù)分類結(jié)果，用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。4地學(xué)可視化：是科學(xué)計(jì)算可視化與地理科學(xué)結(jié)合而成的概念，是關(guān)于地學(xué)數(shù)據(jù)的視覺表 達(dá)與分析，包括地圖可視化，地理可視化和GIS可視化。四、分別寫出下圖層次模型

6、、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型。（1 ）層次模型(2 )網(wǎng)絡(luò)模型M12345(3 )關(guān)系模型關(guān)系1 :多邊形關(guān)系多邊形編號(P#)農(nóng)戶(O)面積(A)地物特征(F)I張三12 5.2林地II李四4 3.5麥地邊界關(guān)系(巳多邊形編號（P#）邊號（E#）邊長Ia30Ib22Ic16Id25IIc16IIe14IIf17邊界與節(jié)點(diǎn)關(guān)系（E）邊號（E#）起結(jié)點(diǎn)號（BN終結(jié)點(diǎn)號（EN）a12b23c34d41e35f45結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系（C）結(jié)點(diǎn)號（N#）xy126.723.5228.446.5346.142.5431.345.5568.438.7五、求端點(diǎn) V1到V7的最短路徑。 第一步、距離矩陣V1V2V3V4V

7、5V1V2V3ooooooV4ooooooV5ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooV6第二步、最短路經(jīng)搜索(Dijkstra )確定起點(diǎn)0()(oo) (oo)(oo)(oo )(o)(oo )0(1)(2)(o )(oo)(oo )(o)(oo )標(biāo)定V101(2)(oo )(oo )(o)標(biāo)定V2012(4)(oo )(oo )0124(4)(oo )標(biāo)定V301244(oo )標(biāo)定V4012440124476V1V2V3V4V5標(biāo)定V5第三步、結(jié)論回溯法得出結(jié)論各結(jié)點(diǎn)依次為：VI、V3、V8、V7六、簡答題1. GIS與計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)

8、算機(jī)科學(xué)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)的發(fā)展有著深刻的影響。（1）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) （DBMS） 主要設(shè)計(jì)用于存儲、 管理和查詢非空間的屬性數(shù)據(jù)， 并具備一 些基本的統(tǒng)計(jì)分析功能， 它是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分之一， 它所具有的 功能是地理信息系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)操作功能的重要組成部分,但是，一般 DBMS 在處理間數(shù)據(jù)時(shí)缺乏空間分析能力。地理信息系統(tǒng)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系（2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) （CAD） 提供了數(shù)據(jù)輸入、顯示與表達(dá)的軟件與方法。（3）計(jì)算機(jī)圖形理論是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)的技術(shù)理論之一，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)提供了圖形處理、顯示的軟、硬件以及技術(shù)方法。（4）人工智能的發(fā)展給地理信息系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步也帶來了

9、積極的影響，雖然目前地理信息 系統(tǒng)還沒有充分利用人工智能的各種技術(shù)，但它提供了智能化技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)與方法。（5）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展則為地理信息系統(tǒng)的構(gòu)件化技術(shù)的形成提供了新的機(jī)遇，為使 地理信息系統(tǒng)發(fā)展成為社會信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分奠定了基礎(chǔ)。2（1）需求分析；（ 2）概念設(shè)計(jì)；（ 3）邏輯設(shè)計(jì)；（ 4）物理設(shè)計(jì)31）統(tǒng)一的名詞術(shù)語內(nèi)涵；（2）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則；（3）統(tǒng)一的空間定位框架；4）統(tǒng)一的空間分類標(biāo)準(zhǔn)；（5）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)；（6）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)7）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式；（8）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量含義七、論述題1闡述 GIS 發(fā)展的主要態(tài)勢。2如何確定 P- 中心問題？1發(fā)展

10、態(tài)勢：（從以下幾方面論述）（1）GIS已成為一門綜合性技術(shù)；GIS已經(jīng)成為IT產(chǎn)業(yè)的重要組成部分；GIS與GPS RS即“3S”集成系統(tǒng)，而且與CAD 多媒體、通信、因特網(wǎng)、OA VR等多種技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成綜合的信息技術(shù)。GIS成為一門綜合技術(shù)的另一顯著標(biāo)志是其自身和支持功能的不斷完善，體現(xiàn)在：GIS信息規(guī)范共享措施的建立；多源數(shù)據(jù)無縫集成和融合技術(shù)；開放式GIS的構(gòu)建；GIS空間模型及體系的建立等。（2）GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁；由于GIS是一項(xiàng)21世紀(jì)信息時(shí)代，關(guān)系國家綜合競爭實(shí)力的高新技術(shù)，因此GIS及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展日益受到各國普遍關(guān)注。90年代全球GIS產(chǎn)業(yè)以每年15% -40%的速

11、度增長，成為信息產(chǎn)業(yè)中市場前景十分廣闊又相對獨(dú)立的新興產(chǎn)業(yè)。（3）GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點(diǎn)；因特網(wǎng)的迅速發(fā)展為 GIS技術(shù)發(fā)展提供一次良機(jī)，Web以HTTP（超文本傳輸協(xié)議）為信 息通信協(xié)議，采用 B/S 結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。方便在網(wǎng)上進(jìn)行地理空間分析、查詢、預(yù) 測、推理等。極大拓展 GIS的功能。（4）地理信息科學(xué) （ Geoinformatics ） 的產(chǎn)生和發(fā)展。 隨著研究的深入，地理信息科學(xué)概念逐漸形成， Goodchild 在 1992年提出它的定義： 地理信息科學(xué)主要研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對地理信息進(jìn)行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題， 如數(shù)據(jù)的獲

12、取和集成、 分布計(jì)算、 地理信息的認(rèn)知和表 達(dá)、空間分析、 地理信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、 地理數(shù)據(jù)的不確定性及其對地理信息系統(tǒng)操作的影 響、GIS的社會實(shí)踐等。地理信息科學(xué)的提出是 GIS技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)水平后的必然要求，但它作為一個(gè)新興的分支學(xué)科， 其科學(xué)理論和方法還處于初級階段，學(xué)科體系尚未健全， 它有三部分構(gòu)成：地球信息機(jī)理是其研究主體，地理信息技術(shù)是其研究手段，全球變化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展是其主要研究領(lǐng)域。2.(1) P-中心問題是要在 m個(gè)候選點(diǎn)中，選 P個(gè)供應(yīng)點(diǎn)，為n個(gè)需求點(diǎn)服務(wù)，并使得從服務(wù)中心到需求點(diǎn)之間的總距離(或時(shí)間、費(fèi)用)為最小。P-中心問題描述為：minm n二 二 w

13、i *dij *xij(i 4 j 4)并滿足保證每個(gè)需求點(diǎn)都被服務(wù)和服務(wù)中心的數(shù)量限定為P個(gè)。上述兩個(gè)約束條件是為了保證每個(gè)需求點(diǎn)僅受一個(gè)供應(yīng)點(diǎn)服務(wù)，并且只有P個(gè)供應(yīng)點(diǎn)。式中：i , n分別為需求點(diǎn)的位置和數(shù)量；j, m為候選點(diǎn)的位置和數(shù)量； P為要確定服務(wù)中心的數(shù)量； w為需求點(diǎn)i的需求量； dj為需求點(diǎn)i到服務(wù)點(diǎn)j的距離。并且yi >xij ,? i, ? j只有第j個(gè)中心被選中時(shí)，需求點(diǎn) i才能分配到該中心；yi = 0或1, ? j任何一個(gè)候選點(diǎn)被選中時(shí)為 1;否則為0；xij = 0 , ? i, ? j需求點(diǎn)有中心j服務(wù)時(shí)為1;否則為0。(2) P-中心問題可用線性規(guī)劃方法求得全局性的最佳結(jié)果，但由于計(jì)算量及內(nèi)存需求量巨大，在實(shí)際應(yīng)用中常用一些啟發(fā)算法來逼近或求得最佳結(jié)果，著名的有Teitz-Bart 算法。其主要步驟： 先選P個(gè)候選點(diǎn)作為起始供應(yīng)點(diǎn)集 Pt: C1, C2, C3, , , CP。 將所有的需求點(diǎn)分配給它們最臨近的供應(yīng)點(diǎn)，使其距離最短。計(jì)算總的加權(quán)距離為Bt。 從未被選取的候選點(diǎn)集中選一候選點(diǎn)Coo 對R中的每個(gè)供應(yīng)點(diǎn)