地理信息系統(tǒng)概論課后習(xí)題全部答案-黃杏元著

課后習(xí)題第一章1、什么是地理信息系統(tǒng)（GIS）？它與一般計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有哪些異同點(diǎn)？答：地理信息系統(tǒng)：是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。GIS脫胎于地圖學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等眾多學(xué)科交叉融合而成的新興學(xué)科。但是，地理信息系統(tǒng)與這學(xué)科和系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別:（1）GIS與機(jī)助制圖系統(tǒng)機(jī)助制圖是地理信息系統(tǒng)得主要技術(shù)基礎(chǔ)，它涉及GIS中的空間數(shù)據(jù)采集、表示、處理、可視化甚至空間數(shù)據(jù)的管理。地理信息系統(tǒng)和數(shù)字制圖系統(tǒng)的主要區(qū)別在于空間分析方面。一個(gè)功能完善的地理信息系統(tǒng)可以包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的所有功能，此外它還應(yīng)具有豐富的空間分析功能。（2）GIS與DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))GIS除需要功能強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)的管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的可視化和空間分析等功能。因此，GIS在硬件和軟件方面均比一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫更加復(fù)雜，在功能上也比后者要多地多。（3）GIS與CAD系統(tǒng)二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形、屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。（4）GIS與遙感圖像處理的系統(tǒng)遙感圖像處理的系統(tǒng)是專門用于對(duì)遙感圖像數(shù)據(jù)處理進(jìn)行分析處理的軟件。它主要強(qiáng)調(diào)對(duì)遙感柵格數(shù)據(jù)的幾何處理、灰度處理和專題信息提取。這種系統(tǒng)一般缺少實(shí)體的空間關(guān)系描述，難以進(jìn)行某一實(shí)體的屬性查詢和空間關(guān)系查詢以及網(wǎng)絡(luò)分析等功能。2、地理信息系統(tǒng)有哪幾個(gè)主要部分組成？它的基本功能有哪些？試舉目前廣泛應(yīng)用的兩個(gè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件為例，列出它們的功能分類表，并比較異同點(diǎn)？（1）系統(tǒng)硬件:包括各種硬件設(shè)備，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)；（2）系統(tǒng)軟件:支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、加工、回答用戶問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)；（3）空間數(shù)據(jù):系統(tǒng)分析與處理的對(duì)象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)；（4）應(yīng)用人員:GIS服務(wù)的對(duì)象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)、管理和更新的高級(jí)用戶；（5）應(yīng)用模型:解決某一專門應(yīng)用的應(yīng)用模型，是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。3、試說明地理信息系統(tǒng)的基本分析功能與應(yīng)用模型之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？答：地理信息系統(tǒng)分析功能是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律或者參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出的結(jié)構(gòu)，這些規(guī)律和參數(shù)就可以構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用模型，比如降雨量計(jì)算模型和風(fēng)力強(qiáng)度計(jì)算模型等。但應(yīng)用模型很多是專業(yè)領(lǐng)域的模型，其表現(xiàn)可以是參數(shù)表格也可以是圖標(biāo)或計(jì)算公式，不利于地理信息這種要與地理坐標(biāo)想聯(lián)系，并且需要特殊的可視化效果的信息分析與表達(dá)。因此要構(gòu)建適合于地理信息分析和表達(dá)的應(yīng)用模型就要吧如氣象農(nóng)業(yè)等行業(yè)應(yīng)用模型轉(zhuǎn)變或者結(jié)合地理信息做成與空間信息想連接的模型應(yīng)用于分析。4、根據(jù)你的了解，闡述地理信息系統(tǒng)的相關(guān)學(xué)科及關(guān)聯(lián)技術(shù)，并就地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)理論的簡(jiǎn)歷和發(fā)展問題，發(fā)表你的意見和觀點(diǎn)？答：地理信息系統(tǒng)與其他相關(guān)學(xué)科系統(tǒng)間的關(guān)系（1）GIS與地圖學(xué)GIS是以地圖數(shù)據(jù)庫（主要來自地圖）為基礎(chǔ)，其最終產(chǎn)品之一也是地圖，因此它與地圖有著極密切的關(guān)系。GIS是地圖學(xué)理論、方法與功能的延伸，GIS與地圖學(xué)一脈相承，它們都是空間信息處理的學(xué)科，地圖學(xué)強(qiáng)調(diào)圖形信息傳輸，而GIS則強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)處理與分析，地圖學(xué)與GIS之間的聯(lián)系是通過地圖可視化工具與他們的潛力來增強(qiáng)GIS的數(shù)據(jù)綜合和分析能力。（2）GIS與一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要通過屬性來管理和檢索，但一般沒有空間概念，GIS恩能夠處理空間數(shù)據(jù)。（3）GIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)的發(fā)展對(duì)GIS的產(chǎn)生起了有力的促進(jìn)作用，的出現(xiàn)又反過來為地圖GIS制圖提供了現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)手段。數(shù)字地圖是GIS的數(shù)據(jù)源，也是GIS的表達(dá)形式，計(jì)算機(jī)地圖制圖是GIS的重要組成部分。（4）GIS與計(jì)算機(jī)輔助制圖（CAD）GIS處理的多為自然目標(biāo)，CAD處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合。GIS的屬性庫內(nèi)容結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，圖形屬性的相互作用十分頻繁，且多具有專業(yè)化特征。5、地理信息系統(tǒng)課應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？根據(jù)你的了解論述地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展前景？答：現(xiàn)今地理信息系統(tǒng)已應(yīng)用于測(cè)繪與地圖制圖、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、國防、宏觀決策支持等領(lǐng)域；應(yīng)用：1、資源管理、2、區(qū)域規(guī)劃3、國土監(jiān)測(cè)、4、輔助設(shè)計(jì)6、你對(duì)地理信息系統(tǒng)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)是怎么理解的？答：當(dāng)前地理信息系統(tǒng)正向集成化、產(chǎn)業(yè)化、和社會(huì)化發(fā)展方向邁進(jìn)，呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：1）地理信息系統(tǒng)已成為一門綜合性技術(shù)，地理信息系統(tǒng)不僅與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）構(gòu)成“3S”集成系統(tǒng)，而且與CAD、多媒體、通信、英特網(wǎng)、辦公自動(dòng)化、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)；2）地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，地理信息系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展日益受到各國普遍關(guān)注，許多基礎(chǔ)地理信息數(shù)字化產(chǎn)品和大批專業(yè)地理科學(xué)數(shù)字化產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，地理信息系統(tǒng)一成為信息產(chǎn)業(yè)鎮(zhèn)南關(guān)市場(chǎng)前景十分廣闊，又相對(duì)獨(dú)立的新興產(chǎn)業(yè)；3）地理信息網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)今社會(huì)熱點(diǎn)，逐步受到關(guān)注；4）地理信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，地理信息系統(tǒng)一發(fā)展到地信息科學(xué)，但學(xué)科體系尚未健全，還處在發(fā)展階段。7、敘述地理信息系統(tǒng)的幾個(gè)主要發(fā)展階段，它們的標(biāo)志性進(jìn)展及其對(duì)地理信息系統(tǒng)發(fā)展的影響？答：1）地理信息系統(tǒng)開拓期（二十世界60年代）萌芽：這一時(shí)期計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用，1963年RogerTomlinson開創(chuàng)了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)即加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），Tomlinson被譽(yù)為地理信息系統(tǒng)之父；2）地理信息系統(tǒng)的鞏固和發(fā)展期（二十世界70年代）計(jì)算機(jī)打在到第三代，推出了額大容量直接存取設(shè)備磁盤，而且通過計(jì)算機(jī)屏幕直接件事數(shù)字化操作，ESRI公司開發(fā)了著名的ArcInfo軟件，這一個(gè)階段還先后召開了一系列地理信息的國際學(xué)術(shù)討論會(huì)；3）地理信息系統(tǒng)技術(shù)的大發(fā)展時(shí)期（二十世紀(jì)80年代）：由于第四代計(jì)算機(jī)推出，促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)技術(shù)提高，先后開發(fā)出了ArcInfo、Genqmp、Microstation、System9等地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，1987年美國成立了國家地理信息與分析中心（NCGIA），地理信息系統(tǒng)開始與哦能夠與結(jié)局全球化問題；4）地理信息系統(tǒng)普及時(shí)代（二十世紀(jì)90年代）：地理信息系統(tǒng)被認(rèn)為一種痛用得地理信息技術(shù)工具被廣泛應(yīng)用，美國前副總統(tǒng)提出了“數(shù)字地球”這一概念；5）地理信息系統(tǒng)用用普及階段（二十一世紀(jì)）：地理信息系統(tǒng)正在開始走進(jìn)千家萬戶，地理信息系統(tǒng)也英特網(wǎng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了人類社會(huì)巨大資源共享，網(wǎng)絡(luò)GIS，移動(dòng)GIS逐漸普及。8、給出“Geomatics”一詞的定義。如何理解“Geo”和“matics”的含義？、“Geomatics”的出現(xiàn)有什么意義？答：1990年Gagnon將"Geomatics"定義為“利用各種手段，通過一切途徑來獲取和管理有關(guān)空間基礎(chǔ)信息的空間數(shù)據(jù)部分的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。"Geo"是地理的意思，”“Matics”是數(shù)據(jù)的意思，他們只是從地理學(xué)科來考慮地理信息系統(tǒng)，從"Geomatics"一詞出現(xiàn)的過程可以看出，"Geomatics"反映了現(xiàn)在測(cè)繪科學(xué)、遙感和地理信息系統(tǒng)御現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合的多學(xué)科集成，以滿足對(duì)空間信息要求的發(fā)展趨勢(shì)。信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界各種事實(shí)的知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理形式的各種改變而改變。信息具有如下的特點(diǎn)：①信息的客觀性。任何信息都是與客觀事物緊密相聯(lián)系的；②信息的適用性。信息對(duì)決策是十分重要的，建立地理信息系統(tǒng)的目的就是為生產(chǎn)、管理和決策服務(wù)的，因而信息具有適用性；③信息的傳輸性。信息可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設(shè)備（包括遠(yuǎn)程終端），和以一定形式提供給有關(guān)用戶，也包括信息在系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的傳輸和交換。④信息的共享性。信息與實(shí)物不同，它可以傳輸給多個(gè)用戶，為多個(gè)用戶共享，而其本身并無損失。信息的這些特點(diǎn)，使信息成為當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要資源。數(shù)據(jù)（Data）是通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號(hào)，不僅數(shù)字是數(shù)據(jù)，而且文字、符號(hào)和圖像也是數(shù)據(jù)。地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。第二章1、通過實(shí)列說明GIS空間數(shù)據(jù)的基本特征及在計(jì)算機(jī)中的表示方法？答：GIS空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時(shí)間特征；在計(jì)算機(jī)中空間特征采取空間分幅，即將整個(gè)地理空間劃分為許多子空間，在選擇要素表達(dá)子空間；屬性特征采取屬性分層即將要表達(dá)的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來表；時(shí)間特征采取時(shí)間分段即將有時(shí)間特征的地理數(shù)據(jù)按其表化規(guī)律劃分為不同的時(shí)間短數(shù)據(jù)再逐一表示。2、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及其對(duì)GIS數(shù)據(jù)處理和空間分析有何重要意義？5、在關(guān)系數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)中，函數(shù)依賴和范式的含義是什么？函數(shù)依賴：是由數(shù)學(xué)理論派生的術(shù)語，它表征一個(gè)屬性集合的值，對(duì)另一屬性值集合的依賴性。范式：由于關(guān)系的屬性之間存在著多種關(guān)系依賴特性當(dāng)用關(guān)系模式表達(dá)時(shí)，一些不良的語義特性就可能造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余及由此造成的數(shù)據(jù)操作的異常，所以提出了必須遵循的一些規(guī)范化形式，稱范式。6、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的基本概念，如對(duì)象、消息、繼承、重載、多態(tài)、概括、聚集的含義是什么？答：對(duì)象：人們對(duì)世界上的事物的認(rèn)識(shí)形成概念使我們可以感知和推理世界上的事物，這些概念運(yùn)用到的事物稱為對(duì)象；消息：是對(duì)象與對(duì)象之間相互請(qǐng)求或相互協(xié)作的唯一途徑；類：是對(duì)一組對(duì)象的抽象描述，它將改組對(duì)象所具有的共同特征集中起來，以說明改組對(duì)象的能力和性質(zhì)；繼承：是對(duì)具有層次關(guān)系的屬性和操作進(jìn)行的共享的一種機(jī)制；重載：一個(gè)類型上可以才能在使用名的方法，當(dāng)出現(xiàn)這種方法時(shí)，必須按照某種明顯的方式區(qū)分它們，將這種特性稱為重載；多態(tài)：是只同一個(gè)消息可以根據(jù)發(fā)送消息對(duì)象的不同采用多種不同的行為方式；概括：是吧舉有相同特征和草做的類歸納在一個(gè)更一般的超類中；聚集：聚集反映了潛逃對(duì)象的概念，仙桃對(duì)象是有一些其他對(duì)象組成的，他是用來描述更高層次對(duì)象的一種形式。7、什么是空間數(shù)據(jù)庫索引？主要的空間數(shù)據(jù)庫索引有哪些？答：所謂空間數(shù)據(jù)庫索引就是依據(jù)空間實(shí)體的位置形狀或空間實(shí)體的某種空間關(guān)系，按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要的空間數(shù)據(jù)庫所以有：范圍索引、格網(wǎng)空間索引、四叉樹空間索引。8、什么事空間元數(shù)據(jù)？空間元數(shù)據(jù)的作用是什么？答：空間元數(shù)據(jù)是指在空間數(shù)據(jù)庫中用于描述空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量表示方法，空間參考和管理方法等特征的數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一；空間元數(shù)據(jù)的作用是幫助空間數(shù)據(jù)的使用者查詢所需的空間信息進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步處理空間數(shù)據(jù)。第五章1、試解釋緩沖區(qū)分析和疊合分析概念，并舉例說明這兩種空間分析方法的用途？答：緩沖區(qū)分析是指在點(diǎn)、線、面試題的周圍，自動(dòng)建立的一定寬度的多邊形區(qū)域或帶狀區(qū)域；疊合分析是指在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)的兩個(gè)不同地理特征的空間和屬性數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。緩沖區(qū)分析應(yīng)用于某一主題對(duì)象對(duì)鄰近對(duì)象在一定輻射強(qiáng)度或影響強(qiáng)度天劍俠的影響區(qū)域分析。疊合分析應(yīng)用于查詢和和建模方面，也很有效的解決插值問題。2、比較緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析的概念？答：1.緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析不是一個(gè)概念的兩種形式，緩沖區(qū)查詢屬于數(shù)據(jù)查詢，而緩沖區(qū)分析屬于數(shù)據(jù)的空間分析；2.緩沖區(qū)查詢不對(duì)原有圖形進(jìn)行切割，只是根據(jù)用戶需要給定一個(gè)點(diǎn)緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個(gè)緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索的原理，檢索出言該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。而緩沖區(qū)分析對(duì)原有圖形進(jìn)行切割，形成一個(gè)點(diǎn)緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而獲得該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。3、P1724、討論從數(shù)字高程模型中還可以派生出那些數(shù)字地形數(shù)據(jù)？答：高程模型是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型是數(shù)字地形模型的一個(gè)分支。因此高程模型可以派生出如：坡度、坡向、曲面面積等地形數(shù)據(jù)。5、試以格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提取山丘地區(qū)的山頂高程信息。答：1）以地表單元網(wǎng)格四個(gè)頂點(diǎn)的高程的平均值為該單元的平均高程；2）一地表單元格頂點(diǎn)的高程與研究區(qū)域內(nèi)最低點(diǎn)高程只差打得平均值為該單元的相對(duì)高程；3）高程變異是反映地表單元網(wǎng)格個(gè)頂點(diǎn)高程變化的指標(biāo)數(shù)字高程模型(DEM)包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，可以直接在野外通過全站儀或者GPS等進(jìn)行測(cè)量，也可以間接地從航空影像或者遙感圖像以及既有地圖上得到。具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，一方面取決于這些源數(shù)據(jù)的可獲得性，另一方面也取決于DEM的分辨率、精度要求、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等數(shù)據(jù)來源：遙感影像航攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集，，形圖數(shù)字化地形圖數(shù)字化就是指對(duì)地形圖中的地形要素進(jìn)行數(shù)字化處理，從模擬數(shù)據(jù)，地形圖，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，其它數(shù)據(jù)源中獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：手扶跟蹤數(shù)字化：描數(shù)字化或屏幕數(shù)字化6、什么是地圖代數(shù)，主要存在那些地圖代數(shù)的方法？答：地圖代數(shù)是以一尺度空間內(nèi)柵格點(diǎn)集的變換和運(yùn)算來解決地理信息的圖形符號(hào)可視化及空間分析的新型理論和方法。主要存在基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析方法。7、什么是Voronoi圖，他有哪些主要特征和用途？答：它是由一組由連接兩鄰點(diǎn)直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成。N個(gè)在平面上有區(qū)別的點(diǎn)，按照最鄰近原則劃分平面；每個(gè)點(diǎn)與它的最近鄰區(qū)域相關(guān)聯(lián)。Voronoi圖特征：1）所有Voronoi圖都是凸多邊形；2）Voronoi多邊形的頂點(diǎn)是相鄰已知點(diǎn)構(gòu)成的三角形外接圓的圓心3）所有這些外接圓的內(nèi)部不包含已知點(diǎn)。Voronoi圖的用途：可以用該已知數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來表達(dá)和分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點(diǎn)，Voronoi圖可以用于空間插值計(jì)算。8、請(qǐng)簡(jiǎn)述Dijkstra算法及其在GIS最短路徑分析中的應(yīng)用？答：Dijkstra算法是按路徑長度遞增順序產(chǎn)生各頂點(diǎn)的最短路徑。算法過程：設(shè)最短距離已確定的頂點(diǎn)集合稱為紅集點(diǎn)，最短距離尚未確定的為藍(lán)集點(diǎn)。1）按路徑長度遞增順序產(chǎn)生各藍(lán)頂點(diǎn)的最短路徑；2)在當(dāng)前藍(lán)點(diǎn)集中選擇一個(gè)距離最小的藍(lán)點(diǎn)來擴(kuò)充紅點(diǎn)集，以保證算法按路徑長度遞增的順序產(chǎn)生各頂點(diǎn)的最短路徑；3）沒擴(kuò)充一個(gè)藍(lán)點(diǎn)到紅點(diǎn)集中，則剩余的藍(lán)點(diǎn)的路徑按照新加入的紅點(diǎn)作為中間頂點(diǎn)進(jìn)行修正，一旦加入新頂點(diǎn)使得藍(lán)點(diǎn)路徑長度最短，則用變短的路徑代替原來的藍(lán)點(diǎn)路徑長度，重復(fù)以上過程；4）直到所需求的藍(lán)點(diǎn)已擴(kuò)充到紅點(diǎn)集時(shí)，算法結(jié)束。應(yīng)用：1）選擇要進(jìn)行計(jì)算的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)；2）對(duì)這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)通分析，即采用寬度優(yōu)先搜索方法，來快速判斷這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間是否聯(lián)通，也就是確定是否存在計(jì)算最短路徑的必要，若聯(lián)通則進(jìn)行3）調(diào)用Dijkstra算法，計(jì)算兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的最短路徑4）進(jìn)過對(duì)計(jì)算出來的最短路徑樹進(jìn)行優(yōu)化處理后，生成最終的最短路徑樹，輸出并推出。第六章1、結(jié)合你的興趣領(lǐng)域（水土保持、洪水防災(zāi)、土地分等定級(jí)等），敘述基于GIS的地球科學(xué)應(yīng)用模型的建模步驟和方法？答：利用GIS的數(shù)值分析方法來估算土壤水土流失程度，首先確定土壤流失的數(shù)字分析模型，根據(jù)模型確定影響土壤流失的因子，這些因子必須能夠反映不同的土壤的性質(zhì)，不同的坡面形態(tài)，以及不同的植被條件；然后選擇格網(wǎng)尺寸，建立各個(gè)影響因子的柵格數(shù)據(jù)；最后將多種信息加以復(fù)合，確定研究地區(qū)土壤流失量的各種不同等級(jí)，為制定區(qū)域的水土保持規(guī)劃提供依據(jù)。應(yīng)用模型的步驟：1）明確分析目的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則2）準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)3）空間分析操作4）結(jié)果分析5）解釋評(píng)價(jià)結(jié)果。2、通過應(yīng)用實(shí)例或?qū)嶋H操作過程圖，說明在解決地球科學(xué)問題中，如何將地球科學(xué)知識(shí)與GIS應(yīng)用過程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并討論兩者之間的相互關(guān)系？答：地球科學(xué)是一門研究地球資源、環(huán)境演化規(guī)律與人類社會(huì)活動(dòng)之間相互作用關(guān)系的科學(xué)，它尋求人類社會(huì)與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展的途徑?，F(xiàn)在已發(fā)展為集自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與社會(huì)科學(xué)為一體，是由多學(xué)科科學(xué)體系組成的邊緣學(xué)科，是21世紀(jì)的支柱性科學(xué)。地球科學(xué)是GIS兩個(gè)理論基礎(chǔ)支持點(diǎn)的其中一個(gè)，它涉及信息的組織、存儲(chǔ)、處理、可視化表示及傳輸中的理論問題和實(shí)踐問題。而隨地球科學(xué)工作的不斷深入，地球科學(xué)的難度逐漸增加，以往單一的研究方法已難見成效。越來越多的人認(rèn)識(shí)到，只有將地球科學(xué)領(lǐng)域的不同研究方法得到的信息進(jìn)行綜合分析研究，才是提高效果的根本出路。近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步特別是GIS技術(shù)的發(fā)展使這一可能變成現(xiàn)實(shí)。操作過程圖P197土壤侵蝕數(shù)據(jù)處理流程圖3、為公園選址，要求該公園的位置必須是從主要公路上容易到達(dá)，要減少噪聲干擾，同時(shí)依山傍水，而且公園的可利用面積最大。試以GIS方法模擬選址分析步驟，設(shè)計(jì)其數(shù)據(jù)處理流程圖，并說明其有關(guān)的操作和算子。分析目的：確定建立公園的合適區(qū)域評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：1)相對(duì)安靜（離公路0.2公里之外）且交通方便（離公路0.8公里之內(nèi)）2)依附在大小適中的天然河流上，即等級(jí)為2的河流才適合建公園。3)公園選址要避免沼澤地，即土地利用圖中非沼澤地的適合建公園。所需數(shù)據(jù)：交通圖水系圖（帶有分級(jí)屬性的水系圖）土地利用圖具體步驟：1)對(duì)交通圖中的公路分別建立0.8,0.2公里緩沖區(qū)2）將兩緩沖區(qū)進(jìn)行空間疊置（擦除分析）得到公園候選區(qū)域---zones3）通過賦屬性再分類，將土地利用圖分成沼澤地及非沼澤地兩類（1為非沼澤地，0為沼澤地）；4）合并土地利用圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界，得到Marsh層；5)將Marsh層和zones進(jìn)行多邊形空間疊置分析（相交分析或裁剪分析），得到zones內(nèi)的土地利用區(qū)域Zmarsh；6)將Stream層與Zmarsh進(jìn)行空間疊置（相交分析）7）查詢輸出所選中的區(qū)域。查詢“土地利用類型=‘1’”且“河流等級(jí)=‘2’”的區(qū)域，該區(qū)域即為公園建立的候選地址。具體操作步驟：1）建緩沖區(qū)將交通圖層添加到新的Map中，Layers的Properties，General欄中的Unit設(shè)置為meters點(diǎn)在2）空間疊置分析3）查詢選擇Selection菜單下的SelectByAttributes，在彈出的對(duì)話框中輸入查詢語句4、GIS支持下的建設(shè)項(xiàng)目科學(xué)管理與分析（選自2000年國產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件測(cè)評(píng)試題）。背景條件：現(xiàn)有一經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，它由五大功能區(qū)組成，各功能區(qū)范圍地理坐標(biāo)和允許排污負(fù)荷量如圖表A、表B所示?，F(xiàn)在此經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)有兩個(gè)建設(shè)項(xiàng)目（其地理坐標(biāo)如表C所示），它們的設(shè)計(jì)排污量負(fù)荷分別為5t/km2和8t/km2。環(huán)境管理審批條件：建設(shè)項(xiàng)目通過環(huán)境審批的條件是建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)排污量負(fù)荷不超過建設(shè)項(xiàng)目所占功能區(qū)允許排污量負(fù)荷之合。題目要求：（1）編制專題地圖：①開發(fā)區(qū)功能區(qū)圖，顯示出各功能區(qū)的面積、允許排污負(fù)荷量（要求有圖例）；建設(shè)項(xiàng)目圖，顯示建設(shè)項(xiàng)目及其與開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關(guān)系。②建設(shè)項(xiàng)目圖，顯示建設(shè)項(xiàng)目及其與開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的空間位置關(guān)系。（2）、輸出統(tǒng)計(jì)表①建設(shè)項(xiàng)目使用開發(fā)區(qū)各功能區(qū)土地面積統(tǒng)計(jì)表；假設(shè)項(xiàng)目在開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表；②假設(shè)項(xiàng)目在開發(fā)區(qū)各功能區(qū)的排污負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表；③項(xiàng)目審批結(jié)果表（表格形式可按環(huán)境項(xiàng)目審批條件自行設(shè)計(jì)）。（3）建設(shè)項(xiàng)目可行性分析：對(duì)不可行的建設(shè)項(xiàng)目，可通過移動(dòng)其地理坐標(biāo)，使之滿足環(huán)境管理審批條件。試給出在地理坐標(biāo)移動(dòng)最小的前提下的解決方案。（4）構(gòu)建可完成上述要求、（1）、（2）、（3）任務(wù)的應(yīng)用界面，使之能夠適用于其他建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境管理。功能區(qū)坐標(biāo)A區(qū)XY0020220200B區(qū)X0400Y610106C區(qū)X026400Y2241062功能區(qū)DED區(qū)X28622Y00420E區(qū)X8101048Y0010100表B表C各功能區(qū)允許排污負(fù)荷量功能區(qū)允許負(fù)荷量/(t.km-2)A2.0B8.0C6.0兩個(gè)新建項(xiàng)目的地理坐標(biāo)項(xiàng)目1項(xiàng)目2XYXY114631863482允許負(fù)荷量/(t.km-2)5.010.0項(xiàng)目3X-11Y41項(xiàng)目4X44Y26第七章1、試述應(yīng)用型GIS開發(fā)的過程和方法，并比較原型法和生命周期法設(shè)計(jì)的特點(diǎn)？答：過程：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)；方法：生命周期設(shè)計(jì)法、原型化設(shè)計(jì)法；生命周期設(shè)計(jì)法：如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)按階段進(jìn)行，預(yù)先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標(biāo)和任務(wù)，然后按照一定的準(zhǔn)則順序開發(fā)實(shí)施；特點(diǎn)：1）嚴(yán)格分階段進(jìn)行，便于組織管理2）系統(tǒng)開發(fā)過程比較長3）新系統(tǒng)效果的可見性差4）最終用戶的反饋比較遲5）不容易把握用戶需求的變化；原型設(shè)計(jì)法：根據(jù)用戶需求由用戶與開發(fā)人員共同商定開發(fā)目標(biāo)，設(shè)計(jì)初步方案，在較短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出一個(gè)能滿足用戶基本需求的初步原型或系統(tǒng)雛形，交用戶使用，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行，根據(jù)用戶意見對(duì)原型加以修改或填充，如此反復(fù)進(jìn)行，最終形成一個(gè)比較完善和質(zhì)量較高的應(yīng)用型GIS；特點(diǎn)：1）用戶能積極的產(chǎn)于新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)2）開發(fā)人員及時(shí)獲取用戶反饋意見3）能更快看到系統(tǒng)的實(shí)際效果4）系統(tǒng)的開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。3、以實(shí)例說明GIS用戶界面的基本類型和設(shè)計(jì)方法答：用戶界面人機(jī)對(duì)話的工具，他與功能模塊一一對(duì)應(yīng)，做到各模塊之間的界面的形式一直2）用戶可以分為若干層，便于逐層調(diào)用；根據(jù)功能模塊不同，可分為：菜單式、命令式或表格式的界面；所有界面以體現(xiàn)以人為本的原則，做到界面友好美觀，并時(shí)時(shí)提豐富的幫助的有效信息，使用戶易懂易學(xué)易掌握。實(shí)例自己舉5、為什么制定GIS標(biāo)準(zhǔn)化的工作日以受到關(guān)注？目前正在從事這項(xiàng)工作的國際組織有哪些？答：隨著信息革命在全球的興起，地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的工作日益受到關(guān)注。主要是因?yàn)镚IS標(biāo)準(zhǔn)化有益于促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的交換（數(shù)據(jù)是GIS的處理對(duì)象，由于地理數(shù)據(jù)自身的復(fù)雜特點(diǎn)，造成GIS技術(shù)研究和應(yīng)用的許多共性問題，這些問題如果沒有標(biāo)準(zhǔn)參考，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品測(cè)評(píng)造成影響），促進(jìn)空間數(shù)據(jù)共享（共享和交換永遠(yuǎn)是GIS技術(shù)追求的最高目標(biāo)，共享目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)同樣需要一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為約束）和促進(jìn)軟件的共享（數(shù)據(jù)工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)和提高軟件開發(fā)效率，共享軟件成果的保證）。目前這項(xiàng)工作的國際組織有：1）ISO/TC211、貴哦及標(biāo)準(zhǔn)化組織TC211專題組、2）FGDC,美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)、3）CEN/TC287，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)；4）OGC，美國OpengGIS委員會(huì)；5）MEGRIN，歐洲地圖事務(wù)組織；6）CGSD，加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)。第八章1、GIS產(chǎn)品有哪些表現(xiàn)形式？各適合在什么情況使用？答：按輸出的載體類型分類：1）常規(guī)地圖（是印刷在紙張、塑料薄膜等材料載體上的，是GIS產(chǎn)品的重要輸出形式）2）數(shù)字地圖（一種新的以計(jì)算機(jī)為存儲(chǔ)和顯示載體的地圖形式）按輸出的內(nèi)容和形式分類：1）全要素地形圖（在內(nèi)容上通常全面表達(dá)水系、地貌、植被、居民點(diǎn)和獨(dú)立地物等地理要素，采用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)地圖投影和分幅編號(hào)，比列尺系統(tǒng)，以及統(tǒng)一的編制規(guī)范和圖式符號(hào)，屬于國家基本比列尺地形圖）2）各類專題地圖(突出表現(xiàn)一種或者幾種自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的地圖)3）遙感影像地圖（及時(shí)提供準(zhǔn)確，綜合大范圍的各種資源環(huán)境數(shù)據(jù)，成為GIS重要數(shù)據(jù)源之一）4）統(tǒng)計(jì)圖表與數(shù)據(jù)報(bào)表2、簡(jiǎn)述GIS圖形輸出的內(nèi)容是什么？答：1、圖形坐標(biāo)系與顏色模型：1）圖形坐標(biāo)系統(tǒng)（地球表面世界坐標(biāo)系、輸出設(shè)備的物理坐標(biāo)系）2）顏色模型與顏色空間（RGB、CMYK、HSV顏色模型）3）GIS圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫；2輸出的幾何變換：1）二維圖形變換2）地圖投影變換；3地形圖與專題地圖的輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層2）專題地圖的符號(hào)系統(tǒng)（點(diǎn)位、線、面狀符號(hào)）3、試述GIS圖形輸出的組織形式及地圖圖面配置的內(nèi)容和要求？答：3地形圖與專題地圖的輸出組織形式：1）透明圖層與影像圖層（GIS數(shù)字地圖通常以圖層形式進(jìn)行組織，每一個(gè)圖層包含地圖的一個(gè)不同要素，常放在不同圖層中。圖層是透明的，個(gè)圖層疊加在一起構(gòu)成完整的一幅地圖）2）專題地圖的符號(hào)系統(tǒng)（點(diǎn)位、線、面狀符號(hào)）（專題地圖特征的表達(dá)時(shí)運(yùn)用不同地圖符號(hào)來實(shí)現(xiàn)的，符號(hào)子啊地圖中的位置取決于他所表現(xiàn)的實(shí)體的位置，符號(hào)的形狀的大小取決于實(shí)體的質(zhì)量和數(shù)據(jù)特征）4、試述面狀符號(hào)圖制圖原理及方法步驟？、答：制圖方法和步驟：1）根據(jù)制圖要素專題內(nèi)容的數(shù)據(jù)序列和制圖目的，進(jìn)行專題數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和分級(jí)；建立與專題數(shù)據(jù)分級(jí)結(jié)構(gòu)向?qū)?yīng)的制圖單元的多變性邊界數(shù)據(jù)文件；2）3）確定暈線參數(shù)，包括暈線方向、密度、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)；4)提取制圖區(qū)域的一個(gè)原始多邊形邊界文件，其坐標(biāo)數(shù)據(jù)為（Xi.Yi）,i=1.2.3….n。設(shè)在該多邊形內(nèi)填繪暈線，其操作步驟為：坐標(biāo)變換；確定各條暈線與多邊形邊界線的交點(diǎn)；暈線交點(diǎn)的整理，暈線的配對(duì)和輸出。5、簡(jiǎn)述RGB顏色模型與CMYK顏色模型各自的特點(diǎn)？答：RGB顏色模型：1）工業(yè)界的顏色標(biāo)準(zhǔn)；2）通過對(duì)紅（R）綠（G）、藍(lán)（B）三色通道的變化以及相互疊加形成各種顏色；這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視線所能感知的所有顏色，3）是目前運(yùn)用最廣的顏色系統(tǒng)之一。CMYK顏色模型：1）以紅、綠、藍(lán)的補(bǔ)色青、洋紅、黃為原色在加上黑色構(gòu)成的顏色模型；2）CMYK顏色模型中的三種顏色是通過從白光中減去某種顏色來規(guī)定的；3）青色、洋紅和黃色稱