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一、名词解释

1． 地理信息科学

【答案】地理信息科学是指更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题的一门学科。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

2． 节点/顶点

【答案】节点表示线的终点和起点。在图中的数据元素通常称作顶点。

3． 地图投影

【答案】地图投影是建立平面上的点（用平面直角坐标或极坐标表示）和地球表面上的点（用纬度和精度表示）之间的函数关系。

4． 行程编码

【答案】行程编码是栅格数据的一种压缩编码方式，是将行或列中重复的元素进行合并，以达到减少存储和数据冗余的目的，包括一维行程和二维行程。

二、简答题

5． GIS 中的缓冲区有点、线、面的缓冲区三种。试分别举一例说明其在地学中的应用。

【答案】（1）基于点特征的缓冲区

基于点特征的缓冲区是在点特征（如地震的震源，以及独立地物等）的周围以点为圆心、按照设定的距离为半径作的圆，相互靠近的圆可以相互重叠，以此表示点特征的影响范围或服务区域，如地震波及的范围和超市服务的区域。

（2）基于线特征的缓冲区

基于点特征的缓冲区是按缓冲距离在线的两侧作平行线，在线的端点处作半圆与平行线连接成封闭的区域。相互靠近的线的缓冲区可以相互重叠，如城市道路的噪声影响范围。

（3）基于面特征的缓冲区

基于面特征的缓冲区可以在面的外部作缓冲区，也可以在面的内部作缓冲区，同样可以在内外都生成缓冲区，如青海湖盐碱度变化对附近植被的影响范围。

6． 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。

【答案】（1）地球科学是一门研究地球资源、环境演化规律与人类社会活动之间相互作用关系的科学，它寻求人类社会与环境协同演化、持续发展的路径。现在己发展为集自然科学、技术科学与社会科学为一体，由多学科科学体系组成的边缘学科。

（2）地球科学涉及信息的组织、存储、处理及可视化表示，随着地球科学研究的不断深入，地球科学的难度将逐渐增加，地球科学单一的研究方法己不能很好地发挥作用，GIS 技术与地球科学相辅相成，相互促进，在相互联系中共同发展。

（3）以研究土壤侵蚀为例，其操作过程图如下:

7． 什么是TIN?Grid 和TIN 在表达曲面数据的时候各有什么特点?

【答案】（1）规则格网DEM

Grid 即规则网格，通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的个元素，对应一个高程值。

（2）不规则三角形DEM

TIN 不规则三角网是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每份三角形要求尽量接近等边形状，并保证山最近邻点构成三角形，即三角形的边长之和最小。

（3）各自的特点

①规则格网的特点

a. 可以很容易地用计算机进行处理，可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形，使得它成为数字高程模型（DEM ）最广泛使用的格式。

b. 不能准确表示表面网格所代表的地形的结构和细部。在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余; 在不改变格网大小的情况下，又难以表达复杂地形的突变现象。规则格网的数据量通常比较大，需要进行压缩存储，牺牲了地形的细节信息。

②不规则三角网的特点

a. 减少了规则格网带来的数据冗余，同时在计算效率和表达精度方面也有其优越性;

b. 数据存储方式比规则格网复杂，与规则格网不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。

8． GIS 元数据的基本概念与作用?

【答案】（1）元数据的概念元数据是描述数据的数据，信息资源的编目信息，它通过描述资源的属性，使得使用者不需要直接浏览资源就获得资源的主要特征信息。

（2）元数据的作用:

①帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退时，也不会失去对数据情况的了解。

②提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索空间数据。

③帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求做出正确的判断。

④提供有关信息，以便于用户处理和转换有用的数据。

9． 简述空间元数据及其作用。

【答案】空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。

作用:帮助用户了解、分析数据; 空间数据的质量控制; 在数据的集成中的运用; 数据存储和功能的实现; 空间数据质量控制; 能够保证数据逻辑与科学的集成; 有足够的说明数据来源加工处理的过程、数据翻译。

10．简述栅格数据及其主要编码方式。

【答案】（1）栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。

（2）栅格数据的主要编码方式包括:

①直接栅格编码:这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。

②压缩编码方法:目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如链码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。