2018年辽宁工程技术大学桥梁与隧道工程817现代测绘科学技术与理论之地理信息系统概论考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、名词解释
1． 空间数据压缩
【答案】空间数据压缩即从所取得的数据集合S 中抽出一个子集A ，这个自己作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。
2． 高斯—克吕格投影
【答案】高斯—克吕格投影是一种横轴等角切椭圆柱投影。它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，该椭圆柱面与椭球体表面的切线为一经线，投影中将其称为中央经线，然后根据一定的约束条件即投影条件，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱面上从而得到点的高斯投影。
3． 空间分析
【答案】空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题的过程。空间分析是GIS 区别于其他类型系统的一个最主要的功能特征。
4． 空间数据模型
【答案】空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。一般而言，GIS 空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。
二、简答题
5． 试以格网DEM 数据为数据源，提取山丘地区的山顶高程信息。
【答案】（1）以地表单元网格四个顶点的高程的平均值作为该单元的平均高程。
（2）地表单元网格顶点的高程与研究区域内最低点高程之差的平均值为该单元的相对高程。
（3）高程变异是反映地表单元网格顶点高程变化的指标，数字高程模型包括平面位置和高程数据两种信息，可以直接在野外通过全站仪或GPS 等进行测量，也可通过航空影像和遥感影像获得。具体采用何种数据源和相应的生产工艺，一方面取决于数据源的可获得性，另一方面也取决于数字高程的分辨率、精度要求、数据量大小和技术条件等技术来源。
6． 矢量数据结构和栅格数据结构。
【答案】（1）矢量数据结构
矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构。矢量数据结构是利用欧几里得（Euclid ）几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。它通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。这种数据组合方式能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。
（2）栅格数据结构
基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。栅格数据结构
表示的是二维表面上地理要素的离散化数值，甸个网格对应一种属性，其空间位置用行和列标识。
7． 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法。
【答案】（1）空间数据的基本特征
①空间特征
空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。
②属性特征
属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。
③时间特征
时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。
（2）在计算机中的表示方法
①在计算机中空间特征采取空间分幅将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要素表达子空间。空间位置可以通过坐标数据来描述，称为定位特征或定位数据，空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。
②属性特征采取属性分层即将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表。
③时间特征采取时间分段即将有时间特征的地理数据按其表化规律划分为不同的时间短数据再逐一表示。
8． 简述GIS 空间数据库设计的基本步骤。
【答案】（1）需求分析:即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合。
（2）概念设计:把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。
（3）逻辑设计:空间数据库逻辑设计的任务是，把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来。
（4）物理设计:是指数据库存储结构和存储路径的设计，即将要数据库的逻辑模型在世纪的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有教好性能的物理数据库。
9． 请简述Dijkstra 。算法及其在GIS 最短路径分析中的应用。
【答案】（1）Dijkstra 算法简述
Dijkstra 算法是按路径长度递增顺序产生各顶点的最短路径。其算法过程为:
①设最短距离己确定的顶点集合称为红点集，最短距离尚未确定的顶点集合称作蓝点集。 ②初始时，只有源点的最短距离是己知的，所以红点集包含源点，蓝点集包含其他顶点。 ③重复以下过程，按路径长度递增顺序产生各蓝顶点的最短路径:在当前蓝点集中选择一个距离最小的蓝点来扩充红点集，以保证算法按路径长度递增的顺序产生各顶点的最短路径。
④每扩充一个蓝点到红点集中，则将蓝点集中剩余的蓝点的路径按照新加入的红点作为中间顶点进行修正，一旦加入新红点使得蓝点的路径长度变短，则用变短的路径代替原来的蓝点路径长度。
⑤直到蓝点集中仅剩下最短距离为无穷大的蓝点，或者所需求的蓝点己扩充到红点集时，算法结束。
（2）在GIS 最短路径分析中的应用
①选择要进行计算的两个节点。
②对这两个节点进行联通分析，即采用宽度优先搜索法快速判断两个节点是否联通，若联通则进行下一步。
③调用Dijkstra 算法，计算两个节点之间的最短路径。
④通过对计算出来的最短路径树优化处理后生成最终的最短路径树，输出并推出。
10．什么是BUFFER ，举例画出三种形式。
【答案】（1）BUFFER 定义
BUFFER 即缓冲区，是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R 决定。
（2）BUFFER 三种形式示意图