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一、简答题

1． 拓扑关系的意义。

【答案】拓扑关系的意义

（1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系

不需要利用坐标或距离就可以确定一个地理实体相对于另一个地理实体的空间位置关系，并且这种拓扑数据较之几何数据具有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化

（2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。

（3）根据拓扑关系可重建地理实体。

2． GTS 与MIS ，CAD 的异同点。

【答案】（1）GIS 与MIS （可理解为DBMS ）的区别:

DBMS 一般指商用的关系型数据库管理系统，侧重于对属性数据的管理。GIS 与DBMS 的区别除了处理对象不同之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能，因此GIS 在硬件和软件方面均比一般事务数据库管理系统更复杂，功能更强大。

（2）GIS 与CAD 的主要区别:

CAD 处理的多为规则的几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱; 而GIS 处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，GIS 需

CAD 要有较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作十分频繁，且多具有专业化的特征。此外，

一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力比GIS 要弱。

3． 什么是虚拟现实? 它在GIS 可视化中的意义及发展前景如何?

【答案】（1）虚拟现实

也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。

（2）虚拟现实在GIS 可视化中的意义及发展前景

虚拟现实技术引入GIS 将使GIS 更具吸引力，采用虚拟现实中的可视化技术，在三维空间中模拟和重建逼真的、可操作的地理三维实体，GIS 用户在客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理、分析空间实体数据。因此，开发虚拟GIS 已成为GIS 发展的一大趋势。随着虚拟技术的发展和虚拟现实硬件价格的降低，使得开发成本低廉的虚拟现实软件包成为可能，如用户可通过

VirtualGIS 软件在三维环境中观察和分析GIS 数据。KollerD 等开发的一个实时三维GIS 可使用户在编辑、分析复杂的地形数据库时产生一种临境感。

4． 阐述当前电子政务系统的特点及发展趋势，说明GIS 如何在电子政务系统中发挥作用。

【答案】（1）电子政务系统的特点

电子政务系统就是用现代信息技术对资源管理和业务或服务流程进行数字化、网络化改造，实现高效、优质的资源管理与服务方式，实现工作方式向协同办公方式转变。根据不同行业、部门的业务特点，要提出共性为基础皆具有个性化特点的电子政务系统整体解决方案，把各个独立的系统有机的结合在一起，克服了信息不能共享、数据孤岛、重复建设、开发周期长、开发风险大的弊端。

（2）电子政务系统的发展趋势

当前，电子政务系统的发展趋势是完全实现信息互通互享和信息公众服务，其应用主要是以地理信息为载休提供各类电子政务信息服务，真正实现社会化和大众化。

（3）GIS 在电子政务系统中发挥作用的方式

①GIS 是电子政务的基础地理空间平台

政府办公业务综合资源数据库所涉及的信息是多方一面的，需要GIS 的地理空间数据。其中，地理空间数据是政务数据、统计数据和专题数据的信息载体和空间定位基础。

②GIS 可以为电子政务提供清晰易读的可视化工具

以地理空间数据和社会经济等非空间数据整合为基础的GIS 可以通过制作面向应用的专题地图、专题系列地图、多媒体动态电子地图系统、三维显示技术和虚拟现实技术等手段可以为电子政务提供空间辅助分析和决策的可视化平台，从而大幅度提高政府决策活动的质量和效率。

③GIS 赋予电子政务以空间辅助决策的功能

GIS 的空间数据与社会经济数据进行融合后，就能实现对非空间数据的空间定位、空间分析（如网络分析，缓冲区分析和叠加分析等）和空间辅助决策。通过空间数据挖掘，可以获得新的信息和知识，从而提高政府机关决策的科学性和时效性。

④电子政务需要GIS 的技术支持

GIS 技术的参入，为电子政务的海量数据管理、多源空间数据（地图数据，航空遥感数据、卫星遥感数据、GPS 卫星定位数据、外业测量数据等）和非空间数据的融合、Web GIS技术和自主版权软件系统的开发、空间分析、空间数据挖掘和空间辅助决策等提供了技术支撑，从而可提高政府机构的科学决策水平和决策效率。

5． 时空一体化数据模型主要有哪几种? 说明它们的优缺点。

【答案】GIS 中时空一体化数据结构和数据模型注重以一体化的形式表达地理数据在时间和空间方面的特性。这些模型主要有以下三种:

时间片快照模型

优点:（1）可以直接在当前的GIS 软件中实现;

（2）当前的数据库总是处于有效状态。

缺点:

（1）这种快照图像仅代表地理现象的瞬时状态，而缺乏对现象所包含的对象变化的明确表现，因此它不能确定地理现象所包含的对象之间在时间上的拓扑联系。在查询跟踪能力方面，由于没有时间维拓扑联系的存在，这一模型将无法实施按时间联系而确立的查询跟踪规则。

（2）由于时间片快照是对状态数据的完整存储，所以造成数据的冗余度极大。

底图叠加模型

优点:照适宜的时间间隔记录数据随时间发生的变化，能确定地理现象所包含的对象之间在时间上的拓扑联系。

时空合成模型

优点:（1）保持了底图叠加模型的优点;

（2）与GIS 数据库表达空间、属性数据的手段相似，因而便于以矢量为基础的GIS 软件的实现。

6． 地理信息系统有哪几个主要部分组成? 它的基本功能有哪些? 试举目前广泛应用的两个基础地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较其异同点。

【答案】（1）系统组成

地理信息系统，一般包括系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

①系统硬件

用以存储、处理、传输和显示空间数据和地理信息系统。

②系统软件

用于执行GIS 功能的各种操作。

③空间数据

它具体描述地理实体的属性特征、空间特征。

④应用人员

包括开发人员和最终用户。

⑤应用模型

应用模型是GIS 生命力的重要保证。

（2）系统功能

①数据采集与编辑功能包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。

②数据的存储和管理功能

地理信息数据库管理系统是数据存储和管理的高新技术，包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通讯功能等。

③数据处理和变换

包括数据变换、数据重构、数据抽取。