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一、简答题

1． 什么是游程编码? 游程编码的压缩效果与哪些因素有关?

【答案】（1）游程编码的含义

游程是指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量。

（2）影像压缩效果的因素

游程编码的目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。游程编码的压缩效果主要取决于栅格数据的性质级与原图的复杂成反比，变化多得部分有游程数就多，变化少的部分游程数就少，图件越简单压缩效率就越高。

2． 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。

a. 链码

又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据。

b. 游程长度编码

栅格图像常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。一种编码方案是，只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数; 另一种方案是逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码。

c. 块码

块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相

邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单位的代码组成。

d. 四叉树

又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止。

3． 某国卫生部欲借助GIS 技术建设“突发公共卫生应急指挥系统”，基本要求如下:

1）实时发布疫情信息2）监测预警、预防准备3）指挥救援、分析评估4）生成统计报表。请根据基本需求，写出该项目总体设计的基本内容。

【答案】该项目总体设计的基本内容:

（1）系统分析

系统分析要解决如下问题:谁使用该系统; 新系统是做什么用的; 为什么需要具有这些功能和条件; 建立新系统所需要的资源从哪里获取; 具体的技术指标、性能要求等指标。

（2）系统A 计

系统设计包括功能设计、数据库设计等。此系统的功能应该包括:与该城市己有的“卫生防疫系统”，“交通指挥系统”

（3）系统实施系统实施包括编码以及系统测试。

（4）系统运行与维护

系统运行是指系统经过调试和验收以后，交付用户使用; 系统维护是为了保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤，例如数据的维护。

4． 简述常规地理信息系统的硬件组成; 数据处理设备，数据输入设备，数据输出设备，各举两例说明其功能和用途。

【答案】（1）数据处理设备

数据处理设备是地理信息系统硬件的主体，作为系统硬件的核心，它包括从服务器到图形工作站、微机等各种形式的计算机，可用作数据的处理、管理与计算。例如图形工作站和客户机/服务器系统。图形工作站是一种具备强大的数据运算与图形、图像处理能力的高性能微型计算机。客户机/服务器系统是计算机网络中重要的分布式体系结构，服务器是整个网络系统中负责提供管理、计算和存储等功能的核心计算机，多台客户机各自处理相应的任务，共同实现完整的应用。

（2）数据输入设备

数据输入设备的作用是将地理数据转换成数字的形式存入计算机，以便进行处理和分析计算等工作。例如数字化仪和数字测量设备。数字化仪由电磁感应板、游标和相应的电子线路组成。数字测量设备主要是地理数据的采集设备，通常有数字摄影测量工作站、全球定位系统（GPS ）等。

（3）数据输出设备

数据输出设备的作用是为地理信息系统软件提供用户操作的界面，并把地理信息系统的最终成果展现给用户。例如打印机和计算机显示器。打印机用于成果如图表图像等的打印。计算机显示器是地理信息系统的主要图形交互操作人机界面。

二、论述题

5． 基础地理信息数据库的建设是一个系统工程，GIS 应该由哪些要素组成，各要素的作用是什么?

【答案】（1）主要会涉及到的技术有:

①空间数据的采集与管理

②数据库技术

③空间数据处理技术

空间数据处理技术包括空间数据的录入、编辑、请问在系统的建设中会涉及到哪些主要技术? 一个完整的管理、分析、输出等。

（2）一个完整的GIS 的要素组成及各自的作用:

①硬件

硬件是GIS 软件的运行平台。

②软件

GIS 的软件部分包括数据输入、校验、数据存储和管理、数据变换、表示、用户接口等各种功能。

③人员

GIS 系统是一个动态的地理模型，需要人不断的更新完善，使之效率更高，精度更高; 人是GIS 系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。

④数据

地理信息系统的操作对象是空间数据，数据是GIS 的灵魂和最最基本的部分。

⑤模型（方法）

模型指系统需要采用何种技术路线，采用何种解决方案来实现系统目标。方法的采用会直接影响系统性能，影响系统的可用性和可维护性。

6． GIS 的基本构成。

【答案】一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

（1）计算机硬件系统:是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。

（2）计算机软件系统:计算机软件系统是指必需的各种程序。对于GIS 应用而言，通常包括:计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。