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一、简答题

1． 空间数据共享对GIS 具有重要意义， 说明影响空间数据共享的因素，怎样促进空间数据共享。

【答案】（1）影响空间数据共享的因素

空间数据获取缺乏统筹协调; 空间数据共享缺乏机制保障; 空间数据共享缺乏技术系统支撑; 空间数据应用缺乏相互协同支持; 空间数据共享缺乏统一标准。

（2）促进空间数据共享的方法

加大重大自然灾害空间数据共享统筹协调; 加强重大自然灾害空间数据基础设施建设; 加强重大自然灾害空间数据共享软环境建设。

2． 请简述仿射变换的原理及其误差纠正的方法。

【答案】（1）仿射变换的原理

仿射变换是几何纠正的常用方法，仿射变换后的特性直线变化后仍是直线，平行线变化后仍是平行线，不同方向上的长度比发生变化。仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。

（2）仿射变换误差纠正方法

仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移，其误差纠正方法的具体实现如下:设x ，y 为数字化仪坐标，x ，y 为理论坐标，m 1~m2为地图横向和纵向的长度变化比例，两坐标系夹角为a ，数字化仪原点01相对于理论坐标系原点平移了a n 、b n 。设a 1=m1cos α，b 1=-m1sin α，a 2=m2sin α，b 2=m2cos α，可求得仿射变换的待定系数a 0、a 1、a 2、b 0、B 1、b 2如下：

3． 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。

4． 举例说明点与多边形，线与多边形，多边形与多变形的叠置分析的用途，并图示表示多边形与多边形叠置中Intersect 与Union 。

【答案】（1）点与多边形叠置分析的用途

点与多边形的叠合是通过确定一个点状空间特征中的点落在另一个多边形空间特征中的哪一个多边形内，以便为每个点赋予新的多边形属性。例如，利用城市点位数据与行政区多边形数据相叠合，可以用来确定城市所在的省份。

（2）线与多边形叠置分析的用途

线与多边形的叠合是通过确定一个线状空间特征中的线经过另一多边形空间特征中的哪个多边形，以便为线赋予新的多边形属性。例如，当为了确定一条高速公路在各个行政区内的里程数时，就需要将道路线状数据与行政区划多边形数据相叠合。

（3）多边形与多边形叠置分析的用途

多边形与多边形的叠合是指将两个不同的多边形空间特征数据相重叠，产生新的多边形特征数据，用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的分析、地理特征的动态变化分析，以及图幅要素更新、区域信息提取等。多边形与多边形的叠合包括Union 、Intersect 、Identity 、Erase 、Update 五种叠合方式。

（4）例图

图2 Union叠合分析的示意图

图3 Intersect叠合分析的示意图

二、论述题

5． 空间数据库的特征。

【答案】（1）空间数据库的一般特征

①数据集中控制

在文件管理方法中，文件是分散的，文件之间一般是没有联系的，不能按照统一的方法来控

制、维护和管理。而数据库则很好地克服了这一缺点，可以集中控制、维护和管理有关数据。

②数据独立

数据库中的数据独立于应用程序，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。这给数据库的使用、调整、优化和进一步扩充提供了方便，提高了数据库应用系统的稳定性。

③数据共享

数据库中的数据可以供多个用户使用，每个用户只与数据库中的一部分数据发生联系。用户数据可以重叠，用户可以同时存取数据而互不影响，大大提高了数据库的使用效率。

④较小的数据冗余

数据库中的数据小是面向应用，而是面向系统，数据是按照一定的数据模型组织、描述和存储，并进行集中管理，具有较小的冗余度，也提高了数据的一致性。

⑤统一的数据保护功能

多用户共享数据资源时，严格检查用户使用数据，规定用户的访问和存取权限，确保数据的安全性、一致性和并发控制。

（2）空间数据库有别于一般数据库的特征

①空间特征

空间特征是空间数据库的最主要特征，它描述的是空间物体的位置、形态和空间关系

②抽象特征

空间数据描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复杂，必须经过抽象处理。在不同的抽象中，同一地物可能会有不同的语义特征。

③空间关系特征

空间数据除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空间数据中也记录了拓扑数据结构表达的多种空间关系。这种拓扑数据结构一方面方便了空间数据的查询和空间分析，另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂程度。

④多尺度与多态性

不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下会有形态差异。

⑤非结构化

在关系数据库管理系统中，数据记录是结构化的，记录是定长的，数据项不容许有嵌套。空间数据不满足结构化要求，记录数据项是变长的，不满足关系数据模型的范式要求。

⑥分类编码特征

在GIS 数据库系统中，每一个空间对象都有一个标识码和分类码。

⑦海量数据特征

空间数据量是巨大的，通常称为海量数据，其数据量比一般通用数据库要大得多。一个城市的数据量要达到TB 级。

6． 为了完成城市道路拓宽改建分析，论述需要那些空间数据，并描述在GIS 支持下的分析流程。

【答案】利用建立缓冲区、拓扑叠加和特征提取，计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁指标。