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一、名词解释

1． DTM

【答案】DTM 即数字地面模型，是利用一个任意坐标系中大量选择的己知x 、y 、z 的坐标点对连续地面的一种模拟表示，或者说，DTM 就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。x 、y 表示该点的平面坐标，z 值可以表示高程、坡度、温度等信息。

2． 空间数据内插

【答案】空间数据内插即通过己知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。

3． 仿射变换

【答案】仿射变换是GIS 数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。它的主要特性为:同时考虑到因地突变形而引起的实际比例尺在x 和y 方向上的变形，因此纠正后的坐标数据在不同放向上的长度比将发生变化。

4． 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。

5． 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。

6． DIME 文件

【答案】美国人口普查局在1980年的人口普查中提出了双重独立地图编码文件。‘自含有调查获得的地理统计数据代码及大城市地区的界线的坐标值，提供了关于城市街道，住址范围以及与人日普查局的列表统计数据相关的地理统计代码的纲要图。在1990年的人口普查中，TIGER 取代了DIME 文件。

7． 数字地形分析

【答案】数字地形分析对于格网DEM 是指利用其进行地形曲面拟合、立体透视分析、通视分析、计算地形属性（地形的坡度、坡向、曲面面积、地表粗糙度、高程变异，以及谷脊特征等）、

流域特征地貌提取与等高线自动分割; 数字地形分析对于三角网DEM 是指利用其进行三角网内插和等高线追踪。

8． 国家信息基础设施

【答案】国家信息基础设施简称NII ，是一个能够给用户随时提供大容量信息的，由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备的网络系统。目前全球被广泛采用的信息基础设施就是因特网。

二、简答题

9． 矢量格式向栅格格式转换有哪些方法? 说明每种方法的基本原理。以下图为例，说明边界代数法的作业过程。

【答案】（1）矢量格式向栅格格式转换的方法及其原理:

①点的栅格化

，转换后的栅格单元行列值为（I , J ），则有设矢量坐标点（x ，y ）

式中:方括号表示取整数运算。

②线的栅格化

由于GIS 中的线实体是由顺次连接一组坐标点形成的折线段表达的，所以，线的栅格化可以分解成组成折线的每一个线段的栅格化。对于一条线段的栅格化，先使用点栅格化的方法，栅格化线段的两个端点，然后再栅格化线段中间的部分。

③面的栅格化

a. 基于弧段数据的栅格化方法

基于弧段数据的栅格化方法是，对整个要进行栅格化的范围按行或者按列作中心扫描线，对其中的任一条扫描线，求与所有矢量多边形的边界弧段的交点，记录其坐标，并用点的栅格化方法求出交点的栅格坐标行列值，再根据弧段的左右多边形信息判断并记录交点左右多边形的数值。最后通过对一行所有交点按其坐标x 值从小到大进行排序，并参照左右多边形配对情况，逐段生成栅格数据。直到全部扫描线都完成从矢量向栅格的转换为止。

b. 基于多边形数据的栅格化方法

第一，内点填充法

首先按线的栅格化方法把多边形的边界栅格化，然后在多边形的内部找一点作为内点，从该点出发，向外填充多边形区域，直到边界为止。

第二，边界代数法

沿着多边形实体的边界环绕多边形一圈，当向上环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都减去属性值，当向下环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都加上属性值，则多边形外部的栅格正负数值抵消，而多边形内部的栅格被赋予属性值。

第三，包含检验法

对每个栅格单元，逐个判定其是否包含在某个实体多边形之内，若包含在某个多边形之内，则将多边形的属性值赋给该栅格单元。

（2）边界代数法的作业过程

沿着多边形实体的边界环绕多边形一圈，当向上环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都减去属性值，当向下环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都加上属性值，则多边形外部的栅格正负数值抵消，而多边形内部的栅格被赋予属性值。

10．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。

11．什么是空间数据库索引? 主要的空间数据库索引有哪些?

【答案】（1）空间数据库索引的概念

索引是数据库的一种数据快速查找的机制，通常是由关键字和存储地址组成。关键字标识数据记录，地址表示记录在数据库中的存储位置。空间索引是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息。

（2）空间数据索引的主要类型

①范围索引

范围索引即在记录每个空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标。其步骤如下:

a. 在通过一个查询范围查询包含在其中的空间实体时，根据空间实体的最大和最小范围，预先排除那些没有落入查询范围内的空间实体。

b. 对那些最大和最小范围落在查询范围里的空间实体进行进一步的坐标位置等判断，查询出那些真正落入查询范围内的空间实体。