2016年北华大学林学院测树学之地理信息系统教程复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、名词解释
1. 正射影像
【答案】正射影像是以航摄像片或遥感影像为基础,经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌,按地形图范围裁剪成的影像数据,并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓整饰等形式添加到该影像平面上,形成以栅格数据形式存储的影像数据库。数字正射影像具有地形图的几何精度和影像特征。
2. 开放式地理信息系统(Open GIS)
【答案】OpenGIS 其目标是制定一个规范,使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中,使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱,建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境,与传统的地理信息处理技术相比,基于该规范的GIS 软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。
3. 拓扑结构
【答案】拓扑结构是为在点、线和多边形之间建立关联,以及彻底解决邻域和岛状信息处理问题而必须建立的数据结构。这种结构应包括以下内容:唯一标识,多边形标识,外包多边形指针,邻接多边形指针,边界链接,范围(最大和最小x , y 坐标值)。
4. 投影转换
【答案】投影转换是从一种地图投影变换为另一种地图投影。其实质是建立两平面场之间及邻域双向连续点的一对应的关系。
5. 节点/顶点
【答案】节点表示线的终点和起点。在图中的数据元素通常称作顶点。
6. 嵌入式GIS
【答案】嵌入式GIS 是新一代地理信息系统发展的代表方向之一,它是运行在嵌入式计算机系统(PDA 、手机、机顶盒等)上高度浓缩、高度精简的GIS 软件系统。
7. 栅格数据压缩编码
【答案】栅格数据压缩编码有键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的,就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。
8. 变量筛选分析
【答案】析方法。变量筛选分析是通过寻找一组相互独立的变量,使相互关联的复杂的多变量数据得到简化的空间统计分常用的有主成分分析法、主因子分析法、关键变量分析法等。
二、简答题
9. 地理实体的数据类型。
【答案】地理实体的数据类型
(1)属性数据
,如类型、属性数据是描述空间对象的属性特征的数据,也称非几何数据。即说明“是什么”
等级、名称、状态等描述时间特征的数据也可以归为这一类。
(2)几何数据
,几何数据是描述空间对象的空间特征的数据,也称位置数据、定位数据。即说明“在哪里”
一般用经纬度或X 、Y 坐标来表示。
(3)关系数据
关系数据是描述空间对象之间的空间关系的数据,一般通过拓扑关系表达。如空间数据的相邻、包含等,主要是指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法。
10.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。
11.矢量数据结构与栅格数据结构的转换算法。
【答案】对于点状实体,每个实体仅由一个坐标对表示,其矢量结构和栅格结构的相互转换基本上只是坐标精度变换问题;
线实体的矢量结构由一系列坐标对表示,在变为栅格结构时,除把序列中坐标对变为栅格行列坐标外,还需根据栅格精度要求,在坐标点之间插满一系列栅格点,这可以由两点式直线方程得到;
线实体由栅格结构变为矢量结构与将多边形边界表示为矢量结构相似,因此以下重点讨论多边形的矢量结构与栅格结构相互转换算法:
(1)矢量向栅格转换
矢量格式向栅格格式转换又称为多边形填充,就是在矢量表示的多边形边界内部的所有栅格点上赋以相应的多边形编码,从而形成栅格数据阵列。几种主要的算法描述如下:
①内部点扩散算法
由每个多边形一个内部点(种子点)开始,向其八个方向的邻点扩散,判断各个新加入点是否在多边形边界上,如果是边界上,则该新加入点小作为种子点,否则把非边界点的邻点作为新的种子点与原有种子点一起进行新的扩散运算,并将该种子点赋以该多边形的编号。重复上述过程直到所有种子点填满该多边形并遇到边界停止为止。则该待判点属于此多边形,赋以多边形编号,否则在此多边形外部,不属于该多边形。
②复数积分算法
对全部栅格阵列逐个栅格单元地判断该栅格归属的多边形编码,判别方法是由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分,对某个多边形,如果积分值为2
③射线算法和扫描算法
射线算法可逐点判断数据栅格点在某多边形之外或在多边形内,由待判点向图外某点引射线,判断该射线与某多边形所有边界相交的总次数,如相交偶数次,则待判点在该多边形外部,如为奇数次,则待判点在该多边形内部。要注意的是:射线与多边形边界相交时,有一些特殊情况会影响交点的个数,必须予以排除。
④边界代数算法
它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。若多边形编号为a ,初始化的栅格阵列各栅格值为零,以栅格行列为参考坐标轴,由多边形边界上某点开始顺时针搜索边界线,当边界上行时,位于该边界左侧的具有相同行坐标的所有栅格被减去a ; 当边界下行时,该边界左边所有栅格点加一个值a ,边界搜索完毕则完成了多边形的转换。
(2)栅格格式向矢量格式的转换
多边形栅格格式向矢量格式转换就是提取以相同的编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的拓扑关系,并表示由多个小直线段组成的矢量格式边界线的过程。
栅格格式向矢量格式转换通常包括以下四个基本步骤:
①多边形边界提取
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