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2018年南京工业大学测绘科学与技术学院835地理信息系统(GIS)原理考研基础五套测试题

  摘要

一、名词解释

1. 游程编码

【答案】游程编码是逐行将相邻同值的网格合并,并记录合并后网格的值及合并网格的长度,其目的是压缩栅格数据量,消除数据间的冗余。

2. 空间决策支持

【答案】空间决策支持是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换,以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系,并以图形和文字的形式直接地加以表达,为现实世界中的各种应用提供科学、合理的决策支持。由于空间分析的手段直接融合了数据的空间定位能力,并能充分利用数据的现势性特点。因此,其提供的决策支持将更加符合客观现实,因而更具有合理性。

3. 空间数据编码

【答案】空间数据编码是指将数据分类的结果,用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。编码的目的是用来提供空间数据的地理分类和特征描述,同时为了便于地理要素的输入、存储、管理,以及系统之间数据交换和共享的需要。

4. 四叉树数据结构

【答案】四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割(2n ×2n ,且n ≥1),直到子象限的数值单调为止。凡数值(特征码或类型值)呈单调的单元,不论单元大小,均作为最后的存储单元。这样,对同一种空间要素,其区域网格的大小,随该要素分布特征而不同。

二、简答题

5. 讨论在空间数据坐标变换中,选择控制点数量及分布的判断标准。

【答案】若是地图坐标到地图坐标的变换,图面坐标直接在涂上选取,真实坐标按照国家测绘标准,常用的是图廓点坐标,控制点个数与几何变换方法有关,相对较少; 若是影像坐标到地图坐标的变换,图面坐标直接从影像上选取明显的像元,真实坐标通过GPS 或数字化地图获取,控制点个数与几何变换方法有关,相对较多。一般选取四个角点为控制点,控制点的分布要均匀布满整个区域。

6. 请简述地图投影的分类及作用。

【答案】(1)地图投影的分类

①按地图投影的构成方法可分为几何投影和非几何投影。

②按球面与投影面的几何位置不同可分为正轴投影、横轴投影和斜轴投影;

③按地图投影变形性质可分为等积投影、等角投影、任意投影。

(2)地图投影的作用

①GIS 以地图方式显示地理信息。地图是平面,而地理信息则是在地球椭球上,因此地图投影在GIS 中不可缺少。

②GIS 数据库中地理数据以地理坐标存储时,以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标; 而输出或显示时,则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。

③GIS 中,地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式,但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺不一致时,一般采用国家基本系列地图所用的投影。

7. 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

设矢量坐标点(x ,y ),转换后的栅格单元行列值为(I , J ),则有

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。

8. 空间数据有什么特征? 它与非空间数据的根本差异是什么?

【答案】(1)空间数据特征

在GIS 中,由于空间数据代表着现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射,因此它反映的特征同样应该包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。因此,空间数据具有三个基本特征:空间特征、属性特征及时间特征。

①空间特征:空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征,以及与相邻地理现象和过程的空间关系,包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述,称为定位特征或定位数据; 空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。

②属性特征:属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质,通常包括名称、数量、质量、性质等,称为属性数据。

③时间特征:时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况,称为时态数据。

(2)与非空间数据的根本差异

空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。

属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征,属性数据主要是对空间数据的说明。