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一、名词解释

1． 空间数据结构

【答案】空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述，空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型。

2． 电子地图

【答案】电子地图是当纸质地图经过计算机图形图像系统光——电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。

3． 空间索引

【答案】空间索引是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息。作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。

4． NSDI

【答案】NSDI 是1994年美国政府开始发展国家空间数据基础设施，通过确定元数据标准，要求各级政府机构采用元数据的方式在网络上对其所生产的数据进行描述，达到各机构间数据生产和共享的目的。

5． 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。

6． 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。

7． 地理信息流

【答案】地理信息流是指地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界，最后到应用领域。

8． 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。

9． 空间数据压缩

【答案】空间数据压缩即从所取得的数据集合S 中抽出一个子集A ，这个自己作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。

10．信息系统

【答案】信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

二、简答题

11．请简述Dijkstra 。算法及其在GIS 最短路径分析中的应用。

【答案】（1）Dijkstra 算法简述

Dijkstra 算法是按路径长度递增顺序产生各顶点的最短路径。其算法过程为:

①设最短距离己确定的顶点集合称为红点集，最短距离尚未确定的顶点集合称作蓝点集。 ②初始时，只有源点的最短距离是己知的，所以红点集包含源点，蓝点集包含其他顶点。 ③重复以下过程，按路径长度递增顺序产生各蓝顶点的最短路径:在当前蓝点集中选择一个距离最小的蓝点来扩充红点集，以保证算法按路径长度递增的顺序产生各顶点的最短路径。

④每扩充一个蓝点到红点集中，则将蓝点集中剩余的蓝点的路径按照新加入的红点作为中间顶点进行修正，一旦加入新红点使得蓝点的路径长度变短，则用变短的路径代替原来的蓝点路径长度。

⑤直到蓝点集中仅剩下最短距离为无穷大的蓝点，或者所需求的蓝点己扩充到红点集时，算法结束。

（2）在GIS 最短路径分析中的应用

①选择要进行计算的两个节点。

②对这两个节点进行联通分析，即采用宽度优先搜索法快速判断两个节点是否联通，若联通则进行下一步。

③调用Dijkstra 算法，计算两个节点之间的最短路径。

④通过对计算出来的最短路径树优化处理后生成最终的最短路径树，输出并推出。

12．什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。

②格网空间索引格网空间索引的基本思想如下:

b. 应关系。将区域划分成大小相等的网格，记录每个网格内所包含的空间实体在数据库中的地址。为了便于建立空间索引的线性表，可以将甸一个空间网格按顺序进行编码，建立顺序码与空间实体的对

c. 没有包含空间实体的网格，在索引表中不出现其编码。如果一个网格中含有多个实体，则需要记录多个实体。

d. 当用户进行空间查询时，首先计算出用户查询所在网格，再在索引表中找到该网格中包含的空间实体，加速了空间实体的查询速度。

③四叉树空间索引

四叉树空间索引的基本思想:

a. 四叉树空间索引是将区域进行若干层次的划分，每个层次的划分是将上一层次划分得到的每个区域分成四个相等的子区域。

b. 判定空间实体包含在哪一层次的哪一个子区域中，则用子区域的编码来记录空间实体，这样就形成了一个四叉树的空间划分。

c. 为了便于按次序记录各个子区域，可以将每一个子区域进行线性四叉树的编码，建立起与空间实体的对应关系。

13．请简述平面控制网和高程控制网在GIS 中的作用。

【答案】（1）平面控制网的作用

平面控制网用以确定物体在地球上的平面位置，通常是地理经纬度坐标。利用平面控制网，可以确定大地基准面和大地坐标系，对GIS 空间数据分析功能具有很大的推动作用。

（2）高程控制网的作用

高程控制网是利用空间某点高于或低于基准面的垂直距离来提供地形信息。高程控制网是大