2018年西北大学城市与环境学院848地理信息系统考研核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 对象—关系管理模式
【答案】对象—关系管理模式是指在关系型数据库中扩展，通过定义一系列操作空间对象（如点、线、面）的API 函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。
2． 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。
3． 空间数据模型
【答案】空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。一般而言，GIS 空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。
4． 数据库管理系统
【答案】数据库管理系统是操作和管理数据库的软件系统，提供可被多个应用程序和用户调用的软件系统，支持可被多个应用程序和用户调用的数据库的建立、更新、查询和维护功能。
二、简答题
5． 格网DEM 分析的主要应用。
【答案】格网DEM 分析的主要应用
（1）地形曲面拟合
DEM 最基础的应用是求DEM 范围内任意点的高程，在此基础上进行地形属性分析。由于已
知有限个格网点的高程，可以利用这些格网点高程拟合一个地形曲面，推求区域内任意点的高程。
（2）立体透视图
绘制透视立体图是DEM 的一个极其重要的应用。透视立体图能更好地反映地形的立体形态，非常直观。人们可以根据不同的需要，对于同一个地形形态作各种不同的立体显示，更好地研究地形的空间形态。
（3）通视分析
通视分析有着广泛的应用背景。典型的例子是观察哨所的设定、森林中火灾监测点的设定、无线发射塔的设定等。通视问题可以分为五类:
①已知一个或一组观察点，找出某一地形的可见区域;
②欲观察到某一区域的全部地形表面，计算最少观察点数量;
③在观察点数量一定的前提下，计算能获得的最大观察区域;
④以最小代价建造观察塔，要求全部区域可见;
⑤在给定建造代价的前提下，求最大可见区。根据问题输出维数的不同，通视可分为点的通视，线的通视和面的通视。
（4）流域特征地貌提取与地形自动分割
流域特征地貌提取与地形自动分割是进行流域空间模拟的基础技术。主要包括两个方面: ①流域地貌形态结构定义，定义能反映流域结构的特征地貌，建立格网DEM 对应的微地貌特征;
②特征地貌自动提取和地形自动分割算法。
（5）计算地形属性
DEM 派生的地形属性数据可以分为单要素属性和复合属性二种。前者可由高程数据直接计算得到，如坡度因子，坡向。后者是由几个单要素属性按一定关系组合成的复合指标，用于描述某种过程的空间变化，这种组合关系通常是经验关系，也可以使用简化的自然过程机理模型。
6． 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。
7． 试述GIS 图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求。
【答案】（1）地形图与专题地图的输出组织形式
①透明图层与影像图层
GIS 数字地图通常以图层形式进行组织，每一个图层包含地图的一个不同要素，常放在不同
图层中。图层是透明的，各图层叠加在一起构成完整的一幅地图。
②专题地图的符号系统
专题地图符号系统中的符号可以分为点位符号、线状符号和面状符号等。专题地图特征的表达时运用不同地图符号来实现的，符号在图上的位置取决于它所表现的实体的位置，符号的形状的大小取决于实体的质量和数据特征。
（2）地图图面配置的内容和要求
地图图面配置包括:各种大小或类型的地图的配置; 地图的图名、图例、比例尺、统计图表、照片、影像、文字说明等的位置与大小; 专题要素与底图要素的配合与取舍; 专题内容与图廓的关系等。
8． 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。
9． 什么是虚拟现实? 它在GIS 可视化中的意义及发展前景如何?
【答案】（1）虚拟现实
也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。
（2）虚拟现实在GIS 可视化中的意义及发展前景
虚拟现实技术引入GIS 将使GIS 更具吸引力，采用虚拟现实中的可视化技术，在三维空间中