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一、简答题

1． GIS 产品有哪些表现形式? 各适合在什么情况下使用?

【答案】（1）按输出的载体类型分类:

①常规地图（是印刷在纸张、塑料薄膜等材料载体上的，是GIS 产品的重要输出形式） ②数字地图（一种新的以计算机为存储和显示载体的地图形式）

（2）按输出的内容和形式分类:

①全要素地形图（在内容上通常全面表达水系、地貌、植被、居民点和独立地物等地理要素，采用统一坐标系统地图投影和分幅编号，比例尺系统，以及统一的编制规范和图式符号，属于国家基本比例尺地形图）

②各类专题地图（突出表现一种或者几种自然或社会经济要素的地图）

③遥感影像地图（及时提供准确，综合大范围的各种资源环境数据，成为GIS 重要数据源之一）

④统计图表与数据报表

2． 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。高程控制网是大地控制网的一部分，用水准测量方法建立。

3． 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。

4． 根据空间数据库的管理模式，简述通用的数据库模型中哪些适用于空间数据管理。并说明文件管理系统与数据库管理系统有哪些异同点。

【答案】（1）适用于空间数据管理的通用数据库模型

①关系模型

在“用户观点”下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。

②层次模型

用“树形结构”来表示各类实体以及实体间的联系。

③网状模型

用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型。

④面向对象模型

面向对象模型是一种新兴的数据模型，它采用面向对象的方法来设计数据库。面向对象的数据库存储对象是以对象为单位，每个对象包含对象的属性和方法，具有类和继承等特点。

（2）文件管理系统与数据库管理系统的异同点

文件管理系统是数据库管理最为普遍的方法，但是有很多缺点:

①首先每个应用程序都必须直接访问所使用的数据文件，应用程序完全依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时应用程序也随之修改;

②其次是数据文件的共享，由于若干用户或应用程序共享一个数据文件，要修改数据文件必须征得所有用户的认可，由于缺乏集中控制也会带来一系列数据库的安全问题，数据库的完整性

是严格的，信息质量很差比没有信息更糟。

数据库管理系统是在文件管理系统的基础上进一步发展的系统。它在用户应用程序和数据文件之间起到了桥梁作用。其最大优点是提供了两者之间的数据独立性，即应用程序访问文件时，不必知道数据文件的存储结构。当数据文件的存储结构改变时，不必改变应用程序，

二、论述题

5． GIS 的基本构成。

【答案】一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

（1）计算机硬件系统:是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。

（2）计算机软件系统:计算机软件系统是指必需的各种程序。对于GIS 应用而言，通常包括:计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。

（3）系统开发、管理和使用人员:完善的地理信息系统项日应包括负责系统设计和执行的项日经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。

（4）空间数据:它是由系统的建立者输入GIS ，是系统程序作用的对象，是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。

6． 为了完成城市道路拓宽改建分析，论述需要那些空间数据，并描述在GIS 支持下的分析流程。

【答案】利用建立缓冲区、拓扑叠加和特征提取，计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁指标。

（1）明确分析的目的和标准目的是计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值，道路拓宽改建的标准是:

①道路从原有的20m 拓宽至60m ;

②拓宽道路应尽量保持直线;

③部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。

（2）准备进行分析的数据需要涉及两类信息，一类是现状道路图; 另一类为分析区域内建筑物分布图及相关信。

（3）进行空间操作

①选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区;

②将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息。

（4）进行统计分析

①对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物，将其从选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整;