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一、名词解释

1． 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。

2． 国家信息基础设施

【答案】国家信息基础设施简称NII ，是一个能够给用户随时提供大容量信息的，由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备的网络系统。目前全球被广泛采用的信息基础设施就是因特网。

3． 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。

4． 地理数据

【答案】地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。地理数据可分为空间数据、属性数据、时态数据。

二、简答题

5． 在关系数据模型设计中，函数依赖和范式的含义是什么?

【答案】（1）函数依赖

函数依赖是表征一个属性或属性集合的值对另一个属性或属性集合的值的依赖性。关系数据模型中的函数依赖主要有主关键字决定关系模式中的非关键字、完全函数依赖、传递函数依赖、多值依赖几种类型。

（2）范式

范式是指关系满足某种规范化的形式称为范式。主要的关系范式有:

①第一范式（1NF ）

第一范式，即关系中的每个属性必须是原子的、不可分割的数据项。在关系数据库中，若一个关系模式满足1NF ，它就是合法的。同时1NF 也是其他范式成立的前提条件。

②第二范式（2NF ）

第二范式是指关系在满足1NF 的基础上，每一个非主属性完全函数依赖于该关系的关键字。即当一个非关键字字段部分地函数依赖于关键字时，就违反了2NF 。

③第三范式（3NF ）

第三范式是指关系在满足第二范式的基础上，其非关键字属性（即非主属性）既非函数依赖，也不传递依赖于关键字，即属于3NF 的关系，其非关键字属性之间都是独立的，不存在函数依赖关系。

④BC 范式（BCNF ）

它是指如果关系模式R 是第三范式，且没有一个非关键字属性是完全函数依赖于其他的非关键字属性，则关系模式R 称为扩充第三范式的模式，即BC 范式模式。

6． 请举几例说明常用的矢量和栅格数据的转换方法。

【答案】（1）矢量转栅格①内部点扩散法由多边形内部种子点向周围邻点扩散，直至到达各边界为止; ②复数积分算法由待判别点对多边形的封闭边界计算复数积分，来判断两者关系; ③射线算法和扫描算法由图外某点向待判点引射线，通过射线与多边形边界交点数来判断。

（2）栅格转矢量

栅格数据结构向矢量数据结构的转换即矢量化，其目的是将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库，并将栅格数据进行数据压缩，将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。有基于图像数据的久量化和基于栅格数据的欠量化两种形式，具体方法步骤如下:

①基于图像数据的矢量化

a. 二值化

线画图形扫描后产生图像栅格数据，这些数据是按从0~255的不同灰度值量度的，为将256级不同的灰度压缩到2个灰度形成一值图，要在最大与最小灰度之间定义1~7值，根据公式使灰度图像二值化。

b. 细化

细化是消除线画横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。细化可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。剥皮法的实质是从曲线的边缘开始，每次剥掉等于一个栅格宽的一层，直到最后留下彼此连通的由单个栅格点组成的图形。

c. 跟踪

跟踪的目的是将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。跟踪时，从起始点开始，根据八个邻域进行搜索下一个相邻点的位置，记录坐标，直到完成全部栅格数据的矢量化。

②栅格数据的矢量化方法

a. 在栅格数据中搜索多边形边界弧段相交处的节点位置，这些节点通常是相邻栅格单元小相同的属性值个数大于等于3的栅格处;

b. 从搜索出的节点里任选一个作为起始跟踪节点，顺着栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点为止;

c. 重复上述过程，做到所有的边界弧段都被生成;

④将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形，即完成多边形栅格数据的矢量化。

7． 栅格数据和矢量数据的优缺点？栅格数据主要分析方法有哪些？

【答案】（1）栅格数据和矢量数据的优缺点

（2）栅格数据主要分析方法

栅格数据的空间分析主要包括空间聚类、空间聚合、叠置分析等内容。

①空间聚类分析:是根据预先设定的聚类条件，从栅格数据中将所有符合标准的区域输出到图上，不符合条件的区域为空白。

②空间聚合分析:根据空间分辨率和分类表，进行数据类别的合并与转换，以实现空间地域的

兼并。空间聚合的结果是将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。

③空间叠置分析:栅格叠置分析和矢量多边形叠置分析一样，是求两组或两组以卜空间图形的交集。但是多边形叠置分析得到的是合成多边形，而栅格叠置分析得到的是合成的数据串。

8． GTS 与MIS ，CAD 的异同点。

【答案】（1）GIS 与MIS （可理解为DBMS ）的区别:

DBMS 一般指商用的关系型数据库管理系统，侧重于对属性数据的管理。GIS 与DBMS 的区别除了处理对象不同之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能，因此GIS 在硬件和软件方面均比一般事务数据库管理系统更复杂，功能更强大。

（2）GIS 与CAD 的主要区别:

CAD 处理的多为规则的几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱; 而GIS 处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，GIS 需

CAD 要有较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作十分频繁，且多具有专业化的特征。此外，

一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力比GIS 要弱。