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一、简答题

1． 简述空间数据库管理的方式及其优缺点。

【答案】（1）文件一关系数据库混合管理方式

缺点:①属性数据和图形数据通过ID 联系起来，使查询运算，模型操作运算速度慢;

②数据分布和共享困难;

③属性数据和图形数据分开存储，数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能;

④缺乏表示空间对象及其关系的能力。

因此，目前空间数据管理正在逐步走出文件管理模式。

（2）全关系数据库管理

对于变长结构的空间几何数据，一般采用两种方法处理。

①按照关系数据库组织数据的基本准则，对变长的几何数据进行关系范式分解，分解成定长记录的数据表进行存储。然而，根据关系模型的分解与连接原则，在处理一个空间对象时，如面对象时，需要进行大量的连接操作，非常费时，并影响效率。

②将图形数据的变长部分处理成Binary 二进制Block 块字段。

对象—关系数据库管理

由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高，而非结构化的空间数据又十分重要，所以许多数据库管理系统的软件商在关系数据库管理系统中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。

这种扩展的空间对象管理模块主要解决了空间数据的变长记录的管理，由数据库软件商进行扩展，效率要比前面所述的二进制块的管理高得多。但是它仍然没有解决对象的嵌套问题，空间数据结构也不能内用户任意定义，使用上仍受到一定限制。

2． 矢量数据结构和栅格数据结构。

【答案】（1）矢量数据结构

矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构。矢量数据结构是利用欧几里得（Euclid ）几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。它通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。这种数据组合方式能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。

（2）栅格数据结构

基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。栅格数据结构

表示的是二维表面上地理要素的离散化数值，甸个网格对应一种属性，其空间位置用行和列标识。

3． 地理信息的基本功能和应用领域。

【答案】（1）地理信息系统的基本功能

①数据采集与编辑

数据采集与编辑功能就是把各层地理要素转化为空间坐标及属性对应的代码输入到计算机中。

②数据处理和变换

为了保证系统数据的规范和统一，使数据满足用户需求，数据处理是地理信息系统的基础功能之一。

③数据存储与管理

数据库是数据存储与管理的主要技术。

④产品制作与显示

地理信息系统产品制作与显示的功能包括:设置地图范围、投影、比例尺，组织地图要素显示顺序，定义文字字形字号，设置地图符号的大小和颜色。

⑤空间分析和统计

a. 空间查询

b. 叠加分析

c. 缓冲区分析

d. 网络分析

e. 地形分析

⑥二次开发和编程地理信息系统技术为了能够被广泛应用十各个领域，满足各种不同的应用需要，它必须具备的另一个重要基本功能是二次开发环境。

（2）地理信息系统的应用领域

①资源管理

资源的清查、管理和分析是地理信息系统应用最广泛的领域，也是目前趋于成熟的主要应用领域，包括森林和矿产资源的管理、野生动植物的保护、土地资源利用评价，以及水资源的时空分布特征研究等。

②区域规划

城市与区域规划具有高度的综合性，涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化、金融等因素，地理信息系统能为规划人员提供功能强大的工具。

③国土监测

利用地理信息系统功能结合多时相的遥感数据，可以有效用于森林火灾的预测预报、洪水灾

情监测和淹没损失估算、土地利用动态变化分析和环境质量的评估研究等。

④车甫助决策

地理信息系统利用拥有的数据和因特网传输技术，可以深化电子商务的应用，满足企业决策多维性的需求。

4． 基于图和表的多边形空间叠置? 栅格数据能进行叠置吗?

【答案】（1）基于图和表的多边形空间叠置

将两个不同的多边形空间特征数据相重叠，产生新的多边形特征数据，用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的分析、地理特征的动态变化分析，以及图幅要素更新、区域信息提取等。

（2）栅格数据能进行叠置。

基于栅格数据叠合分析的特点是，参与叠合分析的空间数据为栅格数据结构。栅格数据的叠合算法可以有多个空间特征数据参与分析，而不像矢量叠合分析只能在两个空间特征数据之间进行。栅格叠合分析虽然数据占用存储量比较大，但是运算过程比较简单。

栅格叠合分析的条件是，要具备两个或多个相同地区的相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。栅格叠合分析的结果是一个新生成的栅格数据，其中的每一个栅格的数值都是由参与计算的原栅格数据计算得到的，栅格叠合通过计算产生新的空间信息。

5． 试解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。

【答案】（1）空间叠合分析是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。

（2）空间缓冲区就是地理空间实体的一种影响范围或服务范围。在矢量缓冲区中，可分为基于点特征的缓冲区、基于线特征的缓冲区和基于面特征的缓冲区。空间缓冲区分析是指在点、线、面的周围自动建立的一定宽度的多边形区域或带状区。

（3）空间叠合分析应用于查询和建模问题，也可以很有效的解决插值问题。空间缓冲区分析应用于某一主题对象对邻近对象有一定辐射强度和影响强度的区域。

6． 什么是BUFFER ，举例画出三种形式。

【答案】（1）BUFFER 定义

BUFFER 即缓冲区，是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R 决定。

（2）BUFFER 三种形式示意图