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一、名词解释

1． 虚拟现实技术

【答案】虚拟现实技术是指利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。典型的VR 系统主要由计算机软、硬件系统（包括VR 软件和VR 环境数据库）和VR 输入、输出设备等组成

2． 数据

【答案】数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

3． GIS 互操作

【答案】GIS 互操作是指在异构环境下的两个或多个实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但仍然可以相互通信和协作，以完成某一特定任务。这些实体包括应用程序、对象、系统运行环境等。空间数据的互操作针对异构的数据库和平台，实现数据处理的互操作，与数据转换相比，它是“动态”的数据共享，独立于平台，具有高度的抽象性，是空间数据共享的发展方向。

4． Voronoi 多边形

【答案】V oronoi 多边形即泰森多边形，它采用了一种极端的边界内插方法，只用最近的单个点进行区域插值。泰森多边形按数据点位置将区域分割成子区域，每个子区域包含一个数据点，各子区域到其内数据点的距离小于任何到其它数据点的距离，并用其内数据点进行赋值。

5． 边界代数算法

【答案】边界代数算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格格式转换算法，它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。它不是逐点判断与边界的关系完成转换，而是根据边界的拓扑信息，通过简单的加减代数运算将边界位置信息动态地赋给各栅格点，实现了矢量格式到栅格格式的高速转换，而不需要考虑边界与搜索轨迹之间的关系，因此算法简单、可靠性好，各边界弧段只被搜索一次，避免了重复计算。

6． 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。

7． OPENGIS

OPENGIS 是由开放地理信息系统协会制定的一系列开放标准和接口。OpenGIS 规范【答案】

是OGC 规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。

8． 地理信息科学（注:把地理信息科学翻译成全英文）

【答案】Geographic information science is proposedby Good child in 1992.Compared with the geographic information system, it is more focused on geographic information as a science, not only the realization of technology.The research focuses on the process , storage , extraction , management and analysis of the geographic information in he application of computer technology.

9． 栅格数据结构

【答案】栅格数据结构指将空间分割成有规则的网格，在各个网格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。

10．数字地形模型

【答案】数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

二、简答题

11．阐述GIS 数据组织的主要方式以及它们的特点。

【答案】（1）GIS 数据组织的主要方式

GIS 数据组织的主要方式包括矢量数据结构和栅格数据结构。

①矢量数据结构是矢量模型的数据结构。矢量数据结构是利用欧几里得几何学中的点、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。

②栅格数据结构是基于栅格模型的数据结构。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。

（2）矢量和栅格数据结构的特点

①矢量数据结构的特点

a. 栅格数据的优点

数据结构简单; 空间叠加分析方便，有利于各空间组合分析; 数据模拟便捷; 适合大比例尺。 b. 栅格数据的缺点

缺少空间实体的定量准确数据; 缺少结构信息拓扑关系; 输出图像质量不高; 网络分析困难; 不适合做不连续的数据处理。

②栅格数据结构的特点

a. 矢量数据的优点

数据精度高，更新方便; 数据存储空间小，信息量大; 数据输出精度高方便快捷; 具有拓扑数据

结构，有利于进行拓扑分析; 适合各种比例尺。

b. 矢量数据的缺点数据结构复杂，矢量化工作麻烦; 图形叠加复杂绘图成本高，耗时。

12．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。

13．结合你的兴趣领域（水土保持、洪水防灾、土地分等定级等），叙述基于GIS 的地球科学应用模型的建模步骤和方法。

【答案】（1）利用GIS 的数值分析法来估算土壤水土流失程度。

①确定土壤水土流失的数字分析模型，根据模型确定影响水土流失的因子，这些因子必须能够反映不同土壤的性质，不同的坡面形态，不同的植被条件。