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一、简答题

1． 什么是Voronoi 图，它有哪些主要特性和用途?

【答案】（1）V oronoi 图的定义

V oronoi 图是根据离散分布的己知数据点对研究区域进行划分，使得划分成的多边形覆盖整个研究区域，形成一个Voronoi 图，且每一个多边形中仅包含一个己知的数据点。

（2）V oronoi 图的特征

①所有的Voronoi 多边形都是凸多边形。

②V oronoi 多边形的顶点是相邻已知点构成的三角形外接圆的圆心。

③所有这些外接圆的内部不包含己知点。

（3）V oronoi 图的用途

V oronoi 多边形分析常常用该已知数据点的数据来表达和分析该多边形内的所有其他数据点，

可以用于空间插值计算。

2． GIS 基本数据结构及优缺点。

【答案】GIS 基本数据结构是矢量数据和栅格数据。

（1）栅格结构与矢量结构

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。

在栅格数据结构中，点由一个单元网格表示。线由一串有序的相互连接的单元网格表示，各个网格的值相同。多边形由聚集在一起的相互连接的单元网格组成，区域内部的网格值相同，但与外部网格的值不同。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，每个网格对应一种属性。其空间位置用行和列标识。网格通常是正方形，有时也采用矩形、等边三角形和正六边形。

（2）优缺点

3． 请简述仿射变换的原理及其误差纠正的方法。

【答案】（1）仿射变换的原理

仿射变换是几何纠正的常用方法，仿射变换后的特性直线变化后仍是直线，平行线变化后仍是平行线，不同方向上的长度比发生变化。仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。

（2）仿射变换误差纠正方法

仿射变换可以对坐标数据在x 和y 方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移，其误差纠正方法的具体实现如下:设x ，y 为数字化仪坐标，x ，y 为理论坐标，m 1~m2为地图横向和纵向的长度变化比例，两坐标系夹角为a ，数字化仪原点01相对于理论坐标系原点平移了a n 、b n 。设a 1=m1cos α，b 1=-m1sin α，a 2=m2sin α，b 2=m2cos α，可求得仿射变换的待定系数a 0、a 1、a 2、b 0、B 1、b 2如下：

4． 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。

5． 数据是GIS 系统的生命与灵魂，请问GIS 数据的误差主要有来自哪些环节，可以通过哪些途径提高空间数据的质量?

【答案】（1）GIS 数据的误差来源:

数据采集过程中（即数据源误差）、数据编辑过程中（即处理误差）、数据使用过程中。 （2）提高空间数据质量的方法:

①尽可能使用可靠的数据源;

②数据的预处理，包括对原始地图、表格数据的整理或者清绘;

③提高数字化操作人员的专业素养，可以通过增强操作人员的工作责任心来尽量减少误差; ④选用精度高的数字化设备;

⑤数据精度检查，主要检查输出图与原始图的点位误差;

⑥人工检查，对于数字化的地图数据，应打印输出样图来与原始资料进行比较检查，属于属性数据，最好是通过人工逐一比较检查。

6． 什么是空间元数据? 空间元数据的作用是什么?

【答案】（1）空间元数据的概念

元数据是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。

（2）空间元数据的作用

帮助空间数据的使用者查询所需的空间信息，进行空间数据的共享，并进一步处理空间数据。

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