2017年安徽农业大学农业生态学(同等学力加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 请简述地图投影的分类及作用。
【答案】（1）地图投影的分类
①按地图投影的构成方法可分为几何投影和非几何投影。
②按球面与投影面的几何位置不同可分为正轴投影、横轴投影和斜轴投影;
③按地图投影变形性质可分为等积投影、等角投影、任意投影。
（2）地图投影的作用
①GIS 以地图方式显示地理信息。地图是平面，而地理信息则是在地球椭球上，因此地图投影在GIS 中不可缺少。
②GIS 数据库中地理数据以地理坐标存储时，以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标; 而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。
③GIS 中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺不一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。
2． 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。
3． 空间数据有什么特征? 它与非空间数据的根本差异是什么?
【答案】（1）空间数据特征
在GIS 中，由于空间数据代表着现实世界地理实体或现象在信息世界中的映射，因此它反映的特征同样应该包括自然界地理实体向人类传递的基本信息。因此，空间数据具有三个基本特征:空间特征、属性特征及时间特征。
①空间特征:空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述，称为定位特征或定位数据; 空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。
②属性特征:属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。
③时间特征:时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据。
（2）与非空间数据的根本差异
空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。
属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征，属性数据主要是对空间数据的说明。
4． 矢量格式向栅格格式转换有哪些方法? 说明每种方法的基本原理。以下图为例，说明边界代数法的作业过程。
【答案】（1）矢量格式向栅格格式转换的方法及其原理:
①点的栅格化
设矢量坐标点（x ，y ），转换后的栅格单元行列值为（I , J ），则有
式中:方括号表示取整数运算。
②线的栅格化
由于GIS 中的线实体是由顺次连接一组坐标点形成的折线段表达的，所以，线的栅格化可以分解成组成折线的每一个线段的栅格化。对于一条线段的栅格化，先使用点栅格化的方法，栅格化线段的两个端点，然后再栅格化线段中间的部分。
③面的栅格化
a. 基于弧段数据的栅格化方法
基于弧段数据的栅格化方法是，对整个要进行栅格化的范围按行或者按列作中心扫描线，对其中的任一条扫描线，求与所有矢量多边形的边界弧段的交点，记录其坐标，并用点的栅格化方法求出交点的栅格坐标行列值，再根据弧段的左右多边形信息判断并记录交点左右多边形的数值。最后通过对一行所有交点按其坐标x 值从小到大进行排序，并参照左右多边形配对情况，逐段生成栅格数据。直到全部扫描线都完成从矢量向栅格的转换为止。
b. 基于多边形数据的栅格化方法
第一，内点填充法
首先按线的栅格化方法把多边形的边界栅格化，然后在多边形的内部找一点作为内点，从该点出发，向外填充多边形区域，直到边界为止。
第二，边界代数法
沿着多边形实体的边界环绕多边形一圈，当向上环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都减去属性值，当向下环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都加上属性值，则多边形外部的栅格正负数值抵消，而多边形内部的栅格被赋予属性值。
第三，包含检验法
对每个栅格单元，逐个判定其是否包含在某个实体多边形之内，若包含在某个多边形之内，则将多边形的属性值赋给该栅格单元。
（2）边界代数法的作业过程
沿着多边形实体的边界环绕多边形一圈，当向上环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都减去属性值，当向下环绕的时候，把边界左边一行中所有的栅格单元的数值都加上属性值，则多边形外部的栅格正负数值抵消，而多边形内部的栅格被赋予属性值。
二、论述题
5． 某校GIS 制图专业的期末课程设计为制作“中国人口密度分布图”，请根据已知条设计要求写出制作的基本思路与流程。
①已知条件:
中国行政区划图线要素文件;
各省（直辖市）的实际面积，单位:万平方千米;
人口密度为每平方干米的人口数。