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一、简答题

1． 举例说明点与多边形，线与多边形，多边形与多变形的叠置分析的用途，并图示表示多边形与多边形叠置中Intersect 与Union 。

【答案】（1）点与多边形叠置分析的用途

点与多边形的叠合是通过确定一个点状空间特征中的点落在另一个多边形空间特征中的哪一个多边形内，以便为每个点赋予新的多边形属性。例如，利用城市点位数据与行政区多边形数据相叠合，可以用来确定城市所在的省份。

（2）线与多边形叠置分析的用途

线与多边形的叠合是通过确定一个线状空间特征中的线经过另一多边形空间特征中的哪个多边形，以便为线赋予新的多边形属性。例如，当为了确定一条高速公路在各个行政区内的里程数时，就需要将道路线状数据与行政区划多边形数据相叠合。

（3）多边形与多边形叠置分析的用途

多边形与多边形的叠合是指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。多边形与多边形的叠合包括Union 、Intersect 、Identity 、Erase 、Update 五种叠合方式。

（4）例图

图2 Union叠合分析的示意图

图3 Intersect叠合分析的示意图

2． 时空一体化数据模型主要有哪几种? 说明它们的优缺点。

【答案】GIS 中时空一体化数据结构和数据模型注重以一体化的形式表达地理数据在时间和空间方面的特性。这些模型主要有以下三种:

时间片快照模型

优点:（1）可以直接在当前的GIS 软件中实现;

（2）当前的数据库总是处于有效状态。

缺点:

（1）这种快照图像仅代表地理现象的瞬时状态，而缺乏对现象所包含的对象变化的明确表现，因此它不能确定地理现象所包含的对象之间在时间上的拓扑联系。在查询跟踪能力方面，由于没有时间维拓扑联系的存在，这一模型将无法实施按时间联系而确立的查询跟踪规则。

（2）由于时间片快照是对状态数据的完整存储，所以造成数据的冗余度极大。

底图叠加模型

优点:照适宜的时间间隔记录数据随时间发生的变化，能确定地理现象所包含的对象之间在时间上的拓扑联系。

时空合成模型

优点:（1）保持了底图叠加模型的优点;

（2）与GIS 数据库表达空间、属性数据的手段相似，因而便于以矢量为基础的GIS 软件的实现。

3． 某待建工厂的选址条件为:a ）地面坡角小于2.5度:b ）距离水库不小于250米; c ）距离铁路1公里到10公里之间; d ）不得建在森林地或沼泽地内。试写出主要的工作流程（包括准备哪些数据、对数据要作哪些前期处理、通过实施哪些空间操作才能完成选址任务）。

【答案】（1）所需要的数据:

①研究区的地形图

②水库分布图

③铁路分布图

④森林及沼泽地分布图

（2）具体步骤:

①根据地形图的地形等高线数据生成研究区的DEM 。

②提取坡角小于205度的区域。

， ③对水库分布图做等距离图（缓冲区）

，提取距离不小于250m 的区域。提取距离在1公里到④对铁路分布图做等距离图（缓冲区）

10公里的区域。

⑤将森林及沼泽地分布图分成林地沼泽地及非林地非沼泽地两类。

，得到可选的区域，将选择的区域及⑥将（1）~（5）处理的结构做拓扑叠置（逻辑与运算）

相关信息以地图和表格的形式打印输出。

4． 请简述Dijkstra 。算法及其在GIS 最短路径分析中的应用。

【答案】（1）Dijkstra 算法简述

Dijkstra 算法是按路径长度递增顺序产生各顶点的最短路径。其算法过程为:

①设最短距离己确定的顶点集合称为红点集，最短距离尚未确定的顶点集合称作蓝点集。 ②初始时，只有源点的最短距离是己知的，所以红点集包含源点，蓝点集包含其他顶点。 ③重复以下过程，按路径长度递增顺序产生各蓝顶点的最短路径:在当前蓝点集中选择一个距离最小的蓝点来扩充红点集，以保证算法按路径长度递增的顺序产生各顶点的最短路径。

④每扩充一个蓝点到红点集中，则将蓝点集中剩余的蓝点的路径按照新加入的红点作为中间顶点进行修正，一旦加入新红点使得蓝点的路径长度变短，则用变短的路径代替原来的蓝点路径长度。

⑤直到蓝点集中仅剩下最短距离为无穷大的蓝点，或者所需求的蓝点己扩充到红点集时，算法结束。

（2）在GIS 最短路径分析中的应用

①选择要进行计算的两个节点。

②对这两个节点进行联通分析，即采用宽度优先搜索法快速判断两个节点是否联通，若联通则进行下一步。

③调用Dijkstra 算法，计算两个节点之间的最短路径。

④通过对计算出来的最短路径树优化处理后生成最终的最短路径树，输出并推出。

5． 根据下面示意图，给出其矢量数据结构编码。

【答案】点：

线：