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一、简答题

1． 根据空间数据库的管理模式，简述通用的数据库模型中哪些适用于空间数据管理。并说明文件管理系统与数据库管理系统有哪些异同点。

【答案】（1）适用于空间数据管理的通用数据库模型

①关系模型

在“用户观点”下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。

②层次模型

用“树形结构”来表示各类实体以及实体间的联系。

③网状模型

用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型。

④面向对象模型

面向对象模型是一种新兴的数据模型，它采用面向对象的方法来设计数据库。面向对象的数据库存储对象是以对象为单位，每个对象包含对象的属性和方法，具有类和继承等特点。

（2）文件管理系统与数据库管理系统的异同点

文件管理系统是数据库管理最为普遍的方法，但是有很多缺点:

①首先每个应用程序都必须直接访问所使用的数据文件，应用程序完全依赖于数据文件的存储结构，数据文件修改时应用程序也随之修改;

②其次是数据文件的共享，由于若干用户或应用程序共享一个数据文件，要修改数据文件必须征得所有用户的认可，由于缺乏集中控制也会带来一系列数据库的安全问题，数据库的完整性是严格的，信息质量很差比没有信息更糟。

数据库管理系统是在文件管理系统的基础上进一步发展的系统。它在用户应用程序和数据文件之间起到了桥梁作用。其最大优点是提供了两者之间的数据独立性，即应用程序访问文件时，不必知道数据文件的存储结构。当数据文件的存储结构改变时，不必改变应用程序，

2． 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

（2）栅格数据主要分析方法

栅格数据的空间分析主要包括空间聚类、空间聚合、叠置分析等内容。

①空间聚类分析:是根据预先设定的聚类条件，从栅格数据中将所有符合标准的区域输出到图上，不符合条件的区域为空白。

②空间聚合分析:根据空间分辨率和分类表，进行数据类别的合并与转换，以实现空间地域的

兼并。空间聚合的结果是将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。

③空间叠置分析:栅格叠置分析和矢量多边形叠置分析一样，是求两组或两组以卜空间图形的交集。但是多边形叠置分析得到的是合成多边形，而栅格叠置分析得到的是合成的数据串。

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． 地理空间数据的基本特征。

【答案】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，空间数据具有二个基本特征: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掐述，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。

5． 简述常规地理信息系统的硬件组成; 数据处理设备，数据输入设备，数据输出设备，各举两例说明其功能和用途。

【答案】（1）数据处理设备

数据处理设备是地理信息系统硬件的主体，作为系统硬件的核心，它包括从服务器到图形工作站、微机等各种形式的计算机，可用作数据的处理、管理与计算。例如图形工作站和客户机/服务器系统。图形工作站是一种具备强大的数据运算与图形、图像处理能力的高性能微型计算机。客户机/服务器系统是计算机网络中重要的分布式体系结构，服务器是整个网络系统中负责提供管理、计算和存储等功能的核心计算机，多台客户机各自处理相应的任务，共同实现完整的应用。

（2）数据输入设备

数据输入设备的作用是将地理数据转换成数字的形式存入计算机，以便进行处理和分析计算等工作。例如数字化仪和数字测量设备。数字化仪由电磁感应板、游标和相应的电子线路组成。数字测量设备主要是地理数据的采集设备，通常有数字摄影测量工作站、全球定位系统（GPS ）等。

（3）数据输出设备

数据输出设备的作用是为地理信息系统软件提供用户操作的界面，并把地理信息系统的最终成果展现给用户。例如打印机和计算机显示器。打印机用于成果如图表图像等的打印。计算机显示器是地理信息系统的主要图形交互操作人机界面。

6． 什么是地理信息系统（GIS ）? 它与一般的计算机应用系统有哪咚异同点?

【答案】（1）地理信息系统

地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（2）与般计算机应用系统的异同点

地理信息系统隶属于信息系统，属于空间信息系统。它与非空间信息系统（如管理信息系统）的主要区别在于它能够处理空间定位数据，并且其存储和处理的信息是经过地理编码的。具体如下: