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一、简答题

1． 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:

①GTS 与机助制图系统

机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS 中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。一个功

能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

②GIS 与DBMS （数据库管理系统）

GIS 除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。因此，GIS 在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多得多。

③GTS 与CAD 系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD 系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

④GIS 与遥感图像处理的系统

遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2． GIS 设计的方法（5个），阶段（4个）

【答案】（1）GIS 设计的方法

①结构化生命周期法;

②由底而上法;

③快速原型法;

④面向对象的软件开发方法;

⑤“演示和讨论”方法。

（2）GIS 开发阶段

①系统调查分析

a. 需求调查与分析;

b. 可行性分析;

c. 系统分析。

②系统设计

系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模型化为相应的实际的物理模型这是整个研制工作的核心。

③系统的维护

此阶段是把系统设计的成果付诸实施，实现能够使用的实际系统。

④系统的运行和维护

系统验收是系统实施的终结，系统维护是指在运行过程中，为适应环境和其它因素的各种变化，保证系统正常工作而采取的一切活动。

3． 论述GIS 主要的空间索引方法。

【答案】常见的空间索引有范围、格网和四叉树等。

（1）范围索引

范围索引即在记录每个空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标。在通过一个查询范围查询包含在其中的空间实体时，根据空间实体的最大和最小范围，预先排除那些没有落入查询范围内的空间实体，只对那些最大和最小范围落在查询范围里的空间实体进行进一步的坐标位置等判断，最后查询出那些真正落入查询范围内的空间实体。

（2）格网空间索引

格网空间索引的基本思想是将区域划分成大小相等的网格，记录每个网格内所包含的空间实体在数据库中的地址。为了便于建立空间索引的线性表，可以将每一个空间网格按顺序进行编码，建立顺序码与空间实体的对应关系。没有包含空间实体的网格，在索引表中不出现其编码。如果一个网格中含有多个实体，则需要记录多个实体。当用户进行空间查询时，首先计算出用户查询所在网格，然后再在索引表中找到该网格中包含的空间实体，这样一来就加速了空间实体的查询速度。

（3）四叉树空间索引

四叉树空间索引是将区域进行若十层次的划分，每个层次的划分是将上一层次划分得到的每个区域分成四个相等的子区域，判定空间实体包含在哪一层次的哪一个子区域中，则用子区域的编码来记录空间实体，这样就形成了一个四叉树的空间划分。为了便于按次序记录各个子区域，可以将每一个子区域按Morton 码（或称Peano 键）进行线性四叉树的编码，建立起Morton 码与空间实体的对应关系。

4． 试述GIS 图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求。

【答案】（1）地形图与专题地图的输出组织形式

①透明图层与影像图层

GIS 数字地图通常以图层形式进行组织，每一个图层包含地图的一个不同要素，常放在不同图层中。图层是透明的，各图层叠加在一起构成完整的一幅地图。

②专题地图的符号系统

专题地图符号系统中的符号可以分为点位符号、线状符号和面状符号等。专题地图特征的表达时运用不同地图符号来实现的，符号在图上的位置取决于它所表现的实体的位置，符号的形状的大小取决于实体的质量和数据特征。

（2）地图图面配置的内容和要求

地图图面配置包括:各种大小或类型的地图的配置; 地图的图名、图例、比例尺、统计图表、照片、影像、文字说明等的位置与大小; 专题要素与底图要素的配合与取舍; 专题内容与图廓的关系等。

二、论述题

5． 简述一个三维GIS , Web GIS、时态GIS 结合应用的案例。

【答案】三维GIS , Web GIS、时态GIS 结合应用的案例

（1）例如基于网络的城市规划与管理信息系统

三维GIS 提供对三维城市景观海量数据的漫游，还可对建筑物的三维剖面进行分析，如日照分析等。城市的改建与扩张反映了其时序特征，采用时序GIS （TGIS ）便可用第四维的信息反映出城市发展的动态变化过程，再通过网络技术将上述成果传播出去，在网络上实现对城市的三维漫游与查询等。

（2）在坟川地震中，对湖泊（如堰塞湖）进行的动态监测

首先运用三维GIS 技术对湖泊本身和周围环境中的地质地貌情况进行测定和分析; 运用时态GIS 技术对湖泊的形成、发展等各方面的信息进行观测和收集总结; 最后应用Web GIS技术对所搜集、汇总的GIS 信息通过网络传输发布等，并为决策者提供辅助判断。

6． 基础地理信息数据库的建设是一个系统工程，GIS 应该由哪些要素组成，各要素的作用是什么?

【答案】（1）主要会涉及到的技术有:

①空间数据的采集与管理

②数据库技术

③空间数据处理技术

空间数据处理技术包括空间数据的录入、编辑、请问在系统的建设中会涉及到哪些主要技术? 一个完整的管理、分析、输出等。

（2）一个完整的GIS 的要素组成及各自的作用:

①硬件

硬件是GIS 软件的运行平台。