2016年河海大学929地理信息系统之地理信息系统概论复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、名词解释
1. Web 地理信息系统
【答案】Web 地理信息系统是Web 技术和GIS 技术相结合,即利用Web 技术来扩展和完善
Internet 用户可以浏览WebGIS 站点中的空地理信息系统的一项新技术。从WWW 的任一个节点,
间数据、制作专题图、进行各种空间检索和空间分析。
2. 坐标变换
【答案】坐标变换是建立两个平面点之间的一一对应关系,包括几何纠正和投影转换,他们是空间数据处理的基本内容之一。
3. 拓扑结构
【答案】拓扑结构是为在点、线和多边形之间建立关联,以及彻底解决邻域和岛状信息处理问题而必须建立的数据结构。这种结构应包括以下内容:唯一标识,多边形标识,外包多边形指针,邻接多边形指针,边界链接,范围(最大和最小x , y 坐标值)。
4. 地理信息流
【答案】地理信息流是指地理信息从现实世界到概念世界,再到数字世界,最后到应用领域。
5. Delaunay 三角网
【答案】Delaunay 三角网是由狄洛尼三角形组成的三角网,它是在地形拟合方面表现最出色的三角网,因此常被用于TIN 的生成。狄洛尼三角形有三个最邻近的点连接而成,这三个相邻点对应的V oronoi 多边形有一个公共的顶点,此顶点同时也是狄洛尼二角形外接圆的圆心。
6. 不规则三角网模型
【答案】不规则三角网模型简称TIN ,它根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络,区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上,该点的高程值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程)。
7. 虚拟现实技术
【答案】虚拟现实技术是指利用计算机生成一种模拟环境,并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。典型的VR 系统主要由计算机软、硬件系统(包括VR 软件和VR 环境数据库)和VR 输入、输出设备等组成
8. 空间数据编码
【答案】空间数据编码是指将数据分类的结果,用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。编码的目的是用来提供空间数据的地理分类和特征描述,同时为了便于地理要素的输入、存储、管理,以及系统之间数据交换和共享的需要。
二、简答题
9. 什么是TIN?Grid 和TIN 在表达曲面数据的时候各有什么特点?
【答案】(1)规则格网DEM
Grid 即规则网格,通常是正方形,也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的个元素,对应一个高程值。
(2)不规则三角形DEM
TIN 不规则三角网是将离散分布的实测数据点连成三角网,网中的每份三角形要求尽量接近等边形状,并保证山最近邻点构成三角形,即三角形的边长之和最小。
(3)各自的特点
①规则格网的特点
a. 可以很容易地用计算机进行处理,可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形,使得它成为数字高程模型(DEM )最广泛使用的格式。
b. 不能准确表示表面网格所代表的地形的结构和细部。在地形平坦的地方,存在大量的数据冗余; 在不改变格网大小的情况下,又难以表达复杂地形的突变现象。规则格网的数据量通常比较大,需要进行压缩存储,牺牲了地形的细节信息。
②不规则三角网的特点
a. 减少了规则格网带来的数据冗余,同时在计算效率和表达精度方面也有其优越性;
b. 数据存储方式比规则格网复杂,与规则格网不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置,因而它能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。
10.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。
11.试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。
【答案】(1)克里金插值法的原理
克里金插值法又称空间自协方差最佳插值法,它将被插值的莫要素(例如地形要素)当做一个区域化地变量来看待。所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量,它随所在区域位置的改变而连续地变化,因此,彼此离得近点之间有某种程度上的空间相关性,而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。
(2)克里金插值法的优点
克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域,是一种很有用的地质统计格网化方法。该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计的方法。它是一种光滑的内插方法,在数据点多时,其内插的结果可信度较高。
(3)克里金插值法实施过程
①是利用那些摇摇用来插值的离散点集合建立一个变量图,变量图通常包括两部分,一个是根据实验获得的变量图,另一个是模型变量图。
②将变量图用来计算克里金方法中的权重。
12.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。
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