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一、简答题

1． 简述GIS 图形输出的内容是什么?

【答案】（1）图形坐标系与颜色模型:①图形坐标系统（地球表面世界坐标系、输出设备的物理坐标系）②颜色模型与颜色空间（RGB 、CMYK 、HSV 颜色模型）

③GIS 图形数据结构与数据库;

（2）输出的几何变换:

①二维图形变换

②地图投影变换

（3）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

②专题地图的符号系统（点位、线、面状符号）

2． 地理信息系统与地理信息科学。

【答案】（1）地理信息系统的定义

地理信息系统（Geographical information System , GIS ）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。地理信息系统是采集、存储、管理、处理、分析、建模和显示有关地理现象的综合系统，用来解决复杂的规划和管理问题。

（2）地理信息科学的定义

地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响及地理信息系统的社会实践等。与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作一门科学，而不仅仅是一个技术实现。

3． 简述GIS 空间数据库设计的基本步骤。

【答案】（1）需求分析:即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合。 （2）概念设计:把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。

（3）逻辑设计:空间数据库逻辑设计的任务是，把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表

达出来。

（4）物理设计:是指数据库存储结构和存储路径的设计，即将要数据库的逻辑模型在世纪的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有教好性能的物理数据库。

4． 试述GIS 空间拓扑关系编辑的功能及具体的编辑算法。

【答案】（1）拓扑关系编辑的功能

拓扑数据结构最重要的特征是具有拓扑编辑的功能，拓扑编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑，前者指顺序连接组成封闭多边形一组线段的编辑，后者指顺序连接环绕某个节点所有多边形的编辑。

（2）多边形连接编辑算法

a. 从弧段文件中，找出与当前编辑的多边形P 1相关的所有记录;

b. 在找出的记录中，检查当前编辑的多边形P 2所处的位置;

c. 从经过代码位置转换的记录中，任取一个起始节点作为起点，顺序连接各个节点，必要时可对记录的前后顺序作调整，使得连接的节点能自行封闭，即N 1→N 2→N 3→N 1上。

（3）节点连接编辑算法

a. 从弧段文件中，找出与当前编辑的节点N 2相关的所有记录;

b. 在找出的记录中，检查当前编辑的节点N 2; 所在的位置:如果N 2处在起始节点位置，将之与处于终止节点位置的节点号相交换，同时也将该记录的多边形号位置作相应的交换; 反之，如果当前编辑的节点N 2处于终止节点位置，则该记录的所有数据项顺序不做改变;

c. 从经过代码位置转换的记录中，任取一个左多边形作为起点，顺序连接各个多边形，同样，必要时可对记录的前后顺序作调整，使得连接的多边形能首尾呼应，即:P 2→P 1→P 4→P 。

5． 为什么制定GIS 标准化的工作日益受到关注? 正在从事这项工作的国际组织有些?

【答案】（1）随着信息革命在全球的兴起，地理信息标准化的工作日益受到关注。主要是因为GIS 标准化有益于促进空间数据的交换（数据是GIS 的处理对象，由于地理数据自身的复杂特点，造成GIS 技术研究和应用的许多共性问题，这些问题如果没有标准参考，会对数据质量，数

，促进空间数据共享（共享和交换永远是GIS 技术追求的最高据库设计，数据产品测评造成影响）

目标，共享目标的实现同样需要一系列技术标准为约束）和促进软件的共享（数据工程规范和标准和提高软件开发效率，共享软件成果的保证）。

（2）目前这项工作的国际组织有:

①ISO/TC211、贵哦及标准化组织TC211专题组

②FGDC ，美国联邦地理数据委员会

③CEN/TC287，欧洲标准化委员会

④OGC ，美国Open GIS委员会

⑤MEGRIN ，欧洲地图事务组织

⑥CGSD ，加拿大标准委员会。

6． 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。

7． 说明Delaunay 三角网和Voronoi 图之间的内在关系，并说明它们在GIS 中的应用。

【答案】（1）Delaunay 三角网与V oronoi 图的内在关系

Delaunay 三角网是由与相邻V oronoi 多边形共享一条边的相关点连接成的三角形。Delaunay 三角网的外接圆圆心时域三角形相关的V oronoi 多边形的一个顶点。Delaunay 三角网是V oronoi 图的偶图，可对点集剖分生成Delaunay 三角网后构造得到V oronoi 图。

（2）在GIS 中的应用

Delaunay 三角网和V oronoi 图用于构造TIN 这种数字高程模型。

8． 拓扑关系的意义。

【答案】拓扑关系的意义

（1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系

不需要利用坐标或距离就可以确定一个地理实体相对于另一个地理实体的空间位置关系，并且这种拓扑数据较之几何数据具有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化

（2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。

（3）根据拓扑关系可重建地理实体。

9． 什么是地图代数，主要存在哪些地图代数的方法?

【答案】（1）地图代数是以一尺度空间内栅格点集的变换和运算来解决地理信息的图形符号可视化及空间分析的新型理论和方法。

（2）主要存在基于栅格数据的叠合分析方法。空间叠合分析是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。