[高等教育]历年真题

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1、历年考研试题题目及答案-地理信息系统,1. GIS数据源的类型有哪些?在GIS中有哪些主要的数据输入方法?数据输入过程中可能产生的误差有哪些形式?引起这些误差的主要因素有哪些? 2.请表述WebGIS和GridGIS两种模式的技术和应用特点？ 3.空间分析与空间查询的区别？,题目一,GIS数据源的类型有哪些?在GIS中有哪些主要的数据输入方法?数据输入过程中可能产生的误差有哪些形式?引起这些误差的主要因素有哪些?,地理信息系统数据采集，就是指将非数字化形式的各种信息通过某种方法（手扶跟踪扫描数字化、野外全站仪采集）数字化，并经过编辑处理，变为系统可以存储管理和分析的形式,什么是地理信息系统数据

2、采集？,地理信息系统的数据源,一、数据来源 目前，在发达国家已获取的数字数据信息大致有6种来源： 1.基础制图数据：包括地形数据和人文景观数据 2.自然资源数据：描述自然资源性质、分布的数据。 3.调查统计数据：统计部门经过调查分析所得到的各种统计数据 4.数字高程数据：是一组关于地表位置布局的高程测量 5.法律文档数据 6.已有系统数据,地理信息系统的数据源,二、地理数据的特点 1.以统一的坐标系统进行空间定位； 2.空间数据与非空间数据的结合； 3.地理数据间存在复杂的关系； 4.地理数据具有时效性；,地理信息系统的数据源,三、地理数据的数据质量 地理数据质量是指地理数据正确反映现实世界空

3、间对象的准确度、精度、不确定性、相容性、一致性、完整性、可得性以及现势性的能力。 1.准确度即测量值与真值之间的接近程度，可用误差来衡量。 2.精度主要指定位精度、属性精度、空间分辨力（栅格数据）；,地理信息系统的数据源,3.不确定性指某现象不能精确测得，当真值不可测或无法知道时，就无法确定误差，因而用不确定性取代误差。 4.相容性指两个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度。 5.一致性是指地理数据各元素之间所维持的一种良好的逻辑关系；,地理信息系统的数据源,6.完整性是指具有同一准确度和精度的数据在特定空间范围内是否完整的程度。 7.可得性。指获取或使用数据的容易程度。数据质量的适用性主要

4、取决于所使用数据的质量，用户的财力，获得数据的容易程序等； 8.现势性。即时间性，指数据反映客观现象目前状况的程度。对许多类型的地理信息来说，时间是一个严格的因素；,地理信息系统的数据源,四、数据误差的来源 数据的误差大小即数据的不准确程度是一个累积的量。数据从最初采集，经加工最后到存档及使用，每一步都可能引入误差。我们按GIS中的获取操作、输出和使用这一过程来进行GIS数据误差来源分析，如表3-1：,地理信息系统基础,表3-1 数据的主要误差来源,数据的尺度,一、名义尺度 二、有序尺度 三、间隔尺度 四、比率尺度,数据的尺度,一、名义尺度 1)名义尺度描述事物名义的差异，这种差别往往是质的差

5、别。 2)名义尺度对事物作区分，只回答“同”与“异”的问题。 3)名义尺度的背后一般地说是有一个分类系统，而绝大多数分类系统都是一个层次型结构。,数据的尺度,二、有序尺度 1)有序尺度表示事物的等级和次序概念，这种等级或次序比名义尺度稍具“量”的色彩。 2)与名义尺度相同的是，有序尺度亦可以反映事物的异同性。 3)此外，有序尺度可以将事物以一定的次序排列起来，这种次序具有反对称性和传递性。,数据的尺度,三、间隔尺度 间隔尺度可以比较事物的异同，可以在事物之间排定次序或等级。此外，间隔尺度还可以定量地描述事物间的差异大小。 间隔尺度反映了事物之间的相对关系，而不是绝对关系。 在间隔尺度系统中，数

6、值的零点的设置具有随意性，人们关心的是事物间的间隔即距离，而不是绝对数值。,数据的尺度,四、比率尺度 比率尺度比间隔尺度更进一步，它除了具有间隔尺度描述事物差异的一切能力外，还可以明确描述事物间的比率关系。 在比率尺度系统中，比率尺度的零点不是随意设定的，它具有重要的物理意义，亦即“无”，因此在比率尺度系统中，有“有”与“无”的概念。 比率尺度数据具有一个独特性质，那就是可加性。,空间数据的基本特性,一、抽样性 二、概括性 三、多态性 四、空间性,空间数据的基本特性,一、抽样性 空间物体以连续的模拟方式存在于地理空间，为了能以数字的方式对其进行描述，必须将其离散化，即以有限的抽样数据表述无限的

7、连续物体。 抽样的基本准则就是能够力求准确地描述物体的全局和局部的形态特征。 二、概括性 空间物体的概括性指对物体形态的化简综合以及对物体的取舍。,空间数据的基本特性,三、多态性 空间数据的多态性具有两层含义，一是同样地物在不同情况下的形态差异，二是不同地物占据同样的空间位置。 四、空间性 空间性是空间数据的最主要特性，它是指空间物体的位置、形态以及由此产生的系列特征。,地理信息系统数据采集方法,地理信息系统数据采集的方法通常有：手工数据输入法；手扶跟踪数字化；扫描数字化以及与其他系统的接口等。 一、手工数据输入方法 手工数据输入方法就是将空间实体的图形或属性数据通过键盘输入到数据文件或程序中

8、去。,地理信息系统数据采集方法,二、手扶跟踪数字化 手扶跟踪数字化是从地形图上获得空间数据最为广泛的一种输入方法。 其过程是将地形图置于数字化桌上的有效区域内，用数字化仪的鼠标器，跟踪地图上的每一个特征点，数字化仪将会得到鼠标的位置（数字化板坐标系），再经过数据采集程序的数据转换，得到特征点的大地坐标（实地坐标）。,地理信息系统数据采集方法,三、扫描数字化 扫描仪亦是GIS图形及影像数据输入的一种重要工具。随着地图识别技术，栅格矢量化技术的发展和效率的提高，人们希望将繁重枯燥的手扶跟踪数字化交给扫描仪和软件完成。,地理信息系统数据采集方法,四、其它形式的数据输入 其它形式的数据输入包括：解析测

9、图仪所得的数据（三维） 、卫星遥感图象数据、野外观测数据（GPS、电子速测仪），其它已有系统的数据等。为了获得上述各类数据形式，必须设计好系统之间的数据接口和数据交换标准，从而提高数据源获取的范围和数据获取的速度。,地理信息系统数据采集方法,五、属性数据的输入 属性数据是那些需要在GIS中处理的空间实体的特征数据，它不属于空间数据类型。 属性数据的输入一般采用键盘输入。输入的方式有两种：一种是对照图形直接输入；另一种是预先建立属性表输入属性数据，或从其统计数据库中导入属性数据，然后根据关键字与图形数据自动联接，一般采用相同的对象（目标）标识来联接。,Calcomp系列数字化仪,CONTEX 8

10、300 扫描仪,HP DJt 1050 绘图仪,题目二,请表述WebGIS和GridGIS两种模式的技术和应用特点？,WebGIS与GridGIS 的比较分析,进入21世纪后，互联网技术的迅速普及使GIS的发展发生了质的变化，Internet已成为 GIS 新的操作平台， Internet和GIS的结合即WebGIS，它改变了地理信息的获取、传输、发布、共享和应用的方式。但是由于网络基础体系结构的限制，WebGIS 不可能突破某些技术瓶颈。直到网格的出现，才为从本质上解决空间数据利用及共享问题提供了契机，网格与 GIS 的结合产生了网格GIS（GridGIS）。网格GIS 代替网络GIS已经成

11、为GIS发展的必然趋势。,WebGIS的体系结构,与大部分 Internet 应用体系结构类似WebGIS 的体系结构也分Client/Server模式和Browser/Server 模式，从层次上来说一般都是由后端数据库、应用服务器和客户端组成的3层体系结构，当前WebGIS 中，应用服务器往往使用中间件技术构建。这样的体系结构，受到了地理位置、网络传输速度和服务器处理能力的限制，使其不可能承受大数据量的应用。,GridGIS 的体系结构,网格体系结构主要有两种：五层沙漏结构和开放网格服务体系结构（OGSA）。五层沙漏结构是基于分层协议，并以协议为中心，把系统分为构造层（最底层）、连接层、资

12、源层、汇聚层和应用层（最高层）。五层沙漏结构模型在形状上类似一只计时沙漏，两端较大，中间较小。,GridGIS 的体系结构,连接层定义了 Grid 网络事务处理的通信和验证协议；资源层定义了某类资源的管理和操作等的标准协议和接口，可以远程统一地访问和共享操作资源，如交换、启动、监视、控制、记帐和支付等；汇聚层提供多个资源协同工作，如联合资源调度和预约、信息服务、数据复制服务、资源发现服务、团体授权服务、协作服务和分布记帐服务等，它们相当于沙漏的瓶颈部分。这种体系结构提供一些核心服务作为基础，强调 API 和 SDK的重要性，每一层都以服务或API的形式供上层调用。,WebGIS 的支撑技术,W

13、ebGIS 不同于一般的 Web 应用，需要一定的交互能力，简单而静态的HTML页面无法满足这一要求。这就需要WebGIS 采用一些附加技术来实现地图显示、漫游和查询等功能。这些附加技术有：,WebGIS 的支撑技术,CGI技术和ServerAPI技术 插件Plug-in和 ActiveX控件技术 JavaApplet技术,GridGIS的支撑技术,网格中间件 WebService 可扩展的标识语言与地理标识语言 SOAP、WSDL与UDDI,WebGIS 的应用,应用 WebGIS 可以提供一些基础的地理信息系统功能，如网上发布电子地图，地图浏览、查询、量距等，WebGIS对于容量不大的数据

14、甚至可以提供简单的空间分析功能，如：最短距离分析、最近邻分析、叠加分析、空间查询等。,GridGIS 的应用,网格 GIS 依靠网格强大的计算能力，可以整合各种异构的计算资源、信息系统、硬件设备，可以对海量数据进行深度的挖掘和高效的利用，这就为构建数字地球模型奠定了基础，从而为解决地球科学相关问题提供统一而有效的手段。例如，在地质灾害预测中，运用网格 GIS 可以对预测区域各种可能引发某种特定地质灾害的所有因素进行综合分析，其结果的精度，也不会受到预测区域范围大小、地质条件复杂程度影响，并且能够实时获得计算结果。,WebGIS存在哪些问题呢？,1.多源、异构的空间数据的交换和互操作还难以实现。

15、 2.数据的查询和整合不够理想 3.不能容纳海量数据. 4.无法实现跨平台的数据访问。,GridGIS和WebGIS相比，具有明显的优势和特点:,实现了空间数据与GIS服务共享 高性能的计算 简化了GIS开发 逻辑结构上的对等性 数据资源的安全性,结语,通过从地理信息系统的体系结构、支撑技术、应用领域、功能特点、存在的问题及发展趋势等方面比较分析，可以看GridGIS的出现将满足数据分布、功能分布、信息共享、异构系统互操作、协同工作等的需要，要明显优于 WebGIS。GridGIS 是今后地理信息系统研究与应用的重要发展方向。,题目三,空间查询与空间分析的区别？,什么叫空间分析？,空间分析：是

16、GIS的主要特征。GIS与一般的计算机辅助制图（CAC/CAD）系统的主要区别在于GIS具有空间分析功能。 GIS的空间分析是指以地理事物的空间位置和形态为基础，以地学原理为依托，以空间数据运算、为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程，如获取关于空间分布、空间形成以及空间演变的信息。空间分析功能是GIS的主要特征与评价GIS软件的主要指标之一 其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段,空间分析的目的是什么？,(1)描述与认知空间数据分布特征，如点线面的空间分异状况； (2)解释空间现象与空间模式的形成机理，如城市土地利用变化研究； (3)调控在地理空间上发生的事件，如水资源的合理配置； (4)预测预报，如洪水的预测预报。,基本的空间分析技术包括以下方面：,另一种分类：基于空间图形数据的分析运算；基于非空间属性的数据运算；空间和非空间数据的联合运算。,空间分析的主要内容有哪些？,空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。 空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比