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2005年河北师范大学资源与环境科学学院地理信息系统考研真题(回忆版)附带参考答案和涉及GIS操作

 ArcGis爱学习 2023-05-22 发布于云南

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一、名词解释

1、DEM

DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)是一种地理信息系统(GIS)技术,用于创建三维地形模型。它通过收集和处理遥感数据(如卫星图像或无人机拍摄的照片),生成一个高度图,即地面的垂直坐标系统。

DEM通常包含以下信息:
1、高程值:每个像素点的高度信息,表示其相对于周围点的垂直距离。
2、空间参考系:确定高程值的坐标系,例如UTM投影、国家2000坐标系等。
3、分辨率:表示在水平方向上,每隔多少像素点就有一个高程值。分辨率越高,生成的DEM越详细,但文件大小也越大。
DEM在许多领域有广泛应用,例如:
1、地形分析:通过比较不同地区的DEM,可以研究地形变化、地貌演化等过程。
2、资源管理:DEM可用于估算土地利用类型、水资源分布等,为规划和管理提供依据。
3、环境监测:通过分析DEM中的植被覆盖、土壤类型等信息,评估生态环境状况。
4、导航与定位:DEM可用于辅助GPS定位系统的精度评估和优化。
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2、WebGIS

WebGIS是指基于Web技术和GIS技术相结合,通过互联网提供地理信息服务的系统。它将地理信息数据、地图数据和空间分析工具整合在一起,使用户可以通过网络在浏览器中访问和操作这些数据。

以下是WebGIS的一些关键术语:
1、Web服务(Web Service):Web服务是一种基于XML的通信协议,允许不同的应用程序之间交换数据。在WebGIS中,Web服务通常用于传输地理信息数据。
2、地理信息系统(GIS):GIS是一种用于收集、存储、分析和显示地理信息的计算机系统。WebGIS是基于GIS技术构建的。
3、Web地图(Web Map):Web地图是一种在Web浏览器中显示的地图,它可以包含各种地理信息数据,例如地形、道路、建筑物等。
4、三维可视化(3D Visualization):三维可视化是一种将二维地图转换为三维模型的技术,使用户可以在WebGIS中进行更加直观的空间分析。
5、移动设备(Mobile Devices):随着移动设备的普及,WebGIS也开始支持在移动设备上访问和操作地理信息数据的功能。
总之WebGIS是一种基于Web技术和GIS技术相结合的地理信息服务平台,它可以提供丰富的地理信息数据和空间分析工具,使用户可以在浏览器中方便地访问和操作这些数据。
3、信息

GIS领域中,信息指的是与地理空间相关的各种数据和知识。

以下是一些常见的信息术语:

1、地理数据(Geographical Data):地理数据是指与地球表面有关的各种信息,例如地形、地貌、气候、人口密度等。这些数据可以以数字格式存储在数据库中,并通过GIS系统进行管理和分析。

2、地图投影(Map Projection):地图投影是指将地球表面的三维空间转换为二维平面的过程。常用的地图投影包括墨卡托投影、兰伯特投影等。

3、坐标系(Coordinate System):坐标系是指用来确定地球上某一位置的一组有序数值。常用的坐标系包括经纬度坐标系、UTM坐标系等。

4、图层(Layer):图层是指将不同类型的地理数据叠加在一起形成一个层次结构的表示方式。例如,可以将地形数据和道路数据叠加在同一张图层上进行分析。

5、空间分析(Spatial Analysis):空间分析是指对地理数据进行的空间处理和分析过程。常用的空间分析方法包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。

6、地理信息系统软件(GIS Software):地理信息系统软件是一种用于创建、编辑、分析和管理地理信息的计算机程序。常用的GIS软件包括ArcGIS、QGIS等。

4、空间数据质量

空间数据质量是指在地理信息系统(GIS)中使用的空间数据的质量水平。它涉及到数据的准确性、完整性、一致性、可靠性和可用性等方面。

以下是一些与空间数据质量相关的名词解释:

1、数据精度(Data Precision):数据精度是指空间数据中测量值的精确程度。例如,一个地图上显示的某个地点的高度可能是以米为单位表示的,但是如果该地点的实际高度只有几十厘米,那么这个数据就存在精度问题。
2、数据完整性(Data Integrity):数据完整性是指空间数据是否完整、准确地反映了所描述的现象或对象。例如,一个地图上显示的某个地区可能被错误地标记为高密度人口区,但实际上该地区的人口密度很低。
3、数据一致性(Data Consistency):数据一致性是指空间数据在不同时间或不同来源中是否保持一致。例如,一个地图上显示的某个地点的高度可能是以米为单位表示的,但是如果该地点的实际高度在不同的地图上显示不一致,那么这个数据就存在一致性问题。
4、数据可靠性(Data Reliability):数据可靠性是指空间数据是否可靠、稳定地反映了所描述的现象或对象。例如,一个地图上显示的某个地点的高度可能是以米为单位表示的,但是如果该地点的高度是通过卫星遥感技术获取的,那么这个数据就存在可靠性问题。
5、数据可用性(Data Availability):数据可用性是指空间数据是否容易获取、访问和使用。例如,一个地图上显示的某个地点的高度可能是以米为单位表示的,但是如果该地点的数据无法通过互联网访问,那么这个数据就存在可用性问题。
5、空间数据库
空间数据库(Spatial Database)是一种专门用于存储和管理地理空间数据的数据库。它可以存储和查询与地理位置有关的数据,例如地图、卫星图像、地形数据、地址信息等。
空间数据库通常使用特定的数据模型和索引技术来支持空间数据的高效存储和查询。这些技术包括几何对象表示法(Geographical Object Notation,简称GON)、空间索引、多维数组索引等。
常见的空间数据库包括Oracle Spatial、PostGIS、GeoServer等。这些数据库被广泛应用于地理信息系统(GIS)、遥感影像处理、城市规划、自然资源管理等领域。

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6、叠置分析
叠置分析(Overlay Analysis)是一种空间数据分析技术,用于将多个地图数据叠加在一起以创建更高级别的地图表示。这些地图可以是来自不同来源的地图数据,例如卫星图像、地形数据、行政区划数据等。
叠置分析的目的是揭示地图数据之间的空间关系和相互影响。通过将多个地图数据叠加在一起,可以识别出新的地理特征、发现潜在的冲突和重叠区域、评估土地使用变化等。
叠置分析通常涉及以下步骤:
1、数据准备:收集和整合多个地图数据源,并确保它们具有相同的投影和坐标系。
2、数据叠加:将多个地图数据叠加在一起,可以使用各种方法,例如简单叠加、加权叠加、缓冲区叠加等。
3、空间分析:对叠加后的数据进行空间分析,例如计算两个地图数据的交集、计算缓冲区覆盖面积、计算土地利用类型的变化等。
常见的叠置分析软件包括ArcGIS、QGIS、MapInfo等。这些软件提供了丰富的工具和功能,可以帮助用户轻松地进行叠置分析和可视化。
7、国家信息基础设施
国家信息基础设施(National Information Infrastructure,简称NII)是指由政府或国家机构建立和维护的用于收集、存储、处理和传输信息的基础设施。它包括计算机硬件、通信网络、软件系统、数据库、数据仓库等。
国家信息基础设施的建设是现代信息化建设的重要组成部分,它为政府和企业提供了高效、安全、可靠的信息处理和服务支持。通过建设国家信息基础设施,可以促进信息化技术的应用和发展,提高社会生产力和经济效益,推动经济和社会的可持续发展。
在一些国家,政府会制定相关政策和规划来推进国家信息基础设施的建设。例如,中国的“宽带中国”战略旨在加快宽带网络的发展,提高网络速度和质量,以促进信息化建设和数字经济发展。同时,政府也会加强对信息安全的保护和管理,以保障国家信息基础设施的安全可靠运行。
二、简答题(每题10分)
1、按空间分布范围分类,计算机网络分为哪几类?Internet属于哪一类?
按照空间分布范围,计算机网络可以分为局域网(Local Area Network,简称LAN)、城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)和广域网(Wide Area Network,简称WAN)三类。
局域网是指覆盖范围较小的网络,通常局限于某个建筑物或地区内部。常见的局域网技术包括以太网、令牌环等。
城域网是指覆盖城市范围内的网络,通常由多个局域网组成。常见的城域网技术包括ATM、光纤传输等。
广域网是指覆盖较大地理区域的网络,通常由多个城域网组成。常见的广域网技术包括卫星通信、光纤传输等。
Internet属于广域网范畴,是一个覆盖全球的计算机网络系统,由无数个连接在一起的计算机和服务器组成。由于其覆盖范围非常广泛,因此也被称为万维网(World Wide Web)。
2、评价和考查一个GIS系统从哪些方面进行?需要考察哪些内容?
评价和考查一个GIS系统通常需要从以下五个方面进行:
1、数据质量:GIS系统的数据质量是其能否正确应用的关键。因此,需要对数据的质量进行评价,包括数据的完整性、准确性、一致性、时效性等方面。
2、功能和性能:GIS系统的功能和性能是其是否能够满足用户需求的重要因素。需要考察GIS系统是否具备基本的地图制作、空间分析、数据管理等功能,并评估其运行速度、稳定性和可靠性等方面的性能。
3、用户体验:GIS系统的用户体验是其是否易于使用和吸引用户的重要因素。需要考察GIS系统的用户界面设计、交互方式、操作流程等方面,以确保用户能够轻松地完成所需任务。
4、扩展性和兼容性:GIS系统需要具备一定的扩展性和兼容性,以便与其他系统或平台进行集成。需要考察GIS系统是否支持多种数据格式、API接口以及与其他软件的集成能力等方面的内容。
5、安全性:GIS系统涉及到敏感信息和地理数据,因此安全性是其必须考虑的重要因素。需要考察GIS系统的安全措施、权限管理、备份恢复等方面,以确保数据的安全性和保密性。
综上所述,评价和考查一个GIS系统需要从数据质量、功能和性能、用户体验、扩展性和兼容性以及安全性等多个方面进行综合考虑
3、GIS中,空间数据的结构关系是如何定义的?主要涉及哪几种?
GIS中,空间数据的结构关系是通过坐标系和投影方式来定义的。
坐标系是描述地理位置和方向的数学模型。GIS中常用的坐标系有直角坐标系(Cartesian coordinate system)、等角坐标系(Uniform coordinate system)和球面坐标系(Spherical coordinate system)等。
投影方式是将地球表面的三维空间转换为二维平面的方法。GIS中常用的投影方式有墨卡托投影(Mercator projection)、兰伯特投影(Lambert projection)和等距圆柱投影(Equal-area cylindrical projection)等。
除了坐标系和投影方式外,GIS中的空间数据结构还包括点、线、面等基本要素,以及拓扑关系、属性信息等。这些要素之间通过空间关系的定义进行组织和管理,以支持各种空间分析和应用。
GIS中,空间数据的结构关系主要涉及以下几种:
1、坐标系和投影方式:坐标系是描述地理位置和方向的数学模型,而投影方式则是将地球表面的三维空间转换为二维平面的方法。
2、要素类型:GIS中的要素包括点、线、面等基本要素,以及拓扑关系、属性信息等。
3、拓扑关系:拓扑关系描述了要素之间的几何关系,例如相交、包含、相邻等。
4、属性信息:每个要素都有一个或多个属性,例如名称、类型、大小、颜色等。
这些要素之间通过空间关系的定义进行组织和管理,以支持各种空间分析和应用。例如,通过拓扑关系的定义可以实现要素之间的连通性分析;通过属性信息的定义可以实现对要素的分类、统计和可视化等。
4、何谓局部拟合技术?举出三种局部拟合技术内插的方法。
局部拟合技术是指在给定数据点或区域的情况下,使用数学模型来拟合这些数据的技术。这种技术通常用于建立数学模型来描述实际现象或预测未来趋势。
以下是三种常见的局部拟合技术及其内插方法:
1、最小二乘法(Least Squares Method):最小二乘法是一种常用的局部拟合技术,它通过最小化观测值与模型预测值之间的误差平方和来确定最佳的拟合参数。该方法可以使用多种内插方法来计算预测值,例如线性内插、样条内插和三次样条内插等。
2、多项式回归(Polynomial Regression):多项式回归是一种基于多项式的局部拟合技术,它可以用一个或多个多项式来拟合给定的数据点。该方法可以使用不同的内插方法来计算预测值,例如中心差分法、牛顿法和拉格朗日插值法等。
3、样条插值(Spline Interpolation):样条插值是一种基于样条函数的局部拟合技术,它可以将给定的数据点拟合成一条平滑的曲线。该方法可以使用自然样条、二次样条和三次样条等多种不同类型的样条函数来进行内插计算。

5、简述空间决策支持的概念与过程。

空间决策支持是指利用地理信息系统(GIS)和其他空间分析技术,为决策者提供有关特定区域的空间信息和分析结果,以支持其制定决策的过程。它包括以下几个步骤:
1、问题定义:明确需要解决的问题以及相关的目标和约束条件。
2、数据收集:收集与问题相关的地理信息数据,包括地图、卫星影像、测量数据等。
3、数据整合:将不同来源的数据进行整合,并对数据进行清理、转换和加工,以确保数据的一致性和准确性。
4、空间分析:利用GIS和其他空间分析技术,对整合后的数据进行空间分析,生成各种空间信息产品,如土地利用/覆盖变化图、地形图、水文图等。
5、结果呈现:将分析结果以图形化的方式呈现出来,例如地图、图表、报告等,以便于决策者理解和使用。
6、决策支持:根据分析结果,为决策者提供具体的建议和意见,帮助其制定出更加科学合理的决策。
三、分析应用题(每题15分)
1、金秋十月,某市各类农作物长势良好,一片丰收景象。试运用GIS知识,如何预算该市各县主要农作物玉米、高粱、大豆、棉花和水果与蔬菜的产量、产值及该市的各类农作物总产量和总产值。(写步骤和方法)
以下是预算该市各县主要农作物玉米、高粱、大豆、棉花和水果与蔬菜的产量、产值及该市的各类农作物总产量和总产值的步骤和方法:
1、数据收集:首先需要收集该市各县的农业统计数据,包括农作物的种植面积、产量、产值等信息。此外,还需要收集该市的人口、经济、气候等基础数据。
2、数据整理:将收集到的数据进行整理和清洗,确保数据的准确性和一致性。对于不同类型的数据,可以采用不同的整理方法,如数值转换、归一化处理等。
3、空间分析:利用GIS技术对各县的空间分布进行分析,确定各县之间的空间关系和差异性。例如,可以使用地图叠加分析或点状图等方式来显示各县的种植面积和产量等信息。
4、产量预测:根据历史数据和相关模型,利用GIS技术对各县的主要农作物产量进行预测。可以使用回归分析、时间序列分析等方法来进行预测。
5、产值估算:根据各县的主要农作物产量和价格等因素,利用GIS技术对各县的农业产值进行估算。可以使用回归分析、成本效益分析等方法来进行估算。
6、总产量和总产值计算:将各县的产量和产值进行加总,得到该市的总产量和总产值。同时,还需要考虑该市的农业结构和产业布局等因素,对总产量和总产值进行调整和修正。
7、结果呈现:将计算结果以图形化的方式呈现出来,例如地图、图表、报告等,以便于决策者理解和使用。同时,还需要对该市的农业发展提出建议和意见,为农业现代化提供支持。
2读图回答问题(拓扑知识的相关考点)

注:图缺失。

(1)多边形中各个要素存在哪些拓扑关系。

(2)用关系表达出多边形与弧段之间的拓扑关系。

(3)指出图中哪些要素存在包含关系、

(4)图中要素e与哪些要素存在邻接关系。

(5)图中要素n与哪些要素存在关联关系。

四、论述题(每题15分)

1、数字地球在现代化战争和国防建设中的意义。

数字地球是指利用现代信息技术和遥感技术,对地球进行数字化、虚拟化和智能化处理,以实现对地球资源、环境、社会经济等方面的全面监测、分析和管理。在现代化战争和国防建设中,数字地球具有以下意义:
1、情报获取和分析:数字地球可以提供高精度的地理信息和遥感数据,帮助军事情报人员获取和分析目标区域的地形、地貌、气候、植被等信息,为作战决策提供重要支持。
2、战场态势感知:数字地球可以实现对战场态势的实时感知和动态监测,包括目标位置、运动轨迹、火力覆盖范围等信息,帮助军事指挥员掌握战场态势,制定有效的作战计划。
3、作战指挥控制:数字地球可以提供实时的地理信息和通信网络支持,帮助军事指挥员实现对作战部队的指挥控制,包括指挥调度、战术协调、装备保障等方面。
4、军事资源管理:数字地球可以实现对军事资源的全面管理和优化配置,包括兵力部署、物资储备、后勤保障等方面,提高军队的战斗力和作战效能。
5、安全防范和反恐打击:数字地球可以提供高精度的地理信息和遥感数据,帮助安全部门实现对恐怖分子、犯罪团伙等的安全监控和打击,保障国家安全和社会稳定。
综上所述,数字地球在现代化战争和国防建设中具有重要的意义,可以帮助军队提高作战效能和战斗力,保障国家安全和社会稳定。
2、简述传统数据库系统与面向对象的数据库系统的优缺点。
传统数据库系统和面向对象的数据库系统都是常见的数据管理系统,它们各自具有一些优缺点。
传统数据库系统的优点包括:
1、简单易用:传统数据库系统通常采用命令行界面或图形化界面,易于使用和管理。
2、可靠性高:传统数据库系统采用事务处理方式,能够保证数据的一致性和完整性。
3、可扩展性好:传统数据库系统通常支持分布式部署,能够轻松应对大规模数据存储和访问的需求。
4、灵活性强:传统数据库系统支持多种数据类型和数据结构,能够满足不同应用场景的需求。
然而,传统数据库系统也存在一些缺点:
1、缺乏灵活性:传统数据库系统的结构相对固定,不便于进行复杂的数据操作和分析。
2、可维护性差:由于传统数据库系统采用集中式管理,一旦出现问题需要对整个系统进行维护,成本较高。
3、不支持多语言编程:传统数据库系统通常只支持特定的编程语言,限制了程序员的开发效率。
面向对象的数据库系统的优点包括:
1、可维护性强:面向对象的数据库系统采用模块化设计,使得各个模块之间相互独立,易于维护和升级。
2、支持多语言编程:面向对象的数据库系统支持多种编程语言,方便程序员的开发和使用。
3、可扩展性好:面向对象的数据库系统支持分布式部署,能够轻松应对大规模数据存储和访问的需求。
但是,面向对象的数据库系统也存在一些缺点:
1、复杂度高:面向对象的数据库系统采用较为复杂的数据模型和算法,不易于理解和实现。
2、可移植性差:面向对象的数据库系统通常只能在特定平台上运行,难以实现跨平台的数据共享。
——部分答案参考讯飞星火
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