土地信息系统期末复习题.docx
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土地信息系统期末复习题
单项选择（16*2=32）、名词解释（6*3=18）、简答（6*5=30）、综合分析（2*10=20）
1.土地信息---------指表征土地系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
2.土地信息系统----------是以土地空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对土地相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间模型分析方法，适时提供多种空间和动态的土地信息，并应用和传播土地信息，为决策服务而建立起来的计算机技术系统。
3.元数据：
是关于数据的描述性数据信息。
4.空间数据库-------------是在计算机物理存储介质上存储的、与应用相关的土地空间数据的集合。
5.缓冲区是------------指对点、线或面实体，按指定的条件，在其周围建立一定宽度范围的空间区域作为分析对象，这个区域称为缓冲区。
6.缓冲区分析---------------是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。
7.缓冲区查询-----------缓冲区查询与前面介绍的缓冲区分析有一点差别，缓冲区查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索的原理，检索出该缓冲区多边形内的空间地物。
8.游程长度编码的数据结构-------------只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数；逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码。
9.顺时针方向构多边形-------------指多边形是在链的右侧。
最靠右边的链--------------指从链的一个端点出发，在这条链的方向上最右边的一条链，实质上它也是左边最近链。
（1）从Pl结点开始，起始链定为P1P2；从P2点算起，P1P2最右边的链为P2P5；从P5算起，P2P5最右边的链为P5P1。
所以，形成的多边形为P1P2P5P1;
（2）从P1结点开始,以P1P5为起始链，形成的多边形为P1P5P4Pl;
（3）从Pl开始，以PlP4为起始链形成的多边形为PlP4P3P2P1;
（4）这时Pl为结点的所有链均被使用了两次，因而转向下一个结点P2，继续进行多边形追踪，直至所有的结点取完。
共可追踪出五个多边形，即Al、A2、A3、A4、A5。
10.合成叠置-----------是根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形。
11.统计叠置------------是进行多边形范围的属性特征的统计分析。
1.土地信息的构成：
①地理空间信息——土地信息中最基本的信息首先是描述地块的地理空间位置、形状及其面积大小的信息。
②自然属性信息——它是反映某一特定地理空间区域内地块的自然属性状况，包括地形、岩石、基础地质、水文、气候等自然属性。
③社会经济属性信息——这是反映某地理空间区域内的社会经济状况，包括交通运输能力、公共设施状况、人口总数、人口密度、商业与服务业网点的分布、工农业产值、国民经济总产值、人文特征、土地利用状况及其特点等。
④国家有关土地管理政策、法律等方面的信息——它是指国家已出台的土地管理政策、机构设置、管理的方法及实施的技术规程、规范、土地法律与法规和每宗地的权利状况等。
2.土地信息的特征：
（1）区域分布性：
土地信息具有空间定位的特点。
（2）数据量大：
土地信息既有空间特征,又有属性特征,并包括一个较长的发展时段,因此其数据量很大。
如全国1:
400万土地利用数据,经过一定的综合后,其Arc/Info的Coverage格式数据量为8.2G。
（3）信息载体的多样性：
描述土地实体可以用文字、数字、地图和影像等形式以及纸质、光盘等物理介质载体。
（4）土地信息的动态特征：
指某些土地信息随时间的周期性与波动性变化。
3.简述土地信息系统的构成及功能？
土地信息系统构成
（1）功能构成：
（2）系统构成：
（硬件、软件、数据库、人）
土地信息系统的功能
（1）数据采集、检验与编辑（使数据完整、一致、无错）
（2）数据处理（数据格式化、数据转换及数据概化）
（3）数据的存储和组织（空间数据和属性数据的组织）
（4）查询、统计、计算
（5）空间分析（揭示数据所包含的更深刻、更内在的规律和特征）
（6）显示（计算机屏幕显示、地图输出）
4.土地信息分类的基本方法是什么？
（1）线分类法：
又称层级分类法。
是将初始的分类对象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层级目录，并编排成一个有层次的分类体系。
对土地信息的分类一般是采用线分类法。
（2）面分类法：
将给定的分类对象按选定的若干个属性或特征分成互不相依、互不相干的若干方面，每个面中又分成许多彼此独立的若干个类目，由类目组合形成类的一种分类方法。
5.简述土地信息的分类与分级的区别与联系。
（1）分类把研究对象划分为若干个类组，分级则是对同一类组对象再按某一方面量的差别进行分级；
（2）分类描述地物间的分类关系、隶属关系，而分级描述地物间的等级关系。
6.土地信息的空间参考系有哪些？
简述其各自的特点。
同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际上就是一种坐标系。
GIS中常用的坐标系是与地图测绘密切相关的地理坐标系和平面直角坐标系。
（1）地理坐标系----------以经纬和纬度表示地面点位置的球面坐标系。
地理坐标根据参考基准不同可分为：
大地经纬度、天文经纬度。
大地经纬度以参考椭球面和法线作为基准面和基准线；天文经纬度是以水准面和铅垂线为基准面和基准线。
（2）空间大地直角坐标系--------以椭球中心O为笛卡尔坐标系原点，OZ轴与椭球的旋转轴一致，OX轴位于起始子午面和赤道面的交线上，在赤道方向上与X轴正交的方向为Y轴，O～XYZ构成右手坐标系。
在此坐标系中,地面上任一点P的位置用X、Y、Z表示。
（3）平面直角坐标系----------运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任意一个由地理坐标确定的点，在平面上必有一个与其相对应的点，平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。
我国目前采用高斯-克吕格投影来建立地球表面和平面上点的函数关系。
（4）高程参考系统------空间点的高程是以大地水准面为基准建立的，大地水准面又由地球重力场决定。
由于地球重力场的复杂性，大地水准面不能惟一确定，各国或地区均是选择一个平均水平面来代替它，以建立高程基准。
7.基本比例尺与大比例尺地图如何分幅？
基本比例尺------1∶5000
大比例尺----------比例尺大于1:
5000
（1）我国基本比例尺地形图的分幅：
基本比例尺地形图的分幅，在国际规定 1∶100 万地形图基础上，按经纬度进行分幅编号。
（2）大比例尺地图的分幅与编号 （比例尺大于1:
5000地图）
大比例尺地图分幅大多采用矩形分幅，图幅大小一般为50cm×50cm或40cm×50cm，按统一的直角坐标格网划分的，坐标值取整公里或500m坐标值。
其它比例尺分幅均在1:
5000地图的基础上进行。
编码
图廓西南角坐标法（最常用的，以公里为单位）
流水编号法
行列编号法
以1∶5000为基础的编号法
以1∶2000为基础的编号法
图廓西南角坐标法：
（X,Y），如果某1:
2000地图，西南角X=83km，Y=15km，则图号为83+15=98，若是1:
1000地图，X=83500m，Y=15500m，则图号为83.5+15.5=99。
8.基本比例尺地图的分幅与编号中，J50C003003代表什么含义？
J50C003003代表是1:
100万的地图分成16幅，先是把1:
100万的地图分成4幅，以从上自下，从左自右的顺序数第3幅，在将第三幅各分成4小幅，这4小幅里再按照以从上自下，从左自右的顺序数第3幅。
那么这幅是一个1:
25万的比例尺地图。
9.大比例尺地图编号方法有哪些？
哪种最常用？
（1）采用图廓西南角坐标法时x坐标在前，y坐标在后，1:
500地图取至0.01km（如10.40-21.75），1:
1000、1:
2000地图取至0.1km（如10.0-21.0）；（此法最常用）
（2）流水编号法：
带状测区或小面积测区，可按测区统一顺序进行编号，一般从左到右，从上到下用数字1、2、3、4、……编定；
（3）行列编号法：
一般以代号（如A、B、C、D……）为横行，由上到下排列，以数字1、2、3、……为代号的纵列，从左到右排列来编定，先行后列。
（4）以1∶5000为基础的或以1∶2000为基础的编号法，较大比例尺图幅的编号是在它们的编号后面加上罗马数字。
例如，一幅1∶5000地形图的编号为20-60，则其它图的编号见图。
10.土地数据的基本特征有哪些？
（1）空间特征：
表示地块的空间位置、形状和大小及其与相邻地块的拓扑关系。
位置和拓扑特征是空间信息系统所独有的。
（2）专题特征：
是土地实体所具有的各种性质，如地面的坡度、坡向、某地的年降雨量等。
通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。
（3）时间特征：
指土地实体的时间变化或数据采集的时间等。
即空间数据总是在某一特定时间或时段内得到或计算的。
11.土地数据的获取的途径有哪些？
空间数据（①②③⑤） 属性数据（①③④⑤）
1外实地测量；②摄影测量与遥感；③现场专题考察与调查；④社会调查与统计；⑤利用已有资料。
12.试述采用手扶跟踪数字化仪进行数据输入的工作过程。
（1）手扶跟踪数字化仪的连接和参数设置---------通过RS-232（串口）接口与计算机进行连接的，进行通讯参数（包括波特率、数据位、校验位、停止位等）以及坐标原点、分辨率、采点方式、数据格式等参数的设置。
为了保证数据录入的正确，必须设置数字化软件的参数与数字化仪相一致。
（2）地图的预处理--------首先要确定需要数字化哪些信息，输入哪些图层，以及每个图层包含的具体内容。
（3）确定定位点----------定位点用于确定数字化文件相对于数字化板的位置。
由于数字化过程不可能一次完成，在两次输入之间地图的位置可能相对于数字化板发生错动，这样前后两次录入的坐标就会偏移。
解决该问题的办法就是在每次录人之前，先输人至少3个定位点（TickMarks），这些点相对于地图的位置是固定的，这样两次输入的内容就可以根据定位点坐标之间的关系进行匹配
（4）确定控制点---------控制点的作用是进行地图配准，用来将数字化后的数据校准（配准）到一个指定的地图坐标系，以便这些数据与其它的数据集成。
控制点的选择对于空间实体地理位置的确定具有至关重要的意义。
（5）选择数字化方式------通常，数字化仪采用两种数字化方式，即点方式（PointMode）和流方式（StreamMode）。
（6）曲线离散化（对点方式数字化而言）--------在数字化过程中，需要对曲线进行采样简化，即在曲线上取有限个点，将其变为折线，并且能够在一定程度上保持原有的形状。
13.空间数据的误差来源及分析。
（1）空间现象自身存在复杂性、不稳定性和模糊性；
（2）空间数据源误差及获取过程中产生的误差；-------地图数据的误差、遥感数据的误差、测量数据的误差
（3）空间数据处理过程中产生的误差；
（4）空间数据应用中产生的误差。
常见空间数据的误差分析：
归纳起来，空间数据的误差主要有四大类，即几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。
几何误差--------是LIS特有
逻辑误差----------属性误差、时间误差和几何误差可能导致逻辑误差
14.空间数据质量控制常见的方法有哪些？
（1）传统的手工方法-----------主要是将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比；
（2）元数据方法-----------元数据中包涵了大量的有关数据质量的信息，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化；
（3）地理相关法-----------用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。
15.什么叫元数据？
LIS中元数据有何作用？
元数据：
是关于数据的描述性数据信息。
（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据、建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退时，也不会失去对数据情况的了解；
（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索空间数据；
（3）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断；
（4）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。
16.土地空间数据库的特点是什么？
它在土地信息系统中有何作用？
1.空间数据库与一般数据库相比，具有以下特点：
（1）数据量特别大。
地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种土地要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大。
（2）不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，且这两种数据之间具有不可分割的联系。
（3）数据应用广泛。
例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。
2.空间数据库在LIS中的地位与作用:
（1）空间数据库花费的时间要占整个系统建设所花时间的85%以上。
（2）空间数据库的布局和存取能力对LIS功能的实现和工作的效率影响极大。
（3）贮存于空间数据库中的空间数据和属性数据是土地信息系统的基础。
17.空间数据库的概念及其组成部分有哪些?
土地信息系统中的土地数据库就是为了帮助人们去管理和控制与这些土地数据相关联的土地，由于这类数据库具有明显的空间特征，一般把它称为空间数据库。
空间数据库（系统）组成部分：
①空间数据库
②空间数据库管理系统（DBMS）
③空间数据库应用系统
空间数据库-------------是在计算机物理存储介质上存储的、与应用相关的土地空间数据的集合。
18.空间数据库设计包括哪些主要步骤?
数据库设计的整个过程包括以下几个典型步骤，即概念设计、逻辑设计和物理设计。
19.传统的数据库模型有哪三种?
它们各自的优缺点是什么？
传统的数据库模有3种型：
1） 层次模型； 2）网络模型； 3）关系模型；
层次模型的优缺点：
（1）优点：
层次模型的优点是容易理解，单码查找速度快，易于更新和扩充；
（2）缺点：
但会产生数据冗余，且难以顾及实体元素间的拓扑关系，给拓扑查询带来困难，也不能直接表示实体之间多对多（m:
n）的联系。
网络模型的特点：
（1）优点：
网状模型可表示多对多的关系，其数据存储效率较高，数据冗余也较小，适合于表示关系较复杂的地理数据和具有网络状特征的地理实体，
（2）缺点：
但网状模型的结构复杂，数据更新也较为繁琐
关系模型的特点：
（1）优点：
可利用数据本身的公共值隐含地表达实体之间的联系，结构简单灵活、数据修改和更新方便、容易维护和理解，是当前数据库中最常用的数据模型。
（2）缺点：
难以处理空间数据库涉及的复杂目标，管理较为复杂，查找速度与网状和层次模型相比也要慢一些。
20.用Ｅ-Ｒ模型建立概念模型的具体步骤有哪些?
下面以高校师生管理信息系统为例，说明用Ｅ-R来建立概念模型的具体步骤。
（1）确定Ｅ-Ｒ模型应含的实体。
（“教师”、“学生”）
（2）建立系统单项应用的局部Ｅ-Ｒ模型。
（3）将局部Ｅ-Ｒ模型综合为系统的总体Ｅ-Ｒ模型。
方法为：
先将具有相同实体的两个局部Ｅ-Ｒ模型以该相同实体为基准进行集成；若还有相同实体的局部Ｅ-Ｒ模型，则再次集成；这样一直继续下去，直到所有相同实体的局部E-R模型都被集成，便可得到全局E-R模型。
（4）改进总体Ｅ-Ｒ模型。
通过综合得到的初始模型常常存在不完善的地方，需要进行改进。
一个完善模型应该具有最小的数据冗余。
所以这一步的主要目的就是减少冗余，尽可能避免数据的重复存贮。
21.矢量数据和栅格数据如何表示?
（1）矢量数据的表示------------通过记录坐标的方式来精确表示点、线、面等地理实体。
点（point）：
用一对（x,y）表示；
线（line,polyline）：
用一串（x1,y1）,（x2,y2）,…（xn,yn）表示；
面（polygon）:
由一串或几串有序的且首尾坐标相同的x、y坐标对表示。
（2）栅格结构用密集的网格基本单元将地理区域划分为网格阵列。
位置由行、列号定义，属性为栅格单元的值。
点：
由单个栅格表达。
线：
由沿线走向有相同属性取值的一组相邻栅格表达。
面：
由沿线走向有相同属性取值的一片栅格表达。
22.四分树编码的基本思想?
（1）先把地图看成是一个正方形的单元，如果该单元内有不同性质的多边形，则将单元分成四个大小相同的二级单元，然后再分别判断这四个二级单元中是否还有不同性质的多边形；
（2）若其中某个二级单元中有不同性质的多边形，则再划分成四个大小相同的三级单元;
（3）这种逐级一分为四的方法，一直分到单元内无不同性质的多边形为止。
23.常用坐标系一般有哪三种？
（1）用户坐标系---------------指地图采用的坐标系
（2）规格化数据库坐标系--------------在数据库系统中定义的坐标系
（3）设备坐标系---------------每一种图形设备都有独特的坐标系，它们使用的坐标都是设备的相对坐标
24.什么是缓冲区分析？
请举例说明它有什么用途。
缓冲区------------------是指对点、线或面实体，按指定的条件，在其周围建立一定宽度范围的空间区域作为分析对象，这个区域称为缓冲区。
缓冲区分析---------------是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。
点缓冲区分析的应用：
（1）某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围；
（2）公共设施（商场，邮局，银行，医院，车站，学校等）的服务半径;
（3）城市的噪音污染源所影响的一定空间范围
线缓冲区分析的应用：
（1）修造一条铁路，要知道铁路两边30m所涉及的房屋及桥梁；
（2）铁路，公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等；
（3）交通线两侧所划定的绿化带；
面缓冲区分析的应用：
（1）修建一个飞机场需要定出周围一定范围内居民搬迁数等；
（2）大型水库建设引起的搬迁；
（3）制定自然保护区时，要求在距保护区一定范围内规定出禁止砍伐树木。
25.常用的网络分析功能有什么？
（1）最短路径分析---------最短路径是在网络中从起点经一系列特定的结点至终点的资源运移的最佳路线，即阻力最小的路径
（2）地址匹配-----------地址匹配实质是对地理位置的查询，可先通过地理编码进行地址查询，获得各单位的地理位置，再利用最短路径方法确定最短送货线路。
（3）资源分配：
有两种分配方式：
一是由分配中心向四周输出资源；另一种是从四周向分配中心集中资源。
资源分配模型可用来计算中心地的等时区、等交通距离区、等费用距离区等。
26.什么是合成叠置与统计叠置？
两者有何区别？
（1）是将同一地区，同一比例尺的两组或更多的多边形要素的数据层进行叠置，会出现两种成果形式：
一种是根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形，称为合成叠置； 另一种是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为统计叠置。
（2）合成叠置得到一张新的叠置图，产生了许多新的多边形，每个多边形内都具有两种以上的属性，通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域。
（3）统计叠置的结果为统计报表或列表输出。
统计叠置的目的是精确地计算一种要素（例如，土壤类型）在另一种要素（例如，行政区域）的某个区域多边形内的分布状况和数量特征（包括拥有的类型数、各类型的面积及其所占总面积的百分比等等），或提取某个区域范围内某种专题内容的数据。
27.土地信息系统设计工作包括哪几个方面的主要内容？
（1）确定系统目标（确定目标的原则、确定目标的依据、设立近期目标和远期目标）
（2）系统分析（用户需求分析、可行性分析、系统结构方案分析）
（3）系统设计（功能设计、数据库设计、应用设计）
（4）系统实施（程序的编制与调试、数据采集与数据库建立、人员的技术培训、系统测试及测试报告的编写）
（5）系统运行和维护（纠错、数据更新、系统的拓展和完善、硬件设备的维护）
28.土地信息系统的设计工作完成后，应从哪些方面对系统进行评价？
从技术和经济两个方面，对所设计的土地信息系统进行评定。
（1）系统效率
（2）系统可靠性
（3）可扩展性
（4）可移植性
（5）经济投入评价
（6）经济效益评价
例：
有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：
逻辑交运算：
结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为红壤的土壤单元显示出来；
逻辑并运算：
结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红壤的土壤单元显示出来；
逻辑非运算：
结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是红壤的土壤单元显示出来。
1、一个完整的土地信息系统主要由四个部分构成，即硬件、软件、数据、人，其中__________是土地信息系统的处理对象。
（）
A、硬件B、软件C、数据D、人
2、大比例尺地图编号方法有图廓西南角坐标法、流水编号法和行列编号法三种，其中___________最常用。
（）
A、图廓西南角坐标法B、流水编号法C、行列编号法
3、90年代我国基本比例尺地形图的分幅与编号中，编号“J50C003003”中的字母“C”代表的比例尺为__________。
（）
A、1：
50万B、1：
25万C、1：
10万D、1：
5万
4、矢量数据结构的特点：
__________，栅格数据结构的特点：
__________。
（）
A、属性明显，位置隐含；位置明显，属性隐含B、位置明显，属性隐含；属性明显，位置隐含
C、位置明显，属性隐含；位置明显，属性隐含D、属性明显，位置隐含；属性明显，位置隐含
1、请分析利用ArcGIS平台将一幅栅格土地利用现状图制作成矢量格式土地利用现状图的工作过程。
一、基于空间分析的旧城改造：
现广州某区域欲进行旧城改造，需计算在旧城改造过程中需拆迁的建筑物面积，需安置的人数和补偿费用。
旧城改造标准是：
1、改造区域中所有道路拓宽至100m；2、道路拓宽后，道路沿线进深50m以内的建筑必须拆除；3、位于拆迁区内的特殊建筑（如古建筑等）不拆除。
试述所需的空间数据及其操作的具体步骤。
二、基于空间分析的工厂选址：
现需在广州确定一个轻度污染工厂的可能建设位置，工厂选址的标准包括：
1、地块建设规模不小于8000㎡；2、地块的地价不超过3000元/㎡；3、地块周围不能有学校、幼儿园等公共设施，以免受到工厂的影响。
试述所需的空间数据及其操作的具体步骤。
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