实现分布式处理。
从体系结构上分,分布式GIS经历了三个发展阶段: Client/Server结构(C/S)。它是一种数据和功能模块分开存储的两层结构,在客户(Client)端进行业务处理,存放功能模块,在服务器(Server)端管理数据库。 Brower/Server结构(B/S)。它是一种高度集中的分布式处理模式,数据和事务处理模块均存放在服务器(Server)端,使用通用的浏览器(Brower)作为客户端应用的执行环境,可以实现丰富的功能,而不需在客户端进行任何软件的安装和维护工作。
多层结构。它是一种较为先进和高效的分布式GIS体系结构,可以很好地实现数据和功能的共享,具有较高的系统效率,以三层结构较为常见(客户端、应用服务器和数据服务器)。 6. 请简述GIS工程设计的过程及主要内容
系统定义、需求分析、系统总体设计、系统详细设计、
三、综合应用题 1. 地理国情监测的首要工作就是要建立本底数据库,谈一谈地理国情监测本底数据库该如何建设?(从数据库内容、技术流程、关键技术)
2. 古人逐水而居,按照古人生活习惯和生产力水平,其活动范围不超过5km,武汉大学考古系某教授要制定“南水北调工程”(中线)考古调查方案,现有历史研究确定的袁县近10个古人类生活据点分布图和袁县境内汉江矢量图,问如何利用GIS作为工具确定本次考古调查区域范围?并画出示意图。
历年考博真题整理
1 2008年考博真题
一、 简答题
1. 在空间数据库建设方面,对空间数据的处理有哪些基本内容?
答:空间数据的处理是GIS的重要功能之一,空间数据处理涉及的内容很广泛,主要取决于原始数据的特点和用户的具体要求,一般包括数据变换、数据重构、数据提取等内容。数据变换指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换,包括几何纠正和地图投影转换等,以实现空间数据的几何配准。数据重构指数据从一种格式到另一种格式的转换,包括结构转换、格式转换、类型替换等,以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一,多源和异
构数据的联接与融合。数据提取指对数据进行各种条件的取舍,包括类型提取、窗口提取、空间内插等,以适应不同用户对数据的特定要求。
2. 为什么说空间分析模型的建模是GIS成功应用的重要因素?
答:GIS空间分析模型的建立和选择是地理信息系统成功应用的重要因素,这是地理信息系统功能和目的所决定的。虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具,但对于某一专门应用目的的解决,必须通过构建专门的应用分析模型才能达到目的。这些应用分析模型是客观世界中相应系统经由概念世界到信息世界的映射,反映了人类对客观世界利用改造的能动作用,并且是GIS技术产生社会效益的关键所在,也是GIS生命力的重要保证,因此在GIS技术中占有十分重要的地位。
3. 采集地形高程数据的方法有哪些?网格数字高程模型和不规则三角网在表达地形变化方面各有什么特点?
答:地形高程数据来源是多种多样的。常用的方法是利用解析立体测图仪从立体航空相对上测得高程,或者是利用数字化的地图等高线进行内插获得。此外,地面测量、声呐测量、雷达测量等数据也可作为DEM的数据源。格网点数据结构简单,但表达地形的精度较差,与影像的叠加吻合不好,对地形变化较大的地区精度更差。另外,关于地性线等线性不容易添加,湖泊等水平区域不容易表达,不规则三角网可避免上述情况,表达地形的质量总体好于格网点,但数据结构较复杂,表达地形的面积较大时,效率不高。
4. 建立空间数据的拓扑关系,对GIS的作用有哪些? 答:(1)根据拓扑关系,不需要利用坐标或者计算距离,就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出地理实体之间的逻辑结构关系,而且这种拓扑数据较之几何数据有更大的稳定性,它不随地图变换而变化。
(2)利用拓扑数据有利于空间要素查询(3)可以利用拓扑数据作为工具,重建地理实体。例如,建立封闭多边形,实现道路提取,进行最佳路径计算等。
拓扑关系在数字地图的查错方面很有用途。拓扑关系检查可以发现未正确接合的线、未正确闭合的多边形。这些错误如果未被改正,可能会影响空间分析的正确性空间拓扑关系对提高空间分析的速度也是至关重要的,通过拓扑关系可以直接查找图形之间的关系,而不必通过比较大量的坐标来判断图形之间的关系。
5. 在非空间数据库中,索引的建立是以可排序的关键字段建立的,请问对空间数据库来说,建立空间索引的依据是什么?
答:空间索引的建立是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构,其中包含空间实体的概略信息,如标示码、最小外接矩形以及存储地址。作为一种辅助性的空间数据结构,空间索引介于空间操作算法和空间实体之间,它通过筛选把大量与特定空间操作无关的空间实体排除,从而提高空间操作的速度和效率。
6. 在建立无缝图层时,需要做哪些处理操作?
答:为了建立无缝图层,需要将分幅数字化的地图进行合并,使它在空间上是连续的,由于数据采集和人工操作的误差,两个相邻图幅的地图的空间图形数据在结合处会出现几何裂缝或逻辑裂缝。无论是建立逻辑无缝图层还是建立物理无缝图层,几何裂缝都必须消除。
二、 分析题
WebGIS是当前一些部门建立分布式空间信息系统所采用的主要技术模式,分析可以通过哪些措施来改善系统的运行性能?
三、 空间数据基础设施是空间数据共享和交换的基础,它应该有什么样的技术框架、服务模型和建设内容。
2 2009年考博真题
一、 简答题
1. 在GIS中,域是地理实体和地理现象的科学表达方法,二维域可以定义为二维空间里任何关于位置的单一值函数。简述域有哪些类型?分别对应哪些地理实体和地理现象?
答:在GIS中,地理信息是以数字化的形式存在的。域是地理实体和地理现象的科学表达方法,二维域可以定义为二维空间里任何关于位置的单一值函数。域可以根据独立变量的测量方式(连续的或离散的数据类型)进行分类。域最重要的类型有两类:一是连续域,连续域中的独立变量按区间尺度或比例尺尺度进行量测;另一种是离散域,它有名义上的独立变量。任何地理实体和现象基本上都可以表示为一个域或数字对象的集合。因此,地理空间实体要素可以是离散的或连续的。离散要素是指观测值不连续的要素,形成分离的实体,并可单个识别,如道路和土地利用类型,都是离散要素的例子。连续要素是指观测值连续的要素,不能形成分离的实体,也不能单个识别,如温度、湿度、高程等。因此,表达地理信息的地理数据主要有三种数据类型,即矢量数据、栅格数据和数字高程模型数据。
2. 现在多数GIS软件都引入了面向对象的数据模型,用对象来组织空间数据。简述空间对象的基本含义。
答:GIS中的定义为:描述一个地理实体的空间和属性数据以及定义一系列对实体有意义的操作函数的统一体。应具有如下特征:(1)具有一个唯一。的标识,以表明其存在的独立性。(2)具有一组描述特征的属性,以表明其在某一时刻的状态。(3)具有一组表示行为的操作方法,用以改变对象的状态。
3. 简述空间数据存储管理发展各阶段的技术特点。
答:计算机对数据的管理到目前为止,共经历了四个阶段: (1) 程序管理阶段。数据和应用程序一同存在。
(2) 文件管理阶段。数据和应用程序独立(数据间无明显关系)
(3) 数据库管理阶段。数据和应用独立,数据库和存储设备独立。数据库数据之间建立了联系。数据面向操作组织。
4. 在处理跨投影带的大型GIS数据时,换带计算有哪些计算方案? 二、 综述题
1. 在地理数据库的建设中,元数据是主要建设内容之一。元数据应包括哪些基本内容?元数据如何获取和进行管理?
答:元数据的内容主要包括对数据库的描述,对数据库中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明;对数据质量的描述,如精度、数据的逻辑一致性、数据的完整性、分别率、数据的比例尺等;对数据处理信息的说明,如量纲的转换等;对数据转换方法的说明;对数据库的更新、集成方法等的说明。空间元数据的获取是个复杂的过程,相对于基础数据的形成时间,它的获取可分为三个阶段,数据收集前、数据收集中和数据收集后。第一阶段是根据建设数据库的内容设计元数据。第二阶段是元数据随数据的形成同步产生。第三阶段是根据需要和设计,对元数据进行描述和管理。元数据的获取方法主要有五种,即键盘输入、关联表、测量法、计算法和推理等
2. 应用分析模型提供了对专业应用领域特定问题的求解能力,与GIS结合可极大提高模型数据获取和结果的表达能力。有哪些集成方式可以实现二者的集成?当前最流行的技术是什么?
3 2010年考博真题
一、 简答题
1. 简述地理数据分层处理的原则和依据。
答:地理信息固有的层次性为GIS分层进行数据组织提供了依据。地理空间数据可按某种属性特征形成一个数据层,通常称为图层。图层是描述某一地理区域的某一属性特征的数
据集。因此,某一区域的地理目标可以看成是若干图层的集合。通常按照以下方法对地理目标进行分层:(1)按专题分层(2)按时间序列分层(3)按实体几何类型分层(4)按实体属性结构分层
2. 简述地理空间的概念以及在GIS中的应用。
答:在GIS中,地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的实体的空间位置的集合,它由一系列不同位置上的实体要素的空间坐标值组成;相对空间是具有空间属性特征的实体的集合,它由不同实体要素之间的空间关系构成。
3. 比较网格和不规则三角网方法在表示地形方面的优缺点。
答:格网点数据结构简单,但表达地形的精度较差,与影像的叠加吻合不好,对地形变化较大的地区精度更差。另外,关于地性线等线性不容易添加,湖泊等水平区域不容易表达,不规则三角网可避免上述情况,表达地形的质量总体好于格网点,但数据结构较复杂,表达地形的面积较大时,效率不高。
4. 根据地理数据的属性,按照GIS进行专题显示,有哪些专题显示类型? 二、 分析题
1. 有人向你请教下一个服装连锁店应开在什么地方这个问题,如果使用GIS的相关技术回答这个问题,一般应收集准备哪些主要数据资料?主要涉及哪些主要的空间分析方法?
2. 一个基础地理数据生产部门在数据生产和产品管理方面,需要建立一个数据共享网络,就网络的体系结构来讲,应使用怎样的体系结构合适?你的理由是什么?
三、 综述题
1. 当前的地理信息系统是一个多种技术集成的技术系统,不同技术之间的集成产生了不同的应用。请你综述GIS集成方面的应用情况。
2. 在空间数据存储方面,网络化存储是一个主要的发展趋势。请你谈谈这方面的技术发展情况。
4 2014年考博真题
一、辨析题(每题十分)
1. 地图信息和地理信息之间存在哪些区别,如何将地图信息转化为地理信息?
答:地图是地理空间实体的图形模型。它是按照一定的比例、一定的投影原则,有选择地将复杂的三维空间实体的某些内容投影绘制在二维平面媒体上,并用符号将这些内容要素表现出来。地图上各种要素之间的关系,是按照地图投影建立的数学规则,使地表各点和地图平面上的相应各点保持一定的函数关系,从而在地图上准确表达空间各要素的关系和分布规律,反映它们之间的方向、距离和面积。在地图学上,把地理空间实体分为点、线、面三种要素,分别用点状、线状、面状符号来表示。
在GIS中,地理信息是以数字化的形式存在的。域是地理实体和地理现象的科学表达方法,二维域可以定义为二维空间里任何关于位置的单一值函数。域可以根据独立变量的测量方式(连续的或离散的数据类型)进行分类。域最重要的类型有两类:一是连续域,连续域中的独立变量按区间尺度或比例尺尺度进行量测;另一种是离散域,它有名义上的独立变量。任何地理实体和现象基本上都可以表示为一个域或数字对象的集合。因此,地理空间实体要素可以是离散的或连续的。离散要素是指观测值不连续的要素,形成分离的实体,并可单个识别,如道路和土地利用类型,都是离散要素的例子。连续要素是指观测值连续的要素,不能形成分离的实体,也不能单个识别,如温度、湿度、高程等。因此,表达地理信息的地理数据主要有三种数据类型,即矢量数据、栅格数据和数字高程模型数据。
一般通过扫描仪将地图数字化得到地理信息。
2. 面向特征的地理数据模型和面向对象的地理数据模型在概念上有什么不同,两者有什么特点?
面向对象的表达方法是一种新的方法,用它来构建空间数据模型的基本含义就是对各种地理空间实体都用对象来表示,而不用传统的方式把复杂对象分解为单一的对象实体(点、线、面、体)表示。 可以对对象进行分类、概况、联合、聚集四种处理,提供继承和传播两种工具。
面向对象的数据模型将地理空间按照人的思维方式,理解为基于目标的空间。它以独立、完整、具有地理意义的实体为基本单位,对地理空间进行表达。为了有效地描述复杂的事物或现象,需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型,并用面向对象的方法进行统一的抽象。这就是面向对象数据模型的含义,其具体实现就是面向对象的数据结构。
面向对象空间数据模型的优点:所有的地物以对象形式封装,使系统组织结构良好、清晰;可以直接定义和处理复杂地物类型,模拟和操纵复杂对象;便于系统维护和扩充;修改方便、查询检索清楚、空间分析容易
缺点:拓扑关系需临时构建,降低了拓扑查询和分析的效率;同一实体的几何要素属性相同,忽略了几何要素间的属性差异;难以实现跨图层的拓扑查询和分析。
面向对象数据库模型最适合于空间数据的表达和管理,表现在:传统的数据库模型只能面向简单对象,无法直接模拟和操纵复杂实体,而面向对象的数据模型允许定义和操纵复杂对象。它不仅支持变长记录,且支持对象的嵌套,信息的继承和聚集。
特征可以理解为一个对象或事物最有特点的突出部分。
3. 空间数据编码有两种方式:分类编码和标识码,两者的涵义有什么差别,各有什么用途
分类码表示实体所属的地物类别,同一类地物具有相同的编码。 标识码是对每个实体进行标识,是唯一的,用于区别不同的实体或同类地物的不同个体。 在要素分类的基础上,用以对某一类数据中某个实体进行唯一标识的代码。它便于按实体进行存贮或对实体进行逐个查询和检索,以弥补分类码的不足。
标识码在GIS地理数据中每个表中都会有,它能为我们更方便的存储空间数据,或者与同类记录之间建立连接。
4. DEM是2.5维的地理数据,什么是真三维数据?目前商业软件中有哪些真三维数据?
答:对于一个真正的三维数据模型,可以用表达式V = f(x,y,z)来描述,其中z是自变量,不受x,y变化的影响,即(x,y,z)是在三维空间连续变化的。
二、综合题(每题15分)
1. 综述GIS的发展中,空间数据的空间位置特征、属性特征以及时间特征的发展 空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据,它可以用来描述来自现实世界的目标,它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。定位是指在已知的坐标系里空间目标都具有唯一的空间位置;定性是指有关空间目标的自然属性,它伴随着目标的地理位置 ;时间是指空间目标是随时间的变化而变化;空间关系通常一般用拓扑关系表示。
空间特征表示地理实体或现象的空间位置和相互关系 属性特征表示其名称、分类、数量等 时间特征指实体或现象随时间的变化。
2. GIS中,存储空间对象的最小边界矩形,对地理对象的空间索引和查询有什么意义和用途
3. Z-序曲线编码为什么可以用于建立空间数据的索引,在GIS中它还有什么用途 4. GIS中地理位置的定位有两种:绝对定位和相对定位,如何分别实现的定位分析