用其实时、准确获取数据的能力，降低应用成本或者实现一些新的应用。 3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。作为地理学的一个分支学科，Geomatics*产生并对包括遥感、全球定位系统在内的现代测绘技术的综合应用进行探讨和研究。同时，它也推动了其它一些相联系的学科的发展，如地球信息科学、地理信息科学等，它们成为“数字地球”这一概念提出的理论基础。
综合
26．为什么在地理信息系统中使用元数据？元数据有哪些应用？ 答案：
在地理信息系统中使用元数据的原因如下：
⑴完整性：面向对象的地理信息系统和空间数据库的目标之一，是把事物的有关数据都表示为类的形式，而这些类也包括类自身，即复杂的“类的类”结构。这就要求有支持类与类之间相互印证和操作的机制，而元数据可以帮助这个机制的实现。
⑵可扩展性：有意地延伸一种计算机语言或者数据库特征的语义是 很有用途的，如把跟踪或引擎信息的生成结果添加到操作请求中，通过动态改变元数据信 息可以实现这种功能。
⑶特殊化：继承机制是靠动态连接操作请求和操作体来实现的，语言及数据库以结构化和语义信息的关联文件(Context)方式把操作请求传递给操作体，而这些信息可以通过元数据表达。
⑷安全性：分类完好的语言和数据库都支持动态类型检测，类的信息表示为元数据，这样在系统运行时，可以被类检测者访问。
⑸查错功能：在查错时使用元数据信息，有助于检测可运行应用系统的解释和修改状态。
⑹浏览功能：为数据的控制类开发浏览器时，为显示数据，要求能解译数据的结构，而这些信息是以元数据来表达的。
⑺程序生成：如果允许访问元数据，则可以利用关于结构的信息自动生成程序。如，数据库查询的优化处理和远程过程调用残体生成。 空间数据元数据的应用： （1）帮助用户获取数据 （2）空间数据质量控制 （3）在数据集成中的应用 （4）数据存贮和功能实现 27．元数据的作用有哪些？ 答案：
在地理信息系统应用中，元数据的主要作用可以归纳为如下几个方面：
(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做出正确的判断； (4)提供有关信息，以便于用户处理和转换有用的数据。
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28．空间数据质量标准要素及其内容如何？ 答案：
空间数据质量标准要素及其内容如下：
(1)数据情况说明：要求对地理数据的来源、数据内容及其处理过程等作出准确、全面和详尽的说明。
(2)位置精度或称定位精度：为空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，常 表现为空间三维坐标数据精度。它包括数学基础精度、平面精度、高程精度、接边精度、形状再现精度(形状保真度)、像元定位精度(图像分辨率)等。平面精度和高程精度又可分 为相对精度和绝对精度。
(3)属性精度：指空间实体的属性值与其真值相符的程度。通常取决于地理数据的类 型，且常常与位置精度有关，包括要素分类与代码的正确性、要素属性值的准确性及其名 称的正确性等。
(4)时间精度：指数据的现势性。可以通过数据更新的时间和频度来表现。 (5)逻辑一致性：指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容(包括空间特征、专题特征和时间特征)，以及拓扑性质上的内在一致性。
(6)数据完整性：指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完整程度，包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。
(7)表达形式的合理性：主要指数据抽象、数据表达与真实地理世界的吻合性，包括空间特征、专题特征和时间特征表达的合理性等。 29．举例说明执行空间分析的步骤？ 答案：
举例说明执行空间分析的步骤：
⑴建立分析目的和标准
以公园选址为例，可能用到的标准有：
a、公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰；
b、公园应设计成环绕着一条天然的小河流；
c、使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地。 每个标准可以利用像建立缓冲区、线段与多边形以及多边形与多边形的叠加之类的空间操作来进行分析。在完成这些操作之后，就可以对适合于建造新公园的不同土地区域作出评价。
⑵准备空间操作的数据
这一步骤用于确定和准备分析中所要用到的数据。例如：可能需要对存储特殊属性的单位进行转换（如将以平方英尺为单位存储的面积测量数据值转换为以英亩为单位存储）。
⑶进行空间操作
空间操作包括建立特征缓冲区，进行拓扑叠加、特征提取、特征合并等。 对于公园选址的例子来说，对每项标准的说明都可以用来确定需要进行的一系列空间操作，如：“公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能
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太靠近公路，以减少燥声或其它干扰”这这段说明可以转换为下面一系列空间操作：
a、在研究区中确定出主要公路； b、沿主要公路产生0.5Km宽的缓冲区； c、沿主要公路产生2Km宽的缓冲区； d、去掉宽窄两个缓冲区重叠的部分。
“公园应设计成环绕着一条天然的小河流”可以转换为：将河流的线段叠加到上面产生的缓冲区的结果上，使二者相交，从而可以确定位于距公路适当范围内的那些河段。
“使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地.”这段说明可以转换为：在一个沼泽地的多边形上，对上面选出的河段进行线与多边形的叠加，叠加的结果可以确定一些河段，使整个河岸长度都可用于野餐、散步等。
⑷准备表格分析的数据 ⑸进行表格分析
利用逻辑表达式和算术表达式可以对在第三步中进行的空间操作所获得的新的属性关系进行分析。例如，在第一步中用于公园选址的标准，可以改变成下面的表达式：
“公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰。”这段话可以根据沿主要公路建立两个缓冲区，所得到的结果可以改变为：只有那些位于缓冲区所确定的范围内的地区，可以考虑做进一步分析。
⑹结果的评价和解释 ⑺如有需要，改进分析
⑻产生结果的最终地图和表格报告 30．DEM的表示方法主要有哪些？ 答案： （1）数学方法
用数学方法来表达，可以采用整体拟合方法，即根据区域所有的高程点数据，用傅立叶级数和高次多项式拟合统一的地面高程曲面。也可用局部拟合方法，将地表复杂表面分成正方形规则区域或面积大致相等的不规则区域进行分块搜索，根据有限个点进行拟合形成高程曲面。 （2）图形方法
（2．1）线模式
等高线是表示地形最常见的形式。其它的地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。
（2．2）点模式
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用离散采样数据点建立DEM是DEM建立常用的方法之一。数据采样可以按规则格网采样，可以是密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，如不规则三角网、邻近网模型等；也可以有选择性地采样，采集山峰、洼坑、隘口、边界等重要特征点。
31．试说明矢量数据结构的概念，以及它的特点和获取方法？ 矢量数据结构
基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。矢量结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体。 特点：定位明显，属性隐含。 获取方法：
(1) 手工数字化法； (2) 手扶跟踪数字化法；
(3) 数据结构转换法。
32．试说明栅格数据结构的概念，以及它的特点和获取方法？ 栅格数据结构
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地理要素的非几何属性特征。 特点：属性明显，定位隐含。 获取方法： (1) 手工网格法； (2) 扫描数字化法； (3) 分类影像输入法； (4) 数据结构转换法。 33．地图投影的方法有哪些？
地图投影的方法主要由圆锥投影、圆柱投影、平面（方位）投影等，它们均包括正轴、斜轴、横轴等投影方式，在此基础上又分为相切、相割方式两种情况。 34．数据压缩途径有哪些？
压缩软件:原数据信息基本不丢失而且可以大大节省存贮空间，缺点是压缩后的文件必须在解压缩后才能使用。
数据消冗处理:原数据信息不会丢失，得到的文件可以直接使用，缺点是技术要求高，工作量大，对冗余度不大的数据集合效用小。
用数据子集代替数据全集:在规定的精度范围内,从原数据集合中抽取一个子集，缺点以信息损失为代价，换取空间数据容量的缩小。
35、在地理信息系统应用中，元数据的主要作用可以归纳为哪几个方面？ (1)帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；
(2)提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；
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(3)提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输； (4)帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断； (5)提供空间数据互操作的基础。 36．DEM的主要表示模型
GIS可以用三种通用的方法来模拟一个地形表面：栅格（规则格网）、不规则三角网及等高线。
37．如何判断两点之间是否通视？
两点之间的通视性判断，可通过上述剖面线图得到，即首先求出剖面线图，再连接直线AB，判AB直线与剖面线是否相交，如无相交点，且AB直线高于剖面线，表示A、B之间可视；如有相交则不可视。如下图：两点间不可视。
六、分析题
1．有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：
5，5，0，0；0，6，5，0；0，5，2，2；0，5，2，2。分析并回答下列问题。 ①表示点状地物的代码是几？
②假设方向代码分别表示为：东=0，东南=1，南=2，西南=3，西=4，西北=5，北=6，东北=7。写出线状地物的链式编码。 ③写出游程编码方案（采用变长编码）。
2．有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：
4，4，2，0；4，4，2，0；4，4，7，2；0，2，2，0。分析并回答下列问题。 ①表示点状地物的代码是几？
②假设方向代码分别表示为：东=0，东南=1，南=2，西南=3，西=4，西北=5，北=6，东北=7。写出线状地物的链式编码。 ③按行方向写出一种游程编码方案。 ④按行方向写出块码编码方案。
⑤按四叉树分解最多能分解几次？最大层数为多少？
3．有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：
8，5，5，5；0，8，5，5；8，5，5，8；0，8，8，2。分析并回答下列问题。 ①表示面状地物的代码是几？
②按列方向写出一种游程编码方案。 ③按行方向写出块码编码方案。
④按四叉树分解最多能分解几次？最大层数为多少？
⑤假设方向代码分别表示为：东=0，东南=1，南=2，西南=3，西=4，西北=5，北=6，东北=7。写出线状地物的链式编码。
4．根据下面示意图，给出其矢量数据结构编码。
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