二．判断题（每小题2分，共10分）
1．MIS相比，GIS主要增添了图形编辑功能。（）
2．由于GIS与CAD所处理的对象的规则程度不同，因此二者很难交换数据。（） 3．边沿匹配是数据库编辑检查的重要功能之一。（）
4．当地物范围确定时，栅格单元尺寸越大，则它所表达的地物信息越详细。（） 5．只有明确的拓扑关系，GIS才能处理各种空间关系，完成空间分析。（）
三．空间数据转换的主要有哪些？请按下图所示推导出X’O’Y’ 坐标系（数字化仪坐标系）到XOY坐标（地图直角坐标系 ）的相似变换的计算公式，地图的实际比例尺横向、纵向分别设为Q1，Q2。（15分）
四．数字高程数据通常有几种形式？它们在实际中有何用途？如何获取和存储这些数据？（10分）
五．点、线、面是GIS中的三类基本要素，它们所代表的实体一般具有什么特征？三者之间的空间关系主要有哪些？能否实现点面、线面之间的转换？为什么？（10分）
六．试述空间数据库分层组织的优点及方法。这种分层与数据库中的分层数据模型有何不同？（5分）
七．空间处理方法通常包括哪些内容？简述每种方法的实体。（10分）
八．根据以下要求或条件，确立该GIS实用工程项目的建设步骤主要技术方法。（15分） 1.某城市市政建设部门欲在某条主干道铺设煤气管道，原有地下设施包括：自来水管道、排水管道、地理电缆线；
2.煤气管道的铺设要顾及以上管道；
3.已有资料包括：数学化地形图（从勘测部门购买）、已有管道竣工图（纸质）及相关指标、煤气管道的规划图（纸质）及相关指标；
4.该单位要求用GIS技术辅助煤气管道的设计，但他们对GIS技术不太熟悉； 5.资金比较充裕，但工期要求紧迫；
6.系统建成后，由用户使用并进行日常维护。
武汉测绘科技大学 2000年攻读硕士学位研究生入学考试 地理信息系统原理
一.地理信息系统的定义以及它的基本特点，简述地理信息系统与管理信息系统，地理信息系统与计算机辅助设计的主要区别。（共10分）
二.试分析地理信息系统中数据的误差来源。（共12分）
三.请叙述地理信息系统中删格数据的组织方式以及每种方式的特点。（共8分）
四.简述GIS数据管理方法的发展过程和趋势，并请说明目前GIS中没有采用标准的数据库管理系统来管理图形数据的只要原因。（共10分）。
五.简述删格到矢量数据转换细化处理的两种基本方法。（共8分）。
六.简述地理信息系统中地图投影配置的一般原则。并说明我国地理信息系统中投影的配置与设计以及其原因。（共8分）
七.为什么说GIS建设过程是一项十分复杂的系统工程？GIS工程建设按时间顺序分为那几个阶段？个阶段的主要任务是什么？（共12分）
八.请分别用层次模型、关系模型、网络模型、面向对象模型表示下列图形。（共12分）
26
GIS复习
1．1 信息（Information）
——信息（Information）是近代科学的一个专门术语，已广泛地应用于社会各个领域。广义含义的信息是指主体和客体在相互交往与联系中，用来表征事物特征的一种基本形式。这里的主体与客体包括自然界一切有生命和无生命的物体，人、生物和自然界所有的物体均属于主体和客体的范畴。信息可以用不同的介质和符号加以记录，但并不是所有的信息都能被记录下来。
1．2 数据（Data）
数据（Data）是记录信息的一种符号手段。它包括数字、文字、符号、图形、图像以及各种可以转换成数据的现象。在信息科学领域中，信息与数据是不可分离的，信息是由记录在各种物理介质中的数据来表达，数据中所包含的意义就是信息。数据是信息的载体，但并不就是信息，只有理解了数据的含义，对数据做出解释，才能得到数据中所包含的信息。对数据进行分析处理，包括分类、编码、排序和运算，分析就是为了提取数据中所包含的信息。从数据中能提取的信息多少与人的知识水平和提取手段密切相关，但也与数据记录的形成手段有关。
任何信息内容都具有空间定位、时间分布和属性的特征。因此，记录信息的数据除其所包含的内容外，也都具有空间定位、时间分布和属性的特征，例如：
地图：显然地图均具有空间性质，地图所表示的内容也都具有时间和属性特性。
27
数字数据：任何传统的统计数据，均有显著的空间定位和时间分布和属性显著特性。如一场洪水灾害的统计数据，一定有灾害发生的时间和地点及属性。
照片：照片总是对客观世界某一位置的反映，也具有时空分布及属性的特性。
此外，还有文本、录像、声音、气味等也都具有空间定位和时间分布和属性的特征。由此可见，任何信息均包含有空间定位和时间分布及属性的特征，只是由于数据记录手段不同，而所表现的形式有所不同。例如，一场洪水灾害可以用图形表示，也可用统计表格表示，既可以用文字、照片、录像来表示，也可以用几种不同手段来综合的表示。但不管用那种手段表示，其所表述的对象和内容的性质是不会发生根本变化。任何信息都具有多维空间特性，为了记录和表述信息这种具有多维空间的特性，人们进行了长期不懈地努力，建立了信息科学来专门研究信息的记录、传输、存贮、提取和表述，以服务于人们预测和决策的需要。
1．3系统（System）与信息系统（Information System）
——系统（System）是具有特定功能的、相互有机联系的许多要素所构成的一个整体。信息系统（Information System）是集信息的记录、传输、存贮、提取和表述于一体，具有处理、管理和分析数据能力，为决策过程提供有用信息的系统。在计算机时代，大部分的信息系统都部分或全部由计算机系统支持。例如，图书情报信息系统、金融管理信息系统、财务管理信息系统、资源与环境信息系统、灾害监测与评估信息系统等。由此可见，信息必须为实现某些特定的目标和功能，按照一定关联关系，组成系统才能成为有用的信息。无规划、杂乱无章的信息很可能成为一堆\垃圾\。
——由于任何信息均有空间定位和时间分布特征，因此任何信息系统也均有空间定位和时间分布特征，均属于空间信息系统。本处强调\空间\一词是强调在信息系统建设过程中强化对信息的地理空间位置的记录和表述，以使系统能更好地服务于决策分析过程，而有别于现行的数据库管理系统。因此，它强调建立信息系统的技术手段的改进和提高，使系统记录的内容更丰富、表述方法更简洁、查询传输更方便，而不是改变信息的本质和内涵。 ——信息空间位置的记录和表述方法的任何重大变革，都与人类社会的发展、生产和科技水平的提高紧密的联系在一起的。在信息时代，由于计算机技术和系统分析方法的应用，对信息的采集、管理和分析提出了更高的要求，产生了地理学、信息科学和计算机技术等相结合的一门边缘学科－－地理信息系统，这是空间信息系统中的一颗耀眼的明珠。
1．4 地理空间数据及其表示
——地理空间数据是指人们观测地球得到的地球某些位置上地物景观的空间数据，以用来描述地球上可更新或不可更新的自然资源、人类赖以生存的自然环境、人文经济与劳动力资源等有关的信息，包括：地形、地貌、水文气象、土壤、岩石矿藏、植被、土地利用、行政区划、交通网络、邮政区、公共设施位置、土地界限、土地价值、土地所有权、人口普查分区、人口分布、经济分区、环境污染、疾病影响范围、自然灾害分布等。地理空间数据可以由位置组合变量的表格形式表示，也可用相对位置在地图或图像上表示。地图是地理学家最常用的地理信息载体和地理语言，也是最受人们欢迎的地理空间数据表示方法之一。 ——地图通常包括三个方面的内容：
地球表面上点的地理坐标（或其他坐标）与这些点在地图平面上的直角坐标（或其他坐标）之间的严格的映射函数关系。确定了这些函数关系就可以在地图上来研究它所表示地物的空间关系。
28
——采用特珠的符号系统，来表示空间定位上的各种现象及属性和相互关系，从而在地图上构成客观实际的空间形象。
由于地图图幅比例和图解符号的限制，每一幅地图都要按照其用途，对其所表示地理空间信息进行取舍和概括，因此每一幅地图都是制图人和视图人按照制图符号的\约定\进行交流空间信息的图像载体。
——地图表达的对象可以是具体的（如居民点、植被、土壤等）和抽象的（如人口密度、工农业产值、经济增长等）、现实的（如河网、道路、耕地等）和预期的（如规划的道路、居民点、灌溉网等）。由于地图具有简洁、丰富、动态、灵活表达空间地理信息的优点，因此地图是人们在日常生活和国家管理建设中最重要的工具和手段之一。除地图外，地理空间数据还可以用名称或编码等可标识的数码和表格表示，如邮政编码、街区地址、门牌号码等。文字、图形、图像也是用来表示地理空间数据的一种重要手段。 ——地理空间数据是量大而面广的海量数据，在信息时代以前，不可能只用一种手段或工具就能使其得到完整的表达和存贮。随着计算机技术的飞速发展，数据库、地理信息系统、专家系统和多媒体技术的推出和完善，使地理空间数据的存贮和表达产生了巨大的变革。
2．1地理信息系统（GIS）的中文定义
——地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。它是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。
地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，具有以下三个方面的特征： 1. 具有采集、管理、分析和输出多种地理实间信息的能力，具有空间性和动态性； 2. 以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；
3. 由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
2．2地理信息系统（GIS）的英文定义
以下是国外专家对地理信息系统给出的不同定义（摘自David J.Maguire，1991）。 Aronoff(1989:39)
any manual or computer based set of procedures used to store and manipulate geographically referenced data.
Carter(1989:3)
an institutional entiry, reflecting an organizational structure that integrates technology with a database, expertise and continuing financial support over time.
Koshkariov, Tikunov and Trofimov(1989:256)
a system with advanced geo-modelling capabilites.
Parker(1988:1547)
an information technology which stores, analyses, and displays both spatioal and non-spatial data.
29
Cowen(1988:1544)
a decision support system involving the integration of spatially referenced datain a problem-soling environment.
DoE(1987:132) a system for capturing,storing,checking,manipulating,analysing and displaying data which are spatially referenced to the Earth.
Smith et al.(1987:13)
a database system in which most of the data are spatially indexed, and upon which a set of procedures operated in order to answer queries about spatiol entities in the database.
Burrough(1986:6)
a powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming and displaying spatial data from the real world.
Devine and Field(1986:18)
a form of MIS[Management Informaion System]that allows map display of the general information.
Ozemoy, Smith and Sicherman(1981:92) an automated set of functions that provides professionals with advanced capabilities for the storage, retrieval, manipulation, and display of geographically located data.
Dueker(1979:106)
a special case of information systems where the database consists of observations on spatioally distributed features, activities, or events, which are definable in space as points, lines, or areas. A GIS manipulates data about these points, lines, and areas to retrieve data for ad hoc queries and analysis.
2．3 如何理解GIS？
——从字面的意义讲，\地理\意味着数据项的在空间的位置，它可以是已知的(如地理经纬度)，也可以经计算获得(如经地图投影变换后得到的大地坐标)。绝大多数的GIS，主要处理二维空间数据，但也有一些针对特别问题的系统在处理真三维，这在地质学和海洋学等学科上最为突出。
——\信息\意味着GIS中的数据经过加工所生产出的有用知识，这些知识既可通过图形、图象 的形式表达，也可以统计图、表格和各种各样的人机交互形式来表达。
——\系统\意味着GIS是有一系列相互关系和联结而功能又有所不同的部件组合。 ——因此，GIS具有获取、输入、操作、传输、可视化、组合、查询、分析、建模和输出数据的能力。从这个意义讲，地理信息系统(GIS)是用于地理参考数据或地理空间数据的输入、存储、
30