中国科学院年博士入学试题

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1、中国科学院１９９５年博士入学试题一、简述题（４０分）１．地理信息系统的主要功能。地理信息系统基本功能概述：数据采集、监测与编辑；数据处理与变换（矢栅转换、制图综合）；数据存储与组织（矢量和栅格模型）；空间查询与分析（空间检索、空间拓扑、叠加分析、缓冲分析、网络分析等）；图形交互与显示（各种成果表现方式）。根据社会和用户的需求，GIS是依托基本功能利用空间分析技术模型分析技术，网络技术，数据库和数据集成技术二次开发环境等，演绎出众多的GIS应用系统。２．图形数据输入的主要方法及特点。（２．地理信息输入方法及其特点）图形图像数据包括现有的地图、工程

2、图、规划图、照片、航空与遥感影像等。目前各种类型的地图是重要的信息源。这不仅是因为地图的内容直观与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非空间信息强有力的手段，从某种意义上说，一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作地理信息系统。遥感影像是地理信息系统中一个极其重要的数据源，它至少具有下列一些特点：①能取得大面积、综合的信息；②速度快；③降低数据储存冗余和不连续性；④能提供各类专题所需要的信息。各种文字数据包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。确定应用哪些类

3、型的数据是由系统的功能所确定的，例如要建立一个土地的适宜性和承载力的信息系统，所需要的数据有地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。按照数据的储存形式，可将数据源分为图形、图表与数字化形式。图形、图表数据包括现有的地图、照片、记录及各类文件。而计算机的磁盘、磁带等是以数字化的形式来保存数据的。目前许多空间数据以及人口统计、地形等数据均是以数字化形式向用户提供，数字化形式的数据可以方便地输入地理信息系统内，便于用户使用。地理信息系统信息输入包括空间数据输入与属性数据输入，以及空间数据与属性数据的连接。空间数据是指这类数据所处的空间位置；属性数

4、据（或非空间数据）是指这类数据定义空间数据或制图特征所表示的内容。地理信息系统中属性数据可能记录土地利用、土壤特征、所有权关系、植被类型、病虫害等等许多属性。空间信息输入基本方法有两种，第一种方法是将地理实体以x，y坐标的形式，以顺时针或逆时针方法依次输入。第二种方法是用点、线、多边形和格网邻接的方法来表示地理实体（图2—1）。一、手工数据输入方法虽然手工数据输入方法是早期使用的地理信息系统定位的方法，但其基本原理是明确的，手工输入矢量图形数据实际就是将表示点、线、面实体的地理位置数据（各种坐标系中的坐标）通过键盘输入数据文件或输入到程序中去。

5、实体坐标可以用地图上的坐标网或其它格网覆盖在地图上量取，这是最简单又不用任何特殊设备的图形数据输入法。手工输入栅格数据是将已知格子内所观测到的优势特征值予以编码，随后将代码输入自动化文件。图2-2表示了一个文件的编码过程。图中表示二种主要的GIS数据模型输入形式的特征。图2-2（a）为原图，以及将已确定大小的透明方格纸覆盖在底图上，然后将各方格内的特征值以编码的形式记录，二、手扶跟踪数字化仪人工数字化技术包括利用称为数字化器的电码静电装置。数字化器将点定位器的信号转换为电子识别位置，用以直接读入计算机。数字化器能够记录每个点、线和多边形的位置，

6、形成数据文件。应用数字化仪输入速度快，精度高，各种商业化的GIS软件均能用数字化仪来输入数据。数字化仪主要由二部分所组成：绘图板和定点装置。绘图板的工作区是一个垂直的区域，在该区域内能接受由定点装置所传送的信息。需要指出的是，在数字化过程中，虽然在工作区内均是有效的，但其边缘部分的精度会有所降低，除非在必不可少的情况，应尽量避免用“足”工作区，以提高精度和避免图幅拼接时的修订工作量。定点装置主要有笔式和光标式二种类型。常用的光标式定点装置是带有聚焦和十字丝的鼠标器，十字丝的定点指示需要数字化的点。鼠标器有4键及16键，每一个键的功能可通过软件应

7、用来定义，4键光标分按线状排列和方块形排列二种，16键为十六进制的形式，即0—9和A—F，其用法与4键光标相类似。在进行数字化时，首先要确定地图坐标系统、比例尺和表明参考坐标控制点的位置（左，右，下），然后用户可在点、线、多边形的定义下，利用平板上的4键或16键光标进行数字化。三、自动扫描器扫描数字化系统一般比数字化仪大和昂贵，常用的滚筒式自动光学扫描器的主体为一个可旋转的滚筒，需要数字化的底图固定在滚筒上，当滚筒旋转时，以类似行车形式固定在滚筒上的光源和监测器来回走动，将底图以数字化的形式一行一行的直接输入到计算机内。一般的扫描器能识别100

8、种以上的不同形式的图斑，并能对不同数据结构进行转换和数据压缩处理（如游程编码）。描述一幅24×36英寸（1英寸=25.4mm）的底图，每厘米20行一般