華東師范大學(xué)期末試卷(A)

華東師范大學(xué)期末試卷（A）答題要點(diǎn)2004—2005學(xué)年第2學(xué)期課程名稱：GIS柵格數(shù)據(jù)分析學(xué)生姓名：___________________學(xué)號(hào)：___________________專業(yè)：___________________年級(jí)/班級(jí)：__________________課程性質(zhì)：公共必修、公共選修、專業(yè)必修、專業(yè)選修一二三四五六七八總分閱卷人簽名…………………………一、（10分）簡述柵格數(shù)據(jù)模型的特征，如何用柵格數(shù)據(jù)模型表示地理實(shí)體？柵格數(shù)據(jù)模型特征（5分） 用規(guī)則的網(wǎng)格表示地理現(xiàn)象 單元格或像素是最基本的單元，每個(gè)單元格賦一個(gè)數(shù)值表示地理現(xiàn)象或?qū)嶓w。 單元格或像素的大小影響到地理現(xiàn)象的分辨率地理實(shí)體的表示（5分） 用一組（個(gè)）單元格表示地理實(shí)體。其中： 點(diǎn)－一個(gè)單元格 線－一串單元格 面－一組（聚集）的單元格二、（20分）1.什么是地圖代數(shù)？(3分)地圖代數(shù)是進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)分析的語言，運(yùn)算規(guī)則類似于代數(shù)學(xué)，柵格數(shù)據(jù)集是基本的運(yùn)算對(duì)象。2.對(duì)于圖1所示的兩個(gè)柵格數(shù)據(jù)集，寫出乘法運(yùn)算的表達(dá)式并將結(jié)果填寫于OutGrid1（圖2）（3分）OutGrid1=InGRID1*INGRID2圖1兩個(gè)柵格數(shù)據(jù)集3．對(duì)InGRID1和INGRID2執(zhí)行邏輯and運(yùn)算，寫出運(yùn)算表達(dá)式，并將結(jié)果填寫于outgrid2（圖2）（3分）OutGrid2=InGRID1andINGRID24.對(duì)于圖1的兩個(gè)數(shù)據(jù)集執(zhí)行Diff運(yùn)算，寫出表達(dá)式，并將運(yùn)算結(jié)果填寫于OutGrid3（圖2）（3分）OutGrid3=InGRID1DiffINGRID25.對(duì)于Ingrid1執(zhí)行運(yùn)算Power（ingrid1，2），在OutGrid4中寫出運(yùn)算結(jié)果（圖2）（3分）010032400412010010011100110101000120000400111001441600416011Outgrid1 OutGrid2OutGrid3OutGrid4圖2結(jié)果圖6.對(duì)于圖3土地利用類型分布的數(shù)據(jù)（Landuse），問那種土地利用類型的面積最大？答案填寫在括號(hào)中（Value=6）（5分）圖3ArcMap中的操作我們使用柵格計(jì)算器對(duì)Landuse數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，操作見圖4，解釋本圖中虛線框A，B中操作的含義。描述柵格計(jì)算器對(duì)話框中的操作執(zhí)行后可能得到結(jié)果。BAsAABAsAAA圖4柵格計(jì)算器對(duì)話框 A為加載到ArcMap中的數(shù)據(jù)集列表框，（選擇其中的數(shù)據(jù)集進(jìn)行計(jì)算）。 B是輸入地圖代數(shù)表達(dá)式的框，（可手工輸入表達(dá)式，也可通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊柵格計(jì)算器面板上的元素生成表達(dá)式） 本例是土地利用的比較運(yùn)算，選出數(shù)值為7土地利用類型，在輸出數(shù)據(jù)中滿足條件的單元格賦值為1，否則為0。三、（15分）圖5分別給出了兩個(gè)源的分布（SOURCE_GRID）以及空間費(fèi)用柵格（COST_GRID）的分布，計(jì)算得到的到源的最小費(fèi)用柵格數(shù)據(jù)集為COST_DISTANCE_GRID,COST_BACK_LINK則是后向聯(lián)系柵格。cbacba圖5 問題1（5分）a，b兩個(gè)單元格之間的費(fèi)用距離等于（6＋4）/2＝5 問題2（5分）畫出c單元格到其費(fèi)用意義上的最最接近的源的路徑 問題3（5分）根據(jù)在圖5給出的信息，按照費(fèi)用距離最小的原則，對(duì)柵格單元進(jìn)行到源的分配，結(jié)果填寫在圖6中。圖6 上圖第2,3的答案四、（15分）坡度和坡向是如何計(jì)算的（6分）？對(duì)于圖7所示的是對(duì)elevation數(shù)據(jù)集進(jìn)行坡度計(jì)算后，因?yàn)槟撤N應(yīng)用需要對(duì)坡度進(jìn)行重分類。根據(jù)圖6提供的信息，回答：1)（4分）研究區(qū)域的最大坡度是和平均坡度分別是（77.111，30.599），2)解釋所使用的坡度分類方法（5分）。 坡度計(jì)算（3分）：單元格和周圍緊鄰的8個(gè)單元格之間的坡度的最大值或最大的高度變化率為該單元格的坡度。 坡向計(jì)算（3分）：單元格到周圍緊鄰的單元格的最速下降方向或最大坡度的方向，正北為0度 坡度分類使用的是等間距的分類方法，（本題中將0－77.111范圍內(nèi)的坡度按照等間隔級(jí)分為5級(jí)，每一級(jí)的間隔為77.111/5＝15.422）圖7五：（10分）現(xiàn)有某地區(qū)土地利用和高程分布的柵格數(shù)據(jù)集分別是Landuse和Elevation，欲知不同的土地利用類型中地形高程的統(tǒng)計(jì)特征，需要在ArcGIS中使用類區(qū)函數(shù)才能完成這一分析工作。問題1（4分）在圖8所示的類區(qū)函數(shù)對(duì)話框中A，B兩個(gè)位置上填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)集圖8 A:Landuse，B：Elevation問題2（6分）執(zhí)行圖8所設(shè)定的操作后得到結(jié)果如圖9所示。據(jù)此回答：共有（7）種土地利用類型，平均高度最高的土地利用類型是（3），高程變化最大的土地利用類型是（6）。圖9圖9六（5分）通過例子對(duì)比鄰域函數(shù)和塊函數(shù)的操作方法。 （鄰域函數(shù)和塊函數(shù)都是濾波函數(shù)） 鄰域函數(shù)利用單元格周圍相鄰的單元格的數(shù)值計(jì)算當(dāng)前單元格的值。 塊函數(shù)利用塊鄰域中的單元格數(shù)值計(jì)算得到的數(shù)值賦值給塊鄰域所覆蓋的所有單元格。七（15分）試用實(shí)際的例子解釋下面Voronoi圖形的含義（圖10）（10分），指出圖中的A點(diǎn)，B點(diǎn)分別距離那個(gè)源最近（在圖上標(biāo)識(shí)出來，5分）。 可將圖中的點(diǎn)數(shù)據(jù)當(dāng)做學(xué)校，醫(yī)院、商場(chǎng)等服務(wù)設(shè)施。 Voronoi圖是在ArcGIS中利用全局函數(shù)－直線距離函數(shù)和配置函數(shù)計(jì)算得到的。其原理是將點(diǎn)集作為“源”將空間上任意一個(gè)位置（單元格）按照直線距離最短的原則對(duì)源進(jìn)行分配。得到的圖形－Voronoi多邊形是每一個(gè)源在距離最小意義上的服務(wù)范圍。（圖10）（第二問答案）八（10分）簡要寫出倒數(shù)加權(quán)距離插值的原理（IDW）(6分)，空間插值為什么要規(guī)定搜索半徑或規(guī)定鄰近的樣本點(diǎn)數(shù)（4分）？ 原理：IDW的基本思想是距離相近的事物相互之間的影響大，距離遠(yuǎn)的影響小。利用多個(gè)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)某一位置插值時(shí)，距離近的貢獻(xiàn)大，距離源的貢獻(xiàn)小。根據(jù)這一原理得到倒數(shù)距離權(quán)重描述的插