GIS考题及答案.docx

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GIS考题及答案

1，选择性辐射体

对任一波长，定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。

显然发射率为介于0与1之间的正数，一般发射率依赖于物质特性、环境因素及观测条件。

如果发射率与波长无关，那么可把物体叫作灰体（greybody），否则叫选择性辐射体

2，电磁波谱

将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表（图2-2）叫做电磁波谱。

3．漫反射

　　当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。

4，大气窗口，常见的大气窗口有那些？

太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。

太阳光在穿过大气层时，会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。

但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。

通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。

大气窗口的光谱段主要有:

紫外、可见光和近红外波段。

光学窗口可见光波长约3000～7000埃。

波长短于3000埃的天体紫外辐射﹐在地面几乎观测不到﹐因为2000～3000埃的紫外辐射被大气中的臭氧层吸收﹐只能穿透到约50公里高度外﹔1000～2000埃的远紫外辐射被氧分子吸收﹐只能到达约100公里的高度﹔而大气中的氧原子﹑氧分子﹑氮原子﹑氮分子则吸收了波长短于1000埃的辐射。

3000～7000埃的辐射受到的选择吸收很小﹐主要因大气散射而减弱。

红外窗口水汽分子是红外辐射的主要吸收体。

较强的水汽吸收带位于0.71～0.735

（微米）﹐0.81～0.84

﹐0.89～0.99

﹐1.07～1.20

﹐1.3～1.5

﹐1.7～2.0

﹐2.4～3.3

﹐4.8～8.0

。

在13.5～17

处出现二氧化碳的吸收带。

这些吸收带间的空隙形成一些红外窗口。

其中最宽的红外窗口在8～13

处（9.5

附近有臭氧的吸收带）。

17～22

是半透明窗口。

22

以后直到1毫米波长处﹐由于水汽的严重吸收﹐对地面的观测者来说完全不透明。

但在海拔较高﹑空气乾燥的地方﹐24.5～42

的辐射透过率达30～60％。

在海拔3.5公里高度处﹐能观测到330～380

﹑420～490

﹑580～670

（透过率约30％）的辐射﹐也能观测到670～780

（约70％）和800～910

（约85％）的辐射。

射电窗口这个波段的上界变化于15～200米之间﹐视电离层的密度﹑观测点的地理位置和太阳活动的情况而定（见大气射电窗）。

5，中心投影

有时光线是一组互相平行的射线，例如太阳光或探照灯光的一束光中的光线。

由平行光线形成的投影是平行投影（parallelprojection）.由同一点（点光源发出的光线）形成的投影叫做中心投影（centerprojection）。

6，真彩色合成

根据彩色合成原理，可选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像，当合成图像的红绿蓝三色与三个多光谱段相吻合，这幅图像就再现了地物的彩色原理，就称为真彩色合成。

7，静止卫星

静止卫星是指轨道平面与赤道平面重合、卫星的轨道周期正好等于地球自转周期（23小时56分04秒），且卫星公转方向与地球自转方向相同，这样的卫星称地球同步轨道卫星。

若在地面看，这种轨道上的卫星好像静止在天空某一地方不动，故又称它为地球静止卫星，简称静止卫星。

8，瞬时视场角

9，亮度温度

　若实际物体在某一波长下的光谱辐射度（即光谱辐射亮度）与绝对黑体（见黑体辐射）在同一波长下的光谱辐射度相等，则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度。

10，辐射亮度

表示面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量。

辐射亮度的SI单位为瓦／（球面度.米2）

11，地图投影

地图投影,MapProjection.把地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上的理论和方法。

书面概念化定义：

地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。

即建立之间的数学转换公式。

它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。

这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。

12．像点位移

根据中心投影的原理,无论是带有起伏的地形,还是高出地面的任何物体,反映到航空像上的像点与其平面位置相比,一般都会产生位置的移动,这种像点位置的移动,叫做像点位移

13合成孔径雷达

合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。

合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。

14后向散射

 在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中入神时，会在分界面上产生散射，这种散射叫做表面散射。

在表面散射中，散射面的粗糙度是非常重要的，所以在不是镜面的情况下必须使用能够计算的量来衡量。

通常散射截面积是入射方向和散射方向的函数，而在合成孔径雷达及散射计等遥感器中，所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射

15太阳同步回归轨道

太阳同步轨道指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道的倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过，因此又称之为近极地太阳同步卫星轨道。

为使轨道平面始终与太阳保持固定的取向，因此轨道平面每天平均向地球公转方向（自西向东）转动0.9856度（即360度／年）。

太阳同步轨道是对地观测卫星用的比较多的。

轨道离地球500多公里到1000多公里。

16，植被指数

利用卫星不同波段探测数据组合而成的，能反映植物生长状况的指数。

植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段有很强的反射特性，这是植被遥感监测的物理基础，通过这两个波段测值的不同组合可得到不同的植被指数。

差值植被指数又称农业植被指数，为二通道反射率之差，它对土壤背景变化敏感，能较好地识别植被和水体。

该指数随生物量的增加而迅速增大。

比值植被指数又称为绿度，为二通道反射率之比，能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异，特别适用于植被生长旺盛、具有高覆盖度的植被监测。

归一化植被指数为两个通道反射率之差除以它们的和。

在植被处于中、低覆盖度时，该指数随覆盖度的增加而迅速增大，当达到一定覆盖度后增长缓慢，所以适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。

蓝光、红光和近红外通道的组合可大大消除大气中气溶胶对植被指数的干扰，所组成的抗大气植被指数可大大提高植被长势监测和作物估产精度。

17，遥感信息模型

遥感信息模型由地形模型、物理模型和数学模型构成，是用遥感信息和地理信息影像化的方法建立的一种模型，它是形象模型与抽象模型结合的一类可视化模型。

地理现象和地理过程非常复杂，既有必然的规律，也受偶然因素的影响，因此，建立遥感信息解译模型应考虑各种相关信息，利用量化分析和加权分析的方法，用这些因子构建遥感信息解译模型，进行相应的逻辑分析和运算。

由于影响遥感影像解译、判读的因子很多，也很复杂，需要进行主成因分析，在不影响正确判断的前提下，可适当舍弃某些次要因子，简化遥感信息模型、降低模型建立的难度。

遥感信息模型在遥感影像解译的应用，可大大提高数据采集速度，减少人工解译和采集的工作量。

遥感信息模型是遥感信息的自动解译和提取的基础，也是地理信息系统进行地学分析的模型基础。

遥感影像解译标志和遥感信息模型是遥感信息研究的重要方面及遥感信息应用的发展方向。

18，热红外遥感

热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的这种热红外信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿度和热惯量等。

19，成像光谱

成像光谱就是在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像，这使得遥感应用可以在光谱维上进行空间展开，定量分析地球表层生物物理化学过程与参数。

70年代末80年代初，在研究归纳各种地物光谱特征的基础上，形成这样一个概念：

如果能实现连续的窄波段成像，那么就有可能实现地面矿物的直接识别，由此产生了光谱和图象结合为一体的成像光谱技术。

1983年美国喷气推进实验室研制出第一台航空成像光谱仪（AIS-1）,随后包括中国在内的许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪，其中有以线阵探测器为基础的光机扫描型，有以面阵探测器为基础的固态推扫型，也有以面阵探测器加光机的并扫型。

成像光谱仪主要性能参数是：

（1）噪声等效反射率差（NEΔp），体现为信噪比（SNR）；

（2）瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。

20，电磁波谱

电磁波谱是一系列不同频率辐射的总称——可见光（700nm-400nm）、无线电波（mm-20m）、微波（1mm-30cm）、红外光（1-100μm,波长长于可见光）、紫外光（波长短于可见光）、X-射线（波长短于紫外光）、γ-射线（波长短于X-射线）。

21，试述遥感影像目视解译的解译标志及目视解译的方法

影像解译，也称判读或判释，指从图像获取信息的基本过程。

即根据各专业（部门）的要求，运用解译标志和实践经验与知识，从遥感影像上识别目标，定性、定量地提取出目标的分布、结构、功能等有关信息，并把它们表示在地理底图上的过程。

例如，土地利用现状解译，是在影像上先识别土地利用类型,然后在图上测算各类土地面积。

遥感影像目视解译是解译者通过直接观察或借助一些简单工具（如放大镜等）识别所需地物信息的过程。

影像的解译标志，也称判读要素，它是遥感图像上能直接反映和判别地物信息的影像特征。

包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。

解译者利用其中某些标志能直接在图像上识别地物或现象的性质、类型和状况；或者通过已识别出的地物或现象，进行相互关系的推理分析，进一步弄清楚其它不易在遥感影像上直接解译的目标，例如根据植被、地貌与土壤的关系，识别土壤的类型和分布等。

目视解译一般程序

（1）了解影像的辅助信息：

即熟悉获取影像的平台、遥感器，成像方式，成像日期、季节，所包括的地区范围，影像的比例尺，空间分辨率，彩色合成方案等等，了解可解译的程度。

（2）分析已知专业资料：

目视解译的最基本方法是从“已知”到“未知”，所谓“已知”就是已有相关资料或解译者已掌握的地面实况，将这些地面实况资料与影像对应分析，以确认二者之间的关系。

（3）建立解译标志：

根据影像特征，即形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局建立起影像和实地目标物之间的对应关系。

（4）预解译：

运用相关分析方法，根据解译标志对影像进行解译，勾绘类型界线，标注地物类别，形成预解译图。

（5）地面实况调查：

在室内预解译的图件不可避免地存在错误或者难以确定的类型，就需要野外实地调查与检证。

包括地面路线勘察，采集样品（例如岩石标本，植被样方，土壤剖面，水质分析等等），着重解决未知地区的解译成果是否正确。

（6）详细解译：

根据野外实地调查结果，修正预解译图中的错误，确定未知类型，细化预解译图，形成正式的解译原图。

（7）类型转绘与制图：

将解译原图上的类型界线转绘到地理底图上，根据需要，可以对各种类型着色，进行图面整饰、形成正式的专题地图。

22，设计一个遥感图像处理系统的框架，说明它的功能

23，遥感技术具有哪些特点

1．可获取大范围数据资料。

遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而，可及时获取大范围的信息。

例如，一张陆地卫星图像，其覆盖面积可达3万多km2。

这种展示宏观景象的图像，对地球资源和环境分析极为重要。

　　2．获取信息的速度快，周期短。

由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。

例如，陆地卫星4、5，每16天可覆盖地球一遍，NOAA气象卫星每天能收到两次图像。

Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。

　　3．获取信息受条件限制少。

在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。

采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

4．获取信息的手段多，信息量大。

根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。

例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。

利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。

例如，地面深层、水的下层，冰层下的水体，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可以全天候的工作。

24，推帚扫描（CCD）与光机扫描有何异同

（1）光机扫描仪：

光机扫描仪是对地表的辐射分光后进行观测的机械扫描型辐射计，它把卫星的飞行方向与利用旋转镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信息。

这种遥感器基本由采光、分光、扫描、探测元件,参照信号等部分构成。

光机发描仪所搭载的平台有极轨卫星及飞机陆地卫星Landsat上的多光谱扫描仪（MSS），专题成像仪（TM）及气象卫星上的甚高分辨率辐射计（AVHRR）都属这类遥感器。

这种机械扫描型辐射计与推帚式扫描仪相比具有扫描条带较宽，采光部分的视角小，波长间的位置偏差小，分辨率高等特点，但在信噪比方面劣于像面扫描方式的扫帚式扫描仪。

（2）扫帚式扫描仪，它采用线列或面阵探测器作为敏感元件，线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向作横向排列，当飞行器向前飞行完成纵向扫描时，排列的探测器就好象刷子扫地一样扫出一条带状轨迹，从而得到目标物的二维信息，光机扫描仪是利用旋转镜扫描，一个像元一个像元地进行采光，而扫帚式扫描仪是通过光学系统一次获得一条线的图像，然后由多个固体光电转换元件进行电扫描。

推帚式扫描仪代表了新一代遥感器的扫描方式，人造卫星上携带的推帚式扫描仪由于没有光机扫描那样的机械运动部分，所以结构上可靠性高，因此在各种先进的遥感器中均获得应用，但是由于使用了多个感光元件把光同时转换成电信号，所以当感光元件之间存在灵敏度差时,往往产生带状噪声，线性阵列遥感器多使用电荷偶合器件CCD，它被用于SPOT卫星上的高分辨率遥感器HRV,日本的MOS-1卫星上的可见光－红外辐射计MESSR等上。

25，openGIS

OpenGIS（OpenGeodataInteroperationSpecification,OGIS-开放的地理数据互操作规范）由美国OGC（OpenGIS协会，OpenGISConsortium）提出。

OGC是一个非赢利性组织，目的是促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性（Interoperablity），OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商（包括ESRI,Intergraph,MapInfo等知名GIS软件开发商），数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。

OpenGIS的目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。

它致力于消除地理信息应用（如地理信息系统，遥感，土地信息系统，自动制图/设施管理（AM/FM）系统）之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。

26，网格地理信息系统的特点？

网格GIS是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，将空间地理分布的、异构的各种设备与系统进行集成，为用户提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。

WebGlS是在万维网上共享空间信息资源的技术系统，它本质上是Web技术与GIS技术的有机结合。

但是由于GIS特有的空间性增加了这种结合的难度。

首先，目前的Web系统不具备识别和处理空间信息的能力，因为Web的实现技术主要是超链接，而G1S则不能通过简单的超链接实现、它需要通过地理空间位置和用户的需求做出实时响应；其次，Web具有统一的实现模式和严格的规范（HTTP／HTML），不存在互操作问题；再次，WebGIS的数据分布在Internet上是高度异构和不可靠的。

因此，WebGlS目前还没有一套成熟的实现模式与技术，各厂商推出的产品也是各具特色，大都是针对某一传统GIS数据模型、面向开发人员的GIS功能组件，并不是一套完整的WebGIS解决方案。

其功能也主要侧重于空间信息的共享，空间分析决策功能相对较弱，很多方面还不能满足需求。

网格技术的发展，使计算环境和计算方式发生了深刻的变化。

因此构建基于网格计算的地理信息系统能在很大程度上解决现有WebGIS的不足，我们认为对比WebGIS，GridGIS具有以下特点：

（1）GridGIS是基于网格计算，WebGIS则是基于广域网的；

（2）GridGIS形成新的PervAsive／Grid体系结构。

客户端是各种各样的上网设备，而连在网上的各种服务器将组成单一的逻辑上的网格。

WebGIS的平台是分布式的，体系结构是传统的Client／Server或Client／Cluster形式，WebGIS的服务器和用户，可以使用广域网上任意一台处于服务状态的服务器的GIS服务；

（3）GridGIS的各用户浏览器不被网格的硬件和软件基础结构的细节所打扰。

一个用户能真正实现以无缝联接的形式提交他们的应用给合适的资源，以便于不同的平台、网络协议和管理界线等物理的不连续性变得完全透明。

关键是，GridGIS中间件把一个极度异构的环境变成一个虚拟的同构环境。

而WebGIS则由于传统GIS的产品多样化和数据多元化而面临着异构数据互操作的难题；

（4）GridGIS需要存储和管理更大数量的空间信息，并有能力在大量用户同时通过网格对其进行访问时能快速响应。

而WebGIS在这方面的能力目前还明显不足；

（5）GridGIS具有更强的地理空间信息共享、地理信息发布、空间分析、模型分析的功能。

特别是对涉及到大量空间分析计算的问题，GridGIS具有并行计算的能力，通过对空间信息网格化和超媒体技术的集成，网格GIS提供给用户的信患不仅仅是矢量化的空间信息，还有动态视频、遥感影像、文字说明等多种信息；

（6）GridGlS的应用将GIS的应用扩展至整个社会的方方面面甚至人们日常生活的点点滴滴，使GIS的应用大众化了。

同时，GridG1S容易和网上其他信息服务融为一体，通过各种信息导航工具，就可在丰富的网络资源直到所需的地理信息，并使用各种GIS功能，如制图、空间查询、空间分忻等进行信息的二次加工。

27，空间数据库管理系统的发展趋势？

28，GIS的基本构成和基本功能有哪些？

软件设备、硬件设备、地理空间数据和GIS组织管理人员。

基本功能：

数据输入功能，图形与文本编辑功能，数据存储与管理功能，空间查询与空间分析功能，数据输出与表达功能。

29，空间数据索引的基本方法及其特点有哪些？

GIS中几种空间数据索引方法探究

30，空间网络分析的基本方法有哪些？

地理信息系统（GIS）具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。

利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。

空间信息分析的内涵极为丰富。

作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。

叠置分析（OverlayAnalysis）

覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。

也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。

覆盖叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。

网络分析（NetworkAnalysis）

对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。

网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。

其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。

这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举，因此研究此类问题具有重大意义。

1）路径分析

2）地址匹配

3）资源分配

缓冲区分析（BufferAnalysis）

缓冲区分析是针对点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形。

缓冲区的产生有三种情况：

一是基于点要素的缓冲区，通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆；二是基于线要素的缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形；三是基于面要素多边形边界的缓冲区，向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一，它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。

例如：

湖泊和河流周围的保护区的定界,汽车服务区的选择,民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。

空间统计分析（SpacialAnalysis）

1）常规统计分析

常规统计分析主要完成对数据集合的均值、总和、方差、频数、峰度系数等参数的统计分析。

2）空间自相关分析

空间自相关分析是认识空间分布特征、选择适宜的空间尺度来完成空间分析的最常用的方法。

目前,普遍使用空间自相关系数——

MoranI指数，其计算公式如下：

其中：

N表示空间实体数目;xi表示空间实体的属性值;x是xi的平均值;Wij=1表示空间实体i与j相邻,Wij=0表示空间实体i与j不相邻I的值介于1与I之间，I=1表示空间自正相关，空间实体呈聚合分布；I=1表示空间自负相关，空间实体呈离散分布；I=0则表示空间实体是随机分布的。

Wij表示实体i与j的空间关系，它通过拓扑关系获得。

3）回归分析

回归分析用于分析两组或多组变量之间的相关关系，常见回归分析方程有：

线性回归、指数回归、对数回归、多元回归等。

4）趋势分析

通过数学模型模拟地理特征的空间分布与时间过程，把地理要素时空分布的实测数据点之间的不足部分内插或预测出来。

5）专家打分模型

专家打分模型将相关的影响因素按其相对重要性排队，给出各因素所占的权重值；对每一要素内部进行进一步分析，按其内部的分类进行排队，按各类对结果的影响给分，从而得到该要素内各类别对结果的影响量，最后系统进行复合，得出排序结果，以表示对结果影响的优劣程度，作为决策的依据。

专家打分模型可分二步实现。

第一步——打分：

用户首先在每个feature的属性表里增加一个数据项，填入专家赋给的相应的分值；第二步——复合：

调用加权符合程序，根据用户对各个feature给定的权重值进行叠加，得到最后的结果。

31，植被指数

概念：

利用卫星不同波段探测数据组合而成的，能反映植物生长状况的指数。

植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段有很强的反射特性，这是植被遥感监测的物理基础，通过这两个波段测值的不同组合可得到不同的植