地信真题整理

禹杰破东风 · 发表于 2015-10-1 11:23

词术语（75'=5'*15）
大地概念
1.全球导航卫星系统(GNSS)：是一种空间无线电定位系统，包括一个或多个卫星星座，为支持预定的活动需要而加以扩大，可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供24小时三维位置、速率和时间信息。其突出优点是经济实用。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass(北斗)。
2.RTK实时定位技术：即载波相位差分技术，是建立在实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它能实时提供流动站的三维坐标，并达到厘米级的高精度。(GPSp107)
3.大地水准面：设想海洋处于静止平衡状态时，将它延伸到大陆下面且保持处处与铅垂线正交的包围整个地球的封闭的水准面. （它所包围的形体成为大地体。）（大地P14）  特点：重力方向不规则变化:原因是地表起伏不平、地壳内部物质密度分布不均匀
4.参考椭球定位：参考椭球定位通常包括定位和定向两个方面，定位是指确定椭球中心的位置，定向则是确定该椭球坐标轴的指向。从数学意义上讲，椭球的定位和定向就是确定大地直角坐标系和相对于地心直角坐标系的平移量和旋转角，及3个平移参数（Xo，Yo，Zo）和3个旋转角度（，，）。（大地P191）
5.真误差：某项观测值与其真值之差（测绘学基础P327）
GIS概念
6.地理信息系统概念：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示以便解决复杂的规划和管理问题。---美国联邦数字地图协调委员会。（P4）
7.空间分析:基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。（P146）
  空间查询：根据用户的要求，从数据库中找出符合用户需求的空间数据子集，提供给用户作进一步的处理工作。（P130）
8.矢量数据结构：利用欧几里得几何学中的点线面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。（P42）
  栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
9.数字高程模型：（ Digital Elevation Model）是地表单元上高程的集合，是地貌形态的离散表示。DEM通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示
10. 元数据：是指空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。（P138）
元数据的内容：对数据集的描述、数据质量的描述、数据处理信息的说明、数据转换方法的描述、数据更新、集成等说明（课件2-11）

遥感概念
11.大气窗口：通常我们把太阳辐射通过大气层时较少被反射、吸收和散射的那些透射率较高的波段，称为大气窗口。（课件2-47）
12.何为空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率（重点）
  空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。
  波谱分辨率：是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。（P74）
  辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。（P75）
  时间分辨率：是指在同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率。
13.合成孔径雷达：现代雷达遥感的核心技术，旨在提高雷达图像的方位分辨率。利用天线的移动合成一个虚拟‘长’天线。合成天线的长度（孔径）为实际天线第一次和最后一次探测某一地面点的时间间隔内实际天线移动的距离。（微波遥感课件）
14. 重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，称为重采样（数摄课件2-40） (主要方法：a最邻近像元法b双线性插值法c双三次卷积法)
15．定量遥感：目前还没有一个公认的明确定义，但从字面上来说，就是指遥感信息的定量获取（测量）、定量解译、定量应用，而不仅仅是定性的判读。金亚秋认为定量遥感应包括一下问题：遥感测量的定量化，遥感信息定量的数字模拟，定量遥感信息的解译与应用，遥感参数的定量反演。（P233）
16.数据融合：将不同类型传感器获取的同一地区的图像数据进行空间配准，然后采用一定的算法将个图像数据中所含的信息优势或互补性有机地结合起来产生新的图像数据的技术。
二、简答（40'—50'=10'*4—5）
大地简答
1.测量中平面直角坐标系与数学上平面直角坐标系有什么区别？
不同点：1） x，y轴互异；2）坐标象限不同；3）表示直线方向的方位角定义不同。
相同点：数学计算公式相同。

2.如何区分测量工作中的偶然误差和粗差：在同一观测条件下进行一系列观测，各观测值的误差在数值上，符号上具有不确定性，但有服从一定统计规律。粗差：可避免的误差，由于观测者操作不正确，疏忽大意或过分疲劳而产生的不符值，不是误差。（测绘学基础P327）
3.GPS伪距测量方法和载波相位测量原理
伪距测量方法原理：根据GPS接收机在某一时刻测得的到4颗以上GPS卫星的伪距以及已知的卫星位置，采用空间距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。所测伪距就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的距离为伪距。（GPSp63）
卫星根据自己的星载时钟发出含有测距码的调制信号，经过∆t时间的传播后到达接收机，此时接收机的伪随机噪声码发生器在本机时钟的控制下，又产生一个与卫星发射的测距码结构完全相同的“复制码”。通过机内的可调延时器将复制码延迟时间τ，使得复制码与接收到的测距码“对齐”。在理想情况下，时延τ就等于卫星信号的传播时间∆t ，将传播速度c乘以时延τ，就可以求得卫星至接收机的距离。（课件4-16）

载波相位测量原理：如果接收机的震荡器能产生一个频率与初相和卫星载波信号完全相同的基准信号，问题即可解决，这样任何一时刻在接收机处的基准信号的相位就等于卫星处载波信号的相位。故某一瞬间的载波相位测量值指的是该瞬间接收机所产生的基准信号的相位    和接收到的来自卫星的载波信号的相位    之差，即

因此，根据某一瞬间的载波相位测量值可求出该瞬间从卫星到接收机的距离。
(RTK定位原理：①在两台静态型测量仪器间加上一套无线电数据通讯系统，将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体；②基准站把接收到的卫星信息和基准站的一些信息都通过通讯系统传送到流动站；③流动站本身在接收卫星数据同时，也接收基准站传送的卫星数据，在流动站完成初始化后，并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测信号进行差分处理，同时输入相应坐标，转化参数和投影参数，即可实时求得实用的未知坐标。)          好像没此题

4.地面平面控制测量的方法有哪几种？及每种的分类？
导线测量、三角测量、三边测量、边角同测、GPS卫星测量、惯性测量系统、交汇测量、天文测量法、甚长基线干涉测量系统
导线测量  ①按布设方式分为：附和导线、闭合导线、支导线、导线网；
      ②按边长测定方法分为：经纬仪钢尺导线、视距导线、光电测距导线、全站仪导线
三角测量常用类型：单三角形、线形锁、中点多边形、大地四边形
交汇测量形式：前方交会、侧方交会、后方交会、单三角形、旁点交会、双点后方交会（测绘学基础P336-340）

GIS简答

5.请画图说明空间叠合分析的含义和作用：（地理信息系统概论P158）
含义：是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立对象间的空间对应关系：用于提取区域内某些专题内容的数量特征（P158）
叠合分析类型：a矢量数据叠合分析：①点与多边形、②线与多边形、③多边形和多边形的叠合。
            b栅格数据叠合分析
作用：
1）类型叠置：获取新的类型  如图一
2）数量统计: 即计算某一区域内的类型和面积  如图二
3）动态分析：进行不同时段动态对比分析
4）益本分析：效益成本分析
5）几何提取：提取符合条件的地物

①点与多边形的叠合作用：确定某图层上的点落入到另一图层的哪些多边形内，以建立每个点的新的属性。实质：点层与面层的叠置如图1
②线与多边形的叠合作用：确定某图层上的弧段落入到另一图层的哪些多边形内，以建立每个弧段的新的属性。如道路层与县界层叠加，可得各县内各种道路的总长度。如图2
③多边形与多边形的叠合作用：将两个不同图层的多边形叠和，产生输出层的新多边形和新多边形的多重属性，形成各种应用功能。

  图一                                           图二



遥感简答
6.遥感探测（技术）系统的组成：1）空间信息采集；包括：遥感平台、遥感探测器；2）地面接收与预处理；包括：地面接收（航空/近地面遥感数据接收、航天遥感数据接收）、数据的预处理（噪声的去除、几何粗校正、分幅（组合/分解）、变换等）；3）地面实况调查；包括：地物波谱特征测量；各种遥测数据的采集4）信息的提取与应用；包括：计算机数据处理；人工图像判读；交互式数据处理（课件1-17～21）
（书上的是：遥感技术系统一般由四部分组成：传感器与遥感平台、遥感数据接收与传输系统、遥感数据处理系统（数据转换、数据压缩、数据校正）、遥感资料分析解译系统（P5））
7.从遥感平台、探测器工作波段、遥感应用三个方面简述遥感分类。
1）按遥感平台（高度）分：航天遥感、航空遥感、地面遥感
2）按探测器波段分：①紫外遥感（探测波段在0.05～0.38μm之间）、②可见光遥感（探测波段在0.38μm～0.76μm之间）、③红外遥感（探测波段在0.76～1000μm之间）、④微波遥感（探测波段在1mm～1m之间）、⑤多光谱（高光谱）遥感。
3）按遥感应用分类：从大的研究领域可分为：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等从具体应用领域可分为：城市遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、渔业遥感、气象遥感、水文遥感、工程遥感、灾害遥感及军事遥感等
8.主要的大气窗口有哪些，各有什么特点？
（1）0.30 ～1.15μm, 通常叫短波区：是遥感技术应用最主要的窗口之一。该窗口的光谱主要是反映地物对太阳的反射，通常采用摄影或扫描的方式在白天感测、收集目标信息成像。
（2）1.3～2.5μm：属于近红外波段，白天夜间都可以应用，是扫描成像的方式感测、收集目标信息，主要用于地质遥感。
（3）3.5～5.0μm：属于中红外波段，透射率约为60～70％。包含地物反射及发射光谱，用来探测高温目标。
（4）8～14μm热红外波段, 透射率为80%左右，属于地物的发射波谱。是常温下地物辐射能量最集中的波段，所探测的信息主要反映地物的发射率及温度。
（5）1.0mm～1m微波波段 ,透射率为35％～100%，微波的特点是能穿透云层、植被及一定厚度的冰和土壤，因此具有全天时、全天侯。广覆盖的特点，主要用于军事方面（P37-38）

三、论述题：（30'=10'*3）

大地论述
1.论述GNSS发展现状与趋势
答：发展现状：目前主要的导航卫星有：美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟伽俐略（Galileo）卫星导航定位系统、中国北斗卫星导航系统，从单一的GPS时代转变为多星座并存兼容的GNSS新时代，导致卫星导航体系全球化和增强多模化；从以卫星导航为应用主体转变为PNT（定位、导航、授时）与移动通信和因特网等信息载体融合的新阶段，导致信息融合化和产业一体化；从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的新局面，导致应用规模化和服务大众化。三大趋势发展的直接结果是使应用领域扩大，应用规模跃升，大众化市场和产业化服务迅速形成。
趋势：未来的全球系统，应具有四大特点：一、多层次增强，在全球系统之外，有区域系统和局域系统对其进行增强；二、多系统兼容，通过GNSS兼容与互用的合作，实现L1和L5上的民用信号的互用共享；三、多模化应用，除了导航外，还用于定位、授时、测向，充分发挥其功能与能力；四、多手段集成，除了卫星导航及其增强外，还利用非卫星导航手段，如蜂窝移动通信（UMTS）网络、WIFI网络、INTERNET网络、惯性导航、伪卫星、无线电信标等。采取如此众多的对策措施，旨在形成一个以GNSS为主体的PNT应用服务体系，真正做到任何时候、任何地方、全时段全空间的无缝服务，实现产业的全球化、规模化、规范化和大众化发展。面对BD-2、GPS、GLONASS、GALILEO四大系统100余颗工作卫星在天空中盘旋的局面，用户有个最优化选择和最佳化应用的问题，而四大系统及其它卫星导航服务提供者的各大强国必须认真思考和实现GNSS的兼容与互用，以及探索新一代民用GNSS体系的建设方式和实施办法，在可能的条件下酝酿共建共享的问题。

2. 画图说明拓扑关系概念及其分类以及对GIS的意义       （重点）
拓扑关系：拓扑关系是指网结构元素（结点、弧段、面域）间的邻接、包含、关联等关系即要素（图元）之间的连通性或相邻的关系。

分类:（1）拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系。

（2）拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系。

（3）拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。
空间数据拓扑关系的重要意义:
（1）确定地理实体间的空间位置关系。
（2）利于空间要素的查询：某一湖泊邻接的土地类型都有哪些。
（3）重建地理实体：建立封闭多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的计算等。

3.何为“3S”技术，并阐述“3S”技术融合的方法及主要应用领域
答:
3s技术的概念可以理解为:空间定位系统(目前主要指GPs全球定位系统)、遥感(Rs)和地理信息系统(Gis)是目前对地观测系统中空间信息获取、存储管理、更新、分析和应用的三大支撑技术,是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段,也是地学研究走向定量化的科学方法之一,3s技术可以理解为上述高新技术的集成,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
3s技术融合的方法及主要应用领域有以下几种:
(1)、GIs与GPS的融合。利用GIS中的电子地图和GPs接收机的实时差分定位技术,组成GPs+GIs的各种电子导航系统,用于交通、公安侦破、车船自动驾驶,也可以直接用GPs方法对GIs进行实时更新,这是最为实用、简便、廉价的融合方法, 称为基于位置的服务(LBs)和移动定位服务(MLs)的融合。
(2)、GIs与Rs的融合。RS是GlS重要的数据源和数据更新的手段:而G1s则是RS中数据处理的辅助信息;用于语义和非语义信息的自动提取。其融合方式包括分开但不平行的融合,表面无缝的融合和整体的集成。GIs和Rs的集成主用用于变化监测和实时更新,它涉及计算机模式识别和图像理解。在战争中,这种集成方式用于战场实况的快速勘测和变化检测以及作战效果的快速评估。在科学研究中,这种集成方式被广泛地用于全球变化和环境检测。
(3)、Gps/lNs与Rs的融合。Rs中的目标定位一直依赖于地面控制点,如果要实时地实现无地面控制的遥感目标定位,则需要将遥感影像获取瞬间的空间位置和传感器姿态用Gps/lNs方法同步记录下来,对于中低精度不用伪距法;对于高精度定位,则要用相位差分法。目前Gps动态相位差分法已用于航空、航天摄影测量进行无地面空中三角测量,并称为GPs摄影测量,它虽不是实时的,但经事后处理可达到厘米到米级精度,已用于生产。
(4)、3s申整体融合(集成)。空间定位技术、遥感技术和地理信息技术的整体集成系统能够自动、实时地采集、处理和更新数据的功能,智能地分析和运用数据,为各种应用提供科学的决策咨询,并回答用户订能提出的各种复杂问题。例如,∷ 通过装在飞机上的oPs/INs系统和0TF技术实时地求出遥感传感器的全部外方位元素,然后利用CCD扫描崴像和激光断面扫描仪可同时求出地面目标(物方)的空间位置和灰度(光谱测量)值。3S技术集成广泛地应用于工业、农业、渔业、交通运输、导航、公安、消防、保险、旅游等不用行业。

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