2025年大學《地球信息科學與技術》專業(yè)題庫——地球科學中的人文地理信息系統(tǒng)模型構建考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.人文地理信息系統(tǒng)（AHGIS）區(qū)別于一般地理信息系統(tǒng)（GIS）的主要特征之一是（）。A.更側重于遙感影像的處理與分析B.更強調空間數(shù)據(jù)的三維可視化C.更關注社會經(jīng)濟、文化、歷史等人文要素的空間分布與相互關系D.更依賴于大型的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.在AHGIS模型構建的初步階段，核心任務是（）。A.設計空間數(shù)據(jù)庫表結構B.選擇具體的空間分析方法C.確定模型要解決的人文地理問題及目標D.實現(xiàn)模型的后臺計算功能3.下列哪項不屬于人文地理數(shù)據(jù)的主要類型？（）A.人口普查統(tǒng)計數(shù)據(jù)B.城市土地利用分布圖C.社會網(wǎng)絡關系圖譜D.遙感影像數(shù)據(jù)4.在進行城市公共服務設施可達性分析時，常用的空間分析方法是（）。A.疊置分析B.緩沖區(qū)分析C.網(wǎng)絡分析D.地形分析5.用于存儲和管理空間數(shù)據(jù)及其相關屬性的系統(tǒng)是（）。A.地理信息軟件（GISSoftware）B.空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）C.元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)D.空間分析算法庫6.將不同來源、不同坐標系統(tǒng)、不同投影的地圖數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理的過程，主要涉及（）。A.數(shù)據(jù)分類與編碼B.坐標轉換與投影變換C.數(shù)據(jù)清洗與拓撲檢查D.屬性數(shù)據(jù)連接7.“空間數(shù)據(jù)質量”通常不包括以下哪個方面？（）A.準確性（Accuracy）B.完整性（Completeness）C.一致性（Consistency）D.時間分辨率（TemporalResolution）-*注：此題選項設置可能需根據(jù)具體教學側重調整*8.在AHGIS中，用于描述數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、幫助用戶理解數(shù)據(jù)的信息被稱為（）。A.屬性數(shù)據(jù)B.空間數(shù)據(jù)C.元數(shù)據(jù)（Metadata）D.模型參數(shù)9.以下哪項不是AHGIS模型設計應遵循的基本原則？（）A.科學性原則B.任意性原則C.可維護性原則D.可擴展性原則10.將GIS技術應用于文化遺產(chǎn)保護領域，主要可以輔助完成（）。A.文物點位的精確測繪B.文物價值評估與風險分析C.文物保護區(qū)域劃定與監(jiān)管D.以上所有二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.地理信息系統(tǒng)（GIS）的核心功能通常概括為數(shù)據(jù)輸入、______、數(shù)據(jù)存儲、空間查詢、空間分析和地圖輸出。2.人文地理信息系統(tǒng)（AHGIS）是地理信息系統(tǒng)（GIS）理論與技術在______領域應用的專門化系統(tǒng)。3.空間數(shù)據(jù)庫設計的兩個主要組成部分是邏輯結構設計和______設計。4.用于衡量空間位置精度的指標是______。5.在AHGIS模型構建中，根據(jù)分析目標從現(xiàn)有數(shù)據(jù)源中選取相關數(shù)據(jù)的過程稱為______。6.空間分析是GIS區(qū)別于其他計算機圖形系統(tǒng)的核心功能之一，主要包括緩沖區(qū)分析、疊置分析、______、網(wǎng)絡分析等多種方法。7.______是指描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它提供了關于數(shù)據(jù)資源的管理和使役信息。8.構建AHGIS模型的首要步驟是進行詳細的______。9.緩沖區(qū)分析主要解決的是點、線、面要素周圍一定距離范圍內(nèi)的問題，常用于______等分析。10.AHGIS在區(qū)域規(guī)劃中可以輔助進行土地適宜性評價、人口分布預測、______等分析工作。三、名詞解釋（每題3分，共12分。請給出簡潔、準確的定義）1.空間數(shù)據(jù)（SpatialData）2.疊置分析（OverlayAnalysis）3.元數(shù)據(jù)（Metadata）4.模型（Model）四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述AHGIS模型構建的一般流程。2.簡述人文地理數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的主要區(qū)別。3.簡述空間數(shù)據(jù)庫設計的主要內(nèi)容和考慮因素。4.簡述AHGIS在城市規(guī)劃領域中至少三個主要的應用方向。五、論述題（每題10分，共20分。請結合所學知識，全面、深入地回答下列問題）1.試論述AHGIS在解決“城市熱島效應”研究中可能扮演的角色，并簡述構建相關AHGIS分析模型的基本思路。2.結合一個你了解的實例（如交通規(guī)劃、環(huán)境管理、公共衛(wèi)生等），論述AHGIS模型構建過程中需要重點考慮哪些因素，以及如何確保模型的合理性和有效性。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.B6.B7.D*(注：時間分辨率雖重要，但準確性、完整性、一致性更側重數(shù)據(jù)質量本身)*8.C9.B10.D二、填空題1.處理與分析2.人文地理3.物理結構4.準確性5.數(shù)據(jù)準備6.疊置分析*(或網(wǎng)絡分析等，根據(jù)教學側重)*7.元數(shù)據(jù)8.需求分析9.距離影響分析/壓力分析10.公共服務設施布局優(yōu)化/基礎設施需求分析三、名詞解釋1.空間數(shù)據(jù)：描述地球表面要素的空間位置、形態(tài)、屬性等信息的數(shù)據(jù)，通常包括幾何數(shù)據(jù)（點、線、面、柵格）和相應的屬性數(shù)據(jù)。2.疊置分析：將兩個或多個圖層根據(jù)共同的坐標系統(tǒng)進行疊加，通過空間關系（如相交、包含等）產(chǎn)生新的、信息更豐富的圖層的一種空間分析方法。3.元數(shù)據(jù)：描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，即關于數(shù)據(jù)資源的管理和使役信息，它幫助用戶理解、查找、評估和使用數(shù)據(jù)。4.模型：對現(xiàn)實世界中某個系統(tǒng)、過程或現(xiàn)象進行簡化、抽象和概括后，用一定的形式（如數(shù)學方程、邏輯關系、軟件程序等）表達出來，以便于理解、分析、預測或模擬。四、簡答題1.AHGIS模型構建的一般流程：*需求分析：明確要解決的人文地理問題、分析目標和研究范圍。*數(shù)據(jù)準備：收集、整理、預處理（坐標轉換、拓撲檢查、數(shù)據(jù)清洗等）各類空間和非空間數(shù)據(jù)。*空間數(shù)據(jù)庫設計：設計空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結構和物理結構，建立數(shù)據(jù)表及其關系。*模型設計：根據(jù)分析目標選擇合適的空間分析方法和模型結構，確定模型參數(shù)。*模型實現(xiàn)與測試：利用GIS軟件或編程語言實現(xiàn)模型，并進行測試和調試。*結果分析與可視化：對模型輸出結果進行分析、解釋，并通過地圖、圖表等形式進行可視化表達。*應用與維護：將模型應用于實際決策支持，并根據(jù)需要進行更新和維護。2.人文地理數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的主要區(qū)別：*數(shù)據(jù)類型：人文地理數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為具有空間分布特征的數(shù)據(jù)（點、線、面、柵格），通常伴隨豐富的屬性信息（如人口、經(jīng)濟、文化、社會特征）；非空間數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）則描述要素的非位置特征，如名稱、類型、數(shù)值、文本等。*數(shù)據(jù)來源：人文地理數(shù)據(jù)來源多樣，常涉及統(tǒng)計調查、社會問卷、訪談、政策文件等；非空間數(shù)據(jù)來源可能包括統(tǒng)計年鑒、調查記錄、文獻資料等。*研究對象：人文地理數(shù)據(jù)聚焦于人類社會活動的空間表現(xiàn)及其相互關系；非空間數(shù)據(jù)描述的是事物的屬性特征。*空間關聯(lián)性：人文地理數(shù)據(jù)強調要素之間的空間鄰近、包含、重疊等關系及其影響；非空間數(shù)據(jù)本身無直接的空間關聯(lián)性，但可與空間位置關聯(lián)。3.空間數(shù)據(jù)庫設計的主要內(nèi)容和考慮因素：*主要內(nèi)容：邏輯結構設計（概念模型設計，如E-R圖，確定實體、屬性、關系）和物理結構設計（關系模型設計，如表結構、字段類型、索引創(chuàng)建）。*考慮因素：*數(shù)據(jù)類型與特征：要素類型（點、線、面、柵格）、精度要求。*數(shù)據(jù)完整性：實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性。*數(shù)據(jù)一致性：保證不同用戶、不同時間獲取的數(shù)據(jù)保持一致。*數(shù)據(jù)共享與安全性：權限管理、數(shù)據(jù)備份與恢復。*性能效率：查詢效率、更新效率、存儲空間。*可擴展性：適應未來數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)類型的變化。*標準規(guī)范：遵循相關地理信息標準（如FGDC,ISO19115/19139）。4.AHGIS在城市規(guī)劃領域中至少三個主要的應用方向：*土地利用規(guī)劃與管理：分析土地利用現(xiàn)狀、預測未來變化趨勢、評估土地利用適宜性、輔助制定土地利用分區(qū)規(guī)劃。*公共服務設施布局優(yōu)化：分析人口分布、服務需求，評估現(xiàn)有設施服務范圍和可達性，優(yōu)化新設施（如學校、醫(yī)院、公園）的選址，實現(xiàn)公平高效服務。*城市交通規(guī)劃與管理：分析交通流量、擁堵狀況、出行可達性，模擬交通網(wǎng)絡運行，評估交通政策效果，輔助規(guī)劃道路網(wǎng)絡、公共交通線網(wǎng)。*城市環(huán)境分析與模擬：監(jiān)測空氣污染、水體污染等環(huán)境要素的空間分布，分析污染源影響范圍，模擬污染物擴散，評估環(huán)境風險，輔助環(huán)境治理規(guī)劃。五、論述題1.試論述AHGIS在解決“城市熱島效應”研究中可能扮演的角色，并簡述構建相關AHGIS分析模型的基本思路。AHGIS在解決城市熱島效應研究中可以扮演重要角色，通過整合和分析城市環(huán)境相關的空間數(shù)據(jù)，幫助理解熱島的形成機制、評估其影響、預測其變化，并為緩解措施提供決策支持。其角色主要體現(xiàn)在：*數(shù)據(jù)集成與管理：整合氣象數(shù)據(jù)（氣溫、輻射）、土地利用數(shù)據(jù)（建筑密度、綠地覆蓋、水體分布）、人口密度數(shù)據(jù)、交通流量數(shù)據(jù)、高分辨率遙感影像（獲取地表溫度、植被指數(shù)）等多種空間與非空間數(shù)據(jù)。*現(xiàn)狀分析與評估：利用GIS空間分析功能，計算不同區(qū)域的氣溫分布，識別熱島中心、強度和范圍；分析熱島與土地利用/覆蓋（如綠地缺乏、高密度建筑）、下墊面特性（如材質反照率、熱容量）、人口密度、人為熱排放（如交通、工業(yè)）等因素的空間相關性。*機制模擬與預測：構建熱島效應的驅動因子模型或地表能量平衡模型（簡化），模擬不同情景（如增加綠地、改變建筑布局）下熱島的變化趨勢。*決策支持：評估不同緩解熱島效應的城市規(guī)劃或環(huán)境管理措施（如增加公園綠地、采用冷色屋頂、優(yōu)化交通）的效果，為城市可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。構建相關AHGIS分析模型的基本思路：*明確研究目標：是分析現(xiàn)狀、識別熱點、探究成因，還是評估/預測緩解措施效果。*數(shù)據(jù)準備：收集并預處理各類相關數(shù)據(jù)，包括高分辨率地表溫度數(shù)據(jù)（如遙感反演）、土地利用數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM，影響日照和通風）、氣象站數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、交通網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等，統(tǒng)一坐標系統(tǒng)，進行必要的空間數(shù)據(jù)庫設計。*空間分析模塊設計：*地表溫度分布圖制作與分析：將遙感溫度數(shù)據(jù)或氣象站數(shù)據(jù)插值到研究區(qū)域，生成溫度分布圖，識別熱點區(qū)域。*熱島強度計算：計算不同區(qū)域（如網(wǎng)格單元）的氣溫或溫度與周邊區(qū)域的差異，量化熱島強度。*相關性分析：利用疊置分析、緩沖區(qū)分析、空間統(tǒng)計等方法，分析熱島強度與土地利用類型（如綠地比例、建筑密度）、下墊面特性（如NDVI、DEM坡度）、人口密度、交通流量等因子之間的關系。*（可選）模型構建：如果目標是預測，可能需要結合統(tǒng)計模型或數(shù)值模型，輸入驅動因子數(shù)據(jù)，預測未來溫度分布。*（可選）緩解措施模擬：對增加綠地、改變建筑材質等情景下的土地利用/覆蓋進行修改，重新運行分析模塊，評估措施效果。*結果可視化與報告：將分析結果（溫度分布圖、熱島強度圖、相關性分析結果、模擬預測結果）以地圖、圖表等形式清晰展示，撰寫分析報告，提出結論與建議。2.結合一個你了解的實例（如交通規(guī)劃、環(huán)境管理、公共衛(wèi)生等），論述AHGIS模型構建過程中需要重點考慮哪些因素，以及如何確保模型的合理性和有效性。以城市公共交通網(wǎng)絡優(yōu)化規(guī)劃為例，AHGIS模型構建過程中需要重點考慮以下因素，并采取相應措施確保模型的合理性和有效性：需要重點考慮的因素：1.數(shù)據(jù)質量與適用性：數(shù)據(jù)是模型的基礎。需考慮數(shù)據(jù)的準確性、完整性、現(xiàn)勢性、分辨率以及與規(guī)劃目標的匹配度。例如，道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)是否包含實時交通流量信息？公交站點位置和發(fā)車頻率數(shù)據(jù)是否準確？乘客出行OD（起點-終點）數(shù)據(jù)是否具有代表性？2.分析目標與問題定義：模型需緊密圍繞具體的規(guī)劃問題。是優(yōu)化線路走向以減少乘客平均出行時間？還是增加站點以提高覆蓋率？或是評估不同票價策略對客流的影響？目標不明確會導致模型設計偏離實際需求。3.空間分析方法的恰當選擇：需根據(jù)分析目標選擇合適的技術。例如，網(wǎng)絡分析（最短路徑、服務區(qū)劃分、網(wǎng)絡容量分析）是核心，但也可能結合緩沖區(qū)分析（站點服務范圍）、疊置分析（站點與需求點匹配度）等。4.模型簡化與復雜性平衡：現(xiàn)實世界極其復雜，模型需進行簡化才能實用。但過度簡化可能丟失關鍵信息。需考慮哪些因素對結果影響顯著，哪些可以忽略或做簡化處理，并評估簡化帶來的誤差。5.多目標與沖突：公共交通規(guī)劃往往涉及多個目標，如時間效率、經(jīng)濟成本、覆蓋公平性、環(huán)境影響等，這些目標之間可能存在沖突。模型需要能體現(xiàn)這些權衡，或能進行多目標分析。6.動態(tài)性與時空性：交通系統(tǒng)是動態(tài)變化的，受時間（高峰/平峰、工作日/周末）、事件（交通事故、道路施工）等因素影響。模型應盡可能考慮這種動態(tài)性和時空特性，或能進行不同情景下的分析。確保模型合理性和有效性的方法：1.明確需求，定義問題：與規(guī)劃專家、管理部門和潛在用戶充分溝通，清晰定義模型要解決的具體問題、預期達到的目標和關鍵績效指標（KPIs）。2.數(shù)據(jù)嚴格把關：建立數(shù)