地理信息系统实验报告书Word格式.docx

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实验目的

实验三：

空间分析-—--—--—-——-———---——---————-—-—---—--11

实验目的

实验四：

地图制图-—————-—--——--—-—----————-----————-——17

总结——---——-----——-——---——----—--—-———--——-—--——--——21

前言

通过对《地理信息系统教程》的学习，掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的建立、采集、处理与存储组织、GIS空间分析的原理方法、地图可视化等内容,并了解常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。

本实验课程要求掌握：

ArcCatalog的基本操作、ArcMap地图可视化、空间分析等操作。

强化对课本知识的掌握，并不断学习运用到以后的生活中去。

实验一：

几何校正

一、实验目的

消除或改正遥感影像几何误差。

二、实验原理

几何校正的原理是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统而将地图投影系统

赋予图像数据的过程，称为地图参考。

由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统,

因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

在进行几何纠正时，可以使用一幅不含地理参

考的图像和一定数量的图像上已知地理坐标的控制点,也可以使用一幅不含地理参考的图

像和一幅具有地理参考的高精度图像。

三、实验软件

ArcGIS10。

2

四、实验内容与步骤

（1）地形图的配准－加载数据和地理配准工具

1）打开ArcMap，将：

05年淮南土地现状图.JPG、rectify05年淮南土

地现状图wgs84.tif加载到ArcMap中；

2）添加“地理配准"

工具栏；

3）把需要进行配准的影像05年淮南土地现状图。

JPG增加到ArcMap中，

会发现“地理配准”工具栏中的工具被激活。

（2）添加控制点

1）我们可以从图中均匀的取几个点。

一般地,这些点应该在拐角处.

2）找到适当位置，点击添加控制点按钮，根据校正过的图输入控制点

的真实坐标。

3）重复以上步骤，直到添加完所有控制点坐标为止。

（3）查看链接表

1）控制点添加完成后，点击查看链接表查看。

2）检查控制点，删除残差较大的控制点并重新选取控制点。

（4）保存结果

1）将结果保存。

2）设定数据框的属性:

增加所有控制点，并检查均方差,在”配准"

菜单下，点击“更新显示"

。

执行菜单命令“视图”－“数据框属

性"

，设定数据框属性

3）在“坐标系统"

选项页中,设定数据框的坐标系统为与扫描地图

的坐标系一致“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”，,更新后，就变

成真实的坐标。

4）矫正并重采样栅格生成新的栅格文件：

在”影像配准”菜单下，

点击“矫正”,对配准的影像根据设定的变换公式重新采样,另存

为一个新的影像文件。

5）加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框

中删除。

后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影

像进行操作的。

通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作,

下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。

分层矢量化：

在ArcCatlog中创建一个线要素图层。

6）从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中,切换到

ArcMap中,将新建的线要素图层，加载到包含已配准地形图的数据框

中,保存地图文档为Demo.mxd，打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”

下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“等高线”要素

类.确认编辑器中:

任务为――新建要素，目标为――等高线，设置

图层――等高线的显示符号为红色,并设置为合适的宽度。

7）将地图放大到合适的比例下，从中跟踪一条等高线并根据高程点判读

其高程，输入该条等高线的高程.

8）进行一步练习线要素的其它操作，比如线段的合并、分割、编辑顶点

等操作可参照以上步骤，从地图中提出多边形要素（比如居民地），并

进一步熟悉多边形要素编辑的相关操作。

数据库设计基本流程

了解GIS数据库设计的概念，掌握GIS数据库设计目标，了解如何进行GIS数据库设计。

目前，多数GIS软件所提供的数据模型还是图形与属性数据库分开,通过关键字段进行连接。

所以本实验的目的是让学生初步了解常用GIS软件数据模型，以及如何在数字化后进行属性数据的创建和编辑。

Arcmap10。

1）在创建的地理数据库之间要完成数据库的概念设计，每一个图层对应一

个数据表，在ArcCatalog中“要素类”的概念与之对应。

可以将多个要素

类组织成为一个“要素集"

，在同一个要素集中的要素类都具有相同的地

理参考（坐标系相同）。

2）在ArcCatalog的目录树中，在文件目录栏右键新建个人地理数据库，命

名为huainan。

mdb。

在huainan.mdb右键导入多个要素类，将文件夹下面

的多个shape文件导入进来.

3）右键点击数据库文件“huainan.mdb”，在出现的菜单中，选择[新建］〉〉［要

素数据集]，在出现的对话框中输入要素集的名称并为其指定一个坐标

系,在这里，我们设定坐标系为：

GCS_WGS_1984，这是一种被GPS

采用的地理坐标系。

4）右键点击新建的要素集—zuobiaoxi,在出现的菜单中选择[新建]〉〉[要

素类］，在出现的对话框中输入要素类的名称－公交站点，点击〈下

一步>

，再次点击〈下一步>

按钮。

在出现的对框中选择“Shape”字

段，修改字段的几何类型为“点”（表示此要素类中将要存储的要

素类型是点要素，我们准备用来存储公交站点）

5）在出当前的对话框中，我们新加两个字段“站点名称"

、“公交站点编

号”，数据类型都设置为“Text"

.点击“完成”按钮。

这样我们就完

成了要素类的定义。

可以将这个要素类（图层）加入的ArcMap中,

进行数字化的工作，从背景地图中提取公交站点的位置。

6）新建数据表：

右键点击地理数据库－huainan。

mdb，在出现的菜单中,

选择[新建］>

>

[表]，输入表名称：

公交线路，点〈下一步〉，再次点〈下

，在对话框中，新添加两个字段“公交站点编号”、“公交线路”

（数据类型都设为Text）。

7）创建公交站点到公交线路一对多的关系（1:

M）：

右键选择地理数据

库－huainan。

mdb，在出现的菜单中选择<

新建〉-〈关系类〉,对以下内

容进行设定,其它设置接受默认选项即可。

8）以上步骤完成后,ArcCatalog中就可以看到，在地理数据库

huainan.mdb中，有一个要素集（zuobiaoxi）,其中包含一个要素类（公

交站点）、一个数据表（公交线路）、一个关系类（公交站及公交线1:

M）

然后再拖放数据到ArcMap中，编辑属性数据及进行1：

M的空间查

询，最后导入GPS数据，生成图层即可。

空间分析

1）了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作.

2）掌握矢量数据与栅格数据间的转换,栅格重分类（RasterReclassify）、

栅格计算－查询符合条件的栅格（RasterCalculator）、面积制表

（TabulateArea）、分区统计（ZonalStatistic）、缓冲区分（Buffer）、

采样数据的空间内插（Interpolate）、栅格单元统计（CellStatistic）、

邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。

3）为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础.

空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在

于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据,是将空间数据转变为信

息的过程.

ArcGIS10。

（1）矢量数据的空间分析

1）打开ARCMAP软件，打开实验数据文件，将相关文件加入软件中；

2）主干道噪音缓冲区的建立。

选择交通网络图层（network.shp），打开

图层的属性表，在菜单中选择selectbyattributes,在selectby

attributes对话框中，左边选择“TYPE"

双击将其添加到对话框下

面SQL算式表中,点中间“=”,再单击Getuniquevalues将TYPE

的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添

加到SQL算式表中，单击APPLY按钮，就将市区的主要道路选择出来。

3）点击缓冲区按钮，对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对

象图层选择交通网络图层（network），然后将下面的UseOnlythe

SelectedFeature（仅对选择的要素进行分析）选中，单击next；

4）确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法（Ataspecifieddistance），

指定缓冲区半径为200米,单击next;

5）由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里

选择的是第一种边界设定类型（Dissolvebarriersbetween），然后指

定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成主干道噪音污染

缓冲区的建立.

6）商业中心影响范围建立

①建立大型商业中心的影响范围。

首先点击缓冲区按钮.在缓冲区对象图

层选择商业中心分布图层（marketplace）,单击next；

②确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段YUZHI为缓

冲区半径，单击next;

③选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文

件名后,单击OK,完成商业中心影响范围缓冲区的建立。

7）名牌高中的影响范围建立

①点击缓冲区按钮,在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school），

单击next；

②确定尺寸单位米,选择第一种缓冲区建立方法，指定750米作为半径，

设置好后，单击next；

件名后，单击OK，完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。

8）名胜古迹的影响范围建立

①点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层（famous

place），

②单击next，确定尺寸单位,选择第一种缓冲区建立方法，指定500米