GIS软件应用实验报告讲解Word文档格式.docx

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是用经度纬度表示地面点位置的球面坐标

地图：

依据一定的数学法则，使用制图语言，通过制图综合，在一定的载体上，表达地球或其他天体上各种事物的空间分布、联系及时间中的发展变化状态的图形。

地图投影：

利用一定的数学法则把地球表面的经、纬线转化到平面上的方法

投影变换：

将一种地图投影的坐标转换为另一种地图投影点的坐标的过程。

投影变形：

地图投影的方法很多，用不同的投影方法得到的经纬网形状是不同的。

用地图投影的方法将球面展为平面，虽然可以保持图形的完整和连续，但它们与球面上的经纬网形状并不完全相似。

为了制作地图，需要将地球体这个不可展的曲面展位平面，从而不可避免的造成破裂或重叠，为了是地物和地貌完整，需将裂开的部分均匀拉伸，重叠部分均匀压缩，由于进行了拉伸和压缩，地图在长度，面积和形状上发生了变化，这种变化就是投影变形

拓扑：

数学的一个分支，应用在GIS中，确保元素之间的空间关系能明确表达。

2.实验目的

掌握R2V地图矢量化方法，掌握.shp格式数据的创建，掌握利用ARCGIS进行定义投影及投影变化，掌握利用ARCGIS进行拓扑关系的建立，掌握对属性表的相关操作（添加字段，按属性值查询，计算面积等），掌握地图的编制、整饰及输出。

3.数据来源

1：

400万中华人民共和国行政区划图（.jpg格式、含地理坐标）

4.要求

（1）利用R2V矢量化中华人民共和国行政区划图，分别建立国界、省（自治区）直辖市界、首都、省会（首府）、岛屿、主要河流以及湖泊7个图层，分别进行矢量化。

（2）在图中左上、左下、右上、右下分别添加4个控制点，并将屏幕坐标改为地理坐标。

（3）利用R2V的矢量输出功能输出矢量，生成.shp格式数据。

（4）在ARCMAP中添加.shp格式数据，进行定义投影、投影转换（转换成ALBERS等面积投影）；

建立拓扑关系，添加各省（自治区）直辖市、省会（首府）名称及河流名称，添加面积字段并计算各省（自治区）直辖市面积。

（5）在ARCMAP中进行中华人民共和国行政区划图的编制、整饰（自动标注各省（自治区）直辖市、省会（首府）名称，手动标注主要河流，地图需包含图名、图例、指北针、经纬网、比例尺、制图人、姓名、班级、学号、专业）及输出。

5.步骤

打开R2V并添加中华人民共和国行政区划图

中华人民共和国行政区划图

（2）利用R2V矢量化地图（建立7个图层，分别为国界、省界、主要河流、岛屿、湖泊、首都、省级行政中心，每个图层分别进行矢量化操作，并且添加4个控制点，使矢量化好的地图具有地理坐标）

R2V矢量化后的地图

（3）打开ARCMAP，导入R2V中的图

Arcmap中的导入图

（4）进行定义投影（打开Arctoolbox，点击“数据管理工具”，“投影和变换”）、投影转换，建立拓扑关系，进行栅格转面（打开Arctoolbox,点击“转换工具”，在“有栅格转出”中选择“栅格转面”），添加各省（自治区）直辖市、省会（首府）名称、河流、岛屿和湖泊名称（右击“行政区”，打开属性表，右击“name”打开字段计算器，依次添加名称；

并且右击“行政区”，选择标注要素，使其显现。

）

栅格转面

投影转换后的图

（5）在Arcmap中进行中华人民共和国行政区划图的编制、整饰,导出地图

输出后的中国行政区划图

二、西安市市区择房分析图

1.重要概念：

缓冲区：

地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边

熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作综合利用各项空间分析工具解决实际问题。

实验数据位于随书光盘（chp7/Ex1）

a城市市区交通网络图b商业中心分布图

c名牌高中分布图d名胜古迹分布图

4.要求

（1）所寻求的区域要满足以下条件：

离主要交通干道200m以外，以减少噪音污染；

在商业服务中心的服务半径之内，服务范围以商业中心规模的大小来确定；

据名牌高中在750m之内，方便小孩上学便捷；

据名胜古迹500m之内，环境优雅。

（2）对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0，得到各自的分值图。

（3）运用空间叠加分析对上述四个图层叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。

5操作步骤：

（1）主干道噪音缓冲区的建立（右击“network”选择OpenAttributetable,打开属性表，单击Option,选择SelectbyAttributes,在SQL表中设置查询条件表达式“TYPE”=“ST”,选择出市区的主要道路，然后对其进行缓冲区的建立）

市区交通要道200m之外缓冲区

（2）商业中心影响范围建立，名牌高中的影响范围建立以及名胜古迹的影响范围建立（点击缓冲区按钮，打开对话框，进行参数设置）

商业中心影响范围缓冲区

名牌高中的覆盖范围

名胜古迹的周边覆盖影响范围

（3）进行叠置分析，求取商业中心、名牌高中和名胜古迹这3个点图层缓冲区的交集区域（打开Arctoolbox,选择AnalysisTools|Overlay|Internet）

叠置之后的图

（4）求取满足4个条件的区域（打开Arctoolbox,选择AnalysisTools|Overlay|Erase,在InputFeatures中选择叠置数据，在Erasefeatures中选择主干道噪音缓冲区）

购房者最佳选择区域

（5）对整个城市区域的住房条件进行评价

四个缓冲区叠加结果

A属性赋值：

分别打开商业中心、名牌高中,名胜古迹和主干道影响范围的缓冲区图层属性表，分别添加market,school，famous和voice,前3个赋值为1，最后一个取值为-1

B区域叠加：

打开Arctoolbox,选择AnalysisTools|Overlay|Union命令，打开图层合并操作对话框

C分级，添加class字段

D应用class字段的属性值进行符号化分级显示

得到整个地区居住适宜性的分级图，颜色越深，表示越适宜居住。

区域居住适宜性分析图

（6）最终导出地图

西安市区域居住适宜性分级图

三、上海市行政区划图

符号化方法：

是根据数据的属性特征，地图用途和制图比例尺来确定地图要素的表示方法。

地图注记：

是一副完整地图的有机组成部分，用来说明图形符合无法表达的定量或定性特征。

坐标格网：

是地图的重要组成要素，反应了地图的坐标系统或者地图投影信息

让读者了解符号化、注记标注、网格绘制以及地图整式的意义，掌握基本的符号化方法、自动标注操作以及相关地图的整饰和输出操作。

实验数据位于随书光盘（chp5/Ex1）

A点图层：

区县政府，市政府b县图层：

地铁线，区县界限，道路

C面图层：

区县界面，双线河

A数据的符号化显示：

1）地图中共有6个区，将这6个区按照ID字段来用分类色彩表示。

2）将道路按Class字段分类：

分为一级道路、二级道路、三级道路和四级道路，分别使用不同的颜色来表示。

3）地铁线符号Color：

深蓝色，Width：

1.0。

4）区县界线Color：

橘黄色，Width：

1;

样式：

Dashed:

6:

1。

5）区县政府Color：

红色；

Size：

10.00；

样式：

Star3。

6）市政府符号在区县政府基础上改为大小18。

B注记标注

1）对地图中6个区的Name字段使用自动标注，标注统一使用Country2样式，大小为16。

2）手动标注黄浦江，使用宋体、斜体、十六号字，字体方向为纵向，使用曲线注记放置。

3）地铁线使用自动标注，采用Country3样式。

4）道路中，对道路的Class字段为GL03的道路进行标注，字体为宋体，大小为10。

5）区县政府使用自动标注，字体使用宋体，大小为10。

6）市政府使用自动标注，字体为楷体，大小为14，并将注记放置在符号的上部。

C绘制格网

采用索引参考格网，使用默认设置。

D添加图幅整饰要素（添加图例，添加指北针，选择ESRINorth3样式；

添加比例尺，选择AlternatingScaleBar1样式）

（1）数据符号化（在区县界面图层上右击打开“LayerProperties”选择字段NAME，单击AddAllValues,将6个区的名称添加进来；

并在地铁线图层的符号上单击左键，打开SymbolSelector,对区县界线、区县政府，市政府，地铁站的符号进行修改）

数据符号化后的上海市行政区划图

（2）地图标注（在区县界面图层上右击选择Properties,打开“LayerProperties”,进入Label,进行设置。

并且手动标注双线河）

地图标注之后的上海市行政区划图

（3）设置格网，添加图幅整饰要素

A打开版面视图，应用已有的模板进行设置，在数据组上右击Properties,打开DataFrameProperties对话框，进入Grids选项卡

B单击NewGrid按钮，打开DataandGraticulesWizard,选择ReferenceGrid，建立索引参考格网

C单击插入，选择合适的指北针、图例以及比例尺，并加入姓名学号

上海市行政区划图

四、白水县数据更新变换

（1）实验目的：

通过练习掌握数据提取、裁切、拼接及投影变换的方法。

（2）数据来源：

矢量数据（Vector.shp）：

为白水县的行政范围。

地理坐标系统，其中大地基准是D＿North＿American＿1927，参考椭球体是Clarke1866，这是ArcGIS为Shapefile类型数据假设的地理坐标系统。

DEM数据（dem1和dem2）：

为地理坐标系统，其中大地基准是D＿Krasovsky＿1940,参考椭球体是Krasovsky＿1940。

（3）要求：

白水县跨两个1：

25万图幅，要求提取白水县行政范围内的DEM数据，将数据转换成高斯-克吕格投影系统。

（4）操作步骤

（1）白水县行政范围的提取（加载原始数据，依据“name“字段，提取出白水县行政范围）

白水县矢量图

（2）DEM数据拼接（加载横跨白水县的两幅DEM数据，DEM1和DEM2DEM数据拼接

DEM拼接结果

（3）利用白水县范围对DEM裁切，并进行DEM变换（投影方式选择Xi’an1980GKZone19.prj,即高斯克吕格投影，西安1980大地基准，中央经线为111度）

（4）白水县DEM的投影变换

（5）最终导出地图分别为白水县坡度图，白水县坡向图，白水县DEM

白水县DEM

白水县坡度图

白水县坡向图

五、学校选址

通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能；

熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能；

熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能，分析类似学校选址等实际应用问题。

Landuse（土地利用数据）

Dem（地面高程数据）

rec＿sites（娱乐场所分布数据）

school（现有学校分布数据）

（3）要求

1、校选址需注意以下几点：

A.新学校应处于地势较平坦处

B.新学校的建立需结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域。

C.新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施越近越好。

D.新学校应避开现有学校，合理分布。

2、数据层权重比为：

距离娱乐设施占0.5，据现有学校距离占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。

3、现过程运用ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（SpatialAnalyst）部分功能，具体包括：

坡度计算，直线距离制图功能，重分类及栅格计算器等功能完成。

4、合新建学校的适宜地区图，并作简要分析。

1、行ArcMap，加载SpatialAnalyst模块，如果SpatialAnalyst模块为能激活，单击Tool菜单下的Extension,选择SpatialAnalyst，单击Close按钮。

2、击File菜单下的Open命令，打开加载地图文档对话框，选择E：

\Chp8\Exl\school.mxd。

3、置空间分析环境。

单击SpatialAnalyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数。

4、DEM数据提取坡度数据集。

选择DEM数据层，单击SpatialAnalyst模块的下拉箭头，选择SurfaceAnalyst并单击Slope，生成Slope数据集。

坡度图

5、娱乐场所数据“rec＿sites”提取娱乐场直线距离数据（打开Arctoolbox,选择spatialnalyst，单击Distance,并选择straightline,生成dis_recsites）

娱乐场所直线距离图

6、从现有学校位置数据“school”提取数据直线距离数据集

学校直线距离图

7、重分类数据集（打开Arctoolbox,选择spatialnalyst，单击重分类进行操作）

重分类坡度数据

重分类学校距离图

重分类娱乐场所距离图

重分类土地利用图

8、宜区分析。

重分类后，各个数据集都统一到相同的等级体系内，且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋以比较高的值，现在开始给四种因素辅以不同的权重，然后合并数据及以找出最适宜的位置。

得到最终适宜性数据集Suit，并将大于8的区域提取出来，得到Suitsite,确定其为最佳选址区域。