地理信息系统概论Word格式.docx

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单击取消，进入系统主界面。

系统主界面自上而下依次为标题栏、菜单栏、（常用）工具栏、工作窗口、状态栏和浮动工具条窗口。

其中浮动工具条至少包含主工具条和绘图工具条，默认浮动于工作窗口右侧。

工具栏和浮动工具条可以利用鼠标拖动转换，尝试转换操作。

主工具条包含选择（单击选择，矩形、圆形、不规则多边形选择，利用现有多边形边界选择，全不选，反选）、放大、缩小、改变视图（利用比例尺、视图中心坐标、视野宽度控制）、漫游、信息和标注工具、图层控制（增加、删除图层，设置图层显示次序，设置图层可视、可选、可编辑、自动标注等）、标尺（量测距离用）等项。

绘图工具条包含符号、直线、折线、圆弧；

多边形、椭圆、矩形、圆角矩形、文字、整形、加节点、样式（点、线、区域、文字）等项。

常用工具栏包含常用的文件操作、粘贴、复制、撤消、新建浏览窗口等项。

2．文件菜单栏＞打开表（等同于常用工具栏

或快速启动窗体＞打开表），文件类型选定为MapInfo（*.tab），查找范围指向实验一数据World文件夹（应事先下载到自己实验用机上），选择一个文件。

此时常用工具栏的新建浏览窗口工具

变亮，选择一属性表，新建浏览窗口。

菜单＞窗口＞平铺窗口。

3．启动MapInfo，文件菜单栏＞打开表（等同于常用工具栏

或快速启动窗体＞打开表），文件类型选定为Rasterimage（*.bil·

·

*.jpg），查找范围指向实验一数据China底图，单击OK按钮，出现下列提示框：

“你想简单地显示未配准的图象，或配准它使它具有地理坐标？

”，单击显示（Display）按钮，在窗口打开china栅格图象

选择菜单地图（Map）＞图层控制（LayerControl），或点击主工具条

图标，出现图层控制对话框，使装饰图层（CosmeticLayer）可编辑。

选择绘图（Draw）工具条中的点编辑工具，分别找到北京市、南京市符号的中心点，单击鼠标左键，数字化两城市。

选择主工具栏的选择工具（鼠标悬停即有功能提示），双击数字化的点，查看。

选择菜单地图（Map）>

保存装饰对象（SaveCosmeticObjects…），出现保存装饰对象对话框，选择合适位置>

右击新建以自己的学号命名的文件夹，文件取名Point存盘。

从而完成对点空间数据层的保存。

装饰图层（CosmeticLayer）可编辑。

选择绘图（Draw）工具条中的折线编辑工具，数字化长江、黄河。

方法是：

找到起点单击鼠标，然后沿着欲数字化线段依次寻找拐弯点并单击鼠标，直到河流的另一端点，双击鼠标结束。

取名Line保存到自己创建的学号名文件夹中。

选择绘图（Draw）工具条中的多边形编辑工具，数字化江苏省。

方法同上，但当表示结束的鼠标双击使得终点和起点自动连接形成封闭的多边形（含内面）。

取名Region存盘。

4.自行打开.tab等数据，探索软件其它功能。

四、实验结果

1．快速启动项

2．系统界面情况

3．点数据层

4．线数据层

5．面数据层

五、实验体会

1．地理信息系统的基本构成

一个实用的地理信息系统，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模、和显示等功能，其基本构成一般包括以下五个主要部分：

系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

2．MapInfo的主要功能

MapInfo是个功能强大，操作简便的桌面地图信息系统，它具有图形的输入与编辑、图形的查询与显示、数据库操作、空间分析和图形的输出等基本操作。

3．地理信息系统应具备的基本功能

GIS软件平台具有的最基本的功能有：

数据采集与编辑、数据的存储与管理、数据处理与变换、空间分析与统计、产品制作与演示及二次开发和编程。

实验二　地理信息系统数据结构

一、实验目的

熟悉图象处理方法，明确数据结构构建原理，掌握图象配准、屏幕数字化、属性数据输入方法，理解物理坐标和用户坐标的转换关系及数据输入环境，体会图层概念

二、实验内容

1．栅格图象处理，在MapInfo环境下用不同方式进行栅格图象配准

2．矢量数据输入、属性数据输入

3．实验结果的指定内容及其它个人体会

三、实验步骤

（一）栅格图象处理

1.图象配准方法一——手工输入坐标值配准

①运行MapInfo，选择菜单文件（File）>

打开表（OpenTable…），出现打开表对话框，将对话框中的文件类型（ListFileofType）定为栅格图象（RasterImage）；

选择正确路径，找到实验一数据中的china.jpg文件，单击打开（OK）按钮，出现下列提示框：

“表定义已存在覆盖吗？

”，单击确定按钮，又出现下列提示框：

”，单击配准（Register）按钮，窗口出现图象配准对话框。

②单击投影（Projection）按钮，出现投影选择对话框，选择与原图匹配的地图投影。

China原图采用的是等积圆锥投影，故应使选择投影对话框中的选项应为RegionalEqual-AreaProjection/Equal-AreaProjection（China），确定，回到图象配准对话框。

单击单位，确认以度为单位。

③从底图或纸张地图上选择控制点，并读取坐标。

④拉动图象配准框的滚动条配合“放大”、“缩小”，找出并单击图象配准对话框中预览图象的一个点（此点与地图上所选点一致），出现增加控制点对话框。

在对话框地图X中输入控制点经度度数，地图Y中输入控制点纬度度数，注意，本初子午线以西的任何位置有负的经度，赤道以南的任何位置有负的纬度，坐标值可能带小数位。

⑤单击图象配准对话框中的新建按钮，重复上一步骤，增加控制点。

当控制点增加到四个时，图象配准对话框中出现配准误差值，如果误差太大，则重新采控制点，或编辑控制点坐标；

也可增加更多控制点，一般说来控制点越多误差越小，直接满意为止。

确定，MapInfo把配准信息保存到一个与栅格图象同名的表文件（.tab）中，并把该栅格图象显示在地图窗口中，保存表格退出。

*海口坐标为110oE，20oN北回归线23o26’（23.4333333o）

2.图象配准方法二——从已有矢量地图传递坐标值配准

①开启MapInfo，打开安装目录\data\Tut_Usa\Tut_Usa\world（实验一数据中有）下所有.tab。

放大，漫游显示中国部分。

②重复方法一中的①②④步骤（复制China到子目录>

打开中国栅格图>

配准>

设置单位、投影>

图中点选控制点。

此处注意：

因world中明确的选控制点仅有中国及周边的经纬网交叉点和首都，故需先查看world的控制点后，再点选中国图中的控制点），不输入控制点坐标，单击确定，图象配准对话框上部控制点坐标预览窗口显示控制点坐标为零。

③选中该控制点使其突出。

④在MapInfo主窗口，选择主菜单表（Table）>

栅格图象（rasterimage）>

从地图上选择控制点（selectcontrolpointfrommap），此时鼠标表现为十字丝。

⑤切换至world图形，选择相应的控制点，单击之。

编辑控制点对话框出现，且控制点坐标已输入。

⑥同法增加或修改、编辑控制点，直到满意为止。

保存为China2，退出

3.配准栅格图象的打开。

①文件>

打开表>

.tab>

China或China2。

②若再次选定文件格式为栅格（RasterImage），弹出覆盖提示，单击取消。

③思考如果上述操选择确定（覆盖），有何结果。

④思考打开未配准和配准后的图象有何不同。

⑤思考若有一图象带同名.tab文件，还需要配准吗。

4.调整配准栅格图象的样式。

表>

栅格图象样式>

调整亮度/对比度/切换原图模式和灰度图/选定图中的一种透明色，拉动、缩放图象查看，直到满意，确定。

关闭。

5.调整未配准栅格图象的样式。

重启软件平台，打开表>

栅格（RasterImage）>

China（新文件夹中China.jpg）>

显示，查看未配准栅格图象能否进行调整图象样式操作。

（二）图形数据输入（屏幕矢量化）

1.运行MapInfo应用程序，进入MapInfo；

2.打开已配准的图象China.tab；

3.选择菜单地图>

图层控制，出现图层控制对话框，使装饰图层可编辑；

4.选择绘图（Draw）工具条中的点编辑工具，找到各城市符号的中心点，单击鼠标左键，数字化图上所有城市的点位。

请记本步骤和后面的数字化顺序。

5.选择菜单地图（Map）>

保存装饰对象（SaveCosmeticObjects…），出现保存装饰对象对话框，选择正确路径，取名“city”存盘。

6.选择绘图（Draw）工具条中的折线编辑工具，以图上长江或黄阿的源头作为起点单击鼠标，然后依次寻找河流上欲数字化的点并单击鼠标，直至河流的另一端点，双击鼠标结束。

重复第5步骤，保存装饰对象，取名“river”存盘。

7.选择绘图（Draw）工具条中的多边形编辑工具，数字化北京市、天津市、河北省，方法同上，但表示结束的鼠标双击使得终点与起点自动连接形成封闭的多边形。

注意：

边界线为点划线，蓝色；

河北省另有一块飞地被北京、天津包围，需两次完成。

8.继续数字化各省市自治区范围，当经过已数字化的邻区公共边时使用MapInfo的Snap功能：

按下键盘S键，工作区下方显示SNAP，当鼠标表现为大十字时表示已存在数字化点，此时可捕捉点；

此时按住shift键则可向捕捉两已有点间的多个点（公共线段）（注意不要捕捉外环）。

snap为双向选择，再次按下S键则关闭该功能。

重复第5步骤，保存装饰对象，取名“province”存盘（若一次不能完整数字化一个图层，继续数字化时应打开本图层，置可编辑后继续）。

9.置province装饰层可编辑，选择绘图工具条中的文本编辑工具，输入各省名，取名“Text”保存此装饰图层。

10.选择菜单选项（Option）>

线式样（LineStyle）/面式样/符号式样/字体式样，编辑各要素，力求直观、美观、和谐。

11.完整拷贝工作文件到U盘，以备下次使用。

（三）属性数据输入

1.属性数据输入方法一——新建属性数据表

第⑴阶段——创建Table,输入属性数据

运行MapInfo应用程序

②选择菜单:

文件（file）>

新建表（NewTable）,出现NewTable对话框,在对话框的复选框中选中打开新浏览窗口（OpenNewBrowser），然后点击创建（Create）按钮，新表结构（NewTableStructure）对话框出现。

③表结构对话框中点击增加字段（AddField）按钮，并给出字段的名称、类型、宽度（后3列用十进制）。

根据需要增加若干字段。

然后点出创建按钮，出现创建新表（CreateNewTable）对话框，选择正确路径,取名“att”，出现该表浏览窗口（注意id的对应）。

④选择菜单：

编辑（Edit）>

新建行（NewRow），或用快捷键Ctrl+E,增加新的记录。

使用Tab键在表内移动输入栏。

⑤输入附录一所提供的信息，保存表。

第⑵阶段——将新建的属性数据表与相应的空间数据表进行连接，添加数据

本阶段进行时，最好将弹出窗口设为半大，或执行窗口排列，使窗口并排。

⑥打开数字化的省区province.tab，并新建province浏览窗口（窗口>

新建浏览窗口或点表格图标）>

选province）。

⑦选择表>

更新列（UpdateColumn），出现对话框，依次选择要更新的表（本实验要更新province表）、从中获得值的表（本实验为att表，是将att的属性逐列追加到province表，并作为临时列）、要更新列（ColumntoUpdate）为“增加新的临时列”（AddNewTemporaryColumn）。

若“从中获得值的表”下拉菜单不出现att，应选取消，并另行打开att（打开表>

att），继续更新列操作。

⑧点击连接Join按钮出现又一对话框，选择目标Table（欲更新）和源Table（数据来源）的关联字段，如下图（注：

需点选用列匹配，两匹配字段的类型应一致）。

⑨计算类型选择默认（计算），属于栏选择地区名，确定，完成对地区名列的追加。

在属于选项中依次分别选择欲追加的列名，即可完成全部连接，出现最终连接浏览窗口。

⑩以上更新是临时性的，若要永久存放，则需要关闭所有非最终连接浏览窗口（点击窗口右上方），在文件>

另存（副本）为>

另存为provinceJ，得完整的连接表，全部关闭保存表，打开provinceJ查看，若地图窗口无图形，需删除provinceJ的多个同名文件，重做；

若属性同位置对应关系错，请重编辑att表的ID值。

2.修改空间数据表结构，输入属性数据（属性数据输入方法二）543

运行MapInfo应用程序，进入MapInfo。

打开的City.tab，选择表>

维护（Maintenance）>

表结构（TableStructure），出现修改表结构对话框

表结构对话界面>

增加字段（AddField），参考附录二，增加若干字段（后3列用浮点或十进制带适当小数位）。

确定后地图窗口自动关闭。

窗口>

新地图窗口/新浏览窗口，使地图窗口及浏览窗口再现,窗口>

平铺窗口，使地图窗口与浏览窗口并列。

在地图窗口选择某一城市符号，则浏览窗口将突出该点的记录。

如果该记录不在当前窗口范围内，可鼠标拖动，使之出现。

在该记录行输入相应字段的数据

选择菜单：

使用Tab键在表内移动输入。

输入附录二所提供的信息，保存表。

3.自动标注

打开province

打开图层控制，选中自动标注复选框；

单击标注项下拉菜单选取用地区名标注

使用相应工具调整标注

四、实验结果

（一）栅格图象处理

1.图象配准提示框

2.单位选择对话框截图

3.投影选择对话框截图

4.输入控制点坐标对话框截图

5.4个控制点坐标输入完毕的图象配准对话框截图

6.配准后的结果

（二）屏幕矢量化（图形数据输入）

五、实验结论（体会）

1.关于图象配准的功能

地图配准主要用于在数字化地图前，对地图进行坐标和投影的校正，以使得地图坐标点准确，使得地图拼接准确。

通过配准，为以后的操作做好准备。

2.对物理坐标和用户坐标的概念及转换关系的理解

答：

物理坐标系图形变换后的最终的输出空间。

通常指程序窗口的客户区。

也可以是整个桌面、整个窗口区域或者打印机、绘图仪的某一页，取决于程序获得的DC的句柄。

用户坐标系统是根据用户需要而变化的，这里指的是GIS中使用的地理坐标系。

物理坐标与用户坐标的转化就是将一幅地图从一个坐标系转化为另一个坐标系，其实质是建立两个平面之间点的一一对应关系。

3.控制点的选取

手工输入坐标值地图配准的方法需要事先确定控制点的经度与纬度坐标值，一般在经纬线的交点处容易确定；

而应用已有矢量地图传递坐标值地图配准的方法则需要事先在地图上确定有明显标志的控制点位置，二者的方法不同。

无论何种方法，先需要确定控制点，而且控制点越多，误差越小。

4.图层的理解，图层的最基本文件应该是哪两个

属性数据的表结构文件.TAB和属性数据文件.DAT

属性数据的表结构文件定义了地图属性数据的表结构，包括字段数、字段名称、字段类型和字段宽度、索引字段及相应图层的一些关键空间信息描述。

.TAB文件实际上是一个文本文件，可以在写字板中打开观察其内容。

属性数据文件中存放完整的地图属性数据。

在文件头之后，为表结构描述，其后首尾相接地紧跟着各条具体地属性数据记录。

5.本实验涉及的数据结构及其实现原理

本实验涉及了栅格数据结构向矢量数据结构的转换。

矢量数据结构是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。

这种数据组合方式能够很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。

栅格数据结构是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。

在栅格数据结构中，点有一个单元网格表示。

线由一串有序的相互连接的单元网格表示，各个网格的值相同。

多边形由聚集在一起的相互连接的单元网格组成，区域内部的网格值相同，但与外部网格的值不同。

实验三　地理信息系统数据管理

掌握数据组织、管理与维护方法，理解数据库连接技术，辨析MapInfo的数据管理模式

二、实验分组

每人一组，独立完成

三、实验内容

1、了解文件格式、数据结构、文件组织、表管理、ODBC接口、集成管理实现方式

2、了解远程数据库访问、MapInfo的数据管理模式、地理信息系统数据管理模式总结

方案设计（要求）

1.表及其结构

1阅读材料

2.tab表结构。

利用任一文字处理软件打开一个.tab文件，查看，截图，并解释其含义。

关闭表。

3打开表。

框选或按下Shift可顺序选择多个文件，按下Ctrl可任选多文件，同时打开实验二全部实验成果（*.tab），浏览一属性数据，说明属性文件结构和表达的内容。

找到并打开系统中任一Excel电子表格、文本文件、分界ASCII文件、.shp（实验数据中找）、dBase.DBF库文件、Acces库文件及Lotus1-2-3，若其中含工作区坐标数据，能够可视化吗？

4.map数据结构。

试用MapInfo打开.map文件，观察情况。

结合实验二的数字过程、上述介绍和课堂学习回答文件的作用，文件的数据结构组织。

其空间数据是层次结构，文件均与层对应。

5保存工作空间。

菜单>

保存工作空间>

文件名改为E1.wor。

单击文件菜单中的退出菜单项或者单击主界面右上角的×

，退出MapInfo。

⑥打开工作空间。

找到你保存的工作空间文件，双击，MapInfo自动启动到保存时的状态。

⑦查看.wor文件。

利用任何文字处理软件（如记事薄）打开任何工作空间文件（*.wor），找出其中的OpenTable语句，粘贴到实验结果中。

⑧工作空间结构。

删除或改变指定表的位置后，工作空间能正常打开吗？

结果写入实验结果中处。

⑨复制表。

打开所建文件夹，查看实验二的几组MapInfo文件，查看相同文件名（后缀不同）的文件有几个？

拷贝实验二成果的.tab（仅.tab）到新文件夹，看打开情况，其与文件组织有何关系？

怎样正确复制表？

2.表维护与管理

1表管理涉及新建（打开）到管理、维护直至删除的全过程。

以上我们已进行了新建表、打开表、保存表、复制表、更新表、结构修改的实验。

2删除表。

前提是至少有1张表被打开。

维护>

删除表，选定无用的表，当在提示框确定后指定的表将被永久删除。

注意在删除MapInfo打开的ASCII、dBASE.DBF、Lotus、Excel文件时将同时删除MapInfo创建的.tab文件以及原始文件；

而删除栅格图象时，则仅将.tab文件（MapInfo配准文件）更名，而不实际删除栅格图象文件。

紧缩表。

紧缩表>

设置。

对实验二成果表进行紧缩，说明结果

四、实验结果：

1．

快速启动并打开矢量数据

2.表维护与管理

六、实验体会

1．MapInfo数据管理涉及数据库管理软件吗？

如何管理的？

Mapinfo数据管理涉及数据管理软件，Mapinfo的tab是一种混合式的管理模式，其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据利用属性数据库进行管理。

2．地理信息系统现有的数据管理模式。

空间数据管理实现方式从文件发展到数据库主要经历了四个阶段：

初级式的数据管理模式、混合式的数据管理模式、扩展式的数据管理模式以及集成式的数据管理模式。

3.其它个人体会

Mapinfo数据管理还是比较简单的，MapInfo以表（Table）的形式组织信息。

每一个表都是一组MapInfo文件，这些文件组成了地图文件和数据库文件。

不过有些内容比较繁琐。

实验四　地理信息系统数据处理

熟悉投影变换、数据变换、数据融合、格式转换等基本数据处理手段，明确数据处理的原理。

空间数据的变换：

几何纠正，投影转换，坐标转换

数据结构的转换：

矢栅转换

数据融合：

文件转换与输入，不同格式数据的融合

数据编辑：

图形处理（整形、剪裁、分割、合并、擦除、转换、对齐节点）

属性表处理（操作重分类、列合并对象）

连接关系处理（对应关系编辑）

数据插值：

线对象平滑处理

四、方案设计（要求）

（一）数据编辑

*本内容也可在数据输入后立即进行（图符编辑、数据表操作已实施），部分项还可归入后续“空间分析”实验

1.图形数据处理。

①对象整形

打开实验二的省区图，确认可编辑，框选北京市、天津市、河北省，查看节点（顶点），如发现数字化点位不准、公共边不一致，确认图层可编辑的情况下，选择绘图工具条上的整形按钮，鼠标移动、删除节点，需要时加节点（按钮，在工具栏）进行调整，直到边界线完全一致。

②对齐节点（自动捕捉）

实验二中已开启Snap功能，此功能相当于图形自动捕捉，其实现原理为容差内自动计算一个坐标为点节点。

设定容差：

地图＞选项＞参数设置＞地图窗口＞编辑＞设定容差

理解其原理。

③对象转换

打开实验过程数据中的政区调整数据，确认可编辑，选择重庆拆线对象，对象＞转换为区域。

常见的区域对象也可转换为拆线对象，拆线对象易实现环状缓冲区。

④擦除对象

切换省区图层可编辑，编辑菜单＞拷贝＞粘贴，选择四川＞设置目标＞点选择重庆区域对象作为擦除器＞对象＞擦除＞指定各属性数据的分解方法（ID值递增，人口、教职工按面积比率，收入、地区名、大区名值不变）＞确定。

⑤分割对象

依据政区调整的边界，在可编辑的provinec（provinecJ）图上，分别绘出黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、甘肃应调整给内蒙古的区域（分别为呼盟、哲盟、昭乌盟、阿左旗、阿右旗、额纳旗，1969.5.4调出，1979.5.30调回）。

分别将原省区“设置目标”，以新绘制“调整区”为分割器进行分割（对象＞分割）＞设置合理的分割函数（同上，对不同字段有不同