地理信息系统实验报告书.docx
《地理信息系统实验报告书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地理信息系统实验报告书.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
地理信息系统实验报告书
地理信息系统
实验报告书
姓名:
班级:
指导教师:
计算机科学与工程学院
2014年11月
前言-------------------------------------------------3
实验一:
几何校正-------------------------------------4
实验目的
实验原理
实验容与步骤
实验二:
数据库设计基本流程---------------------------8
实验目的
实验原理
实验容与步骤
实验三:
空间分析-------------------------------------11
实验目的
实验原理
实验容与步骤
实验四:
地图制图-------------------------------------17
实验目的
实验原理
实验容与步骤
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
1、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
4、实验容与步骤
(1)地形图的配准-加载数据和地理配准工具
1)打开ArcMap,将:
05年土地现状图.JPG、rectify05年土
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)查看表
1)控制点添加完成后,点击查看表查看。
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。
实验二:
数据库设计基本流程
一、实验目的
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。
二、实验原理
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。
三、实验软件
Arcmap10.2
4、实验容与步骤
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
一步>,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
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。
实验三:
空间分析
1、实验目的
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。
二、实验原理
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。
三、实验软件
ArcGIS10.2
四、实验容与步骤
(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)商业中心影响围建立
①建立大型商业中心的影响围。
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,完成商业中心影响围缓冲区的建立。
7)名牌高中的影响围建立
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;
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,完成名牌高中的覆盖围缓冲区的建立。
8)名胜古迹的影响围建立
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
作为缓冲区半径,设置好后,单击next;