中南大学GIS课程设计实验报告.docx

中南大学GIS课程设计实验报告.docx

《中南大学GIS课程设计实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学GIS课程设计实验报告.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中南大学GIS课程设计实验报告

GIS课程设计实验报告

小组:

第五组

组员:

钟蕾，邢磊，张成，

乃古色拉，司宝元

班级:

测绘试验班1101

指导老师:

李光强，赵玲

一、课程设计数据

中南大学校本部CASS数字地形图数据文件（csu.dwg）

中南大学校本部遥感地图

二、实验所使用的平台

ArcGIS10.1（自己的电脑）

三、课程设计的任务、性质与目的

本课程设计是GIS专业的技术实践课，是在完成地理信息系统的课堂教学后进行的，旨在加深学生对地理信息系统基本概念、基本原理的理解，提高学生的地理信息系统的理论水平和分析问题、解决问题能力以及编写设计报告的能力。

（1）掌握ArcGIS软件的基本功能，学习AutoCAD数据（DWG）向SHAPE文件转换的基本流程，掌握显示、查询和编辑空间数据的方法和基本操作；

（2）掌握影像数据处理和校准的基本方法；

（3）掌握ArcCatalog管理空间数据的基本功能，学习ArcSDE建立空间数据库和数据入库的基本流程和操作；

（4）掌握ArcMap修饰地图文件的基本方法；

（5）掌握ArcGISServer部署和发布空间数据的流程与基本方法；

（6）掌握由高程点生成TIN，再转换生成DEM的方法和流程；

（7）学习掌握利用DEM生成坡向、坡度图的方法，以及重分类的方法和原理；

（8）学习2.5维数字地表模型DTM的创建方法；

（9）掌握ArcScene建立三维模型的基本方法；

四、课程设计基本要求

1、课程设计分小组进行，组内要有明确分工与合作，本设计的具体上机操作步骤由学生独立完成。

2、在课程设计的教学过程中，指导教师应分阶段对学生完成的工作及所得结果进行检查。

3、学生要按照课程设计任务的要求，按时按量按质地完成课程设计。

在课程设计过程中，凡累计旷课时间达到或超过课程设计全过程1/3或未完成课程设计任务要求者，按不及格处理。

4、每位学生认真填写课程（实习）日志，每小组需编写课程设计报告，课程设计报告内容应包括封面（设计题目、班级、指导教师姓名、设计者班级、姓名）、课程设计任务、摘要、目录、原理、设计方案、实验方法（步骤）及结果分析、课程设计总结、参考文献和附录等。

5、课程设计最后一天由各小组对所做工作进行总结并做报告，报告时间8~10分钟，少于或多于规定时间，均将扣除一定成绩分数；报告完成以后，由老师向根据分工，向每位同学提问，视问题回答情况给出一定的汇报成绩。

6、课程设计的总成绩根据平时成绩、汇报成绩、实习日志和课程报告综合评定。

五、课程设计的内容

（1）收集有关基础地理数据、地形图制图等相关标准或规范，学习CASS的地形图制图规范，掌握地形图常用分层方法和图层结构，掌握DWG数据向SHP数据转换的方法和数据质量控制的基本方法；

①打开中南大学（本部）DWG地形图（CSU.dwg），理解地图的分层方法与命名；

地图分层方法：

地图分层的主要依据是地物类型，将相同地物归类到同一图层，有助于我们编辑、使用、存储和管理；

分层命名的方法：

在CASS中，层名为地物名称拼音首字母组合，这样对于操作人员来说简洁易懂；

②利用ArcGIS完成DWG文件向SHP文件的转换，并确保原DWG中的图层和数据不丢失，参考CASS的分层方法将图层分为道路、学生宿舍、教师宿舍、教学楼、办公楼、体育场、绿地、池塘等；

在将DWG文件向SHP文件转换的过程中，我们首先利用ArcCatalog，在文档内建立个人数据库，并建立一个数据集，之后展开DWG文件，首先选中POLYLINE图层，右键打开EXPORT——TODATABASE（SINGLE），在对话框下选择文件保存路径为刚才建立的数据集，之后点击公式按钮，编写公式“layer”=“road”，完成后，点击OK，即可将POLYLINE文件中的所有道路提取出来，并保存为一个SHP文件，其余图层的添加方式相同，面属性的地物需要在POLYGON文件中导出。

③建立拓扑关系，检查面状地物是否存在拓扑错误，并修改拓扑错误；检查同一条道路中心线是否分段，并合并分段道路；利用ArcMap中的ModelBuilder工具建立不同地物拓扑结构检查模型，并用该模型检查道路与面状地物的拓扑结构是否存在错误（如道路穿过房屋、池塘等），并修改错误；

首先右键点击数据集，选择NEW——TOPOLOGY，建立所有地物的拓补关系，并根据经验和实际情况，为拓补检查添加规则，拓补检查中最重要的对象是等高线，添加的规则有：

不能相交、不能自交，不能互相重叠。

道路的规则有：

不能自交。

建筑物的规则有：

不能重叠。

在添加完成后，地物拓补关系就生成了。

将拓补关系图拖入ARCMap中，开始对拓补关系的错误进行检查和改正，首先开始编辑，对拓补关系图进行编辑，之后点击ERRORINSPECTER，这时在客户区下方会弹出错误检查列表，所有的拓补关系错误都会显示出来，一般的错误是房屋会有重叠，一部分原因是绘制错误，这要根据实际情况做相应改正；一部分错误是房屋立柱，在绘制过程中线条不连续，这时只需右击错误，选择MERGE，是房屋变为一个整体。

等高线的错误主要是线条有相交和间断，将多余线条阶段，将不连续的线条连接到一起。

（2）影像数据的处理和校准；

①从XX地图中分幅截取我校影像数据，并分幅存为png或jpg文件；

②利用Photoshop软件或其它图像处理软件拼接截取的影像图；

在XX地图中，选取一个合适的比例尺，截取几张相片，要全部覆盖本部，将截取的相片用PHOTOSHOP拼接在一起，制作一张覆盖校本部的影像图；

③在ArcMap中，利用任务

（1）转换出的SHP文件，校准影像数据，要求校准的均方根误差（RMSE）小于1。

将拼接后的影像导入ARCMap中，这时会发现影像图与地形图的空间位置不一致，点击开始编辑，在工具栏中viewToolbarsGeoreferencing，将AutoAdjust去掉，然后手动选择同名点，在遥感图像中选中一个点，再在dwg图像中选择对应的点连接起来，然后点击GeoreferencingTransformationAdjust,进行配准，然后Updatedisplay即可。

均方差：

0.796413

20个控制点

1114.389069-1254.52064043765.38507196145.633118

1136.293398-1245.51994443783.53967396153.030701

913.444877-1055.45362843586.20111196326.801880

566.119582-665.84422543285.60211296666.932312

586.162575-826.32463143304.10748396517.966309

583.736666-1110.45972443298.37432996272.632324

192.385082-624.03728742949.90411496708.238892

305.507898-928.37268143054.43090896432.580078

1157.008955-514.27554043809.94232296793.227905

1007.898477-511.01140643674.81073096803.072083

1136.275370-966.18715543780.06512596405.976074

574.817062-1157.97123043296.02667296232.430725

1014.808419-1095.35016543669.93609696292.676086

1154.505923-1154.26670943802.87530596234.618713

1080.468956-1163.58949343730.61187796225.495117

625.586107-902.09488143334.07428096460.418884

765.021405-1293.84991143456.86309896107.215088

1095.944959-749.80140643751.79748596589.170288

1089.951128-1270.53048443742.32592896129.944275

1065.462842-1108.86214143723.99408096272.415100

我选择的控制点总共有20个，最后的均方根误差为0.796413

（3）利用ArcSDE建立空间数据库；

这一步因为没有人的电脑能连接数据库，所以无法使用SDE建立企业级数据库，最后老师要求我们只需建立个人数据库即可，而个人数据库在我们导入SHP文件时就已建立，在我们使用过程中，ARCMap只是一个工具而已，我们在ARCMap中打开数据库中的文件

，再编辑的过程中，文件中的任何改动都会保存在数据库中，在后续的试验中，我们会发现使用数据库的优点，它便于管理和存储，尤其是保存，不需要操作者花费过多心思。

（4）添加注记

在ArcMap中加载数据，并在图层中添加名称字段（Name），并输入相应名称；

首先为每一个图层添加一个字段，打开字段表，点击第一个菜单按钮，在列表中选择ADDFILED，将字段名命名为NAME，字段类型设置为TEXT，添加完毕后后，在图层中的每一个地物的属性表里添加名称，其他图层的添加方式相同，添加完毕后，字段名称并不会显示在图像上，这是需要右键选择图层属性，打开LABELS，勾选LABELFEATUREINTHISLAYER，并在LABEIFIELD中选中刚才添加的字段，这样我们添加的注记就显示在图层上了。

（5）地图整饰；

①在ArcMap中加载空间数据库中的各图层，并将各图层数据依据相关标准进行符号化；

③依据地形图制图规范，添加图例、比例尺、图名，实现地图的版面设计，生成一幅中南大学校园地形图，并存为CSU.mxd文件；

点击客户区LAYOUTVIEW按钮，将图像切换到地形图展示区，这时我们会发现软件会生成一个地图图框，我们要做的就是在图框中按照规范添加地图要素，在菜单栏种选择INSERT，首先添加TITLE，名称为“中南大学校本部地形图”，再添加LEGEND（图例），图例形式的选择要尽量简单，明了。

最复杂的是添加比例尺，由于我们在一开始的拓补关系中没有重视参照坐标系的选择，这里我们在添加比例尺时，由于与图像比例尺的参照基准不一致，会导致比例尺失调，无法正确显示实际距离，后来在老师的指导下，我们重新改正地形图参照坐标为GUASS投影下的北京54坐标，投影带为114E带。

这样，比例尺就可以正确的显示实地长度了。

（6）利用ArcGISServer部署和发布中南大学校园地形图；

安装IIS和ArcGISServer10.1软件，并配置ArcGISServer相关参数；

1、从开始菜单启动ArcMap，新建一个空文档。

2、点击AddData按钮，定位到要添加的数据选中该点击，将数据加载到ArcMap中。

3、选择File->ShareAs->Service...

4、选择Saveaservicedefintionfile,下一步；

5、可以选择文件保存位置

6、保存后出现如下界面，选择右上角Stage按钮

7、出现如下界面，等待success

（7）采集调高程数据，并生成TIN和DEM；利用手机中的GPS程序。

①采集测区内的高程数据（WGS84系），并存为