764130 周志权 GIS综合课程设计报告.docx
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764130周志权GIS综合课程设计报告
佛山科学技术学院
《GIS综合课程设计》报告
专业地理信息系统姓名周志权成绩
班级2008级学号2008764130日期2011-6-30
目录
一、目的与要求---------------------------------------------------------------------3
1.1课程设计的目的--------------------------------------------------3
1.2课程内容-----------------------------------------------------------3
1.3课程考核要求-----------------------------------------------------3
二、基础数据与操作软硬件环境------------------------------------------------3
三GIS综合设计内容----------------------------------------------------------------3
3.1遥感图象处理与地表覆盖成图-----------------------------------3
3.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用--------------------4
四参考资料----------------------------------------------------------------------------4
五实验具体步骤----------------------------------------------------------------------4
5.1、土地分类与评价------------------------------------------------------4
1深圳遥感图像裁剪-----------------------------------------------------4
2、深圳遥感图像增强处理--------------------------------------------5
3、进行分类与解译-----------------------------------------------------6
4、进行土地利用现状评价--------------------------------------------9
5.2、深圳市特区生态环境进行综合评价------------------------------9
1、计算植被覆盖指数--------------------------------------------------9
2、计算土壤指数--------------------------------------------------------9
3、基于DEM数据提取坡度数据------------------------------------10
4、使用指数法与综合指数法计算环境等级-----------------------10
5、分析与评价-----------------------------------------------------------11
六、结果图-----------------------------------------------------------------------------11
1、深圳市土地利用分类图--------------------------------------------12
2、深圳市自然生态环境等级图--------------------------------------12
一、目的要求
1.1课程设计的目的:
通过本项课程设计,掌握地理信息系统方向主要课程的基本原理与方法,能够熟练运用遥感和GIS软硬件系统,完成一个区域内的地表覆盖成图和基础数据库构建(包括空间数据与属性数据),全面提高学生的空间数据资料收集、图形化设计和信息综合表达的能力。
1.2课程内容:
1.2.1各种GIS相关知识的综合应用:
测量与地图学、遥感与地理信息系统、GPS等课程的理论知识的综合应用。
1.2.2GIS综合应用实例
(1)对深圳市的遥感数据进行处理并提取相关地表覆盖信息;
(2)基于GIS的深圳市自然生态环境评价。
1.3课程考核要求:
1.3.1考核内容:
课程设计的完成情况,包括数据采集和处理、图形信息量、图面质量、说明书等,其中图面与结果分析占75%,数据和过程说明书25%。
1.3.2上交结果:
《GIS综合课程设计》图件按1:
10000地图精度要求进行,每人按时上交一份装订成册的地图(A4,彩色打印)及各个阶段的数据资料,并对区域地表覆盖的空间分布作详细分析和说明,备份存档电子文本和图像、图形格式文件一套。
二、基础数据与操作软硬件环境
2.1深圳市遥感影像(老师提供或者自选其它数据)
2.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用(老师提供数据)
GIS实验室提供计算机、CAD软件、打印机等绘图软硬件设备。
三、GIS综合设计内容
3.1遥感图象处理与地表覆盖成图
(1)遥感影像处理:
自己查找深圳特区行政边界,对遥感影像进行裁剪(在现有的影像基础上,把深圳特区内的遥感影像范围裁剪出来,若有小部分区域在影像上缺失,可以忽略缺失的这部分区域),再对图像进行增强处理(比如进行直方图均衡化、彩色合成、主成分分析等),使图像的解译效果较好。
(2)图像解译与分类:
根据我国“土地利用现状调查技术规程”中的分类系统,结合深圳市实际情况,把深圳市特区土地覆盖信息分为6类:
水体、草地、耕地、林地、城镇用地、交通用地;根据分类标准,对图像做非监督分类和监督分类,生成深圳特区土地利用现状图。
(3)土地利用现状分析:
根据分类结果,对深圳特区土地利用现状进行分析。
3.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用
(1)利用遥感数据提取植被覆盖数据;
(2)利用土地利用分类数据获取土壤指数;
(3)基于DEM数据提取坡度数据;
(4)根据综合指数法对深圳市特区生态环境进行综合评价。
四、参考资料
●党安荣等.ERDASIMAGINE遥感图像处理方法[M].北京:
清华大学出版社,2003.
●汤国安等.遥感数字图像处理[M].北京:
科学出版社,2004.
●Kang-tsungChang著(美),陈健飞等译,《地理信息导论》,科学出版社2003.
五、实验具体步骤
5.1、土地分类与评价
1深圳遥感图像裁剪;
(1)启动ArcMap,加载深圳遥感图像;
(2)加载深圳DEM数据可以看到DEM数据可以和遥感图像部分重叠在一起重叠的部分就是深圳;
(3)打开工具箱选择空间分析工具中的extraction—extractionbymask;
(4)在弹出对话框中选择遥感图像作为裁剪对象,DEM数据作为面具,点击确定完成裁剪;
(5)完成裁剪后有7个波段的grid文件,用erdas中layerstack工具对图层进行堆叠;
(6)完成深圳遥感图像的裁剪
2、深圳遥感图像增强处理;
(1)对图像做去霾处理(HazeReduction),在erdas中选择interpreter
—辐射增强(RadiometricEnhancement)—(去霾处理)HazeReducation;在对话框中输入深圳遥感图像,选择输出位置,忽略零值,点击确认完成增强;
(2)对图像进行主成分分析(principalcomponent),在erdas中选择interpreter—SpectralEnhancement;输入对应参数;
去霾处理结果对比图
主成分分析结果对比图
经过对比,我认为用原来的遥感图像进行非监督分类更为合理,因此我便对原始图像进行分类。
3、进行分类与解译
3.1、进行非监督分类:
(1)单击classifier—unsupervisedClassification,在弹出对话框进行参数设置:
共分为6类,在numberofclasses中输入12为需要分类的2倍,将最大循环次数设置为24,精度设置为0.95单击ok。
(2)对图像进行分类评价,将两幅图在erdas中叠加,原始图像在下,非监督分类图像在上,再打开分类图像的属性表rasterattributeeditor,先将各分类地物设成透明,把需要判定的地物改成不透明再赋以颜色。
在属性表添加名字属性。
(3)对分类好的图像在arcmap中进行制图;
启动arcmap加载分类好的图像进行土地利用现状图编制;
3.2、进行监督分类;
(1)定义分类模板,显示深圳遥感图像,打开分类模板,查找同一种地类并使用AOI进行提取,并添加进分类模板;
选择
将上图采集的12个标本进行合并成一个;
(2)同理,对遥感图像中其他地类进行采集;
(3)进行分类模板评价
(4)根据模板执行分类
分类结果查看尾页成果图。
4、进行土地利用现状评价
(1)根据分类的结果可观察到深圳市土地一个最大的特点是耕地少,在图上基本上找不到
(2)绿的覆盖率比较高,多分布在东南部、东北部,河流比较少,湖泊数量较多;
(3)城市化程度比较高,在关内部分,城市化程度相当高。
5.2、深圳市特区生态环境进行综合评价
1、计算植被覆盖指数
(1)根据植被覆盖程度对深圳是图像进行分级,即计算其NDVI指数,
——
——
,输入深圳遥感图像便可得深圳植被覆盖图;
(2)对经过指数计算的图进行处理和在arcmap中进行重分类,按要求分成十类;
由于计算结果数值限制分类结果只有八级,根据等级编码,等级越高,码值越大;
2、计算土壤指数
(1)根据上面所做的土地监督分类操作,根据不同的土地利用类型进行编码、赋值:
加载监督分类好的图像,按不同地类赋以其value值,然后进行重分类;
如图所示:
3、基于DEM数据提取坡度数据
(1)启动arcmap,加载DEM数据,然后调用3Danalyst工具进行坡度提取,单击3Danalyst下拉菜单,选择surfaceanalyst,选择slope,进行参数设置,单击确定得到坡度数据;
(2)对得到的坡度数据进行重分类,按坡度大小进行五个等级划分:
4、使用指数法与综合指数法计算环境等级;
E=W1*Sv+W2*Ss+W3*St
根据每个因子贡献量大致估算的权重,如使用权重值为:
W1=0.6,W2=0.2,W3=0.2,具体步骤;将计算好的植被指数、地形指数、地类指数在栅格计算器中带入公式进行计算,可得出环境综合因子评价等级图(查看尾页)。
5、分析与评价
(1)根据自然环境评价等级图,我们可以看到深圳市自然环境被破坏得比较严重,能达到优级的土地寥寥无几,在图中只能找到少数的几个点;
(2)土地自然环境主体等级为中和差,其中良等级的大多数为林地,而差的主要是城镇用地;
六、结果图: