地理信息系统实验报告.docx
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地理信息系统实验报告
《地理信息系统原理》课程
PrincipleofGeographicInformationSystem
实验报告
适用专业：
测绘工程、地理信息系统、遥感科学与技术
学期：
2013-2014
（二）
专业班级：
测绘12-4班
学生姓名：
黄嘉佳
学号：
20120286
指导教师：
王延亮
黑龙江工程学院·测绘工程学院
2014年
目录/CONTENTS
实验报告一地理空间信息基础/Report1ThebaseofGeographicSpatialInformation
实验报告二数据输入/Report2DataInput
实验报告三空间数据编辑/Report3SpatialDataEditing
实验报告四空间数据分析/Report4SpatialDataAnalysis
实验报告五空间分析/Report5SpatialAnalysis
实验报告六数据显示与地图编制/Report6DataDisplayandCartography
实验项目
地理空间信息基础
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
了解ArcGIS的体系结构和数据模型
了解ArcGISDesktop的基础模块及主要功能
掌握ArcMap的一些基本操作
掌握ArcCatalog的一些基本操作
二、实验仪器设备
计算机、ArcGIS软件
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.介绍ArcGIS软件的体系结构和数据模型，重点介绍Coverage和
Geodatabase两种数据模型。
2.介绍ArcGISDeskpro的三个基础模块：
ArcMap、ArcCatalog和
Geoprocessing。
3.介绍ArcMap的一些基本操作，包括如何新建地图、保存地图、加
载数据层、对数据层进行操作等。
4.介绍ArcCatalog的一些基本操作，包括如何创建数据文件、查看数
据基本信息、对数据文件的属性进行编辑等
实验步骤
1.了解全球知名的GIS公司及软件。
2.对ArcGIS的体系结构进行介绍，认识。
分为桌面GIS、嵌入式GIS、服务器GIS、移动GIS。
3.了解了GIS的几种数据模型。
分别为：
Coverage：
矢量数据的主要表示方式；适合于精确地表达点、线
和面状要素的形状和边界。
Shp：
矢量数据格式；将属性信息通过DBASE表的方式挂接到空
间信息上。
GRID：
栅格数据的主要表示方式；适合用作空间分析。
属性表：
各种图像的属性。
TIN：
适合于表达连续表面。
影像：
是Arc/Info可以显示和管理地图的另一种数据结构。
4、对GIS的基本功能进行了了解
GIS的基本功能
数据采集与输入
数据编辑与更新
数据存储与管理
空间数据分析与处理
数据与图形的交互显示
5、了解了ArcMap的一些基本操作
作业/Job
1.熟悉ArcMap的基本操作
（1）量测内蒙古自治区东西所跨的距离（米），将结果保存在txt文件中
（2）在river图层中提取river#>1550的河流，将显示结果保存为.mxd格式
2.熟悉ArcCatalog的基本操作
（1）创建一个新的shapefile面文件，投影与本讲义范例数据设为一致
（2）为其增加两个新的字段：
ID，Name
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
实验项目
数据输入
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
掌握地图投影的定义与转换
使用ArcToolbox工具
掌握Georeferencing配准地图；
掌握ArcEditor工具屏幕数字化；
掌握Geodatabase数据库的创建
二、实验仪器设备
计算机、ArcGIS软件
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.介绍地图投影的定义，学习ArcGIS中地图投影转换的方法。
2.使用ArcToolbox工具，实现矢量栅格数据的互相转换、数据裁切
等操作。
3.使用Georeferencing工具配准地图（扫描栅格图）数据。
4.先创建新的Shapefile文件，使用ArcEditor工具在配准的地图上进
行屏幕数字化。
5.建立Geodatabase数据库，建立数据集，导入数据文件，由线数据
生成面数据。
实验步骤
（一）地图投影定义与转换
参数的获取
1.在ArcGIS中显示坐标系统
（1）显示数据组坐标系统
（2）显示数据层坐标
2.对没有坐标系统的图像赋予坐标系统
（1）对新建图层设置其坐标系统
（2）单击编辑
3.不同坐标系统之间的转换
（1）栅格数据的坐标系统转换
（2）矢量数据的坐标系统转换
（3）为数据定义坐标系统
（二）数据转换
数据转换工具：
转换工具
1．数据结构转换
（1）栅格向矢量转换
（2）矢量向栅格转换
2.数据格式转换
（1）CAD数据的转换
（2）CAD转换地理数据库
（三）使用Georeferencing工具配准地图
（四）使用ArcEditor屏幕数字化
（五）Geodatabase数据库创建
作业/Job
1、数字化第二讲中的中国行政区划图的国界，利用ArcToolbox中的
数据管理工具下的要素工具（要素转面），将数字化好的线图层转为面
图层，并按照讲义的投影参数（Clarke_1866_Albers）和坐标变换方法
（Project）对转好的面图层进行投影变化。
要素转面
投影：
2、将第二讲的数字化的结果图（面图层）转换为栅格数据，四个省
的Value分别为100，200，300，400（需对面图层添加Value字段并赋值）。
栅格大小为1000。
要素转栅格：
新建个人数据，要素转面：
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
实验项目
空间数据编辑
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
掌握矢量数据的编辑
二、实验仪器设备
计算机、ArcMap
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.掌握矢量数据的编辑方法；
2.几何数据和属性数据两部分内容的编辑；
3.练习数据属性表的基本编辑、表连接等。
实验步骤
（一）基本概念介绍
（二）图形编辑
1、基本步骤
进入ArcMap工作环境，打开已有的地图文档或新建地图文档后，进
行数据编辑一般需要经过下列5个步骤：
（1）加载编辑数据
单击文件菜单下的添加数据命令，选择需要加载的数据层。
（2）打开编辑工具
在工具栏的空白处点击右键，选择编辑器，出现编辑器工具条。
（3）进入编辑状态
单击编辑器下的开始编辑命令，使数据层进入编辑状态。
（4）执行数据编辑
在创建要素窗口中选择当前编辑任务的目标数据层，然后选择编辑
构造工具命令，对要素进行编辑。
（5）结束数据编辑
单击编辑器下的停止编辑命令，选择是否保存编辑结果，结束编辑
（三）属性编辑
1、属性表编辑
属性编辑包括对单要素或多要素属性进行添加、删除、修改、复制
或粘贴等多种编辑操作，通常有两种方式：
1）单击按钮，在图形窗口中选择需要编辑属性的要素（可以多
选），单击右键，再单击属性按钮，打开属性对话框。
2）在ArcMap视图中，右键单击需要进行属性编辑的数据图层，选择
打开属性表命令
图形编辑练习：
要素复制操作
1）平行复制
2）缓冲区边界生成与复制。
3）镜面复制。
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
实验项目
空间数据分析
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
通过本实验，加深对表面概念及生成方法的理解，掌握三维场景中
表面及矢量要素的立体显示原理与方法，熟练掌握ArcGIS软件中表面生
成、表面及矢量要素在场景中的三维显示及其叠加显示；熟练掌握
ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化表达方法；掌握数据提取、
剪切、拼接及投影变换的方法。
掌握地形的三维显示与飞行动画的制作方
法。
二、实验仪器设备
计算机、ArcGIS
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.利用所给等高线数据建立景区栅格表面。
2.在ArcScene三维场景中，实现表面与其他要素叠加三维显示。
3.设计各要素如道路、水系等的符号化显示。
4.综合考虑表面及各要素，生成美观大方的区域景观图。
5.利用所给数据，实现污染物状况的三维可视化显示、点状水井矢量
要素的突出显示、污染源的符号化突出显示。
6.基于所提供TIN数据，采用两种方法实现模拟场景飞行。
1）抓取一
系列场景图片然后向其中插入平滑帧形成动画；2）通过记录实时飞行场景
生成动画。
最后将生成的动画保存为AVI文件。
7.根据已有数据，提取研究区白水县的行政范围内的DEM数据，并
将数据转换成高斯克吕格投影。
在此基础上，计算研究区的坡度，并获
取研究区的等高线图。
实验步骤
（一）表面创建及景观图制作
1）启动ArcScene，打开场景文件Ex3.sxd。
2）创建区域TIN表面
3）创建栅格表面。
4）符号化设计。
5）建立三维景观图。
（二）污染物在蓄水层中的可视化
1）首先打开场景Exercise4.sxd。
2）显示污染物的体积与污染程度。
3）显示污染物空间与水井的关系。
4）优先显示需要清理的污染源。
（三）模拟场景飞行
本实例采用两种方法来生成飞行动画。
（1）抓取一系列场景图片然后向其中插入平滑帧来形成动画
步骤如下：
1）打开ArcScene，打开实验场景
2）打开动画模块，抓取景区场景。
3）调节动画参数，生成动画，并预览。
4）动画导出。
（2）通过记录实时飞行场景来生成动画
（四）数据更新变换
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
实验项目
空间分析
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
在现实中，最短路径的求取问题是可以拓展为许多方面的最高效
率问题。
最短路径不仅指一般意义上的距离最短，还可以是时间最短、
费用最少、线路利用率最高等标准。
学会用ArcGIS10进行各种类型的最
短路径分析，理解网络分析原理。
熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析，综合利用各项空间分
析工具解决实际问题
二、实验仪器设备
计算机、ArcGIS、
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.根据不同的要求，获得到达指定目的地的最佳路径，并给出路径的
长度；找出距景点最近的某设施的路径。
2.在网络中指定一个商业中心，分别求出在不同距离、时间的限制下
从家到商业中心的最佳路径。
3.给定访问顺序，按照要求找出从家出发，逐个经过访问点，最终到
达目的地的最佳路径。
4.研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。
实验步骤
（一）网络分析
数据
Geodatabase地理数据库：
data5/net/city.mdb。
数据库中包含一个数据集：
City，其中含有城市交通网net、商业中心
及家庭住址place、网络节点city_Net_Junctions等要素。
1.无权重最佳路径的生成
2.加权最佳路径的生成
3.按顺序逐个通过访问点的路径生成
4.阻强问题
（二）市区择房分析
数据：
城市市区交通网络图（network.shp）
商业中心分布图（Marketplace.shp）
名牌高中分布图（school.shp）
名胜古迹分布图（famousplace.shp）
作业/Job
1.对照讲义，练习网络分析的操作。
（1）.无权重最佳路径的生成
（2）.加权最佳路径的生成
（3）按顺序逐个通过访问点的路径生成
（4）阻强问题
2.市区择房：
①对择房要求按以下条件修改
离主要交通要道300米之外
在商业中心的服务范围之内
距名牌高中在1000米之内
距名胜古迹1500米之内
②改变权重和阈值，对住房条件进行评价
商业中心、名牌高中、名胜古迹的赋值分别为3、2、1
主干道噪声的赋值为-2
22
分级标准（阈值）自定，说明分级原因
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
实验项目
数据显示与地图编制
实验日期
实验地点
实验楼
同组人数
1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
掌握ArcMap的数据符号化方法
掌握对ArcMap进行数据层标注
掌握ArcMap的地图制作和输出
二、实验仪器设备
计算机、ArcMap
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.学会ArcMap中的四种数据符号化方法：
单一符号、分类符号、分
级符号和组合符号。
2.学会对ArcMap进行数据层标注的两种方法：
交互式标注和自动标
注操作。
3.学会ArcMap的地图制作和输出，包括地图模板的操作、版面设置、
制图数据操作、地理坐标格网设置及各种地图整饰的操作。
实验步骤
（一）ArcMap数据符号化
1.单一符号标示数据
2.分类符号标示数据
3.分级符号标示数据
4.组合符号来标示地图
（二）ArcMap数据层标注
1.交互标注操作
2.自动标注操作
（三）ArcMap图形制作和输出
1.ArcMap制图版面设置
2.ArcMap制图数据操作
3.地理坐标格网设置
4.地图整饰操作
5.ArcMap地图输出操作
作业/Job
制作上海市行政区划图，要求如下：
1.数据的符号化显示
地图中共有6个区，将这6个区按照ID字段，用分类色彩表示。
将道路按CLASS字段分类；分为一级道路、二级道路、三级道路、四
级道路，分别用不同的颜色来表示。
2.注记标注
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。
手动标注黄浦江（双线河），使用楷体、黑体、18号字，字体方向为
横向。
道路中，对道路的CLASS字段为GL05的道路进行标注，字体为楷体，
大小为12。
3.绘制格网
采用地图公里格网，使用默认设置。
4.添加图幅整饰要素
（具体的设置与放置可自行设计）
1）添加图名，上海市行政区划图
2）添加图例，包括所有字段。
3）添加指北针
4）添加比例尺
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字：
年月日
升级会员 