GIS课程设计.docx

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GIS课程设计

GIS课程设计

指导教师：

学生姓名：

学生学号：

开课学院：

专业班级：

实习日期：

重庆大学B区空间数据库的设计与分析

一、设计目的

根据重庆大学B区的部分数字地图，完成数据库的设计和数据库的实现，掌握数据库的设计与实现的方法与流程。

二、设计内容

1.数据来源：

数字测图实习中用CASS生成的重庆大学B区部分电子地图。

（数字测图实习第二组测得的数字地图）

2.设计内容：

完成重庆大学B区空间数据库的设计和实现。

空间数据库的设计——空间部分：

单个图层（属性表和拓扑关系）

图层间（拓扑关系）；

属性部分：

属性表设计。

空间数据库的实现——修改拓扑错误；

生成道路中线；

将控制点的点名和高程设计为属性信息。

3.设计步骤：

（1）根据CASS软件所测得的数字地图中地物的种类，在ArcCatalog中新建一个个人数据库，并在该数据库下建立一个数据集，用于容纳不同类型的地物，并根据不同地物建立不同的要素类，并对每个要素类的属性表进行设计（要素属性表和非空间属性表）；

（2）将CASS软件所测得的数字地图转换为Geodatabase的格式（数据格式的转换），并将CASS所得到的图上的数据转换到对应的要素类中；

（3）对每个图层所要遵循的拓扑规则进行设计，并对图层之间所遵循的拓扑规则进行设计；

（4）往设计的空间数据库中适当的添加数据。

（属性数据和空间数据的录入，包含对对错误的编辑）；

（5）对设计的要素进行数据显示；

（6）设计的空间数据库的元数据。

三、设计过程

（一）个人数据库的建立及数据库的分层设计

在ArcCatalog中新建个人数据库，并命名为“重大B区空间数据库”，并在该数据库里面新建数据集“B区数字地图要素集”，然后在设计的数据集中新建各种要素类。

根据数字地图中的内容，把要素分为控制点、建筑物、植被、道路、水域、独立地物6个不同要素类。

其中，建筑物、植被、水域选择面状要素，空间属性为面的周长及面积；道路选择线状要素，空间属性为长度；控制点和独立地物选择点状要素。

所有的要素的非空间属性将在属性表中显示。

设计操作过程如下图：

个人数据库建立

要素集和要素类的建立

（二）将CASS软件所测得的数字地图转换为Geodatabase的格式并转换到相应的要素类中

1.将CAD格式数据转换为GeoDatabase格式

在ArcToolbox中选择ConversionTools，并在下拉菜单中选择ToGeodatabase，在其子菜单中选择ImportfromCAD，将数字地图成功的转换为Geodatabase格式的数据，转换结果如下：

2.转换数据说明，转化后的数据包括：

（1）数据集CADStaging,数据集包含面状要素（Area）、地图范围（CadDoc）、线状要素、点状要素。

所有要素只含有空间属性。

（2）6个数据表:

Attibut、CadLayer、Entity、MSLink、TxtProp、XData、XtrProp。

其中用于提取信息的为Entity。

3.将转换后的数据再转换到设计的对应数据集中

（1）启动ArcMap，在图层中添加设计数据库和转换数据库中所有的数据，在Editor的下拉菜单中选择StartEditing。

将目标图层选为“jianzhu”，将“jianzhu”图层和Entity属性表进行连接，并在属性表中通过属性选择图中的建筑物，选中后复制到“jianzhu”图层中。

以同样的方法将图中所有内容复制到设计的相应的要素类中。

分层后，结果如下图所示：

（三）图层的拓扑设计及图层间的拓扑设计

1.为面状图层建立拓扑规则，以“jianzhu”图层为例，进行说明：

（1）启动ArcCatalog，在“重大B区空间数据库”中建立要素集，命名为“jianzhu_topology”，以原来的坐标系统为参考。

将要素集“B区数字地图要素集”中建筑物要素复制到该要素集。

右键单击要素集，建立新的拓扑关系，图层“zhibei”、“shuiyu”拓扑关系的建立方法一样。

操作过程如下：

（2）层间拓扑关系的建立，以”jianzhu”和”zhibei”图层为例，它们之间的拓扑关系应该为不能有重叠，操作步骤如下图：

（3）在ArcMap中打开由拓扑规则产生的文件，将数据集导入ArcMap中，点击editor按钮开始编辑，选择要检查拓扑的数据，打开topolopy工具条点击打开errorinspector按钮，在errorinspector对话框中点击searchnow，找出所有拓扑的错误，对错误记录信息进行修改，这里测图质量良好，没有拓扑错误，操作过程如下：

同理，对其他要素层进行拓扑错误的检查，面状要素均采用以上规则。

2.线状要素的拓扑规则的建立，以及中线的生成

对于本课程设计，线状要素只设计道路，因此拓扑规则设为“MustNotoverlap”和“MustNotinterect”在ArcMap中导入此数据集，共发现错误。

对于道路的端点均采用作为特例进行修改，其他未闭合的线都采用编辑工具，放大区域，用snap进行捕捉，使其闭合，并生成中线。

操作过程如下：

（四）对设计的空间数据库进行属性数据编辑

启动ArcMap，导入前几步建立好的图层，为每个图层要素添加非空间属性。

激活相对应的图层，这里以“jianzhu”图层为例，在Editor的下拉菜单中选择StartEditing。

右键单击“jianzhu”，选择OpenAttributeTable。

激活相应的行，地图上便选择相对应的要素。

以CASS地图为参照，为建筑物添加名称属性。

各图层的的属性如下：

控制点——名称和高程建筑物——名称

其操作如下表如下图：

为建筑物编辑名称：

为控制点编辑名称：

（五）对设计的要素进行数据显示

经过前面的设计，所有要素如下图所示：

（六）设计的空间数据库的元数据

在ArcCatalog里面选中个人地理数据库相应的空间要素集，在视窗上方选择元数据，选择元数据“编辑”命令对元数据进行编辑，主要包括标识信息、数据质量信息、空间参照等。

其中数据质量信息一项，点位质量精度以所采用的数字地图的质量指标为准。

空间参照一项，亦同于所测数字地图的独立坐标系，之前已将坐标系统一，现只需对具体参数进行描述。

操作步骤如下图：

（七）相对路径设置：

由于默认的数据保存方式为绝对路径，为了在不同的终端实现数据使用，这里要修改路径。

设置方式为：

File—DocumentProperty—DataSourceOptions里面的相对路径复选框打钩确认。

至此便完成了空间数据库的分析设计。

四、设计总结

经过一周的设计与实际操作，最后终于完成了重大B区空间数据库的设计与分析，在整个设计过程中，遇到了很多的问题。

通过网上和图书馆查阅相关资料，使问题一步一步得到了解决。

ArcGIS是全英文的软件，虽然在实验课上对照书本进行了一些操作，但真要运用到实践中时，才发现并不是那么简单。

对于一些较为简单的操作，包括数据的导入、建立属性数据表、建立拓扑关系等，可以通过自己尝试顺利完成，但到遇不熟悉的理论和概念时，感觉很难入手，只有通过查阅相关资料才能慢慢理解。

总之，在这次课程设计过程中，使自己掌握了ArcGIS软件的基本操作，掌握了空间数据库设计的一般步骤，进一步加深了对GIS和空间数据库的理解，感受到了GIS功能的强大和灵活。