764130 周志权 GIS综合课程设计报告.docx

1、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-31.1 课程设计的目的-31.2 课程内容-31.3 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-33.1 遥感图象处理与地表覆盖成图-33.2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-45.1、土地分类与评价-41深圳遥感图像裁剪-42、深圳遥感图像增强处理-53、进行分类与解译-64

2、、进行土地利用现状评价-95.2、深圳市特区生态环境进行综合评价-91、计算植被覆盖指数-92、计算土壤指数-93、基于DEM数据提取坡度数据-104、使用指数法与综合指数法计算环境等级-105、分析与评价-11六、结果图-111、深圳市土地利用分类图-122、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

3、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。1.2.2 GIS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

4、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

5、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.ERDAS IMAGINE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

6、.北京：科学出版社，2004. Kang-tsung Chang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extractionextraction by mask；（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layer stack工具对图层进行堆叠；（6）完成

7、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（Haze Reduction）,在erdas中选择interpreter辐射增强（Radiometric Enhancement）（去霾处理）Haze Reducation；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（principal component），在erdas中选择interpreterSpectral Enhancement；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

8、。3、进行分类与解译3.1、进行非监督分类：（1）单击classifierunsupervised Classification,在弹出对话框进行参数设置：共分为6类，在number of classes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raster attribute editor，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

9、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

10、（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3D analyst工具进行坡度提取，单击3D analyst下拉菜单，选择surface ana

11、lyst，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：