1、GIS课程设计报告中 国 矿 业 大 学GIS 专业 地理信息系统课程设计任务姓 名: 曹 云 成 学 号: 07083114 学 院: 环 测 学 院 班 级: 地 信 08-1 中国矿业大学 环测学院二零一零年十一月 目 录(三号、黑体、居中、目录两字空四格、与正文空一行,举例如下)1. 实习目标2. MapInfo中数据的获取和预处理1 数据采集和预处理原理2 数据采集和预处理过程5 扫描原始图件 图像配准 图像处理 新建数据 加载数据 表结构维护 录入数据 修改数据3. MapInfo中数据空间分析 统计分析 距离查询 构建Voronoi图 建立最小凸壳(外包) 缓冲区分析4. Map
2、Info地图数据的输出 专题地图的种类 数据集的符号化 拼版布局 输出地图5. MapInfo综合实习作业 问题分析 处理步骤 . . . 解决方案6. MapInfo实习总结(以下是正文格式)1(空一格)(章名称)(小三号、黑体、居中)1.1(四号黑体)(内容小四号宋体)1. 2(四号黑体) (内容小四号宋体)1.2.1(小四号宋体,加粗)(内容小四号宋体)(空一行)2 2.1(四号黑体)举例如下:1 实验大纲1.1实习目的 地理信息系统课程设计是在学生学完GIS原理后,按照教学大纲所进行的一次重要实习。围绕有关 GIS 的空间数据获取、管理、分析、设计、开发和应用等工作,在教师指导下,学生
3、按照 GIS 的原理完成实习内容。目的在于进一步巩固学生对 GIS 基本原理的掌握,锻炼学生对 GIS基本技能的运用,培养学生应用 GIS解决实际问题的能力。 1.2实习要求 为达到本次实习目的、保障实习的顺利进行与圆满完成,特要求如下: 1严以律己,切实遵守教学纪律。实习是教学的另一种形式,学校的纪律及教学管理制度在实习中应照常遵守。由于实习的特殊性,指导教师难以实时掌握每个学生的情况,因此每个同学需要加强自身纪律性,互相监督。 2实习需要同学之间的协同工作,为使实习顺利进行,每个同学都应从大局出发、互相支持、互相配合。 3在进行每项内容之前,都应认真学习实习指导书、教材和有关内容,明确有关
4、规定及方法。作到有准备、有目的、有针对性、有热情的投入到实习中去。 4实习中注意实践和基本知识、基本原理和基本技能相结合,认真听取教师的讲解,主动查阅相关资料,独立解决有关问题。对待工作要认真负责、细致严谨、真实可靠、团结协作,顺利展开实习任务。 5实习后必须认真归纳、总结实习经验,达到有心得、有收获、有提高,圆满完成实习任务。 1.3实习任务 本次实习的主要内容是掌握常见 GIS 软件的应用,提高 GIS 软件应用技能,学生可以根据专业领域问题的需要,利用GIS软件独立完成任务要求。本次实习任务包含七个实验,包含了空间数据的采集、建库、管理、分析和应用等诸多方面,具体内容参见要求。 1.4组
5、织分工 本次实习实验以个人为单位,要求独立完成。 1.5成果提交与考查 1成果提交: 在完成实习任务后,每人须提交实验报告,电子版和纸质材料各 1 份,由学习委员统一后上交。 2考查方式: 指导教师对参加实习的学生成绩评定按优、良、中、及格和不及格五档评定。成绩评定的依据为: (1)所提交的成果; (2)实习中分析问题、解决问题的能力; (3)实习主动性与协作情况; 实验1 空间数据采集和建库1.1数字化完成中国矿业大学两校区(文昌校区、南湖校区)电子地图;1.2要求: (1)分层提取。层次的划分请自己设计(2)各层的数据结构自己建立,尽量包含较多的属性信息数据(该部分需要提交电子地图,不需要
6、写报告)。 实验2 矿区的基本编辑和处理2.1将 CAD 格式的电子矿图处理成 Shp 格式的数据文件(练习 ArcGIS 软件的使用和操作) 打开数据: 处理后的图层主要包含:巷道层(包含线状要素层和面状要素层):巷道面状要素巷道线状要素井田边界:面要素线要素水系(水库、水渠、河流、鱼塘):水系边界提取水域道路层(铁路、公路):铁路 公路居民点层:居民区居民点2.2提取图中的高程图层(点图层),完成 TIN的创建和DEM生成 提取高程点由要素生成TIN2.3生成坡度、坡向TIN转换成栅格2.4建立缓冲区和空间位置选择水体 200米范围内的所有居民区公路 100米范围内的居民地生成公路的 10
7、00米缓冲区实验3 GIS矢量数据空间分析 3.1实验内容:GIS 矢量数据空间分析:择房分析,使用GIS 矢量数据空间分析中的缓冲区(Buffer)和叠加(Overlay)3.2实验目的 熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作,综合利用各项空间分析工具解决实际问题。 3.3实验数据: 城市交通网络图(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(famous place.shp) 3.4实验要求: 1) 寻求的区域满足以下条件: 离主要交通要道 200m之外,减少噪音污染。 交通要道 200m之外距名
8、牌高中在750m之内,以便小孩子上学便捷。 名牌高中在750m之内在商业中心服务范围以内,服务范围以商业中心规模的大小来确定(属性字段 YUZHI)。商业中心服务范围距离名胜古迹500m以内,环境优雅。 名胜古迹500m以内2)对每个条件进行缓冲区分析,将符合条件的区域取值为 1,不符合条件的取值为 0,得到各自的分值图。 3)运用空间叠置分析对上述 4 个土层进行叠加求和,并分等定级,确定合适的区域。定级标准为: 用叠置分析生成各级图A满足其中四个条件为第一等级。 B满足其中三个条件为第二等级。 C满足其中二个条件为第三等级。 D满足其中一个条件为第四等级。 E不满足其中任何条件为第五等级。
9、 注:给出缓冲区图层、叠加(Overlay)后的多边形图层最后输出的购房选址图实验4 GIS栅格数据空间分析之学校选址 实验内容:学校选址(数据见Data2-2a,Data2-2b) 实验要求 a. 基本要求:熟悉栅格数据距离分析、栅格数据成本距离加权、栅格数据重分类、栅格数据多层合并、最短路径等功能。 b. 附加要求:(无) c. 注意事项:(无) 示例如图 2 图 2 学校选址 1. 背景 合理的学校空间未知布局,有利于学生的上课与生活。学校的选址问题需要考虑地理位置,学生娱乐场所配套,与现有学校的距离间隔等因素,从总体上把握这些因素能够确定出适宜性较好的学校选址区。 2. 目的 通过练习
10、,熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能;熟练掌握利用 ArcGIS 空间分析功能,分析类似学校选址等实际应用问题。 3. 数据 Landuse(土地利用数据);Dem(地面高程数据);Rec_sites(娱乐场所分布数据) Shool(现有学校分布数据); 4. 要求 1)新学校选址应该注意这些问题: A. 新学校位于地势较为平坦地方 B. 新学校选址的建立应该结合现有土地利用类型综合考虑,选择成本不高的区域 C. 新学校应该与现有娱乐设施相配套,学校距离这些设施愈近愈好 D. 新学校应该避开现有学校,合理分布 2)各因素的权重比例为:距离娱乐设
11、施为 0.5,距离学校占 0.25,土地利用类型和地势位置因素各占0.125 3)实现过程采用ArcGIS的Spatial Analyst扩展模块 4)给出适合新建学校的适宜地区图,并做简要分析 5. 流程 要实现学校选址分析,首先要利用现有学校数据集、现有娱乐场所数据集和高程数据派生出坡度数据以及到现有学校、娱乐场所的距离数据集。然后重分类数据集到相同的等级(1到 10)范围,再按照上述数据集在学校选址中的影响率赋予权重值,最后合并这些数据即可创建显示新学校适宜位置分布的地图。 实验4 GIS 栅格数据空间分析之寻找最佳路径 1. 背景 随着经济发展需求,公路的重要性日益重要。在一些交通欠发
12、达地区,公路建设迫在眉睫。 如何根据实际情形设计出比较合理的公路规划,是一个值得研究的问题。 2. 目的 通过练习,熟悉 ArcGIS 栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、最短路径等空间分析功能,熟练掌握利用 ArcGIS 上述空间分析功能,分析和处理类似寻找最佳路径的实际应用问题。 3. 数据 Dem高程数据;Statpot路径源点数据;Endpot路径终点数据;River 河流数据 4. 要求 1) 路径成本较少 2) 新建路径为较短路径 3) 新建路径的选择应该避开主干河流,减少成本 4) 新建路径的成本计算,cost=reclass_river+(reclass_sl
13、ope*0.6+reclass_QFD*0.4),其中reclass_slope 为坡度数据,reclass_QFD为起伏度数据,reclass_river为河流成本 5) 寻找最短路径的实现需要运用 ArcGIS 的空间分析中距离制图的成本路径及最短路径、表面分析中的坡度计算及起伏度计算、重分类及栅格计算器等功能完成 6) 提交寻找的最短路径路线图 5. 流程 首先利用高程数据派生出坡度数据以及起伏度数据,然后重分类流域数据、坡度、起伏度数据集到相同的等级范围,再按照上述数据集在路径选择中的影响率赋权重值,最后合并这些数据即可得到成本数据集。给予成本数据集计算栅格数据中各单元到源点的成本距离
14、与方向数据集。最后执行最短路径函数提取最佳路径。 实验5 GIS 地形表面空间分析 实验内容:分析地形表面,提取地形指标(数据见 Data3) 实验环境:ArcGIS Desktop 实验要求 a. 基本要求:给出地形坡度、地形坡向、地形起伏度和地表粗糙度等信息 b. 附加要求:(无) c. 注意事项:(无) 图3 示例如图 3 地形起伏度:是指特定的区域内,最高点海拔与最低点海拔高度的差值。是描述一个区域宏观地形特征的宏观性指标 地形粗糙度:是特定区域内,地球表面积与其投影面积的比例。也是反映地表形态的指标。 实验6 入城高速公路配套定车场的选址分析(数据见 Data4) 在这个例子中,将涉
15、及入城高速公路配套停车场的选址问题,这些公路是进入城市的重要通道。为了方便车主使用,停车场应该靠近入城高速公路的出入口位置; 为了减少对社区居民的影响、降低成本,停车场应该建在已经规划好的,且没有被使用的区域内。 理想的选址要符合以下的条件: 1. 在距公路出口500 米的范围内 2. 有空地可供利用 3. 处于商业区内 实验数据: 1、土地利用数据,属性字段 LU_CODE=VAC 表示空地,即未利用土地.(图 4) 2、城市规划数据:属性字段 ZONE_CODE=COM 表示商业区(图 5) 图 4 图 5 3、街道中心线数据:属性字段:STR_NAME=I 10 的要素表示入城高速公路,
16、属性字段:CLASS=9 即 CLSS_DESC=“Intersatae Ramp”的要素表示高速公路匝道(出入口) (图6) 要求: 1. 利用以上数据,根据给出的限制条件找到合适的停车场选址分布图 2. 记录实验步骤应包括以下的内容,且组织合理。 a) 对问题的阐述及在ArcMap 进行空间分析的过程描述。 b) 得到的中间结果、停车场选址分布图以屏幕截图的形式在报告中体现。 c) 回答问题:满足条件的地块有多少个(可供设立停车场的区域) 实验7 最短路径问题分析与应用(数据见 Data5) 1、背景 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、费用最短、线路利用率最高等标准。 2目的 学会用ArcGIS9进行各种类型的最短路径分析,理解网络分析原理 3、要求 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。 1) 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; 2) 给定访问顺序,按要求找出从家出发,逐个经过访问点,最终到达目的地的最佳路径。 研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。 图 6
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