地理信息系统实验报告书.doc

地理信息系统实验报告书姓 名： 班 级： 指导教师： 计算机科学与工程学院2014年11月 目录前言-------------------------------------------------3实验一：几何校正-------------------------------------4 实验目的实验原理实验内容与步骤实验二：数据库设计基本流程---------------------------8实验目的实验原理实验内容与步骤实验三：空间分析-------------------------------------11 实验目的实验原理实验内容与步骤实验四：地图制图-------------------------------------17实验目的实验原理实验内容与步骤总结------------------------------------------------21前言通过对《地理信息系统教程》的学习，掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的建立、采集、处理与存储组织、GIS空间分析的原理方法、地图可视化等内容，并了解常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。

本实验课程要求掌握：ArcCatalog的基本操作、ArcMap地图可视化、空间分析等操作强化对课本知识的掌握，并不断学习运用到以后的生活中去实验一：几何校正一、 实验目的 消除或改正遥感影像几何误差二、实验原理几何校正的原理是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统而将地图投影系统 赋予图像数据的过程，称为地图参考由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统， 因此几何校正的过程包含了地理参考过程在进行几何纠正时，可以使用一幅不含地理参 考的图像和一定数量的图像上已知地理坐标的控制点，也可以使用一幅不含地理参考的图 像和一幅具有地理参考的高精度图像三、实验软件ArcGIS 10.2四、 实验内容与步骤（1）地形图的配准－加载数据和地理配准工具 1）打开ArcMap，将：05年淮南土地现状图.JPG、rectify05年淮南土 地现状图wgs84.tif加载到ArcMap中； 2）添加“地理配准”工具栏； 3）把需要进行配准的影像05年淮南土地现状图.JPG增加到ArcMap中， 会发现“地理配准”工具栏中的工具被激活 （2） 添加控制点 1）我们可以从图中均匀的取几个点。

一般地，这些点应该在拐角处 2）找到适当位置，点击添加控制点按钮，根据校正过的图输入控制点 的真实坐标 3）重复以上步骤，直到添加完所有控制点坐标为止 （3） 查看链接表 1）控制点添加完成后，点击查看链接表查看 2）检查控制点，删除残差较大的控制点并重新选取控制点4） 保存结果 1）将结果保存 2）设定数据框的属性：增加所有控制点，并检查均方差，在”配准” 菜单下，点击“更新显示”执行菜单命令“视图”－“数据框属 性”，设定数据框属性 3）在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为与扫描地图 的坐标系一致“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”，，更新后，就变 成真实的坐标 4）矫正并重采样栅格生成新的栅格文件：在”影像配准”菜单下， 点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存 为一个新的影像文件 5）加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框 中删除。

后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影 像进行操作的通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作， 下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化分层矢量化： 在ArcCatlog中创建一个线要素图层 6）从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中，切换到 ArcMap中， 将新建的线要素图层，加载到包含已配准地形图的数据框 中，保存地图文档为Demo.mxd，打开“编辑器”工具栏，在“编辑器” 下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“等高线”要素 类确认编辑器中：任务为――新建要素，目标为――等高线，设置 图层――等高线的显示符号为红色，并设置为合适的宽度 7）将地图放大到合适的比例下，从中跟踪一条等高线并根据高程点判读 其高程，输入该条等高线的高程 8）进行一步练习线要素的其它操作，比如线段的合并、分割、编辑顶点 等操作可参照以上步骤，从地图中提出多边形要素（比如居民地），并 进一步熟悉多边形要素编辑的相关操作。

实验二：数据库设计基本流程一、实验目的 了解GIS数据库设计的概念，掌握GIS数据库设计目标，了解如何进行GIS数据库设计二、实验原理目前，多数GIS软件所提供的数据模型还是图形与属性数据库分开，通过关键字段进行连接所以本实验的目的是让学生初步了解常用GIS软件数据模型，以及如何在数字化后进行属性数据的创建和编辑 三、实验软件Arcmap 10.2四、 实验内容与步骤1） 在创建的地理数据库之间要完成数据库的概念设计，每一个图层对应一 个数据表，在ArcCatalog中“要素类”的概念与之对应可以将多个要素 类组织成为一个“要素集”，在同一个要素集中的要素类都具有相同的地 理参考（坐标系相同）2） 在ArcCatalog的目录树中，在文件目录栏右键新建个人地理数据库，命 名为huainan.mdb在huainan.mdb右键导入多个要素类，将文件夹下面 的多个shape文件导入进来 3）右键点击数据库文件 “huainan.mdb”,在出现的菜单中，选择[新建]>>[要 素数据集]，在出现的对话框中输入要素集的名称并为其指定一个坐标 系，在这里，我们设定坐标系为：GCS_WGS_1984，这是一种被GPS 采用的地理坐标系。

4）右键点击新建的要素集-zuobiaoxi，在出现的菜单中选择[新建]>>[要 素类]，在出现的对话框中输入要素类的名称－公交站点，点击<下 一步>,再次点击<下一步>按钮在出现的对框中选择“Shape”字 段，修改字段的几何类型为“点”（表示此要素类中将要存储的要 素类型是点要素，我们准备用来存储公交站点） 5)在出当前的对话框中，我们新加两个字段“站点名称”、“公交站点编 号”，数据类型都设置为“Text”.点击“完成”按钮这样我们就完 成了要素类的定义可以将这个要素类（图层）加入的ArcMap中， 进行数字化的工作，从背景地图中提取公交站点的位置l 6)新建数据表：右键点击地理数据库－huainan.mdb，在出现的菜单中， 选择[新建]>>[表]，输入表名称：公交线路，点<下一步>,再次点<下 一步>，在对话框中，新添加两个字段 “公交站点编号”、“公交线路” （数据类型都设为Text） 7)创建公交站点到公交线路一对多的关系（1:M）：右键选择地理数据 库－huainan.mdb，在出现的菜单中选择<新建>-<关系类>，对以下内 容进行设定，其它设置接受默认选项即可。

8)以上步骤完成后，ArcCatalog中就可以看到，在地理数据库 huainan.mdb中，有一个要素集（zuobiaoxi），其中包含一个要素类(公 交站点)、一个数据表（公交线路）、一个关系类（公交站及公交线1:M） 然后再拖放数据到ArcMap中，编辑属性数据及进行1：M的空间查 询，最后导入GPS数据，生成图层即可实验三：空间分析一、 实验目的 1）了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作 2）掌握矢量数据与栅格数据间的转换，栅格重分类(Raster Reclassify)、 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、 面积制表 （Tabulate Area） 、 分区统计(Zonal Statistic)、 缓冲区分(Buffer) 、 采样数据的空间内插(Interpolate)、 栅格单元统计（Cell Statistic） 、 邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途 3）为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。

二、实验原理 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信 息的过程三、实验软件 ArcGIS 10.2四、实验内容与步骤（1）矢量数据的空间分析 1)打开ARCMAP软件，打开实验数据文件，将相关文件加入软件中； 2）主干道噪音缓冲区的建立选择交通网络图层（network.shp），打开 图层的属性表，在菜单中选择select by attributes,在select by attributes对话框中，左边选择“TYPE”, 双击将其添加到对话框下 面SQL算式表中，点中间“= ”，再单击Get unique values 将 TYPE 的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添 加到SQL算式表中,单击 APPLY 按钮，就将市区的主要道路选择出来 3）点击缓冲区按钮，对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对 象图层选择交通网络图层（network ），然后将下面的Use Only the Selected Feature（仅对选择的要素进行分析）选中，单击 next ； 4）确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法（At a specified distance）， 指定缓冲区半径为 200 米，单击 next ； 5）由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里。