地理信息系统课程设计--空间地理信息系统.doc

课 程 设 计 报 告

课程名称： 空间地理信息系统
报告内容： 数据数字化制图
专 业： 信息管理与信息系统
班 级： 信息管理与信息系统 131班

一、课程实习概述 3
1.1、目的 3
1.2、要求 3
1.3、软件及系统 3
二、实习操作 4
2.1、所需数据 4
2.2实习步骤 4
2.2.1选取地图 4
2.2.2地图配准 6
2.2.3在ArcCatalog 新建图层 7
2.2.4各图层描线： 9
2.2.5地图修正： 10
2.2.6 各图层属性编辑 13
2.2.7空间数据的可视化表达 14
2.2.8最终制图成果 17
三、景区与陆运缓冲区分析 19
3.1 缓冲区制作 19
3.1.1制作缓冲区--以景点为例 19
3.1.2最终出图 20
3.2叠置分析 21
3.2.1进行叠置分析 21
3.2.2制定等级标准 23
3.2.3属性设定 23
3.2.4进行Union 25
3.2.5增加Class字段 26
3.2.6对等级进行划分与配色 27
3.2.7最终出图 28
四、心得总结 29

一、课程实习概述
1.1、目的
通过数据采集、数字化、地图制作等过程，获取一整套区域数据和以此数据制作的相关专题地图。
1.2、要求
①上交的成果中，包括数据和课程设计报告。
②课程设计报告中，必须有完整的实现过程，包括必要的截图，其中最后的地图必须包括在内。
③地图中有与主题相适应的专题图，如点密度图，等级符合图等最好。
④数据量无需太大，合适的数据量即可。如有三、四个图层，分别有点、线、面。每个图层有十到二十个纪录。评分中，数据量太少，会减分，但数据量多，不会加分。
⑤一人一组，但不合格的作品仍要退回修改。
1.3、软件及系统
本次课程设计使用软件为ESRI公司的ArcGIS 9.3版，主要为ArcGIS Desktop。ArcGIS Desktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用（例如，ArcMap，ArcCatalogTM，ArcTooboxTM以及ArcGlobe）。

计算机操作系统为Microsoft Windows XP Professional SP3版。

二、实习操作
2.1、所需数据
图层：福建政区规划图、福建主要公路分布图、福建铁路分布图、福建高速公速分布图、福建各区政府分布图，福建景点分布图。
福建政区规划图属性：名称（name）、2013年人口、shape、ID；
福建铁路分布图属性：名称（name）、shape、 ID；
福建主要公路分布图属性：名称（name）、shape、ID；
福建高速公速分布图属性：名称（name）、shape、ID；
福建各市区政府分布图属性：shape、ID、政府名称；
福建景点分布属性：shape、ID、景点名称
2.2实习步骤
2.2.1选取地图
现选取两张福建省地图，下载地图如下：

2.2.2地图配准
（1）选择坐标系
在ArcGis中导入福建地图，为和google earth的坐标相匹配，将坐标系选定为大地坐标系，具体操作如下下图：

图2 选择坐标系
（2）择点校准
在地图上取4个控制点，避免其中任意三个点在一条直线上，输入它们的经纬度（可在googlemap上确定经纬度），从而实现配准。
步骤一：打开google earth中经纬度工具提示，如图：

图3打开经纬度提示工具

步骤二：在google earth中读出经纬度：
地区名
经度
纬度
宁德市
119.50
26.65
三明市
117.49
26.25
莆田市
118.88
25.42
龙岩市
116.96
25.07
表1：校准点的经纬度
（3）在ARCMap中进行校准（如下图）：

图4：输入校准点经纬度

图5：校准结果截图

2.2.3在ArcCatalog 新建图层
在这一步骤中，根据制图以及后续分析需要，把相关的图层全部添加到catalog中，并对其相应属性进行设定，如“市政府”“政府”是“point”； “高速公路”、“主要公路”、“铁路”、等是“polyline”； “政区”等是“polygon”，并对其数据结构进行设定。截图如下：

图6 在ArcCatalog 新建图层
建立要素文件时，导入坐标系：

图7 导入坐标系

2.2.4各图层描线：
启用Editor，Start Editing，开始描点。
注：在完成一个政区的描绘后，进行一项操作使此后的描绘可以自动咬合，点击，选择Snapping，将Verter、Edge、End都勾选，就能对相应节点进行自动跟踪。
描绘及配色完成后具体图层效果图截图如下：

图8 跟踪描点设置

图9 政区描点
2.2.5地图修正：
由于在面的画制过程中，会出现两个相交面之间共同边绘制误差的问题，因此对地图进行修正，具体步骤如下：
点开Modify Feature，选定待修正面的节点，将节点移到需要修改的位子，再点击Reshape Feature完成修正

图10 调出工具

图11 地图修正
描绘及配色完成后具体图层效果图截图如下：

图12 福建政区划分图

图13福建各市政府分布图

图14 福建省旅游景点分布

图15 福建高速公路、主要公路、铁路图

2.2.6 各图层属性编辑
在Arcgis中对已经描好的整体图，进行属性值的填写，选取代表图层属性截图如下：

图16 政区划分属性

图17景点属性
2.2.7空间数据的可视化表达
步骤一：view—layer out ，在其中选择自己想要的模板；
步骤二：加入相关地图要素：如标题，比例尺，图例，指北针等等，如下

图18 加入比例尺

图19 选择比例

图20 加入指北针

图21 加入图例

2.2.8最终制图成果

专题图1：福建省政区划分图

专题图2：福建省旅游景点分布图

专题图3：福建省人口分布图
三、景区与陆运缓冲区分析
（陆运包括高速公路、主要公路、铁路）
3.1 缓冲区制作
3.1.1制作缓冲区--以景点为例
①点击缓冲区按钮对选择的铁路分布图进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对象图层选择景点图层，单击next；
②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15千米，单击next；
③由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以选择第一种边界设定类型（Dissolve barriers between），然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成景点缓冲区的建立。

3.1.2最终出图

图22 景点缓冲区

图23 陆路缓冲区
3.2叠置分析
3.2.1进行叠置分析
将景区影响范围和陆路影响范围进行叠置分析的交集操作，可以将同时满足三个条件的区域计算出。打开ArcToolBox，在analyst tools下选择overlay下的Intersect操作，打开交集操作对话框，将景点缓冲区和陆路缓冲区分别添加进来，设定输出文件名并选择全部字段，输出类型和输入类型一样，单击OK，从而获得同时满足三个条件的交集区域。如下图所示：

图24 调用叠置分析工具

图25 叠置过程

图26 景区与陆运叠置结果
3.2.2制定等级标准
为了更直观地看出景区与陆运的关系，综合上述进行分等定级，分级标准是：
①　 第一等级；即同时具备高速公路、主要公路、铁路以及景点的地区
②　 第二等级；即同时具备高速公路、主要公路、铁路，不包含景点
③　 第三等级；即高速公路、主要公路、铁路中具备任意两种和景点的地区
④　 第四等级；即高速公路、主要公路、铁路中具备任意两种地区
⑤　 第五等级；即高速公路、主要公路、铁路中具备任意一种和景点的地区
⑥　 第六等级；即高速公路、主要公路、铁路中具备任意一种的地区
⑦　 第七等级；即景点本身
3.2.3属性设定
分别打开高速公路、主要公路、铁路缓冲区的属性列表，增加一列属性，并赋值为“2”，景点增加一列属性赋值为“1”。如下图：

图27 高速公路缓冲区图层增加列

图28 铁路缓冲区图层增加列

图29 主要公路缓冲区图层增加列

图27 景点缓冲区图层增加列

第一等级：数值为 7；第二等级：数值为 6；第三等级：数值为 5；第四等级：数值为 4；第五等级：数值为 3；第六等级：数值为 2；第七等级：数值为 1。

3.2.4进行Union
打开ArcToolBox，在analyst tools 下选择 overlay 下的 Union 操作，打开图层合并对话框，在要分析的缓冲区逐个添加进去，同时设定输出图层的地址和文件名Union，将全部字段连接，单击OK。

图 28 union 操作
3.2.5增加Class字段
打开生成的Union文件图层属性列表，添加一个短整型字段Class，然后在Editor工具栏下来菜单中选择start editing，然后在属性列表中的class字段上单击右键，选择Calculate values，单击之后，打开Field Calculator对话框，使得class=[景点]+[主要公路]+[铁路]+[高速公路]，即将其进行分等定级。如下图：

图29 Class计算公式

图30 Class计算结果
3.2.6对等级进行划分与配色
将Class字段分等级显示，颜色越深，代表陆路与景区的关系越强；而相对的颜色浅的区域则是交通越不便捷地区。设置颜色后如下图所示;

图31 等级设置及配色
3.2.7最终出图

图32 景点与陆路关系
四、心得总结
这次实习，我选择了福建作为制图对象，不仅学会了很多制作地图的技能，也对福建有了更深刻的理解。在实习过程中，通过自己的探索与老师的指导，学会了如何制作专题图，怎样可以把图做的既漂亮又实用， 学会如何利用理论知识解决复杂的问题，并动手实现 。
本次实习的收获主要有以下几点：
1.会熟练的利用arcgis软件将栅格图像转化为矢量图像，并进行图像配准。
2.使用GIS中数据表功能，掌握建立、更新数据表的方法。
3.对矢量化的图作进一步操作处理，加深对数据获取中误差的理解。
4.掌握GIS系统的专题图、统计图表的类型及制作方法
5.熟练掌握arcgis软件空间数据输入与输出，及图形编辑等功能。
6.了解GIS在一些具体领域的应用实例，工作的流程和工作原理，以及分析需求的方法。

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