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GIS课程设计实习报告

22
2020年4月19日
文档仅供参考

成绩：

GIS课程设计报告
院、系、部
城市建设系
专 业
测绘工程
姓 名
杨波
学 号
0802601-20
指导教师
龙岳红 吴德华

07 月 01日

目录

一、 课程设计时间 3

二 、课程设计地点 3

三 、课程设计目的 3

四 、课程设计具体内容 3

1、（任务一）地图矢量化 3

2、（任务一）市级行政区划图制作 4

3、（任务四）市区择房分析 7

4、（任务五）数据转换及3D数据集成 13

五、课程设计心得体会 16

参考文献 16

一、 课程设计时间
6月13日--7月1日
二 、课程设计地点
湖南城市学院实验楼302
三 、课程设计目的
经过ArcGIS9.2的使用，让学生参与到地理数据采集、编辑、管理和分析整个流程的各个环节，对地理信息系统主要功能有个全面深刻的了解，并经过一些实际的数据和任务（如电子地图数据生产，选址分析、道路拓宽分析等常见的GIS实际应用问题）设定，培养学生根据实际问题，选取合适的空间分析手段和方法，制定详细的解决方案，解决实际的问题的能力，培养严肃认真、积极思考的优良作风；使学生尽早接触GIS的应用，真正理解GIS的意义所在，为后续的专业课程打下必要的良好的理论和技能基础。同时ArcGIS9.2是当前功能最全面最为强大的商用GIS专业软件，ArcGIS9.2的良好掌握，也为以后解决实际的问题提供了很好技能基础。

四 、课程设计具体内容

1、（任务一）地图矢量化
目的：熟悉地图屏幕跟踪数字化流程，掌握影像配准，地图读图分层矢量化等基本技能。
数据：昆明市西山区 普吉 地形图 1:10000 地形图――70011-1.Tif
要求：此任务要求全班同学协作完成。具体包括以下部分：
(1) 影像配准（控制点选取、影像校正、影像重采样）。
(2) 地图分幅编号
(3) 地图分层矢量化（如建等高线层和居民地层，并根据影像图进行矢量化，录入高程数据和居民地地名信息，并完成自检）。
(4) 地图拼接和属性检查
任务过程记录：
首先打开ArcCatalog，把已知扫描地图转为*.tif格式，使其在ArcMap中能够打开。
打开ArcCatalog，新建地图要素各个图层的shapefile文件，分别有线（等高线）、面层（居民地），并添加属性，如code、name等。有高程的图层要加elevation属性。
把各设置好的图层拖进ArcMap，并根据不同图层逐层进行地物要素矢量化，并对不同地物赋code码和name加以区别。在本次任务中，我们只对居民地和等高线进行了矢量化。
最后，用编辑器工具对个图层的进行矢量化。

成果图

基本思路及关键问题的解决方法
（1）地图矢量化之前应首先将地图影响配准，然后将图层都统一坐标系，最后将地图二值化。为防止每个人矢量化时所定义的属性表不同，给地图拼接带来麻烦因此在矢量化之前统一属性表。
（2）在矢量化的过程中，由于我画的部分，只有居民地，没有等高线，而有很多的鱼塘，因此我画了鱼塘，因为花鱼塘所定义的图层是多边形的，因此，矢量化质量非常差，最后才知道，画鱼塘应该把图层定义为线形的，最后只好重画了鱼塘。

2、（任务一）市级行政区划图制作
目的：使学生了解符号化、注记、格网绘制以及地图整饰的意义，掌握基本的符号化方法、自动标注操作以及相关地图的整饰和输出的操作。对数字地图制图有初步的认识
数据：上海市部分地图矢量地图，其中包含：
（1） 点图层：区县政府（QXZF.shp）,市政府（SZF.shp）
（2） 线图层：地铁线（DTX.shp）,区县界线（QXJX.shp）,道路（DL.shp）
（3） 面图层：区县界面（QXJM.shp），双线河（SXH.shp）
要求：(1) 确定地图要表示的数据
(2) 确定地图要素的表示方法，即符号化方法
(3) 注记标注
(4) 绘制坐标格网
(5) 添加图幅整饰要素（图例、指北针、比例尺）
实验过程记录
（1） 数据符号化：

（2）地图标注
（3）设置格网

（4）添加图幅整饰要素

最后经过打印预览得到最终成果图

基本思路及关键问题的解决方法：
首先在图层属性中将地图符号化，然后设置地图标注的格式，经过设置格网选项页给图层加一层格网，最后添加图符整饰要素，并设置好它们的布局和大小，使其美观、合理。

3、（任务四）市区择房分析
目的：
熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作，利用各项空间分析工具解决实际问题。
实验数据：
·network.shp：城市市区交通网络图;
·Marketplace.shp：商业中心分布图;
·school.shp：名牌高中分布图;
·famous place.shp：名胜古迹分布图;
·city.mxd：加载以上数据的初始地图文档。
要求：
（1）所寻找的区域要满足以下条件：
离主要交通要道200m之外，也减少噪音污染（ST为道路中类型为交通要道的要素）；
在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中心规模的大小（属性字段YUZHI）来确定；
距名牌高中在750m之内，以便小孩上学便捷；
距名胜古迹500m之内，环境优雅；
（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。

实验过程记录;
1）经过Selecet by Attributes筛选TYPE=ST的主要道路

2）然后对筛选出的主要道路进行缓冲区创立

3）在tools中调出Buffer Wizard按钮，然后点击此按钮进行缓冲区的创立。得到名牌高中在750m之内的缓冲区

4）在创立商业中心服务范围缓冲区时选择based on a distance from an attribute

在创立距离名胜古迹500m以内范围缓冲区时步骤和3）一样，结果如下图。

最后调整各层显示颜色和顺序，显示效果为：

5） 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
① 要相对缓冲区进行重分类，需要把矢量形式的缓冲区改为栅格形式。调出空间分析工具栏，在转换中选择feature to raster.选择所要转换的缓冲区，进行转换。

②打开ArcToolbox下的空间分析工具—reclass—reclasssy重分类

③分别得到前面四个缓冲区重分类后的图像：

6)、运用空间叠置分析对上述 4 个图层进行叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。
定级标准为：
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。
1）在各个缓冲区的属性表中添加一个字段a,b,c,d，并经过字段计算把添加的字段分别赋值为-1，1，1，1。

2）在分析工具中选择Overly—Union把四个缓冲区进行合并。结果如下图所示：

1） 在合并的缓冲区的属性表中添加字段Union, 经过公式a+b+c+d+1字段计算Union的值，得到的值有0，1，2，3，4，对应的等级为五，四，三，二，一。经过筛选和导出得到分等级的合适区域。

4、（任务五）数据转换及3D数据集成
目的
掌握DWG数据到shape文件的转换方法。
掌握DEM的生成方法。
掌握DEM与DRG、DLG叠加显示的方法。
要求学生利用所给的数据完成DEM生成和数据叠加，在ArcScene中完成三维地表模型的构建和显示。
实验数据：
（一）朝阳校区数据
DRG：朝阳校区影像数据
DLG：朝阳校区dwg数据
实验步骤
（1）、DWG数据转换成shape文件

(2)、生成高程点和居民地

在生成高程点和居民地后需对高程点的属性值进行修改（因为原始数据存在一些高程点误差值大的点），选择“Editor”然后再选择“Start editor”筛选那些误差大的点进行改正，改好后选择“Save Editor”修改完成，居民地的属性修改是“height”添加居民地的高度值，然后保存编辑。
2；生成TIN 选择“3D Analyst”下的“Create TIN From Features”

点击OK完成TIN的建立过程

接下来打开Arcsence加载上面生成的TIN

做完上述步骤后将居民地图层添加进来，添加居民地后需对居民地属性进行选择才能成功添加

添加完整图

完成上述步骤还需对结果进行修饰
基本思路及关键问题的解决方法：
打开图之前必须把路径全部设为英文，打开后将老校区图的每个图层的数据导出再用工具栏中的相关工具把图层转化为ArcGIS可识别的Shp文件。打开3D分析工具栏，建立TIN，再将TIN转化为DEM。打开ArcScene，利用相关工具制作出3D地形图。

五、课程设计心得体会
经过做GIS课程的课程设计，我更进一步地理解并掌握了地理信息系统的原理，而且掌握了ArcGIS软件的基本用法和原理，会处理基本的地图和运用基本操作。在课程设计之前，我们做了4次上机实验，上机实验老师给的实验指导书都是中文版本的，而学校电脑的软件是英文版本的，不过在实验过程中遇到了一些困难不过都慢慢解决了，也有了一定的基础，因此此次课程设计做得还算顺利，不过还是没有真正的完成老师要求的任务。经过三周的实习也算顺利的完成了本课程设计，此次课程设计也让我对GIS这门课程以及arcgis软件有了更深刻地理解。
在学习了基本的理论知识后再在实验中来运用，最后再回归到理论上，这种理论与实际相结合的方法让我们更容易掌握一门学科。其实，就在我们从零开始学习一门课程或者软件的时候，虽然有很多很多都不懂，但就在你一步一步地跟着老师和指导书学习的过程中你就会慢慢的学会更多GIS的相关知识。

参考文献
[1]邬伦等编著地理信息系统——原理、方法和应用 北京大学出版社用 1 第一版
[2] [ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程实习教材].汤国安.扫描版
[3]实习指导书 龙岳红编