地圖學和地理信息系統課程設計報告

1、<p>　　地圖學與地理信息系統 </p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　班級序號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p

2、>　　指導老師： </p><p><b>　　地圖學實習報告</b></p><p>　　一． 實習的內容3</p><p><b>　　二．實習的步驟3</b></p><p>　?。ㄒ唬┰诓輬D上進行制圖綜合 3</p><p

3、>　?。ㄈ?制作圖例板4</p><p>　?。ㄋ模?圖像配準5</p><p><b>　?。ㄎ澹?矢量化5</b></p><p>　?。ㄆ撸?拼圖、整圖變換、生成1:10萬標準框、套圖框10</p><p>　　三． 實習中主要問題的解決方法10</p><p>　　四．

4、收獲、體會或意見、建議10</p><p>　　地理信息系統實習報告</p><p>　　一、  實習目的 12</p><p>　　二、  問題分析12</p><p><b>　　三、實習內容12</b></p><p>　?。ㄒ唬〢r

5、cGIS中GRID的建立12</p><p>　　（二） ArcGIS中TIN的建立15</p><p>　?。ㄈ?ArcGIS中DEM的應用18</p><p><b>　　總結 26</b></p><p><b>　　地圖學實習報告</b></p><p

6、><b>　　實習的內容</b></p><p>　　采用1:5萬地形圖為基本資料，其圖名號分別為高家堰鎮(zhèn)（H49E009013），猇亭區(qū)(H49E009014)，長陽土家族自治縣(H49E010013)，枝城市(H49E010014)。我們小組的分到的是枝城市的地形圖。</p><p>　　采用等大編繪法，一組學生編繪上述1:5萬地形圖中的一幅（即1/4幅1:

7、10萬的地形圖），最后將相鄰四幅1:5萬地形圖拼成一幅1:10萬的地形圖。</p><p>　　我們是四人一組編繪1:5萬地形圖的其中一幅，即枝城市地形圖。大家首先對此次實習采用MapGIS K9 以1：5萬地形圖為基礎編繪1：10萬地形圖的具體工作進行了分工。我的部分是枝城市的交通網及其附屬地物，境界、管線，獨立地物、高程點及測量控制點。</p><p><b>　　二．實習的

8、步驟</b></p><p>　?。ㄒ唬┰诓輬D上進行制圖綜合 </p><p>　　對于初次使用MAPGIS的學生而言，很難直接在計算機上準確地進行綜合。因此，要求學生在用MAPGIS進行編圖之前，首先用彩筆或鉛筆在草圖上進行綜合取舍。 各要素的綜合原則及指標規(guī)定如下：</p><p><b>　　a. 控制點&#

9、160;</b></p><p>　　圖上的控制點，包括三角點、水準點及埋石點全部選取。其高程注記精確至0.1米。      </p><p>　　b. 獨立地物   </p><p>　　優(yōu)先選取表示第一類高大的方位物如煙囪、水塔、塔形建筑物、科學測站、

10、電視發(fā)射塔、氣象站、紀念碑、亭等。對于沒有方位意義的地物符號可大量舍去，如露天設備、棚房、窯、水磨房、水車、舊碉堡、舊地堡、敖包、麻尼堆等。</p><p><b>　　c. 高程點   </b></p><p>　　高程點選取指標為：5個/100cm2；高程注記精確至1米。 </p><p>

11、　　選取原則：選取有控制意義的獨立山頭、山頂或重要地物的高程；選取全圖最高點和最低點；每塊山體的最高點；有山峰名稱的高程點；一、二類方位物上的高程點；線狀物體交叉點等。選取后要求分布均勻。</p><p>　　d. 水系及附屬物 </p><p>　　資料圖上的單線仍以單線表示，線粗為0.1~0.4mm。圖上寬度不足0.8mm時，應以單線表示。</p>&

12、lt;p>　　選取長度≥14mm的河流； </p><p>　　選取圖上面積≥16mm2的湖泊、水庫； </p><p>　　河寬、河深、河底性質及橋的說明注記均不表示。</p><p>　　e. 居民地    </p><p>　　街區(qū)式居民地圖形均以其輪廓形狀來表

13、示。其輪廓形狀可作較大的概括。 </p><p>　　農村式散列式或街區(qū)周圍獨立房屋的選取指標約為1/2。優(yōu)先選取居民地的中心部分，其距離較遠的房屋一律舍去，選取時應注意居民地的分布密度。 所選上的居民地均注出其名稱。      </p><p><b>　　f. 道路網 

14、0; </b></p><p>　　鐵路、公路（高速公路、等級公路、等外公路）除次要支叉可舍外，全部表示。 機耕路作為高級道路的補充，僅表示通往鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、大居民地的機耕路。小路一般不表示。 鐵路車站、雙線路上橋梁基本表示，不注站名。 隧道全部表示、路堤在圖上長于12mm時可表示。</p><p><b>　　g. 地貌&

15、#160;  </b></p><p>　　新編圖采用的等高距為40m，200m之整倍數為計曲線。 </p><p>　　山坡上兩谷間的距離不應窄于6mm。；山脊上相鄰很近的小山頭，其間距小于0.5mm時，可以合并； 圖上長于3cm的干河床應表示；選取具有重要意義和有方位作用的山名注記。 適當選注等高線注記。 

16、0;   </p><p><b>　　h. 管線</b></p><p>　　包括高壓輸電線、通訊線和管道。只表示通往城鎮(zhèn)、廠礦、工農業(yè)中心的高壓輸電線路。 土城墻、磚石城墻應全部表示。</p><p><b>　　i. 土質、植被 </b></

17、p><p>　　只繪出面積在20平方毫米以上各種植被的地類界。 圖上面積大于8平方厘米的植被需注出植被種類和高度。  </p><p><b>　　數據的輸入 </b></p><p><b>　　a. 數字化輸入 </b></p><p>　

18、　數字化輸入按基本圖元（點、線、面）方式進行。點圖元的數字化只采集其定位點；線圖元數字化只跟蹤基線；面圖元的數字化是用游標跟蹤其區(qū)域輪廓線。其基本過程為： 數字化儀初始化---> 裝入文件---> 圖元數字化---> 保存數據文件      </p><p>　　b. 掃描輸入 

19、;  </p><p>　　掃描輸入是通過掃描儀直接輸入圖，并以刪格形式存儲于圖形或圖像文件（*.tif）中，然后經過矢量化轉換成矢量數據，存入點、線文件中。 本次實習就采用了這種輸入形式。  </p><p><b>　　制作圖例板</b></p><p>　　圖例板的主要作用在于方便地提供市

20、區(qū)固定參數。在四個小組所做的地形圖最后需要拼成一幅圖的前提下需要四個小組所使用的圖例是一樣的。</p><p>　　在此次實習中，由大組組長做實例，經過討論實驗確定了最終的圖例板。</p><p><b>　　圖像配準</b></p><p>　　由于手工操作誤差、數字化設備精度、圖紙變形等因素，需要進行圖像配準，才能使之滿足精度要求。如圖所示

21、</p><p><b>　　矢量化</b></p><p>　　a. 劃分圖層   </p><p>　　劃分圖層有利用圖形的編輯與檢索。當我們對每個要素進行編輯時可以調入相應的圖層，無關圖層不調入，這樣進入工作區(qū)的數據就可以大大減少。 地形圖的分層如下：</p><p&g

22、t;　　第一層 方里網；第二層 測量控制點 、獨立地物及高程點；第三層 居民地；第四層 交通及其附屬物；第五層 水系及其附屬物；第六層 等高線；第七層 特殊地貌；第八層 境界、管線；第九層 植被；第十層 注記。</p><p>　　b. 裝入光柵文件：選擇文件菜單下的裝入文件命令，裝入相應的ti

23、f文件。      </p><p>　　c. 設置矢量化參數：矢量化參數包括矢量化時的幾個必須的控制參數.</p><p>　　d. 設置矢量化范圍：如果選擇窗口方式，用光標在需要矢量化的區(qū)域，拖出一個窗口即可。     </p><p&g

24、t;　　e. 開始矢量化   </p><p>　　矢量化的目的是把讀入的柵格數據通過矢量跟蹤，轉換成矢量數據。一般有4種矢量矢量方式：全自動矢量化、交互式矢量化、封閉式單元矢量化和高程自動賦值。通常采用交互式矢量化。其基本方法是移動光標，選擇需要追蹤的矢量化的線，沿著柵格數據線的中央追蹤。每當跟蹤一段遇到交叉的地方就會停下來，讓你選擇下一步的跟蹤方向和路徑。當一條線跟蹤完

25、畢后，按鼠標右鍵，即可終止一條線，如果此時按住CTRL鍵，同時按右鍵，此線終止并封閉一條線。于是可以開始下一條線的跟蹤。在矢量化時，注意不要用鼠標加點，用F8手工加點。在矢量化等高線時，選定一條線盡可能地跟蹤到底，防止矢量化后斷線太多，給以后的工作帶來許多不便。對于小山頭，在矢量化選擇線型時，選用橢圓線來矢量化，可一步到位。在彎曲度較大的地方采用F8鍵給線上加點，可更準確地進行矢量化。</p><p>　　其中我

26、所做的部分為第二層 測量控制點 、獨立地物及高程點 ，第四層 交通及其附屬物，第八層 境界、管線 。</p><p>　　首先新建了線圖層，為第四層 交通。依據1:5萬枝城市的地形圖繪制1:10萬的地形圖的交通網。如圖所示</p><p>　　第二步新建點圖層，為第四層 交通附屬物，主要有隧道，路堤，人行橋，車行橋。下圖

27、為交通附屬物的細節(jié)圖</p><p>　　下圖為交通附屬物的全圖</p><p>　　第三步新建線圖層，為第八層 境界、管線圖層。圖中主要包括高壓輸電線、通訊線和管道，還有通往城鎮(zhèn)、廠礦、工農業(yè)中心的高壓輸電線路，土城墻、磚石城墻全部表示。以及境界線，全部保留。如下圖所示</p><p>　　第四步新建點圖層，為第二層 測量控制點 、獨

28、立地物及高程點圖層，主要包括的獨立地物有優(yōu)先選取表示第一類高大的方位物如煙囪、水塔、塔形建筑物、科學測站、電視發(fā)射塔、氣象站、紀念碑、亭等。圖上的控制點，包括三角點、水準點及埋石點全部選取。以及部分重要高程點。如下圖所示</p><p>　　第二層 測量控制點 、獨立地物及高程點細節(jié)部分如下圖所示</p><p>　　最終對圖層整合，觀察圖中缺陷部分，加以補充，完善，結

29、果如下所示</p><p>　　拼圖、整圖變換、生成1:10萬標準框、套圖框</p><p>　　a.將所有的點、線文件按順序放入一個工程文件中</p><p><b>　　b.合并同類文件</b></p><p>　　c.在編輯中拼接好圖幅內的各要素 通過移點、平差、刪除等手段來拼接。</p><p

30、>　　d.整圖變換 設比例參數：x比例：0.5 y比例：0.5 將原圖縮小1/2 。</p><p>　　e.生成1：10萬標準框</p><p>　　f.用該標準框套原圖 將該標準框的西南圖廓點和原圖廓點移到一起，那么這個標準框就套好了原圖。 </p><p>　　實習中主要問題的解決方法</p><p>　　在此次實習中遇到了

31、許多問題，但最終都被克服了。在最開始繪制交通網線圖層時，由于對道路的取舍不夠明了，于是在一開始繪制時將小路也繪制出來了，在對圖中的鄉(xiāng)村路和小路進行了區(qū)分后又重新開始了交通網線圖層的繪制。由于在繪制中式黑白圖像，優(yōu)勢一不注意就會將河流當做機耕路繪制，所以在繪制時需要對著彩色地圖進行檢驗。在獨立地物和控制點的繪制中需要非常仔細，繪制出每一個控制點，以及重要的獨立地物。</p><p>　　收獲、體會或意見、建議<

32、;/p><p>　　在這次的《用MapGIS K9編制1:10萬地形圖》的課程設計實習中，我能夠更加熟悉使用MapGIS K9編制地圖的全過程及基本方法，了解MapGIS K9在制圖領域中的應用。鞏固了課堂上所學的地圖編繪的基本原理、綜合原理和方法，提高了我們的專業(yè)水平和動手能力，為靜候的工作打下了堅實的基礎。</p><p>　　在這一次的實習中體驗到了大家的團結協作。而且只有將平時在課堂上

33、學習到的知識應用到實踐中，才能夠更加熟練地掌握知識，對課本中所講的內容深有體會。</p><p>　?。≒S：小組成果圖以及大組整合圖在下一頁）</p><p><b>　　小組成果圖</b></p><p><b>　　大組整合圖</b></p><p>　　地理信息系統實習報告</p>

34、;<p>　　在這次地理信息系統課程設計實習中，學習并且實踐了許多例子，我將從中選出一個例子進行詳細說明。我選取的是3.12 ArcGIS中DEM的建立及應用 的例子。</p><p><b>　　一、  實習目的 </b></p><p>　　DEM是對地形地貌的一種離散的數字表達，是對地面特性進行空間描述的一種數字方法

35、、途徑，它的應用可遍及整個地學領域。通過對本次實習的學習，我們應： </p><p>　　加深對DEM建立過程的原理、方法的認識； 2、 熟練掌握ARCMAP中建立DEM、TIN的技術方法。 3、 結合實際、掌握應用DEM解決地學空間分析問題的能力。 </p><p><b>　　二、  問題分析&l

36、t;/b></p><p><b>　　問題提出：</b></p><p>　　DEM模型是三維模型顯示的基本數據，它是更具采集區(qū)域地形等高線及重要特征點、線圖形數據，按一定曲面插值方法擬合生成的。DEM可以完全代替?zhèn)鹘y使用等高線地形圖對地形進行描述，滿足對等高線數據相同的各種需求。</p><p>　　本節(jié)給出的問題是選址的空間分析問題

37、，選址的目的是找到一塊試驗田進行提高燕麥生產量的試驗。選址確定后還要更具該地塊的價格制定預算。</p><p>　　本節(jié)的例子中是對為了完成選址，進一步熟悉檢索、疊加分析、緩沖區(qū)分析等操作。</p><p>　　在ArcGIS中利用Spatial Analyst 和Analyst 工具欄可以進行數字地面模型的應用，除了顯示空間位置的X，Y坐標外還是顯示第三維的

38、數據，通常第三維為高程，可以是溫度、濕度等。這一節(jié)主要學習ArcGIS中Spatial Analyst 和Analyst 工具欄的三維應用。 利用ArcGIS中的3D Analyst 項，選擇Interpolate to Raster的spline項設置，最終完成網格DEM生成。</p><p><b>　　三、實習內容&l

39、t;/b></p><p>　?。ㄒ唬〢rcGIS中GRID的建立</p><p><b>　　1.連接數據</b></p><p>　　啟動ArcCatalog，將數據連接到ArcCatalog。</p><p><b>　　離散點</b></p><p>　　在Ar

40、cGIS中可以在離散點數據的基礎上，才用一定的內插方法生成格網DEM，也可以由TIN轉化為柵格。</p><p>　　啟動ArcMap，在Customize選項單擊，選擇Extensions菜單，將3D Analyst勾選上，如下圖所示</p><p>　　（2）在工具欄空白處單擊右鍵，選擇3D Analyst工具欄，如下圖所示</p><p>　　在右側Arcto

41、olBox中，選擇3D Analyst Tools下的Raster Interpolation，再選擇Spline項。則會彈出Spline對話框，并且設置Spline對話框參數。如下圖所示</p><p>　　單擊OK鍵按鈕，完成格網DEM生成。如下圖所示</p><p>　　TIN轉換為GRID</p><p>　?。?）在右側ArctoolBox中，選擇3D A

42、nalyst Tools下的Convertion-->TIN to Raster項，彈出Convertion TIN to Raster對話框，在對話框中設置參數。如下圖所示：</p><p>　　單擊OK鍵按鈕，結束生成格網DEM的過程。如下圖所示：</p><p>　　ArcGIS中TIN的建立</p><p>　　1.離散點生成TIN</p>

43、<p>　?。?）利用ArcToolBox中3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Data Management-->TIN-->Create TIN,彈出Create TIN對話框，并且設置Create TIN對話框參數。如下圖所示：</p><p>　　單擊OK按鈕，結束矢量要素生成TIN的過程。如圖所示：</p><p><b>　　等高線

44、生成TIN</b></p><p>　　（1）方法同離散點生成TIN，不同之處是在Create TIN 對話框中，在Layers下拉列表框中選擇要生成TIN的要素是contour.shp，彈出對話框設置參數。如圖所示：</p><p>　　（2）單擊OK按鈕，結束矢量要素生成TIN的過程。如圖所示：</p><p>　　3.GRID轉化為TIN</

45、p><p>　?。?）利用ArcToolBox中3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Convertion-->From Raster-->Raster to TIN,彈出Raster to TIN對話框，并且設置Raster to TIN對話框參數。如下圖所示：</p><p>　　單擊OK按鈕，完成格網TIN生成。如下圖所示：</p><p>　

46、　ArcGIS中DEM的應用</p><p>　　生成等高線（contour）</p><p>　　啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕，添加dem數據層。如圖所示：</p><p>　　設置分析環(huán)境。在3D Analyst工具欄的3D Analyst下拉菜單中，單擊Options項，設置工作目錄；設置Extent為“Same as Layer “dem””

47、，設置Cell Size為“Same as Layer “dem””。</p><p>　　單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Raster Surface-->Contour彈出Contour對話框，并且設置Contour對話框參數。如下圖所示：</p><p>　　單擊OK按鈕，生成等高線圖。如圖所示：</p><p><b>

48、　　逐條做等高線</b></p><p>　　啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添加dem數據層。</p><p>　　利用Create Contours按鈕單擊dem數據的任一點，立即產生一條過該店的等高線。如圖所示：</p><p><b>　　剖面圖</b></p><p>　　啟動ArcMap

49、，單擊Add Data按鈕添加dem數據層。</p><p>　　單擊Interpolate line按鈕，鼠標變?yōu)槭止鈽恕?lt;/p><p>　　用鼠標在DEM上繪制剖面線，雙擊鼠標左鍵即可結束剖面線的繪制。</p><p>　　單擊Profile Graph按鈕，繪制剖面圖，繪制的剖面圖顯示在圖框中。如圖所示：</p><p><b

50、>　　生成坡度</b></p><p>　　啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添加dem數據層。</p><p>　　單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Raster Surface-->Slope彈出Slope對話框，并且設置Slope對話框參數。如圖所示：</p><p>　　（4）單擊OK按鈕，生成坡度圖。如圖所示

51、：</p><p><b>　　曲率圖</b></p><p>　　利用上一步得到的坡度圖再求一次坡度。</p><p>　　單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Raster Surface-->Slope彈出Slope對話框，并且設置Slope對話框參數。</p><p>　　單擊OK按鈕，生成曲率

52、圖。如圖所示：</p><p><b>　　坡向計算</b></p><p>　　（1）利用上一步得到的坡度圖再求一次坡度。</p><p>　?。?）單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Raster Surface-->Aspect彈出Aspect對話框，并且設置Aspect對話框參數。如圖所示：</p>&

53、lt;p>　　單擊OK按鈕，生成坡向圖。如下圖所示：</p><p><b>　　生成山體陰影</b></p><p>　?。?）啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添加dem數據層。</p><p>　?。?）單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Raster Surface-->Hillshade彈出Hills

54、hade對話框，并且設置Hillshade對話框參數。如圖所示：</p><p>　?。?）單擊OK按鈕，生成山體陰影。如下圖所示：</p><p><b>　　可視性分析</b></p><p><b>　　8.1同時性分析</b></p><p>　　啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添

55、加一個TIN或Raster文件。</p><p>　　單擊3D Analyst工具欄的Create Line of Slight按鈕，鼠標變?yōu)槭止鈽?。彈出Line of Slight對話框，在對話框中可以設置觀測點和目標點的偏移值，此處時用的是系統的默認值。如下圖所示：</p><p>　　用鼠標在dem中單擊確定觀測點，再次單擊鼠標確定目標點，地圖窗口中出現一條紅綠相間的直線，如圖所示

56、。綠色代表從觀測點到目標點的可視區(qū)域，紅色代表從觀測點到目標點的不可視區(qū)域。</p><p><b>　　8.2可視域分析</b></p><p>　　（1）啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添加一個TIN或Raster文件。</p><p>　　（2）單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Visibility-->V

57、iewshed彈出Viewshed對話框，并且設置Viewshed對話框參數。如圖所示：</p><p>　　單擊OK按鈕，生成可視域圖。如圖所示：</p><p>　　在ArcMap目錄表中，將Not Visible設置為無色填充，而將Visible設置為紅色填充。</p><p>　　在ArcMap中，選擇Effects工具欄，設置透明度為66%透明。結果如圖所

58、示。其中紅色區(qū)域即為觀察點的可視區(qū)域，而其他區(qū)域不可視。</p><p><b>　　儲蓄量計算</b></p><p>　?。?）啟動ArcMap，單擊Add Data按鈕添加dem數據層。</p><p>　?。?）單擊3D Analyst Tools下拉菜單，選擇Functional Surface-->Surface Volume

59、。彈出Surface Volume對話框。設置Surface Volume對話框參數。如圖所示：</p><p>　　單擊OK按鈕，結果將保存到surface.txt文件中。如圖所示：</p><p>　　（4）完成儲蓄量計算。</p><p><b>　　總結 </b></p><p>　　當今信息技術突飛猛

60、進，信息產業(yè)獲得空前發(fā)展，信息資源得到爆炸式擴張。信息時代人類對信息資源采集、管理、分析提出了很高的要求。地理信息系統是一門集計算機科學、信息科學、現代地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學和管理科學為一體的新興邊緣學科。地理信息系統迅速發(fā)展不僅為地理信息現代化管理提供契機，而且有利于其他高新技術產業(yè)的發(fā)展。GIS的用途十分廣泛，不僅涉及國民經濟的許多領域，如交通、能源、農林、水利、測繪、地礦、環(huán)境、航空、國土資源綜合利用等等

61、，而且與國防安全密切相關。在未來“數字地球”的建設中，GIS將起十分重要的作用。研究GIS的理論與技術，開發(fā)GIS軟件產品以及推進和深化GIS各類應用已經成為國內外科技界和產業(yè)界的一大熱點，意義十分重大。GIS在地學領域發(fā)揮越來越重要的地位，學好這門課成為我們必要。  </p><p>　　通過此次課程設計實習，我們基本掌握了GIS的入門知識。雖然學習的過程中困難不少，但通過咨詢老師和同學們的