《地理信息系统基础实习》实习报告封面

学 号 1321050211

实习报告

起止日期： 2016 年 6 月 27 日 至 2016 年 7 月 8 日

地质与测绘学院

2016年7 月 8 日

一、实习目的

通过本实习课程，可以使学生基本掌握一般GIS应用技术，熟练掌握常用GIS软件的操作使用。能够独立开展GIS在计算机方面的应用，以适应社会的需要。GIS融合了信息论、控制论、系统工程、人工智能等技术，学生们需要综合所学各科课程的知识和实验技能，结合地理信息系统的知识，才能做好有关地理信息系统的实验，从而获得系统级的分析、设计、管理、应用的能力。

2、实习内容

1.空间数据库管理及属性编辑

2.影像配准及矢量化

3.空间数据处理

4.空间分析基本操作

5.缓冲区分析应用

6.TIN及DEM的生成和应用

7.3D可视化分析

8.ArcMap制图－地图版面设计

3、实习步骤

一、空间数据库管理及属性编辑

1、建立个人数据库

打开ArcMap将文件链接到现有基础数据文件夹下（Ex1）,之后再本文件夹下新建个人地理数据库，命名为Yunnan。

2、在新建的个人地理数据库按上述方法建立数据集并命名为YunnanDataset。之后根据现有的云南数据为新建的数据集导入坐标系，从导入的坐标系可以看出做标系为北京54坐标系。

3、在新建的坐标系下建立要素类（多个）。将现有的云南数据都添加到要素类中，之后单击确定。

4、添加完成的数据如图所示

5、将基础数据云南县界，云南道路，云南县城添加到图层中。

6、在新建的数据集中再新建一个要素类，命名为Text_text，设置要素的类型为面类型,点击下一步，在新弹出的对话框中新增两个字段name和Area，设置字段类型分别为Text和Double。

7、对新建的要素类进行编辑。打开Editor编辑器，对Text_text进行编辑，并创建要素，用矩形和圆形工具框选Text_text中的图形要素，之后保存编辑内容。

8、选择Text_text右键，之后选择打开属性表，选择Area字段，然后选择计算几何，设置计算单位，分别计算所选区域的面积（Area）

9、求出Text_text要素中包含原图层的道路，选在系统工具箱下的Analysist Tools的相交（Intersect）,选择输入要素为云南道路和Text_text为输入数据，选择输出路径，点击确定。

10、打开生成的要素查看结果。

11、将生成的要素的中包含原图层的部分要素擦除。

二、构建拓扑关系

1、选择文件夹链接下的文件（Ex2）下新建个人地理数据库，命名为tuopu，在其下再新建一个数据集，将坐标导入，点击确定。

2、在新建的数据集中导入要素类（多个），将Blocks和Paraces导入。

3、在新添加到图层中的Blocks和Paraces的字段类型进行修改，res表示为居民区，no_res表示为非居民区。

4、在新疆的拓扑数据集下新建拓扑，拓扑的名称为默认，之后将Blocks和Paraces全部添加进去，之后将级数设置为1，添加拓扑关系，之后点击确定。

5、将新生成的拓扑添加到图层中，便可看到出现的错误。

6、调用编辑器修改错误，打开错误按钮，将里面出现的错误删除，修改后的结果为：

7、点击保存结果。

三、影像配准

1、在Ex3下新建个人地理数据库，之后再新建数据集，之后再新建的数据集下将现有的要素导入进来，结果如图：

2、在新建的要素数据集下建立几何网络，将现有的所有数据都添加进去，建成之后的结果如图：

3、地理配准

1、打开实验数据Ex3，将数据加载进来，之后选择编辑工具，开始编辑，在打开的地图上按照图幅上的坐标均匀的选取5到6个控制点，并对每个控制点输入相应的坐标，结果如图：

2、配准之后的结果如图：

四、矢量化

1、将全国24小时降雨量分布图片和纠正参考加载进工作空间，打开地理处理工具，在两图上分别选择特征点为控制点，以达到配准的目的。

2、打开地理配准工具，分别在两幅图当选择特征点为控制点，直至选择的控制点后是两幅图能基本重合，在本实验的过程中，需要通过变换在控制点列表下的投影方式来使得两个图达到重合目的。

3、在数据文件夹下新建Shapefile文件，命名为rainfall，选择要素类行为面要素，点击编辑按钮，根据参考数据文件，为Shapefile文件导入坐标系。

4、点击开始编辑rainfall,点击创建要素,利用多边形工具对rainfall进行矢量化，在矢量化之前打开rainfall的属性表，新添加文本类型的字段Type，分别对矢量化的区域赋不同的属性，在矢量化的过程中，由于行政区域边界形状比较复杂，因此在矢量化的过程中很费力同样存在较大的误差，因此在矢量的过程中用到了相交工具，使得区域边界得以优化。

5、专题地图的制作

在制作成的地图要素下，加入标题、插入比例尺，设置边框样式，设置图例，插入指南针，结果如图。

五、空间数据处理

1、裁剪

将云南界限数据和Clip,打开Analysist Tools工具，打开Clip工具，将数据输入，进行裁剪，之后分别将其他三块区域进行裁剪。

2、追加

打开Data Management中的General选择Append,将之前分开的后三块区域分别添加到第一块区域上。

追加之后的结果如下图所示：

3、融合

导入云南界限数据，选择Data Management下的Genelize下的Dissolve,之后将上步数据加载进来，并勾选Chinese字段。

4、求某一景洪区域森林覆盖面积

导入西双版纳县界和西双版纳森林覆盖两数据，因为西双版纳森林覆盖没有地图投影，所以对西双版纳森林覆盖做地图投影，打开Data management Tools，选择Projection And Transformation下的Define Projection ，之后再进行投影，投影到高斯克吕格北京54 CM 102E上。

5、在新生成的定义了投影的森林覆盖上添加一个Area字段，并计算面积。

6、打开叠加分析中的相交，

7、求出每个县所在的市的操作，同样是进行融合操作，只是将融合字段改为所属洲即可，结果如图，

8、求每个市所属省，要在云南县界_Clipgai1的属性表中添加省这个字段，打开属性表，再点击表选项下的添加字段，字段名称为省，类型为双精度，并为省字段全部赋值为1。然后再进行融合，此时融合字段为省，

9、将上一个结果数据进行融合，进而求出每个县的森林覆盖面积，双击系统工具箱下Data Management Tools里的制图综合下的融合，在弹出的对话框里输入如图所示内容，融合字段为CHINESE：

点击确定，得到结果，右键所得结果点击属性，再点击符号系统中类别，值字段为CHINESE，并添加所有值，进而对其进行渲染，结果如图：

再右键结果图，打开其属性表，在其中添加面积字段，类型为双精度，再右击Area字段点击计算几何，属性栏为面积，单位为平方千米。结果为：

10、将投影过的西双版纳森林覆盖数据与西双版纳县界进行联合，双击系统工具箱下的Analysis Tools下的叠加分析里的联合，对话框里内容如图：

点击确定，结果为：

11、对联合的结果进行投影，使其与投影过的西双版纳森林覆盖数据具有相同的投影，

双击系统工具箱下Data Management Tools里的投影与变换里的要素下的投影，在弹出的对话框里输入如下内容：

点击确定得到结果，

12、再将得到的结果进行筛选，选出景洪县，双击系统工具箱下的Analysis Tools下的提取分析下的筛选，在弹出的对话框里输入如图所示内容:

点击确定，结果为：

六、栅格数据的操作

1、栅格矢量转换

1、加载数据Slope和Landuse数据，

2、在试验四数据下新建Shapefile文件，命名为Text1，选择区域类型为面。

3、在打开的数据中画一个面域，进行栅格转面操作

4、再对数据进行栅格转面操作

转换之后的结果如下：

5、打开栅格计算器进行计算，发现运行之后的结果误差相对较大

6、对试验结果进行按淹没提取，对比之前的结果，发现结果相对较好。

运行结果如下：

7、重分类

对Slope数据进行重分类，将结果分为三类，分别是0-----10,10-----20，以及20以上

8、对所选区域进行面积制表，

9、区域分析， 统计出资源分布的平均值

10、以统计类型为SUM做统计

11、差值分析，首先打开ArcToolbox中的环境，修改范围处理中的范围为与图层“YNBoundary”相同。

进行差值分析，选择字段为Y01和Y02分别进行分析。

执行之后的结果如图：

12、用栅格计算器计算两年的平均温度

13、进行像元分析

+-

七、缓冲区分析

7.1、对基础数据点线面分别做欧氏距离，

生成的结果如下图：

7.2、进行选址分析，在基础数据基础上对城镇500米以外，保护区600米以内的基础设施不得进行改动，分析出可变化区域的范围。

1、打开基础数据，将保护区和城镇区域进行欧氏距离的转换，输入Urban数据，之后在环境设置下选择Utban，点击确定。

2、之后再对保护区600米内和城镇区域500米外进行重分类，将保护区分为2类，0----600米为属性1,600米之外属性为0。

3、将城镇区域也分为两类，500米以内属性为0,500米以外属性为1，

4、为了求出受影响范围不同程度，需要将两个重分类结果进行栅格运算。运算结果如下：

5、选址分析，求出在距离学校750米范围内，距离重点超市400米内，远离城市主干道200外并且距离风景旅游胜地500米内的居住地点，将分析结果分类为4类，评定出选址的区位优势度。

5.1先加载fanous place、school、network和Market数据进来，之后分别对四个数据进行欧氏距离的转换。

5.2首先对道路进行欧氏距离转换，由于题目要求的是对主要干道，所以首先需要对道路类型为ST的道路进行选择，之后再进行转换，转化之后的结果如图：

5.3、对学校进行欧氏距离转换，结果如图：

5.4、对超市区域进行欧氏距离转换，结果如图：

5.5对风景名胜区进行欧氏距离转换，结果如图：

5.6之后按题目的要求对每个数据进行重分类。

（1）距离学校区域为750米内，结果如图。

（2）距离超市在400米范围内，运行结果如下：

（3）距离风景名胜区500米范围内：

（4）远离城市主干道200米以外，

5.7、对重分类之后的四类结果进行栅格计算

生成的结果如下所示：（图中从4到0依次表示选址区域的最佳位置到最不适合选址的位置）

5.8、用矢量处理方法解决上述问题。

1、对四个数据分别进行缓冲区操作，在进行缓冲区操作之后对数据的属性表中添加一个字段，对学校的750米缓冲区内属性表中添加整形字段并赋值为1，对道路进行缓冲区设置200米以内赋值为-1，同时对超市缓冲区400米内的赋值为1，风景名胜区500米内的赋值为1，之后对四个数据进行栅格相加。

2、在进行解决上述问题之前，需要对每个数据中添加一个数值型的字段，为的是能在后续的对字段进行合并的时候可以进行字段之间的运算

3、对上述四个缓冲区数据进行联合操作，

4、对联合之后的属性表在添加一个result字段，将之前添加的四个属性字段相加，计算之后的数字表示为3、2、1、0，其中3表示的意思是占据以上四类条件的地区，2表示占据以上三类条件的地区，1表示占据以上两类条件的地区，0表示占据一类条件的地区，-1表示一类条件都不占据的地区。

5、将联合之后的数据按result字段进行分类分析之后的结果如下：

6、TIN及DEM的生成和应用

6.1利用基础数据生成TIN,加载elev_clip数据，erhai数据，以及Boundry数据，操作如图：

生成结果如图所示：

6.2、生成DEM，选择之前生成的TIN，利用TIN生成相应DEM。

生成的结果如下：

6.3利用DEM数据，生成坡度数据。

6.4进行领域分析，选择原数据为DEM,选择领域的大小，同时选择投影形状。

6.5利用DEM数据，求取阴影面积，设置入射角参数为默认，点击确定。

生成的结果如下：

6.6求解刨面图，在扩展模块下打开3D Analysist，选择刨面图按钮，之后在dem数据上画出想要查看的数据上划一条直线。

6.7通视分析，打开3D Analysist下通视按钮，之后在想要查看的数据上画一条直线，从图中的结果红色表示不可通视，绿色表示通视，结果如下所示：

七、3D可视化分析

7.1打开ArcScene，将基础数据加载进去，发现打开的数据并不在一个图层当中，此时选择每个数据打开属性，选择里面的基础高度，将不同图层当中的基本高度数值设置为相同值。结果如下：

7.2制作动态浏览图

8、ArcMap制图－地图版面设计

8.1打开全国基础数据，对全部数据进行渲染和编辑，将省会城市进行合并，以北京为单一一类，其他城市分别为一类，并对北京设置五角标注。

8.2对地级城市标注进行设置，将符号设置为三角形。

8.3将省状线界进行编辑，将地图符号进行设置。

8.4对省级行政区的进行分类渲染，分类条件为按照全国各地区1994、1997、1998年的GDP变化情况。

8.5添加专题地图的标题，图例，比例尺，指北针，最后的结果如图所示：

4、实习结果

5、实习感受

通过本次试验，老师为我们讲了很多关于Arcgis的基础操作，因为之前也有一部分相应的基础上机操作，但是因为相互之间都没有很大的关联性，所以在上机操作结束后基本没有什么影响了。而且淡忘的相对也快，通过本次实习，老师为我们系统的讲解了各个模块的知识，因此能很容易的理解各个操作步骤的相互联系性，同时也能明白各个数据之间的衔接性，更重要的是真真实实的掌握了部分Arcgis的基础操作，感受到了Arcgis的功能的强大，在未来的学习过程中，将会更加注重实践的重要性，为能有一个良好的地理信息分析和开发能力而做准备，力求做到一个合格Giser。