地图学和地理信息系统课程设计报告.docx
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地图学和地理信息系统课程设计报告
地图学与地理信息系统
课程设计报告
班级序号:
姓名:
学号:
指导老师:
中国地质大学(武汉)
信息工程学院遥感科学技术系
2014年6月
地图学实习报告
一.实习的内容3
二.实习的步骤3
(一)在草图上进行制图综合 3
(三)制作图例板4
(四)图像配准5
(五)矢量化5
(七)拼图、整图变换、生成1:
10万标准框、套图框10
三.实习中主要问题的解决方法10
四.收获、体会或意见、建议10
地理信息系统实习报告
一、 实习目的 12
二、 问题分析12
三、实习内容12
(一)ArcGIS中GRID的建立12
(二)ArcGIS中TIN的建立15
(三)ArcGIS中DEM的应用18
总结 26
地图学实习报告
1.实习的内容
采用1:
5万地形图为基本资料,其图名号分别为高家堰镇(H49E009013),猇亭区(H49E009014),长阳土家族自治县(H49E010013),枝城市(H49E010014)。
我们小组的分到的是枝城市的地形图。
采用等大编绘法,一组学生编绘上述1:
5万地形图中的一幅(即1/4幅1:
10万的地形图),最后将相邻四幅1:
5万地形图拼成一幅1:
10万的地形图。
我们是四人一组编绘1:
5万地形图的其中一幅,即枝城市地形图。
大家首先对此次实习采用MapGISK9以1:
5万地形图为基础编绘1:
10万地形图的具体工作进行了分工。
我的部分是枝城市的交通网及其附属地物,境界、管线,独立地物、高程点及测量控制点。
二.实习的步骤
(一)在草图上进行制图综合
对于初次使用MAPGIS的学生而言,很难直接在计算机上准确地进行综合。
因此,要求学生在用MAPGIS进行编图之前,首先用彩笔或铅笔在草图上进行综合取舍。
各要素的综合原则及指标规定如下:
a. 控制点
图上的控制点,包括三角点、水准点及埋石点全部选取。
其高程注记精确至0.1米。
b. 独立地物
优先选取表示第一类高大的方位物如烟囱、水塔、塔形建筑物、科学测站、电视发射塔、气象站、纪念碑、亭等。
对于没有方位意义的地物符号可大量舍去,如露天设备、棚房、窑、水磨房、水车、旧碉堡、旧地堡、敖包、麻尼堆等。
c. 高程点
高程点选取指标为:
5个/100cm2;高程注记精确至1米。
选取原则:
选取有控制意义的独立山头、山顶或重要地物的高程;选取全图最高点和最低点;每块山体的最高点;有山峰名称的高程点;一、二类方位物上的高程点;线状物体交叉点等。
选取后要求分布均匀。
d. 水系及附属物
资料图上的单线仍以单线表示,线粗为0.1~0.4mm。
图上宽度不足0.8mm时,应以单线表示。
选取长度≥14mm的河流;
选取图上面积≥16mm2的湖泊、水库;
河宽、河深、河底性质及桥的说明注记均不表示。
e. 居民地
街区式居民地图形均以其轮廓形状来表示。
其轮廓形状可作较大的概括。
农村式散列式或街区周围独立房屋的选取指标约为1/2。
优先选取居民地的中心部分,其距离较远的房屋一律舍去,选取时应注意居民地的分布密度。
所选上的居民地均注出其名称。
f. 道路网
铁路、公路(高速公路、等级公路、等外公路)除次要支叉可舍外,全部表示。
机耕路作为高级道路的补充,仅表示通往镇、乡、大居民地的机耕路。
小路一般不表示。
铁路车站、双线路上桥梁基本表示,不注站名。
隧道全部表示、路堤在图上长于12mm时可表示。
g. 地貌
新编图采用的等高距为40m,200m之整倍数为计曲线。
山坡上两谷间的距离不应窄于6mm。
;山脊上相邻很近的小山头,其间距小于0.5mm时,可以合并; 图上长于3cm的干河床应表示;选取具有重要意义和有方位作用的山名注记。
适当选注等高线注记。
h. 管线
包括高压输电线、通讯线和管道。
只表示通往城镇、厂矿、工农业中心的高压输电线路。
土城墙、砖石城墙应全部表示。
i. 土质、植被
只绘出面积在20平方毫米以上各种植被的地类界。
图上面积大于8平方厘米的植被需注出植被种类和高度。
(2)数据的输入
a. 数字化输入
数字化输入按基本图元(点、线、面)方式进行。
点图元的数字化只采集其定位点;线图元数字化只跟踪基线;面图元的数字化是用游标跟踪其区域轮廓线。
其基本过程为:
数字化仪初始化---> 装入文件---> 图元数字化---> 保存数据文件
b. 扫描输入
扫描输入是通过扫描仪直接输入图,并以删格形式存储于图形或图像文件(*.tif)中,然后经过矢量化转换成矢量数据,存入点、线文件中。
本次实习就采用了这种输入形式。
(3)制作图例板
图例板的主要作用在于方便地提供市区固定参数。
在四个小组所做的地形图最后需要拼成一幅图的前提下需要四个小组所使用的图例是一样的。
在此次实习中,由大组组长做实例,经过讨论实验确定了最终的图例板。
(4)图像配准
由于手工操作误差、数字化设备精度、图纸变形等因素,需要进行图像配准,才能使之满足精度要求。
如图所示
(5)矢量化
a. 划分图层
划分图层有利用图形的编辑与检索。
当我们对每个要素进行编辑时可以调入相应的图层,无关图层不调入,这样进入工作区的数据就可以大大减少。
地形图的分层如下:
第一层 方里网;第二层 测量控制点 、独立地物及高程点;第三层 居民地;第四层 交通及其附属物;第五层 水系及其附属物;第六层 等高线;第七层 特殊地貌;第八层 境界、管线;第九层 植被;第十层 注记。
b. 装入光栅文件:
选择文件菜单下的装入文件命令,装入相应的tif文件。
c. 设置矢量化参数:
矢量化参数包括矢量化时的几个必须的控制参数.
d. 设置矢量化范围:
如果选择窗口方式,用光标在需要矢量化的区域,拖出一个窗口即可。
e. 开始矢量化
矢量化的目的是把读入的栅格数据通过矢量跟踪,转换成矢量数据。
一般有4种矢量矢量方式:
全自动矢量化、交互式矢量化、封闭式单元矢量化和高程自动赋值。
通常采用交互式矢量化。
其基本方法是移动光标,选择需要追踪的矢量化的线,沿着栅格数据线的中央追踪。
每当跟踪一段遇到交叉的地方就会停下来,让你选择下一步的跟踪方向和路径。
当一条线跟踪完毕后,按鼠标右键,即可终止一条线,如果此时按住CTRL键,同时按右键,此线终止并封闭一条线。
于是可以开始下一条线的跟踪。
在矢量化时,注意不要用鼠标加点,用F8手工加点。
在矢量化等高线时,选定一条线尽可能地跟踪到底,防止矢量化后断线太多,给以后的工作带来许多不便。
对于小山头,在矢量化选择线型时,选用椭圆线来矢量化,可一步到位。
在弯曲度较大的地方采用F8键给线上加点,可更准确地进行矢量化。
其中我所做的部分为第二层 测量控制点 、独立地物及高程点 ,第四层 交通及其附属物,第八层 境界、管线 。
首先新建了线图层,为第四层 交通。
依据1:
5万枝城市的地形图绘制1:
10万的地形图的交通网。
如图所示
第二步新建点图层,为第四层交通附属物,主要有隧道,路堤,人行桥,车行桥。
下图为交通附属物的细节图
下图为交通附属物的全图
第三步新建线图层,为第八层 境界、管线图层。
图中主要包括高压输电线、通讯线和管道,还有通往城镇、厂矿、工农业中心的高压输电线路,土城墙、砖石城墙全部表示。
以及境界线,全部保留。
如下图所示
第四步新建点图层,为第二层 测量控制点 、独立地物及高程点图层,主要包括的独立地物有优先选取表示第一类高大的方位物如烟囱、水塔、塔形建筑物、科学测站、电视发射塔、气象站、纪念碑、亭等。
图上的控制点,包括三角点、水准点及埋石点全部选取。
以及部分重要高程点。
如下图所示
第二层 测量控制点 、独立地物及高程点细节部分如下图所示
最终对图层整合,观察图中缺陷部分,加以补充,完善,结果如下所示
(7)拼图、整图变换、生成1:
10万标准框、套图框
a.将所有的点、线文件按顺序放入一个工程文件中
b.合并同类文件
c.在编辑中拼接好图幅内的各要素通过移点、平差、删除等手段来拼接。
d.整图变换设比例参数:
x比例:
0.5y比例:
0.5将原图缩小1/2。
e.生成1:
10万标准框
f.用该标准框套原图将该标准框的西南图廓点和原图廓点移到一起,那么这个标准框就套好了原图。
3.实习中主要问题的解决方法
在此次实习中遇到了许多问题,但最终都被克服了。
在最开始绘制交通网线图层时,由于对道路的取舍不够明了,于是在一开始绘制时将小路也绘制出来了,在对图中的乡村路和小路进行了区分后又重新开始了交通网线图层的绘制。
由于在绘制中式黑白图像,优势一不注意就会将河流当做机耕路绘制,所以在绘制时需要对着彩色地图进行检验。
在独立地物和控制点的绘制中需要非常仔细,绘制出每一个控制点,以及重要的独立地物。
4.收获、体会或意见、建议
在这次的《用MapGISK9编制1:
10万地形图》的课程设计实习中,我能够更加熟悉使用MapGISK9编制地图的全过程及基本方法,了解MapGISK9在制图领域中的应用。
巩固了课堂上所学的地图编绘的基本原理、综合原理和方法,提高了我们的专业水平和动手能力,为静候的工作打下了坚实的基础。
在这一次的实习中体验到了大家的团结协作。
而且只有将平时在课堂上学习到的知识应用到实践中,才能够更加熟练地掌握知识,对课本中所讲的内容深有体会。
(PS:
小组成果图以及大组整合图在下一页)
小组成果图
大组整合图
地理信息系统实习报告
在这次地理信息系统课程设计实习中,学习并且实践了许多例子,我将从中选出一个例子进行详细说明。
我选取的是3.12ArcGIS中DEM的建立及应用的例子。
一、 实习目的
DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达,是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径,它的应用可遍及整个地学领域。
通过对本次实习的学习,我们应:
1、 加深对DEM建立过程的原理、方法的认识; 2、 熟练掌握ARCMAP中建立DEM、TIN的技术方法。
3、 结合实际、掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。
二、 问题分析
问题提出:
DEM模型是三维模型显示的基本数据,它是更具采集区域地形等高线及重要特征点、线图形数据,按一定曲面插值方法拟合生成的。
DEM可以完全代替传统使用等高线地形图对地形进行描述,满足对等高线数据相同的各种需求。
本节给出的问题是选址的空间分析问题,选址的目的是找到一块试验田进行提高燕麦生产量的试验。
选址确定后还要更具该地块的价格制定预算。
本节的例子中是对为了完成选址,进一步熟悉检索、叠加分析、缓冲区分析等操作。
在ArcGIS中利用Spatial Analyst 和Analyst 工具栏可以进行数字地面模型的应用,除了显示空间位置的X,Y坐标外还是显示第三维的数据,通常第三维为高程,可以是温度、湿度等。
这一节主要学习ArcGIS中Spatial Analyst 和Analyst 工具栏的三维应用。
利用ArcGIS中的3D Analyst 项,选择Interpolate to Raster的spline项设置,最终完成网格DEM生成。
三、实习内容
(一)ArcGIS中GRID的建立
1.连接数据
启动ArcCatalog,将数据连接到ArcCatalog。
2.离散点
在ArcGIS中可以在离散点数据的基础上,才用一定的内插方法生成格网DEM,也可以由TIN转化为栅格。
(1)启动ArcMap,在Customize选项单击,选择Extensions菜单,将3DAnalyst勾选上,如下图所示
(2)在工具栏空白处单击右键,选择3DAnalyst工具栏,如下图所示
(3)在右侧ArctoolBox中,选择3DAnalystTools下的RasterInterpolation,再选择Spline项。
则会弹出Spline对话框,并且设置Spline对话框参数。
如下图所示
(5)单击OK键按钮,完成格网DEM生成。
如下图所示
3.TIN转换为GRID
(1)在右侧ArctoolBox中,选择3DAnalystTools下的Convertion-->TINtoRaster项,弹出ConvertionTINtoRaster对话框,在对话框中设置参数。
如下图所示:
(2)单击OK键按钮,结束生成格网DEM的过程。
如下图所示:
(2)ArcGIS中TIN的建立
1.离散点生成TIN
(1)利用ArcToolBox中3DAnalystTools下拉菜单,选择DataManagement-->TIN-->CreateTIN,弹出CreateTIN对话框,并且设置CreateTIN对话框参数。
如下图所示:
(2)单击OK按钮,结束矢量要素生成TIN的过程。
如图所示:
2.等高线生成TIN
(1)方法同离散点生成TIN,不同之处是在CreateTIN对话框中,在Layers下拉列表框中选择要生成TIN的要素是contour.shp,弹出对话框设置参数。
如图所示:
(2)单击OK按钮,结束矢量要素生成TIN的过程。
如图所示:
3.GRID转化为TIN
(1)利用ArcToolBox中3DAnalystTools下拉菜单,选择Convertion-->FromRaster-->RastertoTIN,弹出RastertoTIN对话框,并且设置RastertoTIN对话框参数。
如下图所示:
(2)单击OK按钮,完成格网TIN生成。
如下图所示:
(3)ArcGIS中DEM的应用
1.生成等高线(contour)
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮,添加dem数据层。
如图所示:
(2)设置分析环境。
在3DAnalyst工具栏的3DAnalyst下拉菜单中,单击Options项,设置工作目录;设置Extent为“SameasLayer“dem””,设置CellSize为“SameasLayer“dem””。
(3)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择RasterSurface-->Contour弹出Contour对话框,并且设置Contour对话框参数。
如下图所示:
(4)单击OK按钮,生成等高线图。
如图所示:
2.逐条做等高线
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加dem数据层。
(2)利用CreateContours按钮单击dem数据的任一点,立即产生一条过该店的等高线。
如图所示:
3.剖面图
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加dem数据层。
(2)单击
Interpolateline按钮,鼠标变为十字光标。
(3)用鼠标在DEM上绘制剖面线,双击鼠标左键即可结束剖面线的绘制。
(4)单击
ProfileGraph按钮,绘制剖面图,绘制的剖面图显示在图框中。
如图所示:
4.生成坡度
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加dem数据层。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择RasterSurface-->Slope弹出Slope对话框,并且设置Slope对话框参数。
如图所示:
(4)单击OK按钮,生成坡度图。
如图所示:
5.曲率图
(1)利用上一步得到的坡度图再求一次坡度。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择RasterSurface-->Slope弹出Slope对话框,并且设置Slope对话框参数。
(3)单击OK按钮,生成曲率图。
如图所示:
6.坡向计算
(1)利用上一步得到的坡度图再求一次坡度。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择RasterSurface-->Aspect弹出Aspect对话框,并且设置Aspect对话框参数。
如图所示:
(3)单击OK按钮,生成坡向图。
如下图所示:
7.生成山体阴影
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加dem数据层。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择RasterSurface-->Hillshade弹出Hillshade对话框,并且设置Hillshade对话框参数。
如图所示:
(3)单击OK按钮,生成山体阴影。
如下图所示:
8.可视性分析
8.1同时性分析
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加一个TIN或Raster文件。
(2)单击3DAnalyst工具栏的
CreateLineofSlight按钮,鼠标变为十字光标。
弹出LineofSlight对话框,在对话框中可以设置观测点和目标点的偏移值,此处时用的是系统的默认值。
如下图所示:
(3)用鼠标在dem中单击确定观测点,再次单击鼠标确定目标点,地图窗口中出现一条红绿相间的直线,如图所示。
绿色代表从观测点到目标点的可视区域,红色代表从观测点到目标点的不可视区域。
8.2可视域分析
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加一个TIN或Raster文件。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择Visibility-->Viewshed弹出Viewshed对话框,并且设置Viewshed对话框参数。
如图所示:
(4)单击OK按钮,生成可视域图。
如图所示:
(5)在ArcMap目录表中,将NotVisible设置为无色填充,而将Visible设置为红色填充。
在ArcMap中,选择Effects工具栏,设置透明度为66%透明。
结果如图所示。
其中红色区域即为观察点的可视区域,而其他区域不可视。
9.储蓄量计算
(1)启动ArcMap,单击AddData按钮添加dem数据层。
(2)单击3DAnalystTools下拉菜单,选择FunctionalSurface-->SurfaceVolume。
弹出SurfaceVolume对话框。
设置SurfaceVolume对话框参数。
如图所示:
(3)单击OK按钮,结果将保存到surface.txt文件中。
如图所示:
(4)完成储蓄量计算。
总结
当今信息技术突飞猛进,信息产业获得空前发展,信息资源得到爆炸式扩张。
信息时代人类对信息资源采集、管理、分析提出了很高的要求。
地理信息系统是一门集计算机科学、信息科学、现代地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。
地理信息系统迅速发展不仅为地理信息现代化管理提供契机,而且有利于其他高新技术产业的发展。
GIS的用途十分广泛,不仅涉及国民经济的许多领域,如交通、能源、农林、水利、测绘、地矿、环境、航空、国土资源综合利用等等,而且与国防安全密切相关。
在未来“数字地球”的建设中,GIS将起十分重要的作用。
研究GIS的理论与技术,开发GIS软件产品以及推进和深化GIS各类应用已经成为国内外科技界和产业界的一大热点,意义十分重大。
GIS在地学领域发挥越来越重要的地位,学好这门课成为我们必要。
通过此次课程设计实习,我们基本掌握了GIS的入门知识。
虽然学习的过程中困难不少,但通过咨询老师和同学们的相互探讨,把问题一一解决了。
GIS在地学领域有着广泛的利用,我们学好了GIS必定会促进我们自身的发展。
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