武汉大学 遥感 地理信息系统原理课程综合实习概况

《地理信息系统原理课程综合实习》

实习报告

班级：10031班

姓名：***

学号：***

指导老师：孙朝晖

武汉大学遥感信息工程学院

1.实习目的

本实习是为学习和理解《地理信息系统原理》课程的相关知识而专门设计的。此次实习旨在对于《地理信息系统原理》课堂知识的实践，并解决一些特定的地理信息系统问题。

具体实习过程中要求：

（1）通过实习加深对地理信息系统的组成、功能、数据库以及数据输入、数据编辑、数据分析、数据显示输出等基本概念、理论和方法的理解和掌握。

（2）要求学生了解ArcGIS9的基本组成，了解Geoway和ArcGIS9软件的基本组成和基本功能，了解Geoway和ArcGIS9的文件结构和类型，掌握创建这些文件的方法；

（3）了解GIS数据库的相关知识，掌握空间数据和属性数据的输入方法、数据编辑方法；

（4）掌握影像匹配、DEM生成、坐标变换的基本方法；

（5）掌握栅格数据、矢量数据和属性数据的基本分析方法；

（6）掌握数据显示的基本方法以及布局地图的制作和输出方法。

通过了解以上GIS数据处理和GIS产品生产的一般流程，加深对之前理论知识的理解，并对行业的生产活动有一定了解，借此提高动手能力和解决问题、创新思路的本领。

2.实习内容

《地理信息系统原理课程综合实习》课程共2周，安排Geoway、ArcGIS相关软件的实习，实习共分12个单元时间（每单元4小时）进行教学指导。

Geoway实习主要是是对北杜乡的扫描纸图建立图层、进行矢量化、检查，然后到处为shp文件并在arccatalog中建库，在arcmap中进行拓扑检查。

Arcgis实习主要是依据google map卫星影像对武大的一个校区的图幅进行矢量化，然后进行空间分析和网络分析解决一些实际的问题并输出专题图成果。在此之前有二十个指导文档的小任务，对后面的实习有很强的指导作用。

3.实习实现思路和方法

一、Geoway实习：

主要是矢量图层的建立、矢量数据的采集以及拓扑等检查工作。

1.新建工程：

（1）启动软件，点击新建工程；

（2）设置工程地图参数：比例尺、图幅号等；

（3）加载作业方案和符号库；

（4）设置图像属性：输入底图比例尺、扫描分辨率等；

（5）保存工程。

2.数据采集：

（1）设置作业环境，包括设置激活图层，激活符号视图等，如果预先激活号相应的图层和符号，采集到的数据没有分类是没有意义的；

（2）选择工具，主要分为点、线、面三种，可以通过一些辅助工具，如线跟踪等方法来更加快速准确的提取信息；

（3）数据采集；

（4）采集空间数据的过程中，有时候同时还要输入它的属性数据（如高程点、等高线等）；

（5）注记的输入，激活其它层，再输入工具栏中选择注记输入工具。

3.数据检查及编辑：

在窗口下方工具栏的专业功能中有图形检查的功能，包括自相交及打折等不合规定的情况。使用该命令，分别选择图层，软件会自动定位到该图层中错误出现的地方。

另外的一个检查时在arcgis中进行的，首先在geoway中将所有图层输出为shp格式——这是arcgis支持的主流格式，然后再arccatalog中建立数据库，新建数据集下建立拓扑规则，需要选择图层和对应的拓扑规则；通过preview标签可以看到所出现的错误；打开arcmap进行编辑，可以一一消除这些不符合拓扑规则的情况。

在实际操作中，拓扑检查也会出现误报的情况，这时候需要根据原来的矢量图进行人工分析，判断是不是真实的错误，再决定是否修改。

二、Arcgis实习：

（一）Arcgis相关小练习

这部分实习主要是参考实习数据中的说明文档，对文档提供的数据进行操作，来分步慢慢学习使用ArcMap和Arccatalog的各种功能。

实习的基本要求是第一章到第六章，第十九章到第二十三章。

第一章，对ArcMap进行简单的介绍主要是界面，操作和软件熟悉。第二章，要素及属性查询，包括了解表中的属性信息和图形的关联、使用SQL语句查询、生成统计图和属性汇总等。第三章，专题图的制作，包括如何按照要素类型分类，如何插入图例、文字和统计地图。第四章，属性表的编辑链接维护，主要学习了表的关联和合并操作，如何建立超链接等。第五章，相互位置查询、空间链接，包括点线面临近查询，两个图层之间的相互选择查询。第六章，地图布局和报表，这张主要是讲地图界面设置，比如边框、比例尺、指北针等。

第十九章，点、线、多边形要素输入和编辑，介绍了相关的各种工具和方法。第二十章，线、多边形要素的高级编辑，这里更多的用到Advanced Editing工具。第二十一章，介绍了各种点、线、面的拓扑规则。第二十二章讲的是投影变换、坐标校正。第二十三章就是数据转化、建库、拓扑检查。

（二）基于google 卫星图像的校区专题图制作和分析

1、医学部专题图的制作

首先进行的工作时控制点的选取和纠偏，这在练习的小文档中已经学习过。

然后再ArcCatalog里建立相应的数据库，建立feature class，创建每个图层对应的表，并根据需求编辑表内信息，如对于建筑需要有一个field用来储存它的类型，对于道路需要一栏来设定道路级别等，进行这些过程时候要特别注意坐标系的选取。

打开ArcMap将数据库中的那几个层导入，然后在已经纠偏过的卫星图像上找到所选择的校区，开始一步一步进行数据采集。提取出地物的矢量信息后，将相应属性信息填入属性表中（也可以全部提取完成后选中每个图形再进行相应的数据录入）。

首先采集的是房屋，这部分不会有什么问题。之后的道路中心线则引发了一些讨论，因为在后面的网络分析中对道路的要求比较苛刻，每个节点都要打断——这是网络分析的先决条件。后来老师提供了一种解决方案：首先正常的画出道路中心线层，然后导出为coverage 在arccatalog中进行clean操作，之后到处shp文件再加载到arcmap中，这样的一来一去，原本相连的整条直线规矩的在节点处打断，不必一条条用Advanced Editing操作，节省大量时间。

道路面可以采用对道路中心线建立缓冲区的方法，可以对不同级别的道路设定不同大小的缓冲距离。

最后同样的要进行拓扑检查，以保证矢量数据采集的准确性。无误后可以输出为专题图。

2、矢量数据分析及网络分析

案例一：超市选址

在地理信息系统原理的学习中，通常在数据库中的点、线、面实体上建立各种类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素的空间接近度或临近性，这就是所谓的缓冲区分析。在本案例中，通过对超市进行多级缓冲区分析，可以得到基于距离的超市服务分级专题图，比如分为最佳服务范围、较好服务范围、较差服务范围。通过这个专题图对于超市的服务范围和质量分布一目了然，并且也很容易得到超市服务较差的地区，而这就是新超市建立其服务所要覆盖的地区。

但是直接通过目视判断何处适宜新建超市点是不准确的，带来的结果可能与预期有较大的差别。所以通过对超市受众和已有超市地点两个要素的考量，最终通过栅格图像的叠加分析可以很准确的反映出适宜建立新超市的区域。

具体的流程：首先生成距离图，在距离图的基础上，矢量多边形转换成栅格，然后栅格数据再分类，多重栅格数据之间叠合计算，得出结果。

A.生成栅格距离图

结合已经矢量化的地图，选择以下两个图层作为数据源：

（1）现有超市：点状空间数据，新建超市不应离现有超市太近，为此建立离开现有超市的距离图。

（2）居民区：点装空间数据，新建的超市应该距离居民区越近越好，这里的居民区包