地理信息系统实验报告书

地理信息系统

实验报告书

姓名：

班级：

指导教师：

计算机科学与工程学院

2014年11月

目录

前言-------------------------------------------------3

实验一：几何校正-------------------------------------4 实验目的

实验原理

实验容与步骤

实验二：数据库设计基本流程---------------------------8 实验目的

实验原理

实验容与步骤

实验三：空间分析-------------------------------------11 实验目的

实验原理

实验容与步骤

实验四：地图制图-------------------------------------17 实验目的

实验原理

实验容与步骤

总结------------------------------------------------21

前言

通过对《地理信息系统教程》的学习，掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的建立、采集、处理与存储组织、GIS空间分析的原理方法、地图可视化等容，并了解常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。

本实验课程要求掌握：ArcCatalog的基本操作、ArcMap地图可视化、空间分析等操作。强化对课本知识的掌握，并不断学习运用到以后的生活中去。

实验一：几何校正

一、实验目的

消除或改正遥感影像几何误差。

二、实验原理

几何校正的原理是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地图参考。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。在进行几何纠正时，可以使用一幅不含地理参考的图像和一定数量的图像上已知地理坐标的控制点，也可以使用一幅不含地理参考的图像和一幅具有地理参考的高精度图像。

三、实验软件

ArcGIS 10.2

四、实验容与步骤

（1）地形图的配准－加载数据和地理配准工具

1）打开ArcMap，将：05年土地现状图.JPG、rectify05年土

地现状图wgs84.tif加载到ArcMap中；

2）添加“地理配准”工具栏；

3）把需要进行配准的影像05年土地现状图.JPG增加到ArcMap中，会发现“地理配准”工具栏中的工具被激活。

（2）添加控制点

1）我们可以从图中均匀的取几个点。一般地，这些点应该在拐角处。

2）找到适当位置，点击添加控制点按钮，根据校正过的图输入控制点的真实坐标。

3）重复以上步骤，直到添加完所有控制点坐标为止。

（3）查看表

1）控制点添加完成后，点击查看表查看。

2）检查控制点，删除残差较大的控制点并重新选取控制点。

（4）保存结果

1）将结果保存。

2）设定数据框的属性：增加所有控制点，并检查均方差，在”配准”

菜单下，点击“更新显示”。执行菜单命令“视图”－“数据框属

性”，设定数据框属性

3）在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为与扫描地图的坐标系一致“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”，，更新后，就变

成真实的坐标。

4）矫正并重采样栅格生成新的栅格文件：在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存

为一个新的影像文件。

5）加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影

像进行操作的。通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，

下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。分层矢量化：

在ArcCatlog中创建一个线要素图层。

6）从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中，切换到 ArcMap中，将新建的线要素图层，加载到包含已配准地形图的数据框中，保存地图文档为Demo.mxd，打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”

下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“等高线”要素

类。确认编辑器中：任务为――新建要素，目标为――等高线，设置

图层――等高线的显示符号为红色，并设置为合适的宽度。

7）将地图放大到合适的比例下，从中跟踪一条等高线并根据高程点判读其高程，输入该条等高线的高程。

8）进行一步练习线要素的其它操作，比如线段的合并、分割、编辑顶点等操作可参照以上步骤，从地图中提出多边形要素（比如居民地），并

进一步熟悉多边形要素编辑的相关操作。

实验二：数据库设计基本流程

一、实验目的

了解GIS数据库设计的概念，掌握GIS数据库设计目标，了解如何进行GIS 数据库设计。

二、实验原理

目前，多数GIS软件所提供的数据模型还是图形与属性数据库分开，通过关键字段进行连接。所以本实验的目的是让学生初步了解常用GIS软件数据模型，以及如何在数字化后进行属性数据的创建和编辑。

三、实验软件

Arcmap 10.2

四、实验容与步骤

1）在创建的地理数据库之间要完成数据库的概念设计，每一个图层对应一个数据表，在ArcCatalog中“要素类”的概念与之对应。可以将多个要素

类组织成为一个“要素集”，在同一个要素集中的要素类都具有相同的地理参考（坐标系相同）。

2）在ArcCatalog的目录树中，在文件目录栏右键新建个人地理数据库，命名为huainan.mdb。在huainan.mdb右键导入多个要素类，将文件夹下面

的多个shape文件导入进来。

3）右键点击数据库文件“huainan.mdb”,在出现的菜单中，选择[新建]>>[要

素数据集]，在出现的对话框中输入要素集的名称并为其指定一个坐标

系，在这里，我们设定坐标系为：GCS_WGS_1984，这是一种被GPS

采用的地理坐标系。