中國礦業(yè)大學(xué) 測繪工程GIS實(shí)習(xí)報告 課程設(shè)計(jì)

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1、 地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí) 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 測繪工程專業(yè) 《地理信息系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號： 學(xué) 院：環(huán)測學(xué)院 班 級：測繪08-2 目錄 二、ArcGIS部分 實(shí)驗(yàn)1 CAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的交換 ………………第12頁 實(shí)驗(yàn)2 GIS矢量數(shù)據(jù)空間分析 ………………第14頁 實(shí)驗(yàn)3 GIS柵格數(shù)據(jù)空間分析之學(xué)校選址…………第17頁 實(shí)驗(yàn)4 GIS 地形表面空間分析 ………………第21頁 實(shí)驗(yàn)5 入城高速公路配套定車場的選址.…………第24頁 三. 課程實(shí)習(xí)總結(jié)

2、 …………… 第26頁 二、ArcGIS部分 實(shí)驗(yàn)1 CAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的交換 一.運(yùn)用ArcGIS提供的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 1. 打開CAD數(shù)據(jù)文件，選擇point圖層，點(diǎn)擊右鍵，在select中選擇select all,如圖 選擇輸出途徑，保存文件名為point.shp 2. 選擇polygon圖層，關(guān)閉其他圖層，點(diǎn)擊右鍵，在select中選擇select all,如圖 在輸出目錄中保存為polygon.shp文件。 3. 按照同樣的方法，將其他圖層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。全部圖層轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)后可以和原來的CAD數(shù)

3、據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果圖如下 CAD數(shù)據(jù)圖層 打開轉(zhuǎn)換后的結(jié)果圖層 轉(zhuǎn)換后的GIS圖層數(shù)據(jù) 二. 運(yùn)用MapInfo提供的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 打開mapinfo,在菜單欄中選擇工具欄>通用轉(zhuǎn)換器，出現(xiàn)對話框，在格式中選擇AutoCAD dwg格式，在文件中選入輸入目錄文件，如下圖 在目標(biāo)格式中選擇MapInfo tab格式，目錄中選入輸出途徑，如下圖，點(diǎn)擊ok。 轉(zhuǎn)換結(jié)束后可打開轉(zhuǎn)換后的MapInfo數(shù)據(jù)，出現(xiàn)的結(jié)果圖層如下圖 實(shí)驗(yàn)2 GIS矢量數(shù)據(jù)空間分析 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟練掌握ArcGIS緩沖區(qū)分析和疊置分析操作，綜合利用

4、各項(xiàng)空間分析工具解決實(shí)際問題。 二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 城市交通網(wǎng)絡(luò)圖(network.shp)；商業(yè)中心分布圖（Marketplace.shp）；名牌中學(xué)分布圖(school.shp)；名勝古跡分布圖(famous place.shp) 三. 實(shí)驗(yàn)要求： 1.尋求的區(qū)域滿足以下條件 離主要交通要到200m之外，減少噪音污染。 距名牌高中在750m之內(nèi)，以便小孩子上學(xué)便捷。 在商業(yè)中心服務(wù)范圍以內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來確定（屬性字段YUZHI）。 距離名勝古跡500m以內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅。 2. 對每個條件進(jìn)行緩沖區(qū)分析，將符合條件的區(qū)域取值為1，不符合條件的取值為0，

5、得到各自的分值圖。 3. 運(yùn)用空間疊置分析對上述4個土層進(jìn)行疊加求和，并分等定級，確定合適的區(qū)域。定級標(biāo)GIS 準(zhǔn)為： A．滿足其中四個條件為第一等級。 B．滿足其中三個條件為第二等級。 C．滿足其中二個條件為第三等級。 D．滿足其中一個條件為第四等級。 E．不滿足其中任何條件為第五等級。 四. 實(shí)驗(yàn)過程 1. 尋求的區(qū)域滿足以下條件： （1）離主要交通要道 200m之外，減少噪音污染。選擇 network.shp，單擊Spatial Analyst模塊，在Distance中選擇Straight line，做緩沖區(qū)，結(jié)果如下圖 交通要道 200m之外的緩沖區(qū) （2）距名牌中

6、學(xué)在750m之內(nèi)，以便小孩子上學(xué)便捷。單擊Spatial Analyst模塊，在Distance中選擇Straight line，作緩沖區(qū) 名牌中學(xué)在750m之內(nèi) （3）在商業(yè)中心服務(wù)范圍以內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來確定（屬性字段 YUZHI）。單擊Spatial Analyst模塊，在Distance中選擇Straight line。 商業(yè)中心服務(wù)范圍，距離名勝古跡500m以內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅。 名勝古跡500m以內(nèi) 2. 對每個條件進(jìn)行緩沖區(qū)分析，將符合條件的區(qū)域取值為 1，不符合條件的取值為 0，得到各自的分值圖。 取值結(jié)果圖 3. 運(yùn)用空間疊置分析對

7、上述 4 個土層進(jìn)行疊加求和，并分等定級，確定合適的區(qū)域。 緩沖區(qū)圖層、疊加（Overlay）后的最終結(jié)果圖為 實(shí)驗(yàn)3 GIS柵格數(shù)據(jù)空間分析之學(xué)校選址 一. 背景 合理的學(xué)?？臻g未知布局，有利于學(xué)生的上課與生活。學(xué)校的選址問題需要考慮地理位置，學(xué)生娛樂場所配套，與現(xiàn)有學(xué)校的距離間隔等因素，從總體上把握這些因素能夠確定出適宜性較好的學(xué)校選址區(qū)。 二. 實(shí)習(xí)目的 通過練習(xí)，熟悉ArcGIS柵格數(shù)據(jù)距離制圖、成本距離加權(quán)、數(shù)據(jù)重分類、多層面合并等空間分析功能；熟練掌握利用ArcGIS空間分析功能，分析類似學(xué)校選址等實(shí)際應(yīng)用問題。 三. 實(shí)習(xí)數(shù)據(jù) Landuse

8、（土地利用數(shù)據(jù)）；Dem（地面高程數(shù)據(jù)）；Rec_sites（娛樂場所分布數(shù)據(jù)） Shool（現(xiàn)有學(xué)校分布數(shù)據(jù)）； 四. 實(shí)習(xí)要求 1.新學(xué)校選址應(yīng)該注意這些問題： A. 新學(xué)校位于地勢較為平坦地方 B. 新學(xué)校選址的建立應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有土地利用類型綜合考慮，選擇成本不高的區(qū)域 C. 新學(xué)校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂設(shè)施相配套，學(xué)校距離這些設(shè)施愈近愈好 D. 新學(xué)校應(yīng)該避開現(xiàn)有學(xué)校，合理分布 2. 各因素的權(quán)重比例為：距離娛樂設(shè)施為0.5，距離學(xué)校占0.25，土地利用類型和地勢位置因素各占0.125 3）實(shí)現(xiàn)過程采用ArcGIS的Spatial Analyst擴(kuò)展模塊 4）給出適合

9、新建學(xué)校的適宜地區(qū)圖，并做簡要分析 五. 實(shí)習(xí)過程 1. 運(yùn)行ArcMap，加載Spatial Analyst模塊，單擊File菜單下的Open命令，在文檔目錄下打開school.mxd，原始圖像如下 2. 單擊Spatial Analyst模塊的下拉箭頭，打開Options對話框，設(shè)置相關(guān)參數(shù) 打開Options對話框中的General選項(xiàng)卡，設(shè)置默認(rèn)工作路徑，并保存結(jié)果為Result；打開Options對話框中的Extent選項(xiàng)卡，在Analysis Extent下拉選項(xiàng)框中選擇“as Layer landuse”；打開Options對話框中的Cell Size選項(xiàng)卡，在A

10、nalyst Cell Size下拉框中選擇“Same as Layer landuse”。 3. 從DEM數(shù)據(jù)提取坡度數(shù)據(jù)集。選擇DEM數(shù)據(jù)層，在Spatial Analyst模塊下選擇Surface Analysis并單擊Slope，生成slope數(shù)據(jù)集，如下圖 坡度數(shù)據(jù) 4. 在娛樂場所數(shù)據(jù)“rec-sites”中提取娛樂場直線距離數(shù)據(jù)，選擇歐氏距離。 擇rec-sites數(shù)據(jù)層，單擊Spatial Analys模塊，在Distance中選擇Straight line,生成dis-recsites數(shù)據(jù)集 對娛樂場所所作的緩?qiáng)蕣蕵穲鏊彌_區(qū)沖 5. 從現(xiàn)有學(xué)校位置

11、數(shù)據(jù)“School”提取學(xué)校直線距離數(shù)據(jù)集。 選擇School數(shù)據(jù)層，單擊Spatial Analyst模塊的下拉箭頭，擇Distance擊Straight line命令創(chuàng)建數(shù)據(jù)集，得dis-School數(shù)據(jù)集。 對學(xué)校所做的緩沖區(qū) 6. 重分類數(shù)據(jù)集 (1) 重分類坡度數(shù)據(jù)集 學(xué)校的位置在平坦地區(qū)比較有利。采用等間距分級把坡度分為10級。平坦的地方適宜性好，賦以較大的適宜性值，陡峭的地區(qū)賦比較小的值，得到坡度適宜性數(shù)據(jù)recalssslope。選擇Spatial Analyst\Reclassify,classify\Equal Interval,參數(shù)設(shè)置

12、為10保存路徑及結(jié)果，New values修改賦值 分類后坡度數(shù)據(jù) (2) 重分類娛樂場直線距離數(shù)據(jù)集 考慮到新學(xué)校距離娛樂場所比較近時適宜性好，采用等間距分級分為10級，距離娛樂場所最近適宜性最高，賦值10；距離最遠(yuǎn)的地方賦值1。得到娛樂場所適宜性圖reclassdisr。選擇Spatial Analyst\Reclassify,classify\Equal Interval,參數(shù)為10,要在Newvalues中修改賦值. (3) 重分類現(xiàn)有學(xué)校直線距離數(shù)據(jù)集 新學(xué)校距離現(xiàn)有學(xué)校比較遠(yuǎn)時適宜性好，仍分為10級，距離學(xué)校最遠(yuǎn)的單元賦值10，距離最近的單元賦值1。得到重分類學(xué)校

13、距離圖reclassdiss。選擇Spatial Analyst\Reclassify,classify\Equal Interval,參數(shù)為10. (4) 重分類土地利用數(shù)據(jù)集 考察土地利用數(shù)據(jù)時，容易發(fā)現(xiàn)各種土地利用類型對學(xué)校適宜性也存在一定的影響。： 按Ctrl鍵，選擇“water”、“wetland”、“grass”，單擊“delete entries”，刪除“water”、 “wetland”、“grass”。然后，根據(jù)用地類型給各種類型賦值，得到reclassland，深色部分為比較適宜區(qū)，淺色部分表示適宜性比較差，白色表示該處不允許建學(xué)校。 7. 適宜區(qū)分析。重分類

14、后，各個數(shù)據(jù)集都統(tǒng)一到相同的等級體系內(nèi)，且每個數(shù)據(jù)集中那些被認(rèn)為比較適宜性的屬性都被賦以比較高的值，現(xiàn)在開始給四種因素賦以不同的權(quán)重，然后合并數(shù)據(jù)集以找出最適宜的位置。 單擊Spatial Analyst下拉列表框中的Raster Calculator命令對各個重分類后數(shù)據(jù)集的合并計(jì)算，最終適宜性數(shù)據(jù)集的加權(quán)計(jì)算公式為： Suit(最終適宜性)=reclassdisr（娛樂場所）*0.5+reclassdiss（現(xiàn)有學(xué)校）*0.25+reclassland(土地利用數(shù)據(jù))*0.125+reclassslope（坡度數(shù)據(jù)）*0.125，得到最終適宜性數(shù)據(jù)集Suit,并將大于8的區(qū)域提取出來，

15、得到Suitsite，確定為最佳選址區(qū)域。 實(shí)驗(yàn)4 GIS 地形表面空間分析 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過本實(shí)驗(yàn)，使讀者加深對各基本地形指標(biāo)的概念及其應(yīng)用意義的理解。熟練掌握使用ArcGIS軟件提取這些地形指標(biāo)的方法和步驟。 二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) dem 高程數(shù)據(jù) 三. 實(shí)驗(yàn)要求 (1) 給出地形坡度 (2) 地形坡向 (3) 地形起伏度 (4) 地表粗糙度 地形起伏度：是指特定的區(qū)域內(nèi)，最高點(diǎn)海拔與最低點(diǎn)海拔高度的差值。是描述一個區(qū)域宏觀地形特征的宏觀性指標(biāo)。 地形粗糙度：是特定區(qū)域內(nèi)，地球表面積與其投影面積的比例。也是反映地表形態(tài)的指標(biāo)。計(jì)算公式為：公式為: 1 / C

16、os（[Slope of DEM]*3.14159/180）。 四. 實(shí)習(xí)過程 1地形坡度 加載3D分析擴(kuò)展模塊，打開[3D Analyst]工具欄。 選擇dem數(shù)據(jù)層，單擊3D Analyst模塊的下拉箭頭， 選擇Surface Analysis并單擊Slope，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，生成 Slope 數(shù)據(jù)集。 2地形坡向 選擇dem數(shù)據(jù)層，單擊3D Analyst模塊的下拉箭頭， 選擇Surface Analysis并單擊Aspect，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，生成 Aspect數(shù)據(jù)集。 3 地形起伏度 用Spatial Analysis下使用柵格鄰域計(jì)算工具 Neighborh

17、ood Statistics，分別設(shè)置 Statistic type 為最大值和最小值，鄰域的設(shè)置可以為圓，也可以為矩形，鄰域的大小可根據(jù)自己的要求來確定。 (1)在 Spatial Analysis下使用柵格鄰域計(jì)算工具 Neighborhood Statistics（圖 6） 。設(shè)置 Statistic type 為Maximum，鄰域的類型為矩形（也可以為圓） ，鄰域的大小為 11×11（這個值也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行改變），則可得到一個鄰域?yàn)?11×11的矩形的最大值層面，記為 max； (2) 重復(fù) 1、2，只是把 Statistic type 值設(shè)置為Minimum，即可

18、得到 DEM 數(shù)據(jù)的最小值層面，記為min； (3) 在Spatial Analysis下使用柵格計(jì)算器Calculator，公式為[A]-[B]，即可得到一個新層面，其每個柵格的值是以這個柵格為中心的確定鄰域的地形起伏值，記為QFD。 4地表粗糙度 (1) 激活 dem，選擇 Spatial Analysis－Surface Analysis－Slope命令，提取dem的坡度，得到Slope of dem（上面已求出）； (2) 激活Slope of dem，在 Spatial Analysis下使用柵格計(jì)算器 Calculator，公式為: 1 / Cos（[Slope

19、of DEM]*3.14159/180） 即可得到地面粗糙度的層面，記為CCD。 實(shí)驗(yàn)5 入城高速公路配套定車場的選址分析 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 選擇最佳的公路配套停車場 二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 土地利用數(shù)據(jù) landuse 城市規(guī)劃數(shù)據(jù) zoning 街道中心線數(shù)據(jù)street 三. 實(shí)驗(yàn)要求 A. 在距公路出口500 米的范圍內(nèi) B. 有空地可供利用 C. 處于商業(yè)區(qū)內(nèi) 四. 實(shí)驗(yàn)步驟 1提取未利用土地 從土地利用數(shù)據(jù)landuse中提取，屬性字段 LU_CODE=VAC 表示空地，即未利用土地 2 提取商業(yè)區(qū) 城市規(guī)劃數(shù)據(jù)z

20、oning：屬性字段 ZONE_CODE=COM 表示商業(yè)區(qū) 3提取高速公路匝道 街道中心線數(shù)據(jù)street：屬性字段：STR_NAME=I 10 的要素表示入城高速公路，屬性字段：CLASS=9 ，即 CLSS_DESC=“Intersatae Ramp”的要素表示高速公路匝道（出入口） 4建立緩沖區(qū) 參數(shù)如下： A. The features of a layer: 高速公路匝道 B. 選中 Use Only the Selected Feature復(fù)選框。 C. 確定緩沖區(qū)距離單位：Metres D. 選擇第一種緩沖區(qū)建立方法(At a specifie

21、d distance): 500 E. 選擇緩沖區(qū)的邊界類型 (Dissolve barriers between): Yes 高速公路匝道緩沖區(qū)如圖： 5生成停車場地址 打開ArcToolbox,選擇Analysis Tool-Overlay-Intersect，選擇Input Features：商業(yè)區(qū)、空地、Buffer_of_高速公路匝道。點(diǎn)擊Ok。將停車場紅色顯示。輸出圖。 三. 課程實(shí)習(xí)總結(jié) 1. GIS的課程實(shí)習(xí)對于測繪的學(xué)生來說并沒有地理信息系統(tǒng)的學(xué)生那么重要，但是熟練掌握其基本操作依然非常重要，所以此次實(shí)習(xí)對于測繪的學(xué)生來說是一個非常好的鍛煉，

22、不僅有利于對所學(xué)知識的復(fù)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用，更增強(qiáng)了作為一個工科學(xué)生的動手能力。從實(shí)質(zhì)上認(rèn)清實(shí)習(xí)的目的，以積極的態(tài)度去做好實(shí)習(xí)，我認(rèn)為是非常必要的。 2. GIS軟件的功能非常強(qiáng)大，不僅涵蓋了cad的所有繪圖功能，還有眾多新開發(fā)的功能，如數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系用二維表來存儲，便于查找分析；地圖的三維動態(tài)功能，更是逼真的模擬了現(xiàn)實(shí)世界的變化和發(fā)展；最特別的為空間分析模塊，其不但可以建立感興趣地物的緩沖區(qū)，而且可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算、分析、分類等，這是其他相關(guān)類軟件無法做到的。 3. 或許是由于老師對于學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的過多信賴，允許學(xué)生可以在課余獨(dú)立自主利用時間完成作業(yè)，但是情況并不樂觀。從整體上看整個

23、專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極不容樂觀，對于老師布置的作業(yè)幾乎不予理睬，弄虛作假現(xiàn)象非常嚴(yán)重，大多人都懶得做作業(yè)，或許是個人的惰性，也可能是未能從根本上認(rèn)清實(shí)習(xí)的目的吧。如果老師不給學(xué)生一定的壓力和監(jiān)督，學(xué)生完成作業(yè)時沒有一定的人員指導(dǎo)，這將極大的挫敗學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，反過來又會使得老師的信心被“打擊”。所以我真誠的希望老師能夠在以后的教學(xué)中更加嚴(yán)格的要求學(xué)生，最好能夠把實(shí)習(xí)安排在充足的時間內(nèi)，如假期，這樣才能更加有力的督促和指導(dǎo)學(xué)生把實(shí)習(xí)做好，達(dá)到教學(xué)的目的。 4. 對于我個人來說，從一開實(shí)習(xí)就有些麻煩，首先是ARCGIS軟件安裝了好幾回都未能成功，頓時使我傷心啊。對于MapInfo還比較熟悉，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行操作，但對于arcgis就比較費(fèi)勁，好多不會，可能是用于其軟件為英文版本吧，加重了學(xué)習(xí)難度，但是我并未灰心，通過向地信的同學(xué)指教學(xué)習(xí)，零零碎碎的對于一些操作就有了了解并能掌握了，但是對于其應(yīng)用的理論都不能從根本上理解，這暴露出了個人的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力嚴(yán)重脫鉤，所以之后加強(qiáng)個人的動手能力操作時非常必要的。由于考試復(fù)習(xí)，只能忙里偷閑做實(shí)習(xí)，可能部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果或是方法未是全準(zhǔn)確，所以希望老師能夠給予指導(dǎo)和批評。 17