764130 周志权 GIS综合课程设计报告.docx

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764130周志权GIS综合课程设计报告

佛山科学技术学院

《GIS综合课程设计》报告

专业地理信息系统姓名周志权成绩

班级2008级学号2008764130日期2011-6-30

目录

一、目的与要求---------------------------------------------------------------------3

1.1课程设计的目的--------------------------------------------------3

1.2课程内容-----------------------------------------------------------3

1.3课程考核要求-----------------------------------------------------3

二、基础数据与操作软硬件环境------------------------------------------------3

三GIS综合设计内容----------------------------------------------------------------3

3.1遥感图象处理与地表覆盖成图-----------------------------------3

3.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用--------------------4

四参考资料----------------------------------------------------------------------------4

五实验具体步骤----------------------------------------------------------------------4

5.1、土地分类与评价------------------------------------------------------4

1深圳遥感图像裁剪-----------------------------------------------------4

2、深圳遥感图像增强处理--------------------------------------------5

3、进行分类与解译-----------------------------------------------------6

4、进行土地利用现状评价--------------------------------------------9

5.2、深圳市特区生态环境进行综合评价------------------------------9

1、计算植被覆盖指数--------------------------------------------------9

2、计算土壤指数--------------------------------------------------------9

3、基于DEM数据提取坡度数据------------------------------------10

4、使用指数法与综合指数法计算环境等级-----------------------10

5、分析与评价-----------------------------------------------------------11

六、结果图-----------------------------------------------------------------------------11

1、深圳市土地利用分类图--------------------------------------------12

2、深圳市自然生态环境等级图--------------------------------------12

一、目的要求

1.1课程设计的目的:

通过本项课程设计，掌握地理信息系统方向主要课程的基本原理与方法，能够熟练运用遥感和GIS软硬件系统，完成一个区域内的地表覆盖成图和基础数据库构建（包括空间数据与属性数据），全面提高学生的空间数据资料收集、图形化设计和信息综合表达的能力。

1.2课程内容:

1.2.1各种GIS相关知识的综合应用：

测量与地图学、遥感与地理信息系统、GPS等课程的理论知识的综合应用。

1.2.2GIS综合应用实例

（1）对深圳市的遥感数据进行处理并提取相关地表覆盖信息；

（2）基于GIS的深圳市自然生态环境评价。

1.3课程考核要求:

1.3.1考核内容：

课程设计的完成情况，包括数据采集和处理、图形信息量、图面质量、说明书等，其中图面与结果分析占75％，数据和过程说明书25％。

1.3.2上交结果：

《GIS综合课程设计》图件按1：

10000地图精度要求进行，每人按时上交一份装订成册的地图（A4，彩色打印）及各个阶段的数据资料，并对区域地表覆盖的空间分布作详细分析和说明，备份存档电子文本和图像、图形格式文件一套。

二、基础数据与操作软硬件环境

2.1深圳市遥感影像（老师提供或者自选其它数据）

2.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用（老师提供数据）

GIS实验室提供计算机、CAD软件、打印机等绘图软硬件设备。

三、GIS综合设计内容

3.1遥感图象处理与地表覆盖成图

（1）遥感影像处理：

自己查找深圳特区行政边界，对遥感影像进行裁剪（在现有的影像基础上，把深圳特区内的遥感影像范围裁剪出来，若有小部分区域在影像上缺失，可以忽略缺失的这部分区域），再对图像进行增强处理（比如进行直方图均衡化、彩色合成、主成分分析等），使图像的解译效果较好。

（2）图像解译与分类：

根据我国“土地利用现状调查技术规程”中的分类系统，结合深圳市实际情况，把深圳市特区土地覆盖信息分为6类：

水体、草地、耕地、林地、城镇用地、交通用地；根据分类标准，对图像做非监督分类和监督分类，生成深圳特区土地利用现状图。

（3）土地利用现状分析：

根据分类结果，对深圳特区土地利用现状进行分析。

3.2基于GIS的深圳市自然生态环境评价应用

（1）利用遥感数据提取植被覆盖数据；

（2）利用土地利用分类数据获取土壤指数；

（3）基于DEM数据提取坡度数据；

（4）根据综合指数法对深圳市特区生态环境进行综合评价。

四、参考资料

●党安荣等.ERDASIMAGINE遥感图像处理方法[M].北京：

清华大学出版社，2003.

●汤国安等.遥感数字图像处理[M].北京：

科学出版社，2004.

●Kang-tsungChang著（美），陈健飞等译，《地理信息导论》，科学出版社2003.

五、实验具体步骤

5.1、土地分类与评价

1深圳遥感图像裁剪；

（1）启动ArcMap，加载深圳遥感图像；

（2）加载深圳DEM数据可以看到DEM数据可以和遥感图像部分重叠在一起重叠的部分就是深圳；

（3）打开工具箱选择空间分析工具中的extraction—extractionbymask；

（4）在弹出对话框中选择遥感图像作为裁剪对象，DEM数据作为面具，点击确定完成裁剪；

（5）完成裁剪后有7个波段的grid文件，用erdas中layerstack工具对图层进行堆叠；

（6）完成深圳遥感图像的裁剪

2、深圳遥感图像增强处理；

（1）对图像做去霾处理（HazeReduction）,在erdas中选择interpreter

—辐射增强（RadiometricEnhancement）—（去霾处理）HazeReducation；在对话框中输入深圳遥感图像，选择输出位置，忽略零值，点击确认完成增强；

（2）对图像进行主成分分析（principalcomponent），在erdas中选择interpreter—SpectralEnhancement；输入对应参数；

去霾处理结果对比图

主成分分析结果对比图

经过对比，我认为用原来的遥感图像进行非监督分类更为合理，因此我便对原始图像进行分类。

3、进行分类与解译

3.1、进行非监督分类：

（1）单击classifier—unsupervisedClassification,在弹出对话框进行参数设置：

共分为6类，在numberofclasses中输入12为需要分类的2倍，将最大循环次数设置为24，精度设置为0.95单击ok。

（2）对图像进行分类评价，将两幅图在erdas中叠加，原始图像在下，非监督分类图像在上，再打开分类图像的属性表rasterattributeeditor，先将各分类地物设成透明，把需要判定的地物改成不透明再赋以颜色。

在属性表添加名字属性。

（3）对分类好的图像在arcmap中进行制图；

启动arcmap加载分类好的图像进行土地利用现状图编制；

3.2、进行监督分类；

（1）定义分类模板，显示深圳遥感图像，打开分类模板，查找同一种地类并使用AOI进行提取，并添加进分类模板；

选择

将上图采集的12个标本进行合并成一个；

（2）同理，对遥感图像中其他地类进行采集；

（3）进行分类模板评价

（4）根据模板执行分类

分类结果查看尾页成果图。

4、进行土地利用现状评价

（1）根据分类的结果可观察到深圳市土地一个最大的特点是耕地少，在图上基本上找不到

（2）绿的覆盖率比较高，多分布在东南部、东北部，河流比较少，湖泊数量较多；

（3）城市化程度比较高，在关内部分，城市化程度相当高。

5.2、深圳市特区生态环境进行综合评价

1、计算植被覆盖指数

（1）根据植被覆盖程度对深圳是图像进行分级，即计算其NDVI指数，

——

——

，输入深圳遥感图像便可得深圳植被覆盖图；

（2）对经过指数计算的图进行处理和在arcmap中进行重分类，按要求分成十类；

由于计算结果数值限制分类结果只有八级，根据等级编码，等级越高，码值越大；

2、计算土壤指数

（1）根据上面所做的土地监督分类操作，根据不同的土地利用类型进行编码、赋值：

加载监督分类好的图像，按不同地类赋以其value值，然后进行重分类；

如图所示：

3、基于DEM数据提取坡度数据

（1）启动arcmap，加载DEM数据，然后调用3Danalyst工具进行坡度提取，单击3Danalyst下拉菜单，选择surfaceanalyst，选择slope，进行参数设置，单击确定得到坡度数据；

（2）对得到的坡度数据进行重分类，按坡度大小进行五个等级划分：

4、使用指数法与综合指数法计算环境等级；

E=W1*Sv+W2*Ss+W3*St

根据每个因子贡献量大致估算的权重，如使用权重值为：

W1=0.6，W2=0.2，W3=0.2，具体步骤；将计算好的植被指数、地形指数、地类指数在栅格计算器中带入公式进行计算，可得出环境综合因子评价等级图（查看尾页）。

5、分析与评价

（1）根据自然环境评价等级图，我们可以看到深圳市自然环境被破坏得比较严重，能达到优级的土地寥寥无几，在图中只能找到少数的几个点；

（2）土地自然环境主体等级为中和差，其中良等级的大多数为林地，而差的主要是城镇用地；

六、结果图：