地理信息系统实验报告Word格式.docx
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1人
实验类型
□传统实验现代实验□其他
□验证性综合性□设计性□其他
自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
了解ArcGIS的体系结构和数据模型
了解ArcGISDesktop的基础模块及主要功能
掌握ArcMap的一些基本操作
掌握ArcCatalog的一些基本操作
二、实验仪器设备
计算机、ArcGIS软件
三、实验原理、内容及步骤
实验原理及内容
1.介绍ArcGIS软件的体系结构和数据模型,重点介绍Coverage和
Geodatabase两种数据模型。
2.介绍ArcGISDeskpro的三个基础模块:
ArcMap、ArcCatalog和
Geoprocessing。
3.介绍ArcMap的一些基本操作,包括如何新建地图、保存地图、加
载数据层、对数据层进行操作等。
4.介绍ArcCatalog的一些基本操作,包括如何创建数据文件、查看数
据基本信息、对数据文件的属性进行编辑等
实验步骤
1.了解全球知名的GIS公司及软件。
2.对ArcGIS的体系结构进行介绍,认识。
分为桌面GIS、嵌入式GIS、服务器GIS、移动GIS。
3.了解了GIS的几种数据模型。
分别为:
Coverage:
矢量数据的主要表示方式;
适合于精确地表达点、线
和面状要素的形状和边界。
Shp:
矢量数据格式;
将属性信息通过DBASE表的方式挂接到空
间信息上。
GRID:
栅格数据的主要表示方式;
适合用作空间分析。
属性表:
各种图像的属性。
TIN:
适合于表达连续表面。
影像:
是Arc/Info可以显示和管理地图的另一种数据结构。
4、对GIS的基本功能进行了了解
GIS的基本功能
数据采集与输入
数据编辑与更新
数据存储与管理
空间数据分析与处理
数据与图形的交互显示
5、了解了ArcMap的一些基本操作
作业/Job
1.熟悉ArcMap的基本操作
(1)量测内蒙古自治区东西所跨的距离(米),将结果保存在txt文件中
(2)在river图层中提取river#>
1550的河流,将显示结果保存为.mxd格式
2.熟悉ArcCatalog的基本操作
(1)创建一个新的shapefile面文件,投影与本讲义范例数据设为一致
(2)为其增加两个新的字段:
ID,Name
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法
五、教师评语
成绩
指导教师签字:
年月日
数据输入
掌握地图投影的定义与转换
使用ArcToolbox工具
掌握Georeferencing配准地图;
掌握ArcEditor工具屏幕数字化;
掌握Geodatabase数据库的创建
1.介绍地图投影的定义,学习ArcGIS中地图投影转换的方法。
2.使用ArcToolbox工具,实现矢量栅格数据的互相转换、数据裁切
等操作。
3.使用Georeferencing工具配准地图(扫描栅格图)数据。
4.先创建新的Shapefile文件,使用ArcEditor工具在配准的地图上进
行屏幕数字化。
5.建立Geodatabase数据库,建立数据集,导入数据文件,由线数据
生成面数据。
(一)地图投影定义与转换
参数的获取
1.在ArcGIS中显示坐标系统
(1)显示数据组坐标系统
(2)显示数据层坐标
2.对没有坐标系统的图像赋予坐标系统
(1)对新建图层设置其坐标系统
(2)单击编辑
3.不同坐标系统之间的转换
(1)栅格数据的坐标系统转换
(2)矢量数据的坐标系统转换
(3)为数据定义坐标系统
(二)数据转换
数据转换工具:
转换工具
1.数据结构转换
(1)栅格向矢量转换
(2)矢量向栅格转换
2.数据格式转换
(1)CAD数据的转换
(2)CAD转换地理数据库
(三)使用Georeferencing工具配准地图
(四)使用ArcEditor屏幕数字化
(五)Geodatabase数据库创建
1、数字化第二讲中的中国行政区划图的国界,利用ArcToolbox中的
数据管理工具下的要素工具(要素转面),将数字化好的线图层转为面
图层,并按照讲义的投影参数(Clarke_1866_Albers)和坐标变换方法
(Project)对转好的面图层进行投影变化。
要素转面
投影:
2、将第二讲的数字化的结果图(面图层)转换为栅格数据,四个省
的Value分别为100,200,300,400(需对面图层添加Value字段并赋值)。
栅格大小为1000。
要素转栅格:
新建个人数据,要素转面:
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
空间数据编辑
掌握矢量数据的编辑
计算机、ArcMap
1.掌握矢量数据的编辑方法;
2.几何数据和属性数据两部分内容的编辑;
3.练习数据属性表的基本编辑、表连接等。
(一)基本概念介绍
(二)图形编辑
1、基本步骤
进入ArcMap工作环境,打开已有的地图文档或新建地图文档后,进
行数据编辑一般需要经过下列5个步骤:
(1)加载编辑数据
单击文件菜单下的添加数据命令,选择需要加载的数据层。
(2)打开编辑工具
在工具栏的空白处点击右键,选择编辑器,出现编辑器工具条。
(3)进入编辑状态
单击编辑器下的开始编辑命令,使数据层进入编辑状态。
(4)执行数据编辑
在创建要素窗口中选择当前编辑任务的目标数据层,然后选择编辑
构造工具命令,对要素进行编辑。
(5)结束数据编辑
单击编辑器下的停止编辑命令,选择是否保存编辑结果,结束编辑
(三)属性编辑
1、属性表编辑
属性编辑包括对单要素或多要素属性进行添加、删除、修改、复制
或粘贴等多种编辑操作,通常有两种方式:
1)单击按钮,在图形窗口中选择需要编辑属性的要素(可以多
选),单击右键,再单击属性按钮,打开属性对话框。
2)在ArcMap视图中,右键单击需要进行属性编辑的数据图层,选择
打开属性表命令
图形编辑练习:
要素复制操作
1)平行复制
2)缓冲区边界生成与复制。
3)镜面复制。
空间数据分析
通过本实验,加深对表面概念及生成方法的理解,掌握三维场景中
表面及矢量要素的立体显示原理与方法,熟练掌握ArcGIS软件中表面生
成、表面及矢量要素在场景中的三维显示及其叠加显示;
熟练掌握
ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化表达方法;
掌握数据提取、
剪切、拼接及投影变换的方法。
掌握地形的三维显示与飞行动画的制作方
法。
计算机、ArcGIS
1.利用所给等高线数据建立景区栅格表面。
2.在ArcScene三维场景中,实现表面与其他要素叠加三维显示。
3.设计各要素如道路、水系等的符号化显示。
4.综合考虑表面及各要素,生成美观大方的区域景观图。
5.利用所给数据,实现污染物状况的三维可视化显示、点状水井矢量
要素的突出显示、污染源的符号化突出显示。
6.基于所提供TIN数据,采用两种方法实现模拟场景飞行。
1)抓取一
系列场景图片然后向其中插入平滑帧形成动画;
2)通过记录实时飞行场景
生成动画。
最后将生成的动画保存为AVI文件。
7.根据已有数据,提取研究区白水县的行政范围内的DEM数据,并
将数据转换成高斯克吕格投影。
在此基础上,计算研究区的坡度,并获
取研究区的等高线图。
(一)表面创建及景观图制作
1)启动ArcScene,打开场景文件Ex3.sxd。
2)创建区域TIN表面
3)创建栅格表面。
4)符号化设计。
5)建立三维景观图。
(二)污染物在蓄水层中的可视化
1)首先打开场景Exercise4.sxd。
2)显示污染物的体积与污染程度。
3)显示污染物空间与水井的关系。
4)优先显示需要清理的污染源。
(三)模拟场景飞行
本实例采用两种方法来生成飞行动画。
(1)抓取一系列场景图片然后向其中插入平滑帧来形成动画
步骤如下:
1)打开ArcScene,打开实验场景
2)打开动画模块,抓取景区场景。
3)调节动画参数,生成动画,并预览。
4)动画导出。
(2)通过记录实时飞行场景来生成动画
(四)数据更新变换
空间分析
在现实中,最短路径的求取问题是可以拓展为许多方面的最高效
率问题。
最短路径不仅指一般意义上的距离最短,还可以是时间最短、
费用最少、线路利用率最高等标准。
学会用ArcGIS10进行各种类型的最
短路径分析,理解网络分析原理。
熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析,综合利用各项空间分
析工具解决实际问题
计算机、ArcGIS、
1.根据不同的要求,获得到达指定目的地的最佳路径,并给出路径的
长度;
找出距景点最近的某设施的路径。
2.在网络中指定一个商业中心,分别求出在不同距离、时间的限制下
从家到商业中心的最佳路径。
3.给定访问顺序,按照要求找出从家出发,逐个经过访问点,最终到
达目的地的最佳路径。
4.研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。
(一)网络分析
数据
Geodatabase地理数据库:
data5/net/city.mdb。
数据库中包含一个数据集:
City,其中含有城市交通网net、商业中心
及家庭住址place、网络节点city_Net_Junctions等要素。
1.无权重最佳路径的生成
2.加权最佳路径的生成
3.按顺序逐个通过访问点的路径生成
4.阻强问题
(二)市区择房分析
数据:
城市市区交通网络图(network.shp)
商业中心分布图(Marketplace.shp)
名牌高中分布图(school.shp)
名胜古迹分布图(famousplace.shp)
1.对照讲义,练习网络分析的操作。
(1).无权重最佳路径的生成
(2).加权最佳路径的生成
(3)按顺序逐个通过访问点的路径生成
(4)阻强问题
2.市区择房:
①对择房要求按以下条件修改
离主要交通要道300米之外
在商业中心的服务范围之内
距名牌高中在1000米之内
距名胜古迹1500米之内
②改变权重和阈值,对住房条件进行评价
商业中心、名牌高中、名胜古迹的赋值分别为3、2、1
主干道噪声的赋值为-2
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分级标准(阈值)自定,说明分级原因
数据显示与地图编制
掌握ArcMap的数据符号化方法
掌握对ArcMap进行数据层标注
掌握ArcMap的地图制作和输出
计算机、ArcMap
1.学会ArcMap中的四种数据符号化方法:
单一符号、分类符号、分
级符号和组合符号。
2.学会对ArcMap进行数据层标注的两种方法:
交互式标注和自动标
注操作。
3.学会ArcMap的地图制作和输出,包括地图模板的操作、版面设置、
制图数据操作、地理坐标格网设置及各种地图整饰的操作。
(一)ArcMap数据符号化
1.单一符号标示数据
2.分类符号标示数据
3.分级符号标示数据
4.组合符号来标示地图
(二)ArcMap数据层标注
1.交互标注操作
2.自动标注操作
(三)ArcMap图形制作和输出
1.ArcMap制图版面设置
2.ArcMap制图数据操作
3.地理坐标格网设置
4.地图整饰操作
5.ArcMap地图输出操作
制作上海市行政区划图,要求如下:
1.数据的符号化显示
地图中共有6个区,将这6个区按照ID字段,用分类色彩表示。
将道路按CLASS字段分类;
分为一级道路、二级道路、三级道路、四
级道路,分别用不同的颜色来表示。
2.注记标注
对地图中6个区的NAME字段使用自动标注,标注统一使用Country2
样式,大小为16。
手动标注黄浦江(双线河),使用楷体、黑体、18号字,字体方向为
横向。
道路中,对道路的CLASS字段为GL05的道路进行标注,字体为楷体,
大小为12。
3.绘制格网
采用地图公里格网,使用默认设置。
4.添加图幅整饰要素
(具体的设置与放置可自行设计)
1)添加图名,上海市行政区划图
2)添加图例,包括所有字段。
3)添加指北针
4)添加比例尺