中國礦業(yè)大學 測繪工程GIS實習報告 課程設(shè)計

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

2、 …………… 第26頁 二、ArcGIS部分 實驗1 CAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的交換 一.運用ArcGIS提供的工具實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 1. 打開CAD數(shù)據(jù)文件，選擇point圖層，點擊右鍵，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. 運用MapInfo提供的工具實現(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 在目標格式中選擇MapInfo tab格式，目錄中選入輸出途徑，如下圖，點擊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 實驗2 GIS矢量數(shù)據(jù)空間分析 一. 實驗?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、各項空間分析工具解決實際問題。 二. 實驗數(shù)據(jù) 城市交通網(wǎng)絡(luò)圖(network.shp)；商業(yè)中心分布圖（Marketplace.shp）；名牌中學分布圖(school.shp)；名勝古跡分布圖(famous place.shp) 三. 實驗要求： 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. 運用空間疊置分析對上述4個土層進行疊加求和，并分等定級，確定合適的區(qū)域。定級標GIS 準為： 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. 實驗過程 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、學在750m之內(nèi)，以便小孩子上學便捷。單擊Spatial Analyst模塊，在Distance中選擇Straight line，作緩沖區(qū) 名牌中學在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. 運用空間疊置分析對

7、上述 4 個土層進行疊加求和，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 實驗3 GIS柵格數(shù)據(jù)空間分析之學校選址 一. 背景 合理的學?？臻g未知布局，有利于學生的上課與生活。學校的選址問題需要考慮地理位置，學生娛樂場所配套，與現(xiàn)有學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校選址區(qū)。 二. 實習目的 通過練習，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，分析類似學校選址等實際應(yīng)用問題。 三. 實習數(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)有學校分布數(shù)據(jù)）； 四. 實習要求 1.新學校選址應(yīng)該注意這些問題： A. 新學校位于地勢較為平坦地方 B. 新學校選址的建立應(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. 新學校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂設(shè)施相配套，學校距離這些設(shè)施愈近愈好 D. 新學校應(yīng)該避開現(xiàn)有學校，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，距離學校占0.25，土地利用類型和地勢位置因素各占0.125 3）實現(xiàn)過程采用ArcGIS的Spatial Analyst擴展模塊 4）給出適合

9、新建學校的適宜地區(qū)圖，并做簡要分析 五. 實習過程 1. 運行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選項卡，設(shè)置默認工作路徑，并保存結(jié)果為Result；打開Options對話框中的Extent選項卡，在Analysis Extent下拉選項框中選擇“as Layer landuse”；打開Options對話框中的Cell Size選項卡，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娛娛樂場所緩沖區(qū)沖 5. 從現(xiàn)有學校位置

11、數(shù)據(jù)“School”提取學校直線距離數(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)有學校直線距離數(shù)據(jù)集 新學校距離現(xiàn)有學校比較遠時適宜性好，仍分為10級，距離學校最遠的單元賦值10，距離最近的單元賦值1。得到重分類學校

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)集的合并計算，最終適宜性數(shù)據(jù)集的加權(quán)計算公式為： Suit(最終適宜性)=reclassdisr（娛樂場所）*0.5+reclassdiss（現(xiàn)有學校）*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。 實驗4 GIS 地形表面空間分析 一. 實驗?zāi)康? 通過本實驗，使讀者加深對各基本地形指標的概念及其應(yīng)用意義的理解。熟練掌握使用ArcGIS軟件提取這些地形指標的方法和步驟。 二. 實驗數(shù)據(jù) dem 高程數(shù)據(jù) 三. 實驗要求 (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)，最高點海拔與最低點海拔高度的差值。是描述一個區(qū)域宏觀地形特征的宏觀性指標。 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。計算公式為：公式為: 1 / C

16、os（[Slope of DEM]*3.14159/180）。 四. 實習過程 1地形坡度 加載3D分析擴展模塊，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)自己的需要進行改變），則可得到一個鄰域為 11×11的矩形的最大值層面，記為 max； (2) 重復 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。 實驗5 入城高速公路配套定車場的選址分析 一. 實驗?zāi)康? 選擇最佳的公路配套停車場 二. 實驗數(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. 實驗要求 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. 實驗步驟 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。點擊Ok。將停車場紅色顯示。輸出圖。 三. 課程實習總結(jié) 1. GIS的課程實習對于測繪的學生來說并沒有地理信息系統(tǒng)的學生那么重要，但是熟練掌握其基本操作依然非常重要，所以此次實習對于測繪的學生來說是一個非常好的鍛煉，

22、不僅有利于對所學知識的復習和實際應(yīng)用，更增強了作為一個工科學生的動手能力。從實質(zhì)上認清實習的目的，以積極的態(tài)度去做好實習，我認為是非常必要的。 2. GIS軟件的功能非常強大，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)間的拓撲關(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)上進行計算、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生的學習積極性的過多信賴，允許學生可以在課余獨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)的學生的學習積極不容樂觀，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清實習的目的吧。如果老師不給學生一定的壓力和監(jiān)督，學生完成作業(yè)時沒有一定的人員指導，這將極大的挫敗學生的學習熱情和積極性，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中更加嚴格的要求學生，最好能夠把實習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學生把實習做好，達到教學的目的。 4. 對于我個人來說，從一開實習就有些麻煩，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行操作，但對于arcgis就比較費勁，好多不會，可能是用于其軟件為英文版本吧，加重了學習難度，但是我并未灰心，通過向地信的同學指教學習，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習能力和應(yīng)用能力嚴重脫鉤，所以之后加強個人的動手能力操作時非常必要的。由于考試復習，只能忙里偷閑做實習，可能部分實驗結(jié)果或是方法未是全準確，所以希望老師能夠給予指導和批評。 17