1、地理信息系统实验报告材料地理信息系统原理课程 Principle of Geographic Information System实验报告适用专业：测绘工程、地理信息系统、遥感科学与技术 学 期： 2013-2014（二） 专业班级： 测绘12-4班 学生姓名： 黄嘉佳 学 号： 20120286 指导教师： 王延亮 黑龙江工程学院测绘工程学院2014年目 录/CONTENTS实验项目地理空间信息基础实验日期实验地点实验楼同组人数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
2、ArcGIS Desktop 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 ArcGIS Deskpro 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
3、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
4、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/Job1. 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：
5、 年 月 日实验项目数据输入实验日期实验地点实验楼同组人数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 Georef
6、erencing 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。实验步骤（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
7、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 数据库创建作业/Job1、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Valu
8、e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五、教师评语成 绩指导教师签字： 年 月 日实验项目空间数据编辑实验日期实验地点实验楼同组人数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、实验目的掌握矢量数据的编辑二、实验仪器设备计算机、Arc Map三、实验原理、内容及步骤实验原理及内容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。实验步骤
9、（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
10、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。四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等五、教师评语成 绩指导教师签字： 年 月 日实验项目 空间数据分析实验日期实验地点实验楼同组人数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、实验目的通过本实验，加
11、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。二、实验仪器设备计算机、ArcGIS三、实验原理、内容及步骤实验原理及内容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.
12、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。实验步骤（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
13、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）数据更新变换四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等五、教师评语成 绩指导教师签字： 年 月 日实验项目空间分析实验日期实验地点实验楼同组人
14、数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 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二、实验仪器设备计算机、ArcGIS、三、实验原理、内容及步骤实验原理及内容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。
15、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。实验步骤（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（ne
16、twork.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（famous place.shp）作业/Job1. 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： 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 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-222 分级标准（阈值）
17、自定，说明分级原因四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等五、教师评语成 绩指导教师签字： 年 月 日实验项目数据显示与地图编制实验日期实验地点实验楼同组人数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 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的地图制作和输出二、实验仪器设备计算机、ArcMap三、实验原理、内容及步骤实验原理及内容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
18、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。实验步骤（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地图输出操作作业/Job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
19、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）添加比例尺四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等五、教师评语成 绩指导教师签字： 年 月 日
