1、GIS课程实习报告地理信息系统原理课程综合实习实习报告班 级： XXXX 姓 名： XXXX学 号： XXXXX指导老师： XXXX武汉大学遥感信息工程学院1. 实习目的本实习是为学习和理解 地理信息系统原理 课程的相关知识而专门设计的。通过 实习，加深学生对地理信息系统的组成、 功能、数据库以及数据输入、 数据编辑、 数据分析、 数据显示输出等基本概念、理论和方法的理解和掌握。要求学生了解 ArcGIS10.0 的基本组 成，了解Geoway和ArcGISIO.O软件的基本组成和基本功能；了解 GIS数据库的相关知识；了解Geoway和ArcGIS9的文件结构和类型，掌握创建这些文件的方法；
2、掌握空间数据和属 性数据的输入方法、数据编辑方法； TIN生成、DEM生成、坐标变换的基本方法；掌握栅格数据、矢量数据和属性数据的基本分析方法； 掌握数据显示的基本方法以及布局地图的制作 和输出方法。2. 实习内容2.1Geoway数字化实习采用软件Geoway数据加工平台进行数据采集，使用 I49G栅格图，自选邻近的数字化 4块公里格图块进行网数字化， 使用自动跟踪、 边角提取等有效的数字化功能对该栅格图进行 数字化并输出成图。2.2ArcGIS 软件学习学习 ArcGIS 软件，根据指导书中的操作步骤，进行 ArcGIS 软件的学习，同时学会运 用其强大的分析功能进行空间分析，并学会制作地
3、图、生成 TIN、DEM等内容。ArcGIS 软件学习主要内容包括：1)ArcMap 简介2)要素及其属性查询3)专题地图显示4)属性表的编辑、连接、维护5)相互位置查询、空间连接6)地图布局与报表7)栅格数据生成和显示8)栅格空间距离计算9)再分类与叠合计算10)邻近区11)多边形合并、叠合12)地表模型生成、显示13)工程中的土方、纵坡14） 视线、视域15） 最佳路径、最近设施、服务区16） 点、线、多边形要素输入和编辑17） 多边形要素的高级编辑18） 拓扑规则19） 投影变换、坐标校正20） 通过转换建立数据库21） ModelBuilder2.3运用ArcGIS进行空间分析考核结合
4、Geoway数字化成图，运用 ArcGIS软件的空间分析功能，围绕某一主题进行 相应的空间分析，要求所用图层不少于 2层，运用到的功能不少于 3个。可以考虑的主题有：1） 果园选址2） 最短路径分析3） 最近设施、服务区的选取4） 工程中的土方、纵坡5） 最后所需提交成果如下图所示，文件名按“学号 +姓名”命名。Geo way DataSpacial Analyst ArcMap.jpg DEM.tif込GecDBrmdb二塗把罔三進把图鈕ci图1-ArcGIS考核所需提交成果3.实习实现思路和方法3.1 Geoway数字化实习Geowa y数字化基本步骤：1.创建工程1.1设置工程参数1.2
5、导入方案2.数据采集2.1一般点的输入2.2线对象的一般输入2.3注记输入及编辑2.4属性的录入与编辑3.查图、编图3.1悬挂点检查及编辑3.2打折线检查及编辑3.3高程属性检查及编辑4.图幅整饰4.1选择工具4.2设置图层4.3设置整饰参数在进行Geoway数字化实习的过程中要注意的几个方面：1)在进行矢量化的时，首先要将地图的基本参数设置好，例如比例尺，单位等等。2)矢量化的过程中要灵活的使用 Geoway提供的工具，在进行曲线绘制的时候可以使用线跟踪， 在进行房屋等面状地物绘制的时候可以使用边角提取工具， 这样可以提 高绘制精度和速度，且绘制出的图像也比较美观。3)对于不同的地物要选择好
6、不同的地物类，也要选择好正确的属性。4)矢量化所有地物之后要对所绘制的结果进行质量检查，提高地图的质量。5)注意地物的显示效果，不同地物尽量使用不同的颜色，是整体效果较美观。6)最后可以讲矢量图形按要素类导入到 ArcGIS 中进行拓扑分析，检查成图的质量和 修正地图。3.2 ArcGIS 软件学习3.2.1 ArcMap 简介(1)打开地图文档：在 Windows下，用鼠标选择：开始 /程序/ArcGIS/ArcMap 10.1 首先出现的可能是 ArcMap 的启动对话框“ ArcMap Getting Started ”； 基本操作界 面；专题图层的显示控制。（2） 要素和属性的简单查询
7、。单击要素查属性、选择记录查要素、选择要素 查记录， 利用键盘中的Shift 或Ctrl 键，选择多个要素或多条记录。（3） 进入、退出 ArcMap和Windows的一般操作类似。（4） 若干专用术语：要素、要素类、图层、属性表、数据框架、数据源、地图文档。（5） ArcMap的操作主要靠菜单、按钮、工具三种方式，辅之键盘。（6） 主窗口称 Map Document Window，显示地图的部分称 Data View，左侧为目录表 （TOC。3.2.2要素及其属性查询查询的结果是使要素、对应的记录进入选择集，同时也改变了显示颜色。要素、 记录进入了选择集，进一步的操作仅对选择集有效，例如用统
8、 计图表达查询结果。如果选择集是空的，就对全体记录（或要素）有效。3.2.3专题地图显示主要围绕专题图的符号设置对 Layer （图层）、Table （属性表）、Data Frame （数据框架）的定义保存在 Map Docume nt （地图文档）中，和数据源相互独立，可以反复使用，当数据源（空间数据、属性数据）被改变， Layer所显示的具体内容也会自动跟着变化， 不需专门干预。要素的符号表达形式如下：要素类符号类型可控制的形式特殊形式占八、点状符号点的式样、大小、颜色倾斜、多属性统计图线线型线的式样、宽度、颜色横向偏移、有方向性的线型多边形填充符号图案式样、密度、颜色、边界线型多属性统计
9、图、点密度图注记字体字体式样、大小、颜色倾斜、间距3.2.4属性表的编辑、连接、维护（1）属性表新建，现有属性表加载，记录和字段的增加、删除，属性值的输入、修改。（2） 调整字段的可见性、假名，适应各种应用的需要。（3） 通过条件组合查询，过滤不需要的记录、要素，使属性表、专题图得到精简。（4） 二个或更多的属性表可以连接起来， 实现对复杂事物的查询，Join和Relate 所 起的作用不同。（5）超链接使属性成为查询其他媒体信息或实现其他处理功能的通道（扩展了关系型数据库的连接功能）。3.2.5 相互位置查询、空间连接（ 1）两个图层之间可以相互选择查询：一个是选择图层，另一个为被选择 图层
10、。选择的条件、关系很多，可根据应用的需要选用。（2）两个图层之间可作空间连接处理， 按空间上的相互关系， 实现属性字 段的连接、 数据添加、传递。3.2.6 地图布局与报表（ 1）地图和页面的设置。（2） Data Frame 在页面中的位置、比例、范围设置。（3）在地图中增加文字及其他元素，包括图例、比例尺、 指北针、图片、说明文字、图框线、 其他对象等。 在 Data Frame 范围内，图例、比例尺、 指北针方向和 Data Frame 中相关特征的设置可保持一致。（4）将布局输出到打印机或中间文件。（5）将布局保存为模版，供将来反复使用。3.2.7 栅格数据生成和显示（ 1）空间插值，
11、除距离倒数权重法， Spatial Analyst 还有其他方法，除用于地形， 还可用于自然资源、社会经济等领域。（2）栅格高程栅格可产生矢量等值线图，转换成栅格坡度图。（3）密度估计。（4）邻近区分配。3.2.8 栅格空间距离计算（ 1） 用栅格计算直线距离；（ 2） 成本距离计算；3.2.9 再分类与叠合计算在密度图、距离图的基础上，增加矢量多边形转换成栅格、栅格数据再分类、多 重栅格数据之间叠合计算等功能，重点是叠合计算，多指标综合评定。3.2.10 邻近区针对点、线、面三类要素进行缓冲区分析。可以是单距离的邻近区，也可以是多 重距离的邻近区。 邻近区的距离可以在操作过程中输入， 也可以
12、靠要素的属性控制， 前 者操作起来简便，后者可根据应用的要求灵活控制、调整。邻近区的结果是多边形，相互交叉、重叠部分可以保留，也可合并、消除。3.2.11 多边形合并、叠合（1）在地块属性表中增加一个字段，按地块面积计算财产密度。（ 2）将地块多边形和高程多边形作叠合处理 （ Union ），生成的叠合多边形 （ Unionl ）具有高程、土地使用、地基类型、地块财产密度等属性。（3）计算叠合后的多边形面积。（4）计算地块损失和损失密度。3.2.12 地表模型生成、显示 建立不规则三角形网络，在不规则三角网上叠加其他要素，同时以三维方式显示。在 ArcScence 中能按产生三维场景动画， 并
13、输出成通用的视频文件， 用视频软件播放。在 ArcScence 中还能将影像文件叠加到已有的三维表面上， 达到更好的三维显示效果。3.2.13 工程中的土方、纵坡（ 1）使用 TIN 表达高程时，也可以直接表达坡度，还可以直接进行简单的填挖方 计算。进行细致的填挖方计算要将 TIN 转换成栅格再计算。转换、计算过程产生的栅 格一般是浮点型，没有属性表，如果需要，可以用 Spatial Analyst 再转换。（2）先要有“线”，可以临时输入 3D Graph，也可以用已有的图层，如果已有 图层中的要素是二维的，要将其先转换为 3D Shapfile 。（ 3）纵剖面生成在专门的图形窗口中，根据
14、需要，可以放入 Layout ，可以用文件方式保存，再利用，还可以输出到其他应用软件中。3.2.14视线、视域视线分析是判断三维表面上任意两个点之间是否通视。观察点和目标点可以在三 维表面上， 用户可以指定观察点和目标点相对于三维表面的高程， 也可以通过借用生成纵剖面的方法， 绘一条直线， 产生沿着该直线的纵剖面图， 再观察起点和终点间的视线 遮挡状况。3.2.15最佳路径、最近设施、服务区属性，一般用线要素的原始长度代替。 路径是网络分析的基础， 路径必须经过有关站点，必须避开障碍， 以交通成本最低产生分析结果。站点、障碍可以手工输入， 也可来自已 有数据源中的图层要素。路径所经过站点的先后
15、顺序会影响计算结果， 可以靠软件自 动调整站点顺序、优化路径，也可以手工人为调整站点顺序，按指定的顺序优化路径。（2）最近设施分析。可以为每个事件查找单个最近设施，也可以同时查找多个设 施，得到同一事件和不同设施之间的最佳路径。（3）服务区分析。给定交通成本，产生离开服务点的所有方向的最远路径，将路 径最远点连接起来， 形成最大范围的外边界， 为多边形形状的服务区。 在同样的距离条 件下，基于网络的服务区范围比同心圆式 的邻近区要小。（4）网络分析产生一个临时的特殊图层，可以按需要调整显示符号，方法和普通 图层一样。3.2.16 点、线、多边形要素输入和编辑练习点、线、多边形空间数据的输入和基
16、本编辑方法。对于 Geodatabase 和 Shapfile 两种主要的数据格式， ArcMap 的编辑处理方法基本相同， ArcMap 提供了许多 空间数据的输入、 编辑功能， 各种功能配合使用， 可以提高效率， 防止差错， 保证质量。 3.2.17 线、多边形要素的高级编辑用 Geodatabase 练习线要素、 多边形要素的高级编辑方法。 ArcGIS 具有地图拓扑 数据结构，利用 地图拓 扑结构进行的编 辑操作 适用于 Shapefile 和 Personal Geodatabase ，是在编辑状态下的简单拓扑关系，特别适用于共享边界的多边形要素编 辑、某些特殊形状的多边形（如岛状多
17、边形、开洞多边形）。地图拓扑关系是临时的、 隐含的，仅仅在编辑、修改时临时产生、起作用。3.2.18 拓扑规则Geodatabase 可以建立多种点、线、多边形的拓扑规则，用于控制要素类之间 特定 的空间关系。 Geodatabase 的拓扑关系在 ArcCatalog 中建立。 Geodatabase 中一个要 素类允许设置多个拓扑规则， 这些规则必须定义在一个拓扑类中。 建立拓扑关系， 可以 直接用于空间数据的质量控制、 维护， 有效地提高数据的精度和完整性。 利用不同的拓 扑规则建立拓扑关系，还可以直接用于某些特定的空间分析。3.2.19 投影变换、坐标校正主要操作：地图投影，坐标转换，
18、坐标拉伸，接边，影像配准等。3220 通过转换建立数据库将CAD数据转换进入 Geodatabase，在转入过程一般直接使用原来的坐标，但是空间参照的有关参数应由用户指定。 AutoCAD Entity 和ArcGIS Feature Class 之间的关系如下：AutoCAD En tity （实体类型）Geodatabase Feature Class （要素类）Line, Arc, Circle, Polyline. Solid,Line，线要素类Trace, 3DFacePoi nt. Shape, Block 的插入点Point，点要素类闭合的 Polyline ，Circle, S
19、olid,Polygon，多边形要素类TextPoint，点要素类3.3运用ArcGIS进行空间分析考核3.3.1空间分析思路对公路，居民地，果园分布进行评定。为果品加工厂选址提供依据。可利用数据有三 种。（1） 公路，线状空间数据，果品加工厂不应离公路太远，为此建立离开公路的距离图。（2） 居民地，面状空间数据，果品加工厂应在居民地较远的地方，为此建立离开居民地的距离图。（3） 果园分布，面状空间数据，果品加工厂应建在离果园较近的地方，为此建立离开果园的距离图。（4） 1公路数据，将离开公路的距离分为四类， 分别赋予评定指标：0-50米：4,50-100 米:3，100-150 米:2，大于
20、 150 米:1。图层 1（5） 2居民地数据，将离开居民地的距离分为四类，分别赋予评定指标： 0-200米:1，200-400 米:2，400-600 米：3,大于 600 米：4。图层 2（6） 1果园数据，将离开果园的距离分为四类， 分别赋予评定指标：0-50 米: 4，50-100 米:3，100-150 米:2，大于 150 米:1。图层 3（7） 果品加工厂的综合评定指标为：图层 1 *图层2 *图层33.3.2空间分析步骤1） 打开ArcMap导入所需图层，设置工作环境；2） 对公路数据，果园数据，居民地数据求欧几里得距离；3） 对求距离后的公路栅格数据， 果园栅格数据，居民地栅
21、格数据进行重分类处理;4） 为重分类后的类别按照思路中的四个分类赋权值；5） 使用raster calculator计算交通*居民*植被”的值，生成分析结果4.实习成果图4.1 Geoway数字化实习成果图图 2-GeowayMap成果分析：Geoway矢量化栅格图像成果图基本将所选的北杜乡四块区域的地物地貌信息反映出来了，对于不同的要素类建立了不同的图层，也给予了每种要素类相关的属性信息 在制图过程中综合利用了点、线、面编辑工具，并使用了自动跟踪，边角提取等自动化功能，制图 精度较高。对成果图也进行了质量检查，消除了许多的误差，质量也较好。4.2二维地图北杜乡图钢乡村公跻-左通附属碁界层民壇
22、丨 I_I I_f : I Meiers0 250 50； 1.0；0 1,5；C 2 QQC图 3-ArcMap成果分析:ArcMap为我们提供了方便的工具插入图名 （Title）、文字（Text）、指北针（North Arrow ）、图例（Lege nd）、比例尺（Scale Bar、等功能，有利于我们做出更加美观的地图。同时，在制图的过程中，我们应该注意图层叠加顺序，使其更加符合人对于地图的认知。4.3三维地图图4-三维地图4.4 DEM的生成图 5-DEM4.5空间分析（果品加工厂选址问题）对公路数据，果园数据，居民地数据求欧几里得距离，得到如图 1所示的结果（以果园为例）：（图6 :
23、求得的果园的欧几里得距离）（图7:与图一比较将分类分到需要的四个类别）V：alue口 1（图8:赋权值）（图9:综合分析结果得到的栅格图像）-0空间综合孙析Value口 1口 2_3（图10:空间分析得到的新类）5. 总结与体会首先得感谢两位老师在这近半个月的时间中的陪伴与细心指导。 在这两周中， 我们学到 了丰富的 GIS 与制图知识， 将从课堂上学到的知识运用到实际的操作中， 让我们对课堂知识 有了进一步了解。从使用 Geoway矢量化栅格图像，到使用ArcGIS储存分析数据，整个实习 过程十分充实，收获巨大！此次实习分为两个阶段， 通过两周的时间我们学习并掌握使用 Geoway和ArcG
24、IS两个软件。在第一阶段，运用 Geoway软件对北杜乡的栅格数据进行矢量化，因为是第一次接触相 关软件进行地图矢量化工作， 故进度较慢。 一开始没有很好理解实际操作中的闭合， 以为只 掉点对点点上了就能完成闭合，导致最初画房屋等面状地物全部采用折线绘制，无法闭合， 所幸及时发现了这一问题， 使用多边形闭合， 提高了工作效率和准确度。 地图中存在大量注 记，因为对地图符号系统的不熟悉， 许多注记无法确认， 连首曲线和计曲线的概念也有些模 糊。通过温习地图学课本重拾知识， 这让我明白之前所学知识的重要。 对不清楚的事物应当 及时提问， 与老师同学沟通， 这样才能掌握正确的知识。 而不懂装懂敷衍了
25、事只会使错误愈 加积累。第二阶段，学习 ArcGIS 软件的各项操作，具体内容已在实习报告前面提过，在这就不 再赘述。学习软件操作是按照实习指导书上一点点操作，二十多章的实习内容阅读量巨大， 而且有大量专业词汇， 降低了我们实习过程的反应速度， 如果能有中文版本的软件和中文版 本的指导书会大大提升我们实习的速度和对实习内容的理解。 在做建立拓扑和检错的过程也是比较痛苦，由于 Geoway的数据存在一些细节问题在地图质量检查是无法检出，所有需有 有针对性的修改。 修改拓扑关系时， 会遇到许多实际上不是拓扑关系错误 （例如地图边缘的 等高线走到尽头的悬挂点）的提示，并不需要纠错，只要调用 Topo
26、logy 工具栏，选择后右键，设置例外。还有一个存在在我身边许多同学的问题是：在做 Reclassify 时，软件总会报错崩溃，多次尝试后，虽然找到了解决办法（不点击 classify 而是直接在 Reclassify第二个弹窗修改） ，但是这浪费了我们大量的时间。希望老师修改实习指导书中关于 Reclassify 的内容。最后的空间分析部分由于之前耽误了较多时间， 留给我的时间并不多， 因此我选择了较 为简单的为果品加工厂选址的问题。 思路很明确， 对公路距离数据，果园距离数据，居民地 距离数据分别赋权，三者相乘得到分析结果。由于环境设置问题和使用库中数据（而不是 export中的shp），
27、之前几次一直没办法成功地进行欧几里得求距， 在同学和老师的帮助下， 最终还是成功地解决了问题， 收获巨大。 虽然空间分析之前在 GIS 中有学习过， 考试中也有 考到， 但是都是纸上谈兵，真正使用软件操作，得出空间分析结果时， 才让我真真切切的感 受到 GIS 这么课程给我们带来的收获。当然， ArcGIS 的强大功能也给我留下了深刻的印象，在这近两周的实习中我们才用了 ArcGIS 多少的功能？它和 GIS 课程一样都是知识浩瀚的海洋，我今后还将用许多心思去汲 取这些知识。最后，仍然要再一次感谢刘敏老师和卞萌老师，刘敏老师对我们的严格要求让我们 能够认真严谨地对待学业，卞萌老师耐心的指导也为我们解决了许多问题，老师们辛苦了！ 谢谢老师！
