GIS实习报告

《地理信息系统原理课程综合实习》 实习报告

班 级： 姓 名： 号： 学 指导老师：

目录．

一、实习目的 .................................................................................................................... 3 实习内容二、 .................................................................................................................... 3 Geoway实习 .............................................................................................................. 31. 2.数据的采集与组织 ........................................................................................................ 3 1)拓扑关系建立 ............................................................................................................ 3 2)几何网络的建立 ........................................................................................................ 3 3.矢量数据的空间分析 .................................................................................................... 4 1)缓冲区分析 ................................................................................................................ 4 2)叠置分析 .................................................................................................................... 4 3)网络分析 .................................................................................................................... 4 4.栅格数据的空间分析 .................................................................................................... 6 1)设置分析环境 ............................................................................................................ 6 2)距离制图 .................................................................................................................... 6 5.三维分析........................................................................................................................ 7 1)地形指标提取 ............................................................................................................ 8 2)地形特征信息提取 .................................................................................................... 8 3)表面创建及景观制作 ................................................................................................ 8 4)污染物在蓄水层中的可视化 .................................................................................... 9 5)模拟场景飞行 ............................................................................................................ 9 三、实习实现思路和方法 ................................................................................................ 9 1.Geoway .......................................................................................................................... 9 2.ArcGIS ........................................................................................................................... 10 四、实习成果图 .............................................................................................................. 12 总结与体会 五、.............................................................................................................. 13

一、 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ArcGIS9的基本组成，了解Geoway和ArcGIS9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；掌握空间数据和属性数据的输入方法、数据编辑方法；掌握影像匹配、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。

二、 实习内容

1. Geoway实习

（1）了解Geoway软件的结构、框架，帮助文档的使用，并掌握地形图扫描矢量化流程。 （2）通过具体案例掌握，Geoway软件的工程创建、图像配准、数据采集（包括点、线、面、注记的采集和编辑），并进行检查与编辑，通过图幅整饰出图。（3）主要任务：矢量化 、加工、质检、接边、制图

2. 数据的采集与组织

ArcGIS9中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种文件格式。Shapefile由存储空间数据的shape文件、存储空间数据的dBase表和存储空间数据与属性数据关系的.shx文件组成；Coverage的空间数据存储在二进制文件中，属性数据和拓扑数据存储在INFO表中，目录合并了二进制文件和INFO表，成为Coverage要素类；Geodatabase是ArcGIS数据模型发展的第三代产物，它是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。数据采集是将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以处理与接收的数字形式。数据采集分为属性数据采集和图形数据采集。数据模型组织的好坏，直接影响到GIS系统的性能。 1) 拓扑关系建立

目的：通过本例，让读者掌握创建一个要素数据集的拓扑关系的整个流程，并对创建拓扑后的一些工作，如拓扑错误检测、拓扑错误修改、拓扑编辑等基本操作有一个较全面的了解。 要求：在Topology数据集中导入上述两个Shapefile，建立该要素数据集的拓扑关系，使拓扑生效后检测拓扑错误，修改拓扑错误，最后进行拓扑编辑。 2) 几何网络的建立

目的：通过本练习，使读者掌握根据已有要素来建立几何网络的详细过程，进而对数据库的创建有更全面的认识。

要求：在City要素数据集中导入上述三个Shapefile，建立该数据集的几何网络，为第七章的 网络分析做好准备。．

3. 矢量数据的空间分析

矢量数据的空间分析是GIS空间分析的主要内容之一。由于其一定的复杂性和多样性特点，一般不存在模式化的分析处理方法，主要是基于点、线、面三种基本形式。在ArcGIS中，矢量数据的空间分析主要集中于缓冲区分析、叠置分析和网络分析。本章就这三种分析类型简单介绍其原理和实现。 1) 缓冲区分析

缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。缓冲区应用的实例有如：污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域；为失火建筑找到距其500米范围内所有的消防水管等。下面着重介绍缓冲区原理及其在ArcGIS中的实现。 从原理上来说，缓冲区的建立相当的简单，对点状要素直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大小为半径绘圆，所包容的区域即为所要求区域，对点状要素因为是在一维区域里所以较为简单；而线状要素和面状要素则比较复杂，它们缓冲区的建立是以线状要素或面状要素的边线为参考线，来做其平行线，并考虑其端点处建立的原则，即可建立缓冲区，但是在实际中处理起来要复杂的多。

缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。它是一种因变量，由所研究的要素的形态而发生改变。从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：（d一般是指欧式距离，也可以是其它的 } A) ≤r,P={x |d (x距离，其中r为邻域半径或缓冲区建立的条件）

缓冲区建立的形态多种多样，这是根据缓冲区建立的条件来确定的，常用的对于点状要素有圆形，也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素有内侧和外侧缓冲区，虽然这些形体各异，但是可以适合不同的应

2) 叠置分析

叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新，以下就这六种形式分别介绍叠置分析的操作。要注意的是这里也要对属性进行一定的操作，所指的属性是较为简单的属性值，例如注解属性，尺度属性，网络属性等不能作为输入属性。 3) 网络分析

空间数据的网络分析是对地理网络，城市基础设施网络（如各种网线，电缆线，电力线，电话线，供水线，排水管道等）进行地理化和模型化，基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在联系、跨度等属性和性质来进行空间分析，通过满足必要的条件得到合理的结果。网络分析的理论基础是图论和运筹学，它是从运筹学的角度来研究，统筹，策划一类具有网络拓如资源扑性质的工程如何安排各个要素的运行使其能充分发挥其作用或达到所预想的目标，

的最佳分配，最短路径的寻找，地址的查询匹配等，而在此之中所采用的是基于数学图论理论的方法，即利用统筹学建立模型，再利用其网络本身的空间关系，采用数学的方法来实现这个模型，最终得到结果，从而指导现实和应用，故而对网络分析的研究在空间分析中占有着极其重要的意义。

应用功能分类：路径分析、地址匹配、资源分配

基本功能：流向分析（确定的流向：网络的边要素的流向可以唯一地用网络的连通性、起点和终点的位置以及网络要素的可运行性来确定。不确定的流向：通常发生在循环或封闭回路的情况下，也可能发生在有数个起点及数个终点方向的线段上。如：一个线段两端都是起点时就属于不确定流向。 未初始化的流向：网络的边要素独立于起点或终点之外。）、追踪分析（网络下溯追踪（Trace downstream）、网络上溯追踪（Trace upstream）、网络上溯积累追踪（Find the upstream accumulation）、网络上溯起点路径分析（Find an upstream path to the

source）、公共祖先追踪分析（Find common ancestors）、网络连接要素分析（Find connected features）、网络中断要素分析（Find disconnected features）、网络路径分析（find path）、网络环路