地理信息系统ZBB.doc

地理信息系统（gis）苏州科技学院实 验 报 告实验名称：地理信息系统原理a课程实验 所属课程：地理信息系统原理a 开课学期：20112012第二学期 所在专业： 测绘工程 所在班级： 1012 学 号： 1020115223 姓 名： 周兵兵 完成时间： 2012年4月28号2012年6月4号 实验一 地理信息系统基本构成一、实验目的了解gis的组成和软硬件平台，熟悉平台软件的界面环境、基本操作，理会gis的基本功能二、实验内容1.启动mapinfo ，了解mapinfo界面结构，菜单命令，mapinfo的工具条2.读取栅格图像并使用绘图工具3打开表，完成实验结果、体会指定项目，和个人收获3、 实验步骤1.从程序菜单点击启动mapinfo，弹出快速启动窗体。在“快速启动”状态硬拷贝屏幕（prtsc键），在实验报告一文档的实验结果1处粘贴，右击设置图片格式版式高级文字环绕对齐方式，设置位置、对齐方式、剪裁、线条、大小、色彩等。可直接拖动调整图片到合适大小，也可从菜单格式中调用相关工具实现。（注：各机器的启动窗体内容不尽相同）。单击取消，进入系统主界面。2.文件菜单栏打开表（等同于常用工具栏或快速启动窗体打开表），文件类型选定为mapinfo(*.tab)，指向实验一数据world文件夹，选择一个文件。 选择一属性表，新建浏览窗口。菜单窗口平铺窗口。3. 启动mapinfo，文件菜单栏打开表（等同于常用工具栏或快速启动窗体打开表），文件类型选定为raster image(*.bil *.jpg)，查找范围指向实验一数据china底图，单击 ok按钮，出现下列提示框：“你想简单地显示未配准的图象，或配准它使它具有地理坐标？”，单击显示(display)按钮，在窗口打开china栅格图象。选择菜单地图(map)图层控制(layer control)，或点击主工具条图标，出现图层控制对话框，使装饰图层(cosmetic layer)可编辑。 选择绘图(draw)工具条中的点编辑工具，分别找到北京市、南京市符号的中心点，单击鼠标左键，数字化两城市。选择主工具栏的选择工具（鼠标悬停即有功能提示），双击数字化的点，查看。选择菜单地图(map) 保存装饰对象(save cosmetic objects)，出现保存装饰对象对话框，选择合适位置右击新建以自己的学号命名的文件夹，文件取名point存盘。从而完成对点空间数据层的保存。 装饰图层(cosmetic layer)可编辑。选择绘图(draw)工具条中的折线编辑工具，数字化长江、黄河。方法是：找到起点单击鼠标，然后沿着欲数字化线段依次寻找拐弯点并单击鼠标，直到河流的另一端点，双击鼠标结束。取名line保存到自己创建的学号名文件夹中。*若立即删除不当的数字化点，请用回格（退格，backspace）键。*每当地图窗口不可见时，请结束操作，通过地图查看整个图层找回。*错误的中间结果，请选中，del键删除。 装饰图层(cosmetic layer)可编辑。选择绘图(draw)工具条中的多边形编辑工具，数字化江苏省。方法同上，但当表示结束的鼠标双击使得终点和起点自动连接形成封闭的多边形（含内面）。取名region存盘。*省界由点画线、河流中心线、水岸连接而成，请仔细分辨。*切勿中途双击。四、实验结果1.快速启动项1020115223 周兵兵（一） 系统界面情况状态栏工具栏工作窗口菜单栏标题栏1020115223 周兵兵（二） 点数据层1020115223 周兵兵（三） 线数据层1020115223 周兵兵（四） 面数据层1020115223 周兵兵五、实验结论1、 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本组成包括五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。2、 mapinfo的主要功能（1）计算机地图制图功能：可输入、编辑、输出计算机地图，接受和输出其他图形系统的数据（dxf格式）（2）专题地图编制功能：基于自身管理的或来自其他数据库的属性数据制作专题地图。特别适用于编制“动态电子地图集”，即更改属性数据，地图上专题符号能自动改变。（3）数据可视化功能：基于自身管理的或来自其他数据库的属性数据的图表化、地图化，其概念和应用大大突破了传统意义上的专题地图。 （3）空间查询和分析功能：属性到图形，图形到属性、地图空间查询（功能强大的sql查询功能） 3、 地理信息系统应具备的基本功能（1） 数据采集和编辑（2） 数据存储与管理（3） 数据处理和变换（4） 空间分析和统计（5） 产品制作与演示（6） 二次开发和编程实验二 地理信息系统数据结构一、 实验目的熟悉图象处理方法，明确数据结构构建原理，掌握图象配准、屏幕数字化、属性数据输入方法，理解物理坐标和用户坐标的转换关系及数据输入环境，体会图层概念二、 实验内容栅格图象处理在mapinfo环境下用不同方式进行栅格图象配准矢量数据输入属性数据输入实验结果的指定内容及其它个人体会三、 实验步骤（一） 栅格图象处理1.图象配准方法手工输入坐标值配准运行mapinfo，选择菜单文件(file)打开表(open table)，出现打开表对话框，将对话框中的文件类型(list file of type)定为栅格图象(raster image)；选择正确路径，找到实验一数据中的china.jpg文件，单击打开(ok)按钮，出现下列提示框：“表定义已存在覆盖吗？”，单击确定按钮，又出现下列提示框：“你想简单地显示未配准的图象，或配准它使它具有地理坐标？”，单击配准(register)按钮，窗口出现图象配准对话框。单击投影(projection)按钮，出现投影选择对话框，选择与原图匹配的地图投影。china原图采用的是等积圆锥投影，故应使选择投影对话框中的选项应为regional equal-area projection / equal-area projection (china)，确定，回到图象配准对话框。单击单位，确认以度为单位。从底图（纸张地图）上选择控制点（指能明确位置和经纬度的点，总计需4个控制点。要求在图面中散开，任意三点不在同一直线上），并读取坐标。拉动图象配准框的滚动条配合“放大”、“缩小”，找出并单击图象配准对话框中预览图象的一个控制点(此点与地图上所选点一致)，出现增加控制点对话框。在对话框地图x中输入控制点经度度数，地图y中输入控制点纬度度数。单击图象配准对话框中的新建按钮，重复上一步骤，增加控制点。当控制点增加到四个时，图象配准对话框中出现配准误差值，如果误差太大，则重新采控制点，或编辑控制点坐标；也可增加更多控制点，一般说来控制点越多误差越小，直接满意为止（个别操作环境误差不可见，则可省略此调整步骤）。确定，mapinfo把配准信息自动保存到一个与栅格图象同名的表文件（.tab）中，并把该栅格图象显示在地图窗口中。退出。2. 配准栅格图象的打开文件打开表 你工作目录下配准方法二新建子目录下的china.tab，关闭。将目录中的china栅格数据移动到它处或直接删除，再次打开china.tab，查看情况，关闭表。移回或恢复china栅格数据，再次打开china.jpg，弹出覆盖提示，单击取消。再次打开china.jpg，在覆盖提示窗口选择确定（覆盖）。3.调整配准栅格图象的样式。表栅格图象样式调整亮度/对比度/切换原图模式和灰度图/选定图中的一种透明色，拉动、缩放图象查看，直到满意，确定。关闭。（二）图形数据输入（屏幕矢量化，空间数据结构的建立）1.运行mapinfo；2.打开已配准的图象china.tab（选配准方法一的结果）；3.选择菜单地图图层控制，出现图层控制对话框，使装饰图层可编辑；4.选择绘图(draw)工具条中的点编辑工具，鼠标对准省会城市符号的中心点单击，依次完成所有省会城市的数字化。同时手工记录点击（数字化）顺序，备用。5.选择菜单地图(map)保存装饰对象(save cosmetic objects)，出现保存装饰对象对话框，选择正确路径，取名“city”存盘。6.使装饰图层可编辑，选择绘图(draw)工具条中的折线编辑工具，数字化长江、黄河（主河）。方法是找到数字化的起点（河源点或入海口）、中间点（拐点，拆线段的端点，也是刻画形态的点，其疏密涉及数据精度和点记录数量）依次单击鼠标，直到河流的另一端点，双击鼠标结束。保存装饰对象，取名“river”存盘。 7. 使装饰图层可编辑，选择绘图(draw)工具条中的多边形编辑工具，数字化各省市自治区，方法是鼠标沿边界单击，在结束时（最后顶点或起点）双击，封闭多边形。同时手工记录数字化的顺序。当经过已数字化的邻区公共边时使用mapinfo的snap功能：按下键盘s键，表示可捕捉点； snap为双向选择，再次按下s键则关闭该功能。全部完成后，保存为province表。8.置province之上的装饰层可编辑，选择绘图工具条中的文本编辑工具，选定合适的位置，输入各省市区名，取名“text”保存此装饰图层。（三）属性数据输入1.属性数据输入方法新建属性数据表第阶段创建table，输入属性数据运行mapinfo菜单文件(file)新建表(new table)，出现new table对话框，在对话框的复选框中选中打开新浏览窗口(open new browser)，然后点击创建(create)按钮，新表结构(new table structure)对话框出现。表结构对话框中点击增加字段(add field)按钮，根据附表一增加6个字段（不含单位），并输入字段的名称、类型(整形、字符、浮点)、宽度或小数位数，id字段勾选索引。创建，出现创建新表(create new table)对话框，选择正确路径，取名“att”，保存表。出现该表浏览窗口。选择菜单：编辑(edit)新建行(new row)，或用快捷键ctrl+e，增加新的记录。使用tab键或鼠标在表内移动输入（无法整体复制）。id列输入数字化省份自治区和钓鱼岛的顺序号（不输重庆市、海南省、澳门），其它列输入附录一提供的对应的内容，保存该表。第阶段将新建的属性数据表与相应的空间数据表进行联接，添加数据打开数字化的省区 province.tab，并新建province浏览窗口（窗口新建浏览窗口或在常用工具条点表格图标）选province）。在id值列输入数字化顺序号（1-33），作为匹配用。选择图形或属性记录，查看有无对应关系。选择表更新列，出现对话框，依次选择要更新的表（本实验为province）、从中获得值的表（本实验为att表，是将att的属性逐列追加到province的属性表，并作为临时列）、要更新列选“增加新的临时列”。若下拉菜单不出现att，应取消，并另行打开att表，继续更新列操作。点击联接按钮出现指定联接对话框，点选“用列”，及欲更新目标表和源表的匹配字段（本实验均为id）， (注：两匹配字段的类型应一致)。计算类型选择默认（值），属于栏即是要追加的列。选择“地区名”，确定，完成对地区名列的追加。然后在属于选项中分别选择欲追加的其它后续列名，即可完成全部联接，出现最终连接浏览窗口。以上更新是临时性的，若要永久存放，则需要关闭所有非最终联接浏览窗口（点击窗口右上方x），在文件另存(副本)为取名provincej，保存完整的表数据。全部关闭，全部放弃。打开provincej地图（图形）和浏览窗口（属性），点选查看有无对应连接关系。若地图窗口无图形，需删除provincej的多个同名文件，重做。2.自动标注打开provincej。打开图层控制，选中本图层自动标注复选框；单击标注项下拉菜单选取用地区名标注。使用相应工具调整标注。四、实验结果（一）栅格图象处理1. 图象配准提示框1020115223 周兵兵2.单位选择对话框截图1020115223 周兵兵3.投影选择对话框截图1020115223 周兵兵4.输入控制点坐标对话框截图1020115223 周兵兵5. 4个控制点坐标输入完毕的图象配准对话框截图1020115223 周兵兵6.配准后的结果（文件另存窗口插入）1020115223 周兵兵（二）屏幕矢量化（图形数据输入）（1）city1020115223 周兵兵 （2）river1020115223 周 兵 兵（3）province1020115223 周兵兵（三）属性数据输入1020115223 周兵兵五、实验结论1.关于图象配准的功能图像配准的目的就是选择一种投影，并确定栅格图像在这一投影上的坐标，把你的栅格图像数字化。2.对物理坐标和用户坐标的概念及转换关系的理解用户坐标系也称世界坐标系，由于图形坐标数据来自于gis空间数据库，所以通常也采用世界坐标系。其空间一般为实数域，理论上是连续、无限的。大地坐标系是地理坐标系的一种，也可看作一种世界坐标系。大地原点是大地坐标的起算面，大地坐标采用由大地测量方法决定的大地纬度和大地经度。物理坐标系：在设计、描述图形对象时，用户使用的通常是对象所在的世界坐标系。在图形输出时，往往是用与设备物理参数有关的设备坐标系。设备坐标系是物理设备的输入/输出空间。因此，设备坐标系又称为物理坐标系。在用户坐标与物理坐标之间定义一个与设备五官的规范化坐标系。这种坐标系每一位坐标的取值范围可以为【0,1】之间的实数，也可以是0到65535之间的整数。为了与物理坐标系相区别，这种坐标系又称为逻辑坐标系。绘图输出时，可以将世界坐标系坐标统一转换成逻辑坐标，逻辑坐标与设备坐标的映射有设备驱动程序来完成。3.控制点的选取手工输入坐标值地图配准的方法需要事先确定控制点的经度与纬度坐标值，一般在经纬线的交点处容易确定；而应用已有矢量地图传递坐标值地图配准的方法则需要事先在地图上确定有明显标志的控制点位置，二者的方法不同。无论何种方法，先需要确定控制点，而且控制点越多，误差越小。4.图层的理解，图层的最基本文件应该是哪两个栅格图像文件（jpeg）和mapinfor中的tab文件5.本实验涉及的数据结构及其实现原理1) 矢量数据结构利用几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的数据组织方式。其数据按点、线或多边形为单位进行组织，每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次；点、线和多边形有各自的坐标数据；岛或洞只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。（如图province）2) 拓扑数据结构点是相互独立的，点连成线，线构成面。每条线始于起始节点，止于中止节点，并与左右多边形相领接。（图river）实验三 地理信息系统数据管理一、实验目的掌握数据组织、管理与维护方法，理解数据库连接技术，辨析mapinfo的数据管理模式二、实验内容文件格式数据结构文件组织表管理odbc接口集成管理实现方式远程数据库访问mapinfo的数据管理模式地理信息系统数据管理模式三、实验步骤1. 表及其结构 阅读材料 .tab表结构。利用任一文字处理软件，打开一个.tab文件（右击文件打开方式选择word/记事本/写字板）。 打开表。mapinfo下框选或按下shift可顺序选择多个文件，按下ctrl可任选多文件，打开实验二全部实验成果(*.tab)，浏览一属性数据，找到并打开系统中的excel电子表格（.xls，实验用机的excel安装目录中会有）、分界ascii文件、文本文件（.txt）、arcview图形文件（.shp，实验用机的arcview安装目录中有）、dbase或acces或lotus 1-2-3的库文件、库文件。 .map数据结构。用mapinfo打开.map文件，观察情况。 保存工作空间。菜单保存工作空间文件名改为e1.wor。单击文件菜单中的退出菜单项或者单击主界面右上角的，退出mapinfo。 查看.wor文件。利用任何文字处理软件（如记事本）打开任何工作空间文件(*.wor)，找出其中的open table语句。2. 表维护与管理 表管理涉及新建（打开）到管理、维护直至删除的全过程。 删除表。前提是至少有1张表被打开。表维护删除表，选定无用的表，当在提示框确定后指定的表将被永久删除。在删除mapinfo打开的ascii、dbase.dbf、lotus、excel文件时将同时删除mapinfo创建的.tab文件以及原始文件；而删除栅格图象时，则仅将.tab文件（mapinfo配准文件）更名，而不实际删除栅格图象文件。 紧缩表。表维护紧缩表设置。四、实验结果1表及其结构（1）.tab表结构1020115223 周兵兵pt1点在中国地图上的坐标为 (80,45)pt 2点在中国地图上的坐标为(75,45)pt3点在中国地图上的坐标为 (75,40)pt4 点在中国地图上的坐标为(75,35)五、实验结论1mapinfo数据管理涉及数据库管理软件吗？如何管理的？ mapinfo数据管理涉及到数据库管理软件。空间数据以操作系统的文件形式保存在计算机中。具有代表性的有mapinfor使用的.wor和.tab文件，空间数据文件存储和管理的一个特点是：一个gis软件可以同时直接使用多个空间数据文件，一个空间数据文件也可以同时为多个gis软件共享。为了避免不同文件之间的数据的冗余存储，相同的数据一般只能存储一次。由此，发展出了采用数据库进行空间数据存储和管理的方法。一个完整的数据库系统应该包括数据库存储系统、数据库管理系统和数据库应用系统三个组成部分。数据库管理系统提供数据库建立、使用和管理工具的软件系统。而数据库应用系统则是为了满足特定的用户数据处理需求而建立起来的，具有数据库访问功能的应用软件，他提供给用户一个访问和操作特定数据库的用户界面。2地理信息系统现有的数据管理模式。 （1）初级式的管理模式 （2）混合式的管理模式 （3）扩展式的管理模式 （4）集成式的管理模式3. 依教材划分，mapinfo的数据管理模式有两种，分别是混合式的管理模式和扩展式管理模式 实验四 地理信息系统数据处理一、实验目的熟悉投影变换、数据变换、数据融合、格式转换等基本数据处理手段，明确数据处理的原理。二、实验内容空间数据的变换： 几何纠正，投影转换，坐标转换数据结构的转换：矢栅转换数据融合：文件转换与输入，不同格式数据的融合数据编辑：图形处理(整形、剪裁、分割、合并、擦除、转换、对齐节点)属性表处理(操作重分类、列合并对象)连接关系处理(对应关系编辑)数据插值：线对象平滑处理三、实验步骤（一）数据编辑调整对象式样打开实验二点线面数据，置图层可编辑，从菜单选项(option)选择相应的点式样/线式样/面式样/字体式样（或直接双击对象），调整对象式样，使之美观、和谐。对象整形打开实验二的省区图，确认可编辑，框选多个省份，查看节点（顶点），如发现数字化点位不准、公共边不一致，确认图层可编辑的情况下，选择绘图工具条上的整形按钮，鼠标移动、删除节点，需要时加节点（按钮，在工具栏）进行调整，直到边界线完全一致。对齐节点（自动捕捉）实验二中已开启snap功能，此功能相当于图形自动捕捉，其实现原理为容差内自动计算一个坐标为点节点。设定容差：选项参数设置地图窗口编辑设定容差（抓取），增大阈值（公差），试捕捉节点。对象转换打开实验过程数据中的政区调整数据，确认可编辑，选择重庆拆线对象，对象转换为区域。常见的区域对象也可转换为拆线对象，拆线对象易实现环状缓冲区。擦除对象切换省区图层可编辑，编辑菜单拷贝粘贴，选择四川设置目标点选择重庆区域对象作为擦除器对象擦除指定各属性数据的分解方法（id值递增，人口、教职工按面积比率，收入、地区名、大区名值不变）确定。分割对象依据政区调整的边界，在可编辑的province j图上，分别绘出黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、甘肃应调整给内蒙古的区域（分别为呼盟、哲盟、昭乌盟、阿左旗、阿右旗、额纳旗，1969.5.4调出，1979.5.30调回）。分别将原省区“设置目标”，以新绘制“调整区”为分割器进行分割（对象分割）设置合理的分割函数（同上，对不同字段有不同保留和运算方式）。增加对象重新打开配准后的中国图和省会城市图层。找到重庆（圆圈点符号），并在省会图层增加重庆市。在（110oe，20on）经纬度交叉点，于省会图层增加海口市（也可在任意位置添加点，置地图选项坐标单位为度，双击，更正为已知的正确坐标，随之点被定位到正确的位置）。打开浏览窗口，追加属性数据。置province j可编辑，数字化海南省、河北省的飞地和崇明岛。追加海南属性数据。合并对象依次选择内蒙古和五省区的调整区，对象合并给定合适的数据聚合函数，得完整的内蒙古行政区。选择河北主体和“飞地”，给定聚合条件，执行合并。选择未含崇明岛的上海和“崇明岛，给定聚合条件，执行合并。剪裁选择主体对象设置目标点选区域作为剪切器对象擦除外部，完成剪裁。平滑打开河流，选择对象，平滑。选中省区多边形，转换为拆线，平滑，后转回区域。2.属性数据处理属性数据处理主要涉及表结构、记录等的维护。添加重庆、海口两省会城市的属性（打开表或使用信息工具）。执行表结构压缩，压缩表格。3.链接关系处理查看并指出上述操作后属性表的变化情况。检查图形、记录的对应关系，出现错误，予以更正。必要时紧缩表。打开实验二所输入city、river和provincej 3组空间和属性数据，检查链接关系，若出现错误，请予更正。（二）空间数据的变换1.地理坐标化 图象配准应采用原投影。2.坐标转换矢量数据坐标转换（为显示选择投影）打开china.tab，菜单地图选项图像处理总是或优化&投影按钮（低版本mapinfo中，表栅格图像修改图像配准投影）。选择“区域等角投影（regional conformal projections）等角中国”投影，mapinfo使用新投影重画该地图窗口。截图粘贴实验结果再更改为区域墨卡托（regional mercator systems）70、经纬度投影 (longitude/latitude) 经纬度投影。重点查看经纬度形状。打开此表基础上数字化的地图窗口（省会、河流、省市区）。保存新投影并打开。新投影视图，文件另存副本为，用新投影保存地图图层，全部关闭。再次打开新投影保存的地图图层文件。栅格数据坐标转换在mapinfo中配准该图像时，必须设定其投影。可是，要改变栅格图像的投影时，必须重新配准该图像。（三）数据结构的转换1.矢量转换为栅格打开数据文件另存窗口设置保存2.栅格转换为矢量即屏幕矢量化。 （四）数据融合1.文件转换器。在工具工具管理器激活通用转换器。将mapinfo的文件china.tab转换为coverage文件格式。通用转换选择工具通用转换器通用转换器，出现通用转换器对话框。换器可以将mapinfo的数据转化为其它通用的地图文件格式。在“源文件”的“格式”下拉菜单中选择mapinfo tab的文件格式，在“文件”框中找到china.tab文件。在“目标文件”的“格式”下拉菜单中选择e00/dxf，在“路径”框中输入目标文件保存的英文路径。点击“确定”，等待转换。运行arcinfo将e00/dxf转换为coverage文件。在arcinfo（arcview）中打开china文件同样可以将所有数字化的成果.tab转换为.shp以供在arcview中使用。转化时选定一.tab源文件，目标文件格式定为esri shape，输出为新建shp目录，逐次转换完成。2.直接访问gis软件可以直接访问其它软件的原生格式，如使用mapinfo可直接打开arcview的shape文件数据格式。运行mapinfo打开文件类型置为.shp，目录指向前述完成转化的shp目录，确定，打开，观察图形和属性表情况。3.基于交换标准 从实验三中找出mapinfo的交换格式 打开china表，菜单tableexport将tab格式文件转换为mif格式关闭表，另行打开交换格式四、实验结果（1）调整对象式样1020115223 周兵兵 （2）对齐节点（自动捕捉）1020115223 周兵兵(3) 对象转换1020115223 周兵兵 (4)平滑1020115223 周兵兵2 （5）剪裁1020115223 周兵兵（6）等角投影1020115223 周兵兵(7) 修改图像配准1020115223 周兵兵(8) 矢量转换为栅格1020115223 周兵兵(9) 栅格转换为矢量1020115223 周兵兵(10) 文件转换器1020115223 周兵兵五、实验结论1数据处理的主要目的(1)由于地理信息系统涉及的数据类型多种多样，同一种类型的质量也可能有很大的差异。数据处理作为地理信息系统的基础功能之一，能有效的保证系统数据的规范和统一，使数据满足用户需求。（2）数据处理包括数据变换、数据重构、数据提取等内容。数据变换包括纠正和地图投影转换等，以实现空间数据的几何配准。数据重组，包括刚结构转化、格式转化、类型替换等，以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一，多源和异构数据的联结与融合。数据提取包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以适应不同用户对数据的特定要求。 2用重庆市（行政区）擦除四川（老行政区）时，对象指标分解的实际含义。在研究四川省经济发展（如gdp的增长，居民可支配收入等等）时，就可以将其与重庆市脱离开来独立研究，从而更容易发现发展中的弊端和问题，让政府的措施更有针对性和目的性。3. 平滑处理的实现原理（1）线性平滑，其是对每一个像素点的灰度值用它的领域值来代替，其领域大小为n*n，n一般取奇数 （2）非线性平滑，是对线性平滑的一种改进，即不对所有像素都用它的领域平均值来代替，而是取一个阈值，当像素灰度值与其领域平均值之间的差值不大于阈值时取其本身的灰度值 （3）自适应平滑，一种根据当时当地情况来进行控制的方法，考虑到图像中目标物体和背景一般都具有不同的均值和方差，为保留一定的边缘信息，可采用自适应的局部平滑的滤波。实验五 空间操作与空间分析一实验目的掌握空间操作方法，理解空间分析的基本原理二实验内容选择查询重分区几何量算空间统计叠压节点缓冲区分析voronoi 创建点 地理编码dem三实验步骤（一） 选择与查询1.从屏幕选择打开provincej地图窗口，使用信息工具i点选图形，看返回内容。打开浏览窗口，并排窗口，图层控制置为可选择。使用选择工具，在地图窗口点选任一单元，查看属性记录被选中的情况；按下shift键，选择华东地区各省份，查看provincej属性记录和选择表（selection）情况。尝试使用矩形工具选择华东区。注意selection表为临时表，欲保存，可使用文件另存为功能。在provincej属性表浏览窗口点选任一记录，看地图窗口的情况；点选河北省，看“飞地”是否被选中；按下ctrl选择多条表记录，看地图窗口变化。打开ity地图窗口，图层控制确保为可选择。地图选项距离单位公里。选择半径选择工具，选择上海500m内的城市，并查找城市名。半径radius动态显示在窗口下状态栏左侧。调用边界选择工具，点选某多边形，看被选中对象。调用多边形选择工具，在地图上绘制某范围的多边形（如不规则街道辖区），得多边形内内所有对象情况。通过图层控制将provincej上移一层，再次使用多边形选择工具，查看结果。2.选择查询打开provincej，确保可选择。查询选择打开选择对话框辅助依次点选、输入表达式：95年人口100000000（若属性表不含此数据，请修改表结构，添加字段，并输入数据）。在选择对话框还可指定临时表名称和结果的属性（列）排序方法等。3.sql查询打开provincej，浏览属性数据查询sql选择，打开sql选择对话框，下拉菜单选择：选择列*（结果列，*为通配符，即输出属性表所有字段值）从表provincej按列分组地区名按列排序农村人均收入单击保存模板，命名为sql1存盘（默认后缀是qry），单击取消,取消sql对话框。查询sql选择，打开sql选择对话框，载入模板，选择sql1.qry载入，单击确定，进行查询。观察查询结果表，并按农村人均收入升序排列可另存查询记录为一基础表（二）重新分区 “文件”菜单下点击“关闭表”或“全部关闭表”菜单项，关闭不需要的表1.打开数字化的省区地图provinecj。2.“表”菜单下点击“维护”菜单项，修改表结构，添加“大区名”字段。3.新建省区图的浏览窗口，并在浏览窗口中的记录中添加所属大区名称。4.“窗口”菜单下点击“新建重新分区窗口”菜单项，出现重新分区对话框5.在上述对话框中选择分区字段及要浏览的字段，确定后即出现新的分区窗口。6.在新的分区窗口中改变分区，将尚未给定分区属性的省份分别划分到相应的目标分区中去，同时察看地图窗口及浏览窗口的动态变化情况。（三）空间量算 1.查看几何参数选择工具双击，查看各对象的中心、边界坐标（空间索引），面积及单位。地图选项地图选项显示坐标度分秒状态条显示光标位置坐标单位度。鼠标在地图上滑动，或双击对象，查看状态栏及显示。2.批量获取地理中心坐标工具管理器激活坐标提取器创建新列以提取坐标(coordinate extractor)创建新字段名确定保存。也可将地理中心坐标表转出为txt文件，以做它用。3.批量计算面积添加字段。先通过菜单tablemaintenancetable structure. 为所要统计的表添加一个字段，字段为“area”或其他，类型应为浮点型，便于计算。 选择图元。这里要说明一下，在表中必须有一字段能标识出某一类图元，如水域，才能够用查询（菜单项queryselect.）的方法选择这一类图元，否则这能手工选择（按住shift点击多个图元可多选）。假设选择的图元集为selection。 计算面积。选择菜单tableupdate column. ，打开字段更新窗口。table to update：为所要统计的表，即selection；column to update：更新字段，选择area，即刚刚添加的新字段； value：在右边点击 assist.按钮，弹出表达式输入窗口，在其中输入area(obj, sq m)，如果单位是平方千米，则为area(obj, sq km)，点击ok返回。在字段更新窗口点击ok，完成更新字段。之后会打开一个浏览窗口，让你查看列更新结果，你可以对照一下，看面积计算是否正确。统计面积。选择querycalculate statistics.，打开字段统计窗口，table：选择要统计的表，selection；column：选择要统计的字段，area；点击ok，即可看到统计结果，其中sum就是所有面积和。至此，图元面积统计完成。（四）空间统计（表统计）1.显示统计窗口选择选项显示/隐藏统计窗口，统计窗口显示隐藏。可以选择统计窗口控制菜单框“关闭盒”来关闭统计窗口。如果希望对整张表进行统计使用查询全选命令来选中表中所有对象。2. 执行统计计算 选择查询计算统计值，计算列统计值对话框出现 单击表下拉列表以显示可用表的清单 选择要使用的表 单击列下拉列表以显示可用列的清单 选择要使用的列 单击确定列统计对话框出现3.获取比值数据对属性字段进行比值函数运算，生成比值（密度）数据列。（五）创建缓冲区在可编辑的图层选中欲作缓冲区的对象，如长江、黄河。“对象”菜单下点击“缓冲区”菜单项，出现缓冲区对话框对话框中给定缓冲半径(注意距离单位)。同时确定其它选项。确定后，缓冲区对象即生成在当前可编辑层中。（六）voronoi打开provincej 、city选择所有省会城市对象voronoi设置适当参数，确定。（七）叠压节点(overlay nodes)打开provincej 、river，置river可编辑选择长江对象设置目标选择长江经过的省份对象叠压节点。将在长江上添加与省界相交的节点。放大查看（打开snap）。打开china.tab，数字化京杭大运河，在可编辑状态，选择运河对象设置目标选择长江、黄河对象叠压节点，添加节点，从而表现正确的地理关系。四实验结果 （一）选择与查询 1. 从屏幕选择1020115223 周兵兵2. .选择查询1020115223 周兵兵查询结果1020115223 周兵兵3. sql查询1020115223 周兵兵查询结果1020115223 周兵兵（二）重新分区1、新建重新分区窗口1020115223 周兵兵2、分区结果1020115223 周兵兵（三）空间量算1、查看几何参数1020115223 周兵兵 1020115223 周兵兵2、批量获取地理中心坐标1020115223 周兵兵3、批量计算面积 （四）空间统计（表统计） a.显示统计窗口1020115223 周兵兵 b. 列统计1020115223 周兵兵 （五）创建缓冲区1020115223 周兵兵 创建缓冲区的结果1020115223 周兵兵 （六）voronoi1020115223 周兵兵 voronoi结果1020115223 周兵兵 （七）叠压节点1020115223 周兵兵 结果1020115223 周兵兵1020115223 周兵兵五实验结论1.关于空间操作的算法原理 计算两个顶点之间的最短路径，是空间网络分析中最常见的的问题。dijkstra算法是求单源最短路径的有效方法。其原理描述如下： 由dijkstra提出的该算法是按路径长度递增顺序产生各顶点的最短路径。设最短距离已确定的顶点集合称为红点集，最短距离尚未确定的顶点集合称为蓝点集。初始时，只有源点的最短距离是已知的，所以红点集包含源点，蓝点集包含其他顶点。重复以下过程，按路径长度递增顺序产生各蓝顶点的最短路径：在当前蓝点集中选择一个距离最小的蓝点来扩充红点集，以保证算法按路径长度递增的顺序产生个顶点的最短路径。每扩充一个蓝点到红点集中，则将蓝点集中剩余的蓝点的路径按照新加入的红点作为中间顶点进行修正，一旦加入新红点使得蓝点的路径长度变短，则用变短的路径代替原来的蓝点路径长度。直到蓝点集中仅剩下最短距离为无穷大的蓝点，或者所需求的蓝点已扩充到红点集时，算法结束。2.空间分析的统一工作流程空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形态、空间构成、空间演变等信息。3.空间分析的意义空间网络分析是gis空间分析的重要组成部分。通常用来描述某种资源或物质沿着路径在空间上的运动。例如城市道路系统、各类地下管网系统、流域的水网等，都可用网络来表示，形成各类物质、能量和信息流通的通道。空间网络分析的应用很广泛，如公共交通运营的线路选择和紧急救援行动线路的选择等，与网络最佳路径选择有关；当估计排水系统在暴雨期间是否溢流及河流是否泛滥时，需要进行网流量分析或负荷；城市消防站分布和医疗保健机构的配置等，可以看成是利用网络和相关数据进行资源的分配等。实验六 地理信息系统数据输出一实验目的明确地理信息系统输出的技术原理和基本的输出形式，掌握地图生成、专题地图制作方法。二实验内容制作各省市教职工统计图。用范围图法饼图法制作中国教职工分布图。用柱状图法制作中国城镇及农村人均收入分布图。用等级符号法制作中国主要城市人口图。制人口密度专题地图制人口密度3d地图报表制作布局窗口三实验步骤第一阶段 统计图打开已添加属性数据的省区图。选择菜单：窗口新建统计图窗口，出现下列对话框。在对话框中选择统计图使用的表名，以及制作统计图使用的数据项(教职工总数)，确定后即出现统计图窗口。选择菜单“统计图”及各下拉菜单项，调整统计图，直到满意为止。保存工作空间，取名“统计图”。选择：文件全部关闭。第二阶段 专题地图1.饼图打开已添加属性数据的省区图，且窗口最大化，并使地图在窗口中的大小、位置合适。选择菜单：地图创建专题地图，在对话框中选择“范围法”，单击“下一步”按钮；在出现的对话框中选择制图用的数据列为表达式，此时出现表达式对话框，使表达式为：教职工总数/area(object,”sq mi”)。确定后回到“创建专题地图步骤2/3”对话框，单击“下一步”按钮，出现“创建专题地图步骤3/3”。在“3/3”对话框中，通过自定义栏的三个按钮修改数据分级范围、设色类型、图例形式。确定后若不满意，可在地图菜单下选择修改专题地图下拉菜单，对制图地图进行修改。同一窗口下重新创建专题地图，选择饼图表示教职工总数。对饼图的样式及图例做适当的编辑修改，满意后保存工作空间。文件菜单下选择全部关闭，或者将图层中的专题图层移去。2.柱状图打开省区图，若2步骤没有关闭，省区图则不要重新打开。创建专题地图，选择柱状图法制作中国居民收入情况图。在“步骤2/3”对话框中将省区表中的农村人均收入及城镇人均收入两个字段添加到欲表示的直方图字段窗口中。在“步骤3/3”对话框中通过自定义栏的两个按钮进行