《地图学》实验指导书.doc

地图学实验指导书 （适用于地理信息系统、资源环境与城乡规划管理专业） 李亚丽 编写华北水利水电学院地理信息系统实验室2010.8目 录学生实验守则3实验一 地图投影及其变换4实验二 地图数字化6实验三 属性数据的输入与连接7实验四 分级和分区统计图法制图11实验五 专题地图设计与编绘13 学生实验守则一、每次实验前必须做好预习，预习内容包括仔细阅读实验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。二、经过预习应掌握该项实验的意义、目的、操作步骤。对辅导教师提出的检查性问题，应能顺序回答，否则不得进行实验。三、实验时态度应严肃认真，更需爱护仪器设备。非本次实验使用的仪器设备不得乱动。四、每次实验前由小组长填写仪器设备领用单。实验完毕后，应将所用仪器设备擦洗干净，放回原处，经小组长检查，辅导教师验收无误后方可离室。如有损坏，应填写仪器设备损坏报告单，待后处理。五、实验结束后，应在规定时间内提交实验报告。实验报告必须独立完成。书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全，清晰整齐。实验成绩是期中考核成绩的一部分。六、如实验结果未能达到要求或因故未作实验者，应申请补做实验，实验室同意后，在指定日期内进行补做。以上守则同学们应自觉遵守实验一 地图投影及其变换一、实验目的1.掌握地图投影变换的基本原理与方法2.熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术3.了解地图投影及其变换在实际中的应用二、实验准备1.软件准备： ARCVIEW2.资料准备： 美国地图，河南EOO图三、实验内容及步骤、方法1投影的应用a.运行ArcView，打开一个视图（view），并向视图中添加美国地图。（可以从ArcView的安装目录如D:ESRIESRIDATA中找到）。b.从View菜单选择Properties菜单项c.在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影（如果有投影，则会出现投影名称）。如没有设置投影，注意要将MapUnits设置为decimal degrees（十进制度小数）。如已设置投影，就不要将MapUnits设置为decimal degrees。d.单击图中的Projection按钮，将出现有两个单选按钮，默认选择是Standard。这是ArcView预设的一些标准投影。可以在Categeory下拉框中选择投影区域或投影面，在Type下拉框中选择相应的投影类型。即在Categeoy中选择Projections of the Unites States（美国区域的投影），而在Type中选择Lambert Conformal Conic（North America），（适于北美地区的兰伯特等角圆锥投影），就可以得到结果。也可以选择自己定义投影参数，这时要选择Custom单选按钮，此时我们就可以在projection下拉框中指定投影类型，在Spheroid下拉框中指定椭球，并根据所选的投影修改投影参数。需要指出的是，这样的自定义投影只是在ArcView提供的投影类型中修改相应的参数，而并不是定义新的投影方式。尽管ArcView提供了许多投影方式和椭球，但并不是所有的投影类型和椭球都有，像我国常用的高斯-克吕格投影及80坐标系所使用的IAG-75椭球就没有。e.上述的做法只是为视图（View）指定了投影，而数据并没有发生改变。也就是说数据是在被添加到视图时才被投影，显示在屏幕上，当你关掉当前视图，重新建立一个视图，并将原来的数据添加进来时，你会发现它们并没有被投影，也就是说刚才的操作对数据并没有影响。如果你要将数据真正进行投影变换，就必须将数据重新存储，使新数据保有投影变换后的投影信息。这时可以这样做：选中要存储的数据层（单击窗口左边数据目录中的该层，使其处于激活状态）；单击Theme菜单，选取Convert to shapeFile菜单项。将数据重新保存。2 ArcView中的数据格式转换在ArcView中数据格式转换是依靠ArcView提供的一些工具软件和菜单命令来完成的。主要有以下一些：在开始菜单中选取“程序/ESRI/ArcView Gis 3.2a”。其中Import和Import71是将e00数据转换为coverage数据的。MIF to Shape是将Mapinfo的mif文件转换为Shpefile的。SDTS Point to Arc和SDTS Raster to Grid是将SDTS（空间数据交换标准）的数据转换为Arc/Info的数据的。Shape DXF Converter是将Shapefile转换为AutoCAD的dxf文件的。五个菜单项可以用来做数据格式的转换。即将ArcView打开的数据转换为Shapefile，3D Shapefile，将Grid数据转换为Tin数据，将其他的数据转换为Grid，或是重新存储数据集。需要指出的是上述菜单需要在File菜单中选取Extensions子菜单，并在弹出的对话框中选中3D analysis和spatial analysis模块。具体实验要求将河南省e00图转换成shapefile格式，并在arcview软件中打开。四、实习成果及报告要求每生上交一幅设过投影的美国地图和一幅shapefile格式的河南地图，并附在实验报告上。实验二 地图数字化一、 实验目的和要求1 目的 随着计算机与制图关系的日渐紧密，数字化地图成为制图过程的重要步骤。计算机地图制图的数据来源是多种多样的，除了统计、观测和遥感磁带数据是数字形式的资料，可直接输入计算机进行处理外，其他各种形式的地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能为计算机储存、识别和处理。这种实现从图形到数字转换的过程，就是数字化。因此，学习数字化技术对于加深学生对地图数据输入系统的认识、提高学生的实际操作能力很有意义。2 要求本次实验安排了两个学时，要求每个学生了解从纸质图形转化为计算机图形数据的基本过程，掌握数字地图制图软件系统中，地图数据输入系统的处理方法，并完成数字化中国政区图和实验报告。二、 实验准备工作1.软件准备： ARCVIEW2.资料准备： 郑州市地图三、 实验内容和方法步骤1. 新建或打开一个视图，从View菜单选择Properties菜单项，设置地图投影。2. 在视图中打开郑州市地理图3. 新建图层。从View菜单选择new theme菜单项，分别选择点、线和面绘制出河流、水库、城市、公路、铁路、境界线等。4. 从View菜单选择layout菜单项，进行图面配置。5. 从file菜单选择export菜单项，导出成图。四、实习成果及报告要求每生上交一幅按要求制作的郑州市地理图，并附在实验报告上。实验三 属性数据的输入与连接一、实验目的1. 掌握利用ArcView进行属性数据的输入2. 对属性数据表的编辑以及和空间数据的连接二、实验准备1.软件准备： ARCVIEW2.资料准备： 郑州市地理图 2009年统计年鉴三、实验内容及步骤1.在ArcView视图中打开要添加属性数据的主题。2.给主题的属性表添加字段和记录从theme的下拉菜单点击“table”，或点击属性表的快捷菜单，打开主题的属性表；从table的下拉菜单中，点击“start editing”，使属性表处于开始编辑状态；给属性表添加字段。从Edit编辑菜单选取Add Field（添加字段）选项。在对话框中给出字段名称、数据类型和宽度，按OK。ArcView中可以定义的数据类型有：字符型（String），需输入字符串的宽度。数值型（Number），除需输入字段宽度外，还需输入小数点之后的位数（Decimal Places）。逻辑型（布尔型，Boolean），每个值只能在True（是）或者False（非）中选择一种，一般在应用中用T或F来代替。日期型（Date）以8位数字表示日期，格式为YYYYMMDD，如19990112表示1999年1月12日。添加记录点击按钮编辑属性，向记录的单元添加数据，添加完毕后要按回车键，忘记回车键往往会丢失最后一次输入的数据。表的内容修改修改属性：点击工具对属性进行编辑，直接对要修改的属性单元修改。增加字段：选用菜单Edit/Add Field删除字段：先点击要删除的字段名，再选用菜单Edit/Delete Field。删除记录：先选择记录，再选用菜单Edit/Delete Records。结束编辑 关闭编辑状态选用菜单Table/Stop Editing，系统提示，是否将编辑的结果保存起来，回答yes则确认，标的编辑状态结束。如回答no，则放弃编辑，表的编辑状态也结束，但属性表的内容恢复到Start Editing（编辑开始）之前的状况，选用菜单Tables/Start Editing，使该表再次进入编辑状态。3.以SQL方式访问其他数据库ArcView还可以通过Project/SQL connect选项，以SQL方式访问其他数据库的表，如Access，Oracle，SQL Server等等。其步骤如下： 激活工程窗口。 从Project（工程）菜单中选取SQL Connect（SQL连接）。 在出现的对话框中，连接表中显示可以访问到的所有数据库连接。选中所需数据库类型，按Connect（连接）按钮，即可登录到数据库。 表格列表显示出所选数据库所有表的列表。可以在表上点击，列出表中字段（Columns）。指定表和字段组成一个SQL查询：双击Column（字段）名添加到Select（选择）框，双击表名添加到From框。 如果只想获得表的记录子集，可在where框中键入选择条件表达式。例如，只想得到某字段比5大的记录子集，先在where框中点击一下激活它，双击字段名添加到表达式，再键入“ 5 ”即可。 在Output Table（输出表格）框中，指定ArcView中对应的表格文档名。按Query（查询）按钮结束。 这样ArcView用从数据库取出的指定记录创建了一个表格。ArcView只存贮SQL查询的定义，而不是数据记录本身。连接数据库创建的表格在ArcView中不可编辑。想编辑可以在File（文件）选项，将该表格转换为dBASE文件，再添加到ArcView中。4. 空间数据库和属性数据库的连接建立表和表之间的连接，使空间要素的属性、多个属性表的查询功能得到扩展。需要建立连接的两个表必须有相同数据类型，对应数据内容的字段作为关键字段。进行连接的两个表中的记录，可存在“一对一”、“多对一”、“一对多”等各种逻辑关系。ArcView提供两种连接方式：Join（合并）和Link（链接）。Join（合并）方式连接的方法与步骤： 打开源表，点选“公共字段”名称； 在“窗口”下拉菜单中选择“视图”窗口，激活“主题”； 打开“主题属性表”，并点选与源表之间的“公共字段”。 在“表格”下拉菜单中选择“Join（合并）”，合并即告完成注意：Join（合并）操作必须注意操作的顺序，先选择连接表，再选择目标表，才能把连接表连接到目标表上。Join连接有时会失败，一般的原因是某个表或专题图正在编辑，应选用菜单Table/Stop Editing，退出编辑状态，再重新连接。选用菜单Table/Remove all Joins，将各种Join方式的连接解开。表格Join和Link的区别(1)连接关系不同。Join方式连接的两个表格之间的记录只能是“一对一”、“多对一”的查询关系，不能实现“一对多”的查询；而Link方式连接的两个表格之间的记录可以是“一对一”、“多对一”、“一对多”的查询关系。(2)显示内容不同。Link仅简单定义了两表之间的相关性，两表的本来结构和内容并不改变，外观上仍然是两个独立的表，查询其中一个表的记录时，另一个表中的对应记录被立刻查到，分别显示在各自的窗口中；而Join实现连接后，被连接的表就被合并到结果表中，使得结果表中的字段得到扩展，表的显示比较紧凑、简洁四、实习成果及报告要求每生选择2种属性数据输入与连接的方法，完成数据输入后选部分过程进行截图，附在实验报告上。实验四 分级和分区统计图法制图一、实验目的n理解并能区分分级和分区统计图法的差异；n基于统计数据特征选择正确的方法制图。二、实验材料n郑州2002年各县市人口统计数据；n郑州政区地图。三、实验方法与步骤1分级统计图法按照各区划单位的统计资料，根据现象的相对指标（密度、强度或发展水平）划分等级，依照级别的高低，在地图上，分区填绘深浅不同的颜色或疏密不同的晕线，以表示各区划单位间数量上的差异的一种表示法1）分级原则和方法根据地图用途，事物分布特点和数量指标决定，一般以5-10级为宜。方法有等差分级(如0-10,10-20,20-30,)、等比分级（如50-100,100-200,200-400，400-800,）、任意分级（如0-10,10-25,25-50,50-100）等。分级不宜过多，过多会使图面复杂，颜色深浅差别不明显，缺乏表现力，但也不宜太少。n2）表示方法按照分级，用晕线或颜色的表示。分级统计图法宜于表示相对数量指标，且区划单位愈小愈好，愈小可使分级比值图的反映的现象愈近于实际。一般用于表示人口密度（人口数/单位面积），耕地占全区大地百分比等。2分区统计图法把制图区域分成若干个区划单位（一般以行政区为单位），根据各区划单位的统计资料制成不同的统计图表绘在相应的区划单位内，以表示现象的总和及其动态变化的方法称为分区统计图法。表示方法：利用图形符号的大小与个数来表示现象的数量差异，并可在图形内划分几个部分表示其内部结构，同时还可通过不同时相图形对