GIS实验报告.doc

GIS实验报告地理信息系统实验报告姓 名： X X 学 号： 0123456 实验地点： N5-408-2 实验时间: 2010年5月 指导教师： 李权国 实验项目一：SuperMap Deskpro初识实验时间：2010年5月15日一实验目的及要求：了解SuperMap Deskpro的软硬件环境及安装过程，熟悉SuperMap Deskpro主要特点、功能与用户整体界面，以便熟练进行各项数据处理操作。二实验准备 满足SuperMap Deskpro 5.0运行需求的台式机； SuperMap Deskpro 5.0安装包三实验内容及主要过程1、 硬件环境 SuperMap Deskpro 5.0 内存要求：最低128MB，推荐256MB 或以上。SuperMap Deskpro 5.0 硬盘空间要求：300MB 以上。2、 软件环境操作系统：Windows 2000（Service Pack 2 或更高版本）（推荐）Windows NT4.0（Service Pack 4 或更高版本 + IE5.0 以上）Windows 98（IE5.0 以上）Windows Me（IE5.0 以上）Windows Server 2003Windows XP如果需要使用SuperMap GIS 5 的空间数据引擎SDX+（Spatial Database eXtension），请安装ADO运行库（Microsoft Data Access Component 2.7 或者以上），也可以在安装文件夹的子目录Support下使用MDAC_TYP.exe 进行安装。SuperMap Deskpro 5.0 三维显示需要微软DirectX 支持。一般Windows 操作系统上都已经安装了DirectX8。如果您的计算机没有安装DirectX，或者运行DirectX8 出现了故障，请选择安装Support目录下的DirectX9，或者到微软网站下载更新的版本。3、安装过程 图1.1 安装初始界面 图1.2 选择安装产品图1.3 进入准备安装状态 图1.4 欢迎使用SuperMap Objects 5.0 图1.5 用户许可协议 图1.6 安装配置说明 图1.7 输入用户名和单位名 图1.8 选择安装类型和安装目录 图1.9 选择程序文件夹 图1.10 当前安装设置 图1.11 开始安装 图1.12 安装MDAC、XML SDK 等辅助软件 图1.13 选择加密类型 图1.14 安装完成4、主要特点SuperMap Deskpro 5.0 是北京超图地理信息技术有限公司基于SuperMap 类库开发的桌面地理信息系统平台，能直接对空间数据进行各种处理。SuperMap Deskpro 5.0 采用了全新的插件式架构。除了有一个基本的IDE（集成桌面环境IntegratedDesktop Environment）框架外，其他功能按照功能之间的逻辑关系封装为不同的插件。这有利于减少不同功能模块之间的偶合性和干扰，提高软件的稳定性。同时，插件架构大大提高了产品的可扩展性和定制性，为用户自定义配置奠定了基础。5、主要功能入库管理，到查询、统计、编辑功能，到空间分析以及空间数据的输出，为地理信息系统中的空间数据处理提供了完整的流程。空间数据的获取包括纸质图的扫描矢量化、已有电子数据格式的转换、数据的无缝集成以及测绘数据、GPS 接收数据的获取。海量空间数据管理是通过数据引擎方式将空间数据采用数据库的方式进行管理。空间查询、统计和编辑是对空间数据的基本管理功能。空间数据处理包括数据的裁剪、数据类型的转换、拓扑处理、三维模型的构建等。空间分析包括空间量算（距离、面积和方位角）、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、三维分析、栅格分析等。6、用户整体界面SuperMap Deskpro 5.0 主体界面图如下图（1）、 工作空间管理器：采用树状结构排列管理五部分内容，包括数据源、地图、三维场景、布局和资源。采用窗口形式管理数据，这种方式有些类似于“资源管理器”对计算机磁盘的管理方式。 工作空间管理器窗口（2）、 图例管理器：用来显示当前地图窗口中的图层名称及图层的位置关系等。（3）、 菜单栏：SuperMap Deskpro 5.0 的绝大部分功能都可以从菜单项中找到。“文件”、“编辑”、“视图”、“窗口”、“帮助”菜单为信息系统的通用菜单。“数据集”菜单是对矢量数据集和栅格数据集进行处理，“地图”菜单是对地图窗口中的各个图层进行管理，“对象”菜单是对几何对象进行空间编辑和对象操作，“查询分析”菜单是对空间数据进行各种查询和各种分析，“工具”菜单是对数据处理提供的辅助工具，如符号、线型和填充编辑器、投影变换工具等。（4）、 工具栏：SuperMap Deskpro 5.0 的所有工具栏包括了标准工具栏、对象绘制工具栏、地图操作工具栏等，所有这些工具栏可以通过点击【视图】【工具栏】打开，或者鼠标右键点击标准工具栏，在弹出的快捷菜单中进行相应的选择。标准工具栏：提供工作空间、数据源的新建、打开、保存等基本操作；地图操作工具栏：提供对地图窗口的放大、缩小、全图、自由缩放、选择等基本操作，以及对图层的管理功能等；对象绘制工具栏：绘制各种几何图形；捕捉设置工具栏：提供各种捕捉设置；配准操作工具栏：提供配准的相关工具；布局操作、布局编辑、布局格式工具栏：布局窗口上的相关操作；属性表操作工具栏：属性表的操作；三维操作工具栏：三维窗口上的相关操作；文本风格、几何风格工具栏：设置几何对象风格的操作；自定义工具栏：可以由用户自行规定显示哪几个工具栏；需要注意的是：SuperMap Deskpro 5.0 的工具栏也随着打开窗口的不同而发生变化；其他工具栏请参考SuerMap Deskpro 5.0 的联机帮助或者用户手册。（5）、 地图窗口：用来显示被打开的数据集及地图。（6）、 状态栏：用来显示地图的坐标系，坐标范围，以及鼠标当前位置的坐标值；SuperMap Deskpro 5.0 提供的工具栏四实验小结通过第一次的试验让我初步感觉到了SuperMap Deskpro 5.0的强大功能，对其有了一定的熟悉，为之后的熟练运用此软件打下了坚实的基础。实验项目二：空间数据的采集与组织实验时间：2010年 5 月 22 日一实验目的及要求：了解SuperMap Deskpro工作空间的组成，熟悉数据源的含义和数据集的类型，掌握数据集的新建、删除、复制移动等，了解地图、布局以及资源的相关内容。重点掌握地图扫描矢量化的相关内容。二实验准备满足SuperMap Deskpro 5.0运行需求的台式机；SuperMap Deskpro 5.0安装包三实验内容及主要过程1、工作空间的组成工作空间用于管理用户的工作环境，即用户在工作环境和工作过程中操作和处理的所有数据，包括数据源、地图、布局、三维场景和资源等内容。 工作空间的组成1、 工作空间中存放了每个数据源相对于工作空间文件（扩展名为*.smw）的相对路径、数据源别名、数据源打开方式（只读、独占、事务、加密四种方式）等信息。由于工作空间存放的是数据源的相对路径和打开别名，而不是存储和拷贝整个数据源，因此工作空间文件和数据源（文件）分开存放，而且通常文件大小比数据源文件（扩展名为*.sdb,*.sdd）小，空间数据仍然存储于数据源中；2、 地图主要存放相关数据集叠加显示而形成的图层。它存储了地图中每个图层对应的数据源和数据集、显示风格、显示比例以及图层的状态信息（显示、选择、编辑、捕捉等）；3、 工作空间中的布局存储的是布局中的地图对象对应的地图名、各个制图要素对象的位置和大小以及相互关系（叠放的层次、是否成组、比例尺与地图间的对应关系等）；4、 资源中存放了系统中打开和制作的符号、线型和填充符号；5、 三维场景中存放了三维图层叠加显示的地图；6、 工作空间默认的扩展名为*.smw 的文件，也可以将工作空间文件另存为*.sxw 格式。2、数据源的含义数据源是存储空间数据的场所，也是工作空间中的重要内容。空间数据存放于数据源中，任何对空间数据的操作都需要先打开或者获得数据源。数据源中存储了各种类型的数据集、坐标信息等。SuperMap Deskpro 5.0对空间数据的存储方式有两种：一是采用文件方式进行存储；一是存储于关系数据库或空间数据库中。对于文件存储方式，数据源对应于扩展名为SDB+ 和SDD的一对文件，其中扩展名为SDB的文件存储空间数据，SDD文件存储属性数据。对于关系数据库的存储方式，数据源就对应相应的空间数据库。一个工作空间中可以打开多个数据源，每个数据源通过不同的别名进行标识。3、数据集的类型数据集是SuperMap Deskpro 5.0中空间数据的基本组织单位，存储了相同类型的几何对象。SuperMapDeskpro 5.0中，一个数据源通常由多个不同类型的数据集组成，这些数据集分别组织不同特征和不同使用目的的空间数据。按数据组织方式分类，SueprMap有十四种数据集，常用的数据集如表所示。41新建数据集操作方式：菜单项【数据集】【新建数据集】；鼠标右键点击工作空间管理器中的数据源节点【新建数据集】4.2删除数据集删除数据集是将数据集彻底从硬盘中去除，再次打开该数据源，将会发现没有该数据集。SuperMapDeskpro 5.0 支持批量删除数据集。操作方式：菜单【数据集】【删除数据集】；鼠标右键点击工作空间管理器中的数据源节点菜单项【删除数据集】；鼠标右键点击工作空间管理器中的数据集节点“Delete”键。4.3复制数据集批量复制源数据源中的数据集到目标数据源中。操作方式：菜单【数据集】【复制数据集】；在工作空间管理器中，鼠标左键选中一个数据集，直接托拽到目标数据源节点上。4.4移动数据集将源数据源中的数据集剪切到目标数据源中，源数据源中不再保存该数据集。操作方式：在工作空间管理器中，鼠标左键选中一个数据集，同时按住“Shift”键，直接托拽到目标数据源节点上。5、地图：地图由一个或多个图层组成，存储于工作空间中。确切的说，一个或者多个数据集被赋予一定的显示风格、显示比例后显示在一个窗口即地图窗口中，就成为地图。6、布局：把一个或者多个地图放置在布局窗口中，并辅以其他的辅助制图要素如图名、图例、地图比例尺等，就成为布局。布局主要用于空间数据的输出。布局的保存也依赖于工作空间文件（*.smw）的保存。7、资源：符号库、线型库以及填充库的统称。主要用于地图的渲染。8、地图扫描矢量化地图矢量化是目前获取空间数据的主要途径。一般有两种作业方式：一种是使用数字化仪来进行手扶跟踪数字化，另一种是扫描矢量化。地图扫描矢量化大致上可以分为四大步骤：栅格数据处理，图形数据采集，属性数据采集，数据质量检查。栅格数据处理包括前期的收集、扫描，影像数据的导入，配准、裁剪等处理；图形数据采集包括：构建相应类型的矢量数据，通过鼠标进行屏幕矢量化，采集数据并存储；属性数据采集包括：修改数据结构建立自己所需要的新字段，为每一个图形对象录入属性信息；数据质量检查包括：图形数据的精确编辑，属性数据的校对、入库等。8.1确定坐标系操作方式：通常在新建数据源时就要指定坐标系。菜单【文件】【新建数据源】【新建坐标系】。8.2栅格数据的导入操作方式：菜单项【数据集】【导入数据集】【添加文件】选择要导入的影像文件。8.3配准操作方式：菜单项【工具】【配准】【新建配准窗口】，在该窗口中进行配准图层的设置；然后在配准界面中完成配准。 配准栅格数据集对话框 配准界面8.4裁剪操作方式：菜单项【地图】【地图裁剪】【矩形裁剪】/【圆形裁剪】/【多边形裁剪】/【选中对象区域裁剪】。8.5新建数据集操作方式：点击菜单项【数据集】【新建数据集】 建立各种矢量数据集采集地图要素8.6添加属性字段操作方式：鼠标右键选中数据集，在弹出的快捷菜单中选择“属性”子菜单，在弹出的“属性”对话框中选择“属性表结构页”，根据需要进行相应的参数设置即可。8.7屏幕跟踪操作方式：点击菜单项【对象】【栅格矢量化】，即弹出“栅格矢量化参数设置”对话框。8.8录入属性数据空间数据的另一部分是和图形数据一一对应的属性数据。录入属性数据有两种方式，一种是在跟踪图形数据的过程中输入属性值；另一种在跟踪所有的图形数据后统一录入。8.9数据质量检查采集图形和属性数据完成后，需要进行严格的检查，符合要求和规范的数据才能使用。四实验小结通过此次实验我熟悉了数据源的含义和数据集的类型，掌握了数据集的新建、删除、复制移动等，了解了地图、布局以及资源的相关内容。特别是知道了地图扫描矢量化是一个比较复杂的过程。这个过程中每一个环节的质量将会直接影响到采集的空间数据的质量，从而影响到系统的可信度。所以在以后的实验中还要多多练习。实验项目三：空间数据处理实验时间：2010年 5 月 29 日一实验目的及要求：掌握多种方式的栅格数据和矢量数据的裁剪；能进行数据类型的转换，并能对原始数据进行拓扑处理，重新计算空间数据范围和建立空间索引。二实验准备满足SuperMap Deskpro 5.0运行需求的台式机；SuperMap Deskpro 5.0安装包三实验内容及主要过程1、数据集裁剪操作方式：点击菜单项【地图】【地图裁剪】【矩形裁剪】、【圆形裁剪】、【多边形形裁剪】、【选中对象区域裁剪】。这四种剪裁方式大致相同。以矩形裁剪为例，激活“矩形裁剪”菜单后，在地图窗口上画出一个矩形，再次单击左键结束，弹出“地图裁剪”对话框，如图所示。 裁剪图层设置 裁剪区域设置 裁剪前 裁剪后2、数据类型的转换2.1线数据和面数据的转换（1）数据集之间的转换：点击菜单项【数据集】【类型转换】【线数据集-面数据集】或【面数据集-线数据集】，在弹出的对话框中选择待转换的源数据集，并指定或生成新的结果数据集即可。a 两个未封闭的线对象 a 两个未封闭的线对象 b 未封闭线转换成面对象（2）对象类型转换：操作方式：点击菜单项【对象】【类型转换】【线-面】或【面-线】，在弹出的对话框中指定生成新的结果数据集即可。2.2网络数据集转换为线数据集或点数据集操作方式：1、点击菜单项【数据集】【类型转换】【网络数据集线数据集】/【点数据集】；2、在弹出的对话框中设置源数据集和目标数据集即可。2.3线数据转换为点数据操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【线数据集点数据集】。2.4属性表数据转换为点数据操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【属性点数据集】2.5复合数据集的生成和分解操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【复合数据集简单数据集】或【简单数据集-复合数据集】2.6多边形内点生成点数据集操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【多边形内点点数据集】。2.7点数据集匹配面数据集操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【点数据集属性面数据集】。2.8文本数据集与字段的转换（1）字段到文本数据集把数据集的某个字段内容，转换到文本数据集中，完成地图标注功能。操作方式：点击菜单项【数据集】【类型转换】【字段文本数据集】；弹出“字段转出为文本数据集”对话框（如图8.12），在弹出的对话框中进行相应的参数设置：在“源数据集和转为文本的字段”中选择数据源和数据源中的数据集，并在数据集中选择转出的字段。在“复制到文本数据集中的字段”中选择要复制的字段；在“转出为文本数据集”中选择生成文本数据集存放的数据源及数据集；点击“确定”按钮，完成操作。（2）文本数据集到字段用于将文本数据集中的文本转换成数据集中的字段内容。操作方式：点击菜单项【数据集】【文本数据集字段】，弹出“文本数据集转入为字段”对话框；在该对话框中进行相应的参数设置；最后，点击“确定”按钮。3、拓扑处理3.1线数据集的拓扑处理拓扑处理包括：去冗余点、悬线、重复线；碎多边形的检查、显示和清除；节点类型识别包括，普通节点、假节点和悬节点；弧段交叉和自交叉；长悬线延伸；假节点合并。操作方式：点击菜单项【数据集】【线数据集自动拓扑】，弹出“自动拓扑处理”对话框）；在该对话框中选择源数据源和要进行拓扑处理的线数据集；在“拓扑错误处理选项”中选择要进行的拓扑处理；点击“高级”页，为其设置容限参数（）；最后，点击“确定”按钮 线数据集拓扑处理对话框 高级参数设置对话框3.2拓扑构面操作方式：点击菜单项【数据集】【线数据集自动拓扑】，弹出“自动拓扑处理”对话框；在该对话框的“选项”页中设置：选择构建面数据集的原始数据；在创建拓扑项里选择创建面数据集，并为其命名；在“错误处理选项”中选择要进行的拓扑处理选项框；在“拓扑处理高级参数设置”页中设置各种拓扑容限等参数；最后，“确定”按钮。 a 线状数据 b 拓扑构面4、重新计算范围和重建空间索引 重新计算范围 重建空间索引四实验小结此次实验过程繁琐，但操作较简单，让我了解了空间数据处理的各种方法，以及空间数据处理对地图制作的重要作用。实验项目四：空间分析实验时间：2010年 6 月 5 日一实验目的及要求：了解缓冲区的含义以及能够创建点、线、面的缓冲区，了解几种叠加分析的具体含义并能根据实际情况灵活使用其中某一种叠加运算，了解拓扑的含义和三维分析的原理，能够进行多种常见的网络分析，了解栅格分析及原理。二实验准备满足SuperMap Deskpro 5.0运行需求的台式机；SuperMap Deskpro 5.0安装包三实验内容及主要过程1、缓冲区的含义缓冲区分析是指以点、线、面等实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。缓冲区分析是地理信息系统最重要的和最基本的空间分析功能之一，在实际的地理信息系统建设中广泛应用。操作过程：首先，将要建立缓冲区几何实体所在图层打开；选中几何对象实体点击鼠标右键，弹出的快捷菜单中选择“建立缓冲区”；在弹出的对话框中根据需求设置参数即可。 点缓冲区的生成 面缓冲区的生成 线缓冲区的生成2、叠加分析SuperMap Deskpro 5.0 中提供了五种叠加分析功能，包括裁剪、合并、擦除、求交和同一。操作方式：点击菜单项【分析】【叠加分析】，弹出“叠加分析”对话框，设置相应的参数，选择相应的叠加方式，点击“确定”按钮即可。裁剪运算是用第二数据集（裁剪数据集）从第一数据集（被裁剪数据集）中抽取部分特征（点、线、面）集合的运算。结果数据集来自于第一数据集（被操作数据集），类型与被裁剪数据集相同。合并运算是求两个数据集并集的操作，只限于两个面数据集之间进行。具体执行时，两个面数据集内的所有多边形都被输出到结果数据集中。属性字段为两个数据的所有属性项。擦除运算是用第二数据集（擦除数据）擦除掉与第一数据集（被擦除数据）相重叠部分的操作，结果数据集来自于被擦除数据集，而属性表也来自于被擦除数据集的属性表，是其部分子集。属性字段只保留了第一数据集的所有属性项。求交运算是求两个数据集的交集的操作，两个数据集中共同的部分将被输出到结果数据集中，其余部分将被排除。结果属性表除了包括自己的属性字段，还包括待求交数据集和交数据集的所有属性字段。同一运算是保留第一个数据集（被操作数据）的所有部分，去掉第二个数据集（操作数据）中与第一个数据集没有重叠的部分。属性字段为两个数据集的所有字段。 叠加分析（合并）3、拓扑空间数据在采集和编辑过程中，常不可避免地会出现一些错误。例如，同一个节点或同一条线被数字化了两次、相邻的面状几何对象在采集过程中出现了裂缝或者相交、多边形不封闭等等，这些错误往往会产生假结点、冗余结点、悬线、重复线等拓扑错误（如下图），导致采集的空间数据之间的拓扑关系和实际地物之间的拓扑关系不符合，以致影响后续的数据处理和分析工作，影响数据的质量和可用性。而且这些数据错误往往量大，也比较隐蔽，不容易被识别出来，通过手工方法也不易去除，因此，需要进行拓扑处理消除这些冗余和错误。4、网络分析网络分析主要是解决网络工程如何高效运行，资源如何最佳分配的问题。这类问题在社会经济活动中不胜枚举，典型的例子有：交通运输中的路径选择问题，管线设备管理中的连通性问题以及资源的流动问题等。SuperMap Deskpro 5.0 提供了多种网络分析，包括最短路径分析、最佳路径分析、旅行商路径分析；邻接点、通达点、关键点分析等节点分析；通达边和关键边分析；资源分配，服务区分析，选址分区等。需要注意的是：只有网络数据（NetWork 数据集）才能进行网络分析。对于原始采集的道路、管线等线状数据，需要经过拓扑处理才能生成网络数据。 最佳路径分析对话框 查看分析结果地图上显示分析结果5、栅格分析栅格数据的数据结构不是以具体的X、Y 坐标值来表示的，它以连续的有规则的格子来描述数据，每个格子（或叫像元）中存储了表示某种含义的数值。栅格数据在放大后都会看到马赛克现象，可以看到一个一个的格子。例如，我们经常会接触到的bmp 图片就是一种栅格数据，该数据的每个格子中存储的是像素值，再根据颜色的映射表现出来我们就会看到图片了。用在GIS 中分析的栅格数据都是表示真实的某一个地理区域的数