中南大学GIS课程设计实验报告

1、GIS课程设计实验报告 小组:第五组 组员： 钟蕾，邢磊，成， 乃古色拉，司宝元 班级：测绘试验班01 指导老师:光强，玲 一、课程设计数据 中南大学校本部CASS数字地形图数据文件(csu.dwg) 中南大学校本部遥感地图 二、实脸所使用的平台 ArcGIS 10. 1 (自己的电脑) 三、课程设计的任务、性质与目的 本课程设计是GIS专业的技术实践课，是在完成地理信息系统的课堂教学后进行的，旨 在加深学生对地理信息系统基本槪念、基本原理的理解，提高学生的地理信息系统的理论水 平和分析问题.解决问题能力以及编写设计报告的能力。 (1) 掌握ArcGIS软件的基本功能，学习AutoCAD数据(

2、DWG)向SHAPE文件转换的基 本流程，掌握显示、查询和编辑空间数据的方法和基本操作： (2) 掌握影像数据处理和校准的基本方法； (3) 掌握ArcCatalog理空间数据的基本功能，学习ArcSDE建立空间数据库和数据 入库的基本流程和操作： (4) 掌握ArcMap修饰地图文件的基本方法： (5) 掌握ArcGIS Server部署和发布空间数据的流程与基本方法: (6) 掌握由离程点生成TIN,再转换生成DEM的方法和流程; 页脚 （7）学习掌握利用DEM生成坡向、坡度图的方法，以及重分类的方法和原理： （8）学习2. 5维数字地表模型DTM的创建方法： （9）掌握ArcScene建

3、立三维模型的基本方法： 四、课程设计基本要求 1、课程设计分小纽进行，组要有明确分工与合作，本设计的具体上机操作步腺由学生 独立完成。 2、在课程设计的教学过程中，指导教师应分阶段对学生完成的工作及所得结果进行检 査。 3、学生要按照课程设计任务的要求，按时按量按质地完成课程设计。在课程设计过程 中，凡累计旷课时间达到或超过课程设计全过程1/3或未完成课程设计任务要求者，按不及 格处理。 4、毎位学生认真填写课程（实习）日志，每小组需编写课程设计报告，课程设计报告 容应包括封面（设计題目.班级、指导教师、设计者班级、）、课程设计任务、摘要、目录、 原理.设计方案、实验方法（步骤）及结果分析、课

4、程设计总结、参考文献和附录等。 5、课程设计最后一天由各小组对所做工作进行总结并做报告，报告时间810分钟，少 于或多于规定时间，均将扣除一定成绩分数：报告完成以后，由老师向根据分工，向每位同 学提问，视问题回答请况给出一定的汇报成绩。 6、课程设计的总成绩根据平时成绩、汇报成绩.实习日志和课程报告综合评定。 五、课程设计的容 （1）收集有关基础地理数据、地形图制图等相关标准或规.学习CASS的地形图制图规. 掌握地形图常用分层方法和图层结构，掌握DWG数据向SHP数据转换的方法和数扌居质量控制 的基本方法； 打开中南大学（本部）DWG地形图（CSU.dwg）,理解地图的分层方法与命名： 地图

5、分层方法：地图分层的主要依据是地物类型.将相同地物归类到同一图层，有助于 我们编辑、使用、存储和管理; 分层命名的方法：在CASS中.层名为地物名称拼音首字母组合，这样对于操作人员来 说简洁易懂; 利用ArcGIS完成DWG文件向SHP文件的转换，并确保原DWG中的图层和数据不去失, 参考CASS的分层方法将图层分为道路、学生宿舍、教师宿舍、教学楼、办公楼、体育场、 绿地.池塘等： 在将DWG 件向SHP文件转换的过程中，我们首先利用ArcCatalog,在文档建立个人 数据庠，并建立一个数据集，之后展开DWG文件，首先选中POLYLINE图层，右键打开 EXPORTTO DATABASE (

6、SINGLE),在对话框下选择文件保存路径为刚才建立的数据集， 之后点击公式按钮，编写公式layer = road,完成后，点击OK,即可将POLYLINE 件中的所有道路提取出来，并保存为一个SHP文件，其余图层的添加方式相同，面属性的地 物需要在POLYGON文件中导出。 莖- Cc ar血代盘“ 2药FL孑, F4* F；Q r uv*ir.111Xutv. A*(vir s Q cr/jwMnni E3 na G .1 f3：DMUn】0Cb Bdswe EJ Cvmet_Topc*sgr flJMM aw fl SJttiiB d；X 阴 6 0 AJ Arrwlttio* 习T S

7、 习Kg CD縊U叫g K CoogWipj * stG8aipQ I* Coob 2p9 人14 冷 g 和 - B * EC G8Q龟PQ 昨处他UEag F* (diMiGjflri：e WrJc* H* VM225MS 匕匕 饰XQ cc - =o c *xm* tv*ir.cuat*M0cta*4a2ffdtru* * 2 ： - F x 一 F CcocvSc Wr 0 +、 V b a a WMrtMe”0MDtteap皿g 国0nq 归 arleiXCGlLOtlSb H 1 Qtce tl CMnetJapcica/ OGX 8；U Ei 阂lug GL b3jb fleet

8、s* Oi*J?E 侮鲂 awts a；” E T8bcs/9to 田筍zg * fl WOS sflBcxs 旳 Gaogk I4P9 4 Cl G8QkH风 Cocb f9 “8gb pg -ara利用ArcMap中的Model Bui Ider工具建立不同地物柘扑 结构检查模型，并用该模型检查道路与面状地物的拓扑结构是否存在错误（如道路穿过房屋、 池塘等）,并修改错误； 首先右键点击数据集，选择NEWTOPOLOGY,建立所有地物的拓补关系，并根扌居经脸 和实际情况，为拓补检查添加规則，拓补检查中最重要的对象是等高线，添加的规则有：不 能相交、不能自交，不能互相重査。道路的规则有：不能自

9、交。建筑物的规则有：不能重叠。 在添加完成后，地物拓补关系就生成了。 将拓补关系图拖入ARCMap中，开始对拓补关系的错误进行检查和改正，首先开始编辑， 对拓补关系图进行编辑，之后点击ERROR INSPECTER,这时在客户区下方会弹出错误检查列 表，所有的拓补关系错误都会显示出来，一般的错误是房屋会有重叠，一部分原因是绘制错 误，这要根据实际情况做相应改正：一部分错误是房屋立柱，在绘制过程中线条不连续，这 时只需右击错误，选择MERGE,是房屋变为一个整体。等鬲线的错误主要是线条有相交和间 斷，将多余线条阶段，将不连续的线条连接到一是。 eed 6 、貝納 0 ： O 口 Ed ter-

10、TdWCG)” X 目d Uyan ei 2-以丫甲巧, Ar“ CrrrM 4伦”2UrkfGmUnRi (2)影像数据的处理和校准; 从百度地图中分幅裁取我校影像数据，并分幅存为png或jpg文件： 利用Photoshop软件或其它图像处理软件拼接裁取的影像图； 在百度地图中，选取一个合适的比例尺，截取几相片，要全部覆盖本部，将裁取的相片 用PHOTOSHOP拼接在一起，制作一覆盖校本部的影像图： 在ArcMap中,利用任务(1)转换出的SHP文件,校准影像数据，要求校准的均方根 误差(RMSE)小于1。 将拼接后的影像导入ARCMap中，这时会发现影像图与地形图的空间位置不一致，点击 开

11、始编辑，在工具栏中view Toolbars Georeferencing,将Auto Adjust去掉，然后 手动选择同名点，在遥感图像中选中一个点，再在dwg图像中选择对应的点连接起来，然后 点击 Georeferencing Transformation Ad just,进行配准.然后 Update display 即可。 页脚 F* Str5 SekdCuaon Wrd* o 0t/ 4U1MI2 ICOJlin Ut*nown tWta Deed -B Mta 厂 A n r o黑囂 - wo 呵二K占幺心叫心p i4bU Of CcrMrta LaE 0 1 0CZ3 Ing 0

12、0 :M 阳业士 口 0 0 0 OID Q - Sae Faeur*a ShareAs-Service. 4、选择 Save a service defin tion file,下一步； Share as Sendee Publish a service Q Swe 爼 service defixiition file Overwrite an sting service Atoul 営hirtg：乞 兮亡总 下一步CN) 取消 5、可以选择文件保存位置 Save a Service Definition Choose a location to save the serrice defin

13、ition lUiYAiOAppIl8tQLocalEEri.IlsktoplCl. LStQ：ingMyM鱼pSrvic!.宜d| 页脚 6、保存后出现如下界面，选择右上角Stage按钮 Sorvico Editor Connection: No connection is set Service Name： KyMepService 便J Import AiKLlyzc Trevi w 也亠 General Parameters Gopabiities yocirQ CM_ Pooino Processes Uazhg Item Zscriptcr Genera* Sorvico Marn

14、e; Cenrv*con: Type of Server: Type f Servkre: NyMapService No Connected Set ArcGIS Server Map Service Lsd Start wvice immedistelr 7、出现如下界面，等待success FJ. Edfe8ochnaria Iraart Utor Cor*wt No *Merts 匕 公 SeM5e&ce TbtX Cnral C*ee Fetvrc :也岂 U)tri a is 沧 res co SarQMaw: 11 Mm* g 35$ Type Q3U Fwe 24OT9 240

15、36 3Croid Q 041 & Q工ZE 14$ LMpSTB !Z& 5rid it LO* 1 T JQ low (7)釆集调离程数据，并生成TIN和DEM：利用手机中的GPS程序。 采集测区的高程数据(WGS84系)，并存为EXCEL丈件: 6月24号早展，我们组因为在之前的试验是接到了一台RTK,利用CORS站，我们组花 费了一个上午的时间获取了我们测区的爲程点，由于RTK具有导出多种文件格式的功能，我 们可以直接将测量数据导出为CSV格式的文件，这样节省了我们很多时间。CSV丈件可以直 接导入ARCCATALOG中查看。首先我们舟CSV格式的文件另存为XLS格式的文件，之后再重

16、新导入CATALOG中，打开PREVIEW就可以查看点的列表，我们需要将点的第一列的字段名保 留，这样才有利于我们选取所需数据，查看确认表格无误后，就可以直接拖入ARCMAP中， 这时我们还无法直接查看表格，右键选择DISPLAY XY DATA,将表格中对应的X, Y坐标展绘， 这样我们就可以直接查看测点的空间分布了。 舟高程点EXCEL文件得用ARCMAP转换为SHP文件： 右键点击选择DATAEXPORT DATA,选择SHAPEFILE 件格式，就可以将展绘后的点 文件转换为SHP文件格式了。 利用ArcMap中的矢量校准工具(Spatial Ad justment)将WGS84系的离

17、程点转换为 与校区DWG 致坐标系的数据： 由于RTK测量吋我们的参考坐标系选择不一致，所以我们需要对点的SHP文件进行矢董几何校正，右键点击工具栏空白处，选择SPAT I AL ADJUSTMENT,就可以打开校正工具了， 首先选择开始编辑，对刚才的离程点文件进行编辑，之后再SPATIAL ADJUSTMENT中选择SET ADJUST DATA,将高程点文件设置为待编辑数据，设置完成后，开始进行控制点选取，至少 选择三个控制点，就后开始ADJUST就完成校正了。 Fdt Vew&SeWttocG/flWe&e Wrdc* To DW0Bi3 u： 3C3(3O= ： * *o Q 二恵 I

18、dler 利用ArcScene中的TIN生成工具，将校准后的為程点生成TIN,再由TIN转换生成 DEM数据。 校正后的高程点在ARCSCENE中打开，选择ARCTOOLBOX3D ANALYST TOOLSDATA MANAGEMENTTINCREATE TIN,在对话框中选择高程点文件，并将编辑字段设置为Z 坐标，TIN就生成了。 选择 3D ANALYST TOOLSCONVERSIONFROM TlNTlN TO RASTER,选中刚才做 好的TIN.即可生成DEM。 F* diGjswnte Wejy H*；令oqq 、玄0 W5d*y- 4 M Tbk d n 巴 d xr&a ?

19、- *BE 8*lo* ?4M$ - H70UW.74IZ? bSu).7aiu bLJSl 6A& r.cwdz；9 4Xl-4T.t 3i：SC - 4XUC 2 口 “护 Y4 .卄:“如 3:0 0oprocK”g aaci h crwaerB UN df wt * ： 7 o m Q无銚匕刊巴 Fl* Edt Wew 0kv*5 SeVTk) Oopc*wj Gjflwrft* wrjc*t H0. a n xtw# O c&a 0 三 rm* - 8*rtv 741X5.7174 70UW-74U5 6SJ編-7UJ12 6LJS1 - 65J編 *”m 池W -沁 * Wi He

20、*Sebxvfax GpOC*w*) CuWOnte VKrdy M*Z：P 0.158 - 47,l 3A2CC - X：；C aBM Y4 lOM：0 利用Raster Reclass X具，对生成坡度专题图重分为5类。 选择 3D ANALYST TOOLSRASTER RECLASSRECLASSIFY,选中刚才生成的 SLOPE, 并将坡度分为五类，生成坡度专题分类图。 F* Ed，e B(4krv5G*cWm CuWOcHWo DC0B 3 03刁矽匕卜总0 Q金罠金F 00 M- 2DZdw J 页脚 (9)利用DEM数据，结合校准后的影像图，生成2.5维数字地表模型DTM： 在

21、ArcScene中，加载校准后的影像数扌居和DEM数据，在影像属性中，设置基底高度为 DEM的离程。 加载已经校准过的影像图，右犍点击属性，选择BASE HEIGHT,将基底為度选为DEM。 Q ASn* F* S 0e* Bgfcns刪 DEEB TaU 4 Ccrtra Gweowr Giflwnte MMy 比 匚 a工令-OQQ 、理y0 W Erftor-. Is erwlv*t aO GC0 時” ，；0代 冷 ，U 二7 * - tn Citi TA.M3 - T9.J74 B 70.312 - 74. MO 6RC2 7U：12 |6U51-61762 W.）9-%72 4T

22、- Wl? :0 0ce 、皿 42.4011 toMia - nhp Q O F71 S Q I Qtopeocdrg todfdawM”（pc dwiy） * Wi He*SebxvfaxCuWOnte VKrdy M* KO. B ?- OQ in 74U5.W374 H701J12-74U5 6SJ7UM2 6US6A& 沌W-MU2 4T. - Z：P 0.158 - 47,l M：tC - 45.U8 六. 实脸中遇到的问题 1安装ARCGIS10. 1的时候，我们组没有人安装过ARCGIS软件，在安装的过程中，有 一些人的电脑无法安装ARCGIS10. 1,在这里我们花费了一定的

23、时间： 2、在DWG文件导出为SHP文件吋，某一个图层上的一些地扬会出现去失的情况，这主 要是由于该地物是面状地扬，但是却没有闭合，导致最后无法转换； 3、影像几何纠正吋，我们使用ADJUST纠正时，由于是一次性纠正，如果均方根误差不 满足条件，我们只能重做，这样费时又费力，所以灵后我们选择AUTO ADJUST进行校正； 4、在获取数据的过程中，高程点的釆集比较费时费力，而且由于是我们第一次使用高 程点进行坡度专題图的生成，由于经验不足和爲程点釆集密度不够，我们的坡度图效果不好。 置后我们队测董区域进行了高程点的加密。 七. 实验总结 为期两周的课程设计结束了，在这两周的时间里，我们利用GI

24、S软件设计制作了校本部 60 2.5维地图模型，之祈的专业课学习中，我们学习了数据库管理、GIS基础.GIS工程与 应用，但是我们只是单纯的学习这些理论知识，并没有理解知识的精华，通过这次实习，我 们将之祈学习的知识都联系了是来，制作了 2.5维影像地图，也是对我们知识的扩展和应用。 在实习的过程中，我们也暴關了很多问题，比如专业知识不够扎实，态度不够端正，知 识的运用能力欠缺，这就是说我们的实践能力还有待挖掘，所以我们还要在今后的学习中， 培养自己的动手能力，改正自己的懒散的态度，完基自己的任务，再接再厉。 八. 个人心得 乃古邑拉：在这两周的实习中，从对ArcGIS的一知半解到全面了解此软

25、件的功能，从 GIS的理论知识到实践能力，从无处是笔到成果的精彩呈现，通过老师的悉心教导，自己的 勤奋努力，和同学的热心帮助理解到了 GIS的实际应用，巩固了 GIS理论知识，对GIS有了 更全面的认识。 在此次的课程设计中，我也遇见了不少问题，如：在刚开始的DWG文件向SHEP文件的 转换过程中始终出现难以转换的问题，在由DWG文件向SHEP 件转换时转换了线文件的问 题，在第一次进行影像的校准时箱度不够的问题.由于釆集的高程点的密庾不够出现的DEM 模型不正确的问題等。遇到这类问题，我都会像老师同学请教，亦或与同组同学积极交流讨 论，直到找到解决办法，从中我也学会了在学习与实践中寻找问題、

26、解决问题的方法。 司宝元：两周的课程设计，从刚开始的完全无从下手到进一步的熟悉，我们学到了很多 很多，老师出于苦心给的大纲只有骨架，为的就是让我们自主学习，分组讨论，养成自己解 决问题的能力，如此不但自己掌握了知识.还培养了能力。我们也不负众望，积极讨论，上 网查做每一步的原因等等，很认真的完成了数字商程模型的建立。其中遇到了很多问题，在 dwg文件转成shp 件时出现了部分图形的缺失（老师提醒后发现）原来是有些面图形未闭 合，我们还按面去转格式：实验室做的成果转自己电脑上找不到，究其原因是路径的问题： 为了保证图像校准时均方差0.5左右，要求控制点数目合理，不集中分布四方等等，皆是实 验中遇

27、到的问题。态度放好，不長惧，我们解决了。两周下来我觉得自己对GIS的兴趣更浓 了，能力也提高了。 成：两周的GIS课程设计，不仅是对ArcGIS的学习过程，也是进一步加强我们课堂上 学习知识的过程。这次的课程设计我们付出了很多，因为以前的课程设计都是按照指导书一 步步做的，很少有自己的思考在里面。这次两位老师准备的实验指导书只有大纲，目的就是 培养我们自主解决问题的能力，很多问题需要我们去发现并找到解决的办法，或通过询问老 师，或通过网上查阀资料。 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于 找出了原因所在，也晟露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲 自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈