北京交通大学地理信息系统课程设计试验报告

1、地理信息系统课程设计实验报告课程名称：地理信息系统专业：城市轨道交通作者：张研班级：运输 1204序号：58学号：12251203指导教师：梁艳平2014 年 11 月 11 日1 1地理信息系统(GIS)GIS)介绍1.11.1简介地理信息系统(GIS)有时又称为地学信息系统”或资源与环境信息系统它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地

2、兴起和发展起来。1.21.2概述完整的GIS主要由四部分构成，即硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。GIS硬件配置一般包括四部分：计算机主机；数据输入设备，如数字化仪，图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等；数据存储设备，如磁盘阵列、光盘刻录机、磁带机、光盘塔等；数据输出设备，如笔式绘图仪，激光打印机等。软件系统是指GIS运行所必须的各种程序，通常包括计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支撑软件、应用分析程序等。空间数据库反映了GIS的地理内容。管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表达方式。2 2实验介绍实验目的培养学生适应交通运输智能化和信息化建设需要，掌握应用GI

3、S基本的软件操作，使学生能够将空间信息技术应用于交通运输领域相关问题的分析与处理。学生结合专业知识，通过自行设计GIS应用案例，完成从数据采集、存储、空间分析以及制图输出的完整流程，培养知识的灵活应用以及分析、解决专业问题的能力。实验任务熟练掌握某个GIS软件的基本操作，本次试验活动选用MapinfoProfessional7.0,在深入理解GIS基本概念、原理、方法的基础上，以北京交通大学、西直门立交桥邻近区域为对象，完成：(1)收集北京交通大学周边区域的卫星或航拍影像资料；(2)(2)根据影像资料，对其进行矢量化工作，建立区域内部的建筑物的图符及式样数据库、图层划分标准及图层划分，学习地图

4、文件及工作空间的管理；(3)属性数据标准及交通设施属性数据库的建立；(4)熟练操作软件，设计空间分析方法，通过创建缓冲区的方式，分析交大的学生和老师到达公交车站的便利程度；(5)根据分析操作结果制作交大内部建筑专题图输出；(6)完成实验报告，对整个操作流程以及分析结果进行解释说明总结来说，本实验空间设计的任务是，以交大内部为主要研究对象，用建立缓冲区的方式分析交大的学生和老师到达公交车站的便利程度，并提出相应的改进意见。3 3实验一：影像数据矢量化说明：由于课程老师已经提供了交大周边的卫星影像，故直接使用创建栅格数据以及坐标配准进入MapInfo,打开所给的卫星影像，按照所给的坐标表对地图四个

5、顶点进行配准，同时配准完毕之后选择投影，将栅格影像的投影类型选择为Longitude/Latitude(WGS84),并将坐标单位选择为度，这样既完成了栅格数据的打开和坐标配准。如下图所示：按照表3-1对地图四个顶点进行配准，同时配准完毕之后选择投影，将栅格影像的投影类型选择为Longitude/Latitude(WGS84),并将坐标单位选择为度，这样即完成了栅格数据的打开和坐标配准表 3-1 地图顶点坐标点位置X 值Y 值左上角116.3095092773437239.970805680527725右上角116.3562011718749739.970805680527725右下角116.

6、3562011718749739.93606595478707左下角116.3095092773437239.93606595478707建立基础地理信息图层及数据库根据实验要求及目的，共建立交大主校区内部建筑物、道路线层、点层共四个图层。具体情况如下：1)1)交大内部建筑物编号Char(5);名称Char(30);面积Float;房屋类型Char(20);建筑物用途Char(20);备注Char(100);说明：交大内部的建筑物我主要选择的是主校区的教学楼、宿舍楼以及食堂，在下面图像表不：通过收集的数据建立数据库如下:道路面层、娱乐活动场所编号编号名称向枳建筑物用途建筑物用途备注备注2032

7、031212号宿舍楼6B6.66B6.6住宿2022021919号宿舍楼2,2812,281住宿2012012222号宿舍楼1,6101,610住宿2 2号宿舍楼931.4931.4住宿2(M2(M1515号宿舍楼928.8928.8住宿2U52U5嘉园宿舍楼抬6363住宿2072071818号宿舍楼1.1091.109住宿2 2。6 6 1616号宿舍楼91489148住宿2092091 1号公道8E6.68E6.6住宿2102103 3号公寓877.3877.3住宿211211竭公高的4343住宿102102思噩西楼1,3241,324牧学自习101101思模楼1,0011,001教学自习

8、103103思源东楼1,0601,060教学自习111111逸夫楼3JG03JG0教学自习106106五教七建2,3002,300孩学自习106106尢教5,7415,741110110图书馆2.B612.B61自习1041041741741,0011,001教学自习113113机榛横M27M27教学自习114114土建楼1 1J63J63教学自习112112电气楼997.2997.2教学自习302302B B号办公楼S73.7S73.7办公301301校史馆1 1月1 1校史况史展览3013019 9号办公楼060.4060.4办公109109八战583.6583.6拨学自习107107二核

9、1,41,4加 孩学自习108108一段1,4261,426教学自习3033037 7号办公楼8Q3.58Q3.5办公2)道路线层和道路面层道路线层：道路名称Char(20);道路等级Char(20);宽度Float;长度Float;道路面层：道路名称Char(20);道路等级Char(20);宽度Float；长度Float;这是通过查找资料找到的交大主校区内部道路数据道路名称道路等级,1反度知行大道A AQ.91BSQ.91BSA A(1.243(1.2436 6积秀路6 60.28730.2873传习蹈B BU.3O75U.3O75明湖路B B(1.098(1.0984 4京院1各B BU

10、.Z1Q8U.Z1Q8(3)点层:编号Char(5);名称Char(20);属性Char(20)；等级Char(5)数据库如下：|编号名称属性1等级11学活烛光超市中型超市C2晨光超市中型超市C3教职工超市大型超市Dj4家属区超市小型超市BI5图书馆后杂货店杂货店:AI6一食堂后小店杂货店A7九教外小店杂货店A8四食堂小店杂货店1A4 4实验二：建立道路交通设施图符及式样数据库自定义图符数据库根据实验指导书，本次实验二利用MapInfo自带符号制作器进行自定义符号的添加。考虑手绘图符过于简陋，决定直接采用以及通过图形编辑软件直接将现有交通图符裁剪，并导入相应路径。以下是根据收集到的图符按照指导

11、书所示程序建立的图符数据库：道路交通设施图符矢量化通过选择不同的图符，查看路网上的具体设施分布情况，通过新建图符图层，选择符号，在路网上安放交通设施图符。以信号灯为例，可以参考上述建立红绿灯的数据库，设置位置、时间等属性。注：由于设计的是道路交通设施图符，涉及面积较大，为表现方便，故我又大致制作了交大周边整个区域的粗略道路线层，在其基础上进行交通设施图符的矢量化。这是建立的交通信号灯、 接显示图层。享体”：|自定义寻号ET5岩5：|V。甲AnA_1A串菅日苕A公交地铁站点的矢量化图：由于背景色会遮挡一些图符的标注故直AA5 5实验三：交通设施图层加工根据上述实验二的交通设施图层，给图形数据以及

12、属性数据加工(1)交通信号灯图层：数据库：(这里由于资料的不足，只能显示部分)编号编号|xY|xY2 2116.328116.32839.966239.96623 3116.3116.339.9G6539.9G6541111札34834839.96G539.96G51 1116J15116J1539.965739.96575 511S.31711S.31739.955G39.955G6 6116.329116.32939.956339.95631116.34116.3439.956T39.956T8 81 115.34015.34039,956739,9567(2)公交及地铁站点图层:由于地铁

13、站点数量较少，故与公交站点一同表现:6 6实验四：空间分析案例制作利用上述实验结果，这里计划针对其进行空间分析缓冲区分析这里利用缓冲区分析的方法，创建交大内部超市的缓冲区，分析所有超市在研究区域内的服务范围，探究其服务半径是否可以覆盖整个交大，通过结果分析是否应该增加超市的设定数量以及解决增加位置问题。如下图所示：选取超市点层的所有超市作为对象选择缓冲区这里说明，根据超市规模等级的不同，其服务水平也不同，故满足的服务范围也会不同，这里通过查找资料并结合交大实际情况粗略确定以下可利用数据：中型超市：服务范围150m小型超市：服务范围100m杂货店：服务范围50m制成的缓冲区图如下分析可以看到现有

14、的超市服务范围基本可以覆盖交大校区的整个区域，不足之处在于思源楼、思源东楼以及其北部一大块区域尚未被覆盖，建议在一教与二教周边增设一个服务半径在100m范围左右的小型超市或杂货店，这样可以确保同学们无论是在宿舍抑或是在教室自习，都可以方便在周边找到便利店购买商品另外，可以看到逸夫后超市与四食堂杂货店服务范围严重重合,堂杂货店向南边迁移VoronoiVoronoi图分析通过建立泰森多边形分析超市杂货店与交大内部建筑之间的临近度关系，并分析比较以超市为基准建立的Voronoi图：建议进行改革，比如将四食以宿舍楼为基准建立的Voronoi图:以教学楼为基准建立的Voronoi图:以食堂为基准建立的V

15、oronoi图:总结：以超市杂货铺为基准建立的V图可以较清晰地反映出超市的服务范围，可以较直观地看出学生日常工作学习的场所距离超市的距离，可以看到整个交大区域包括自习室、宿舍、食堂都在超市的存在范围之内；以宿舍为基准建立的V图则可以在学生日常生活的角度分析学生的日常出行范围区域内是否与其他建筑有较为紧密的联系；以食堂、自习室为基准构建的V图则可以较为清晰地反映出各食堂、自习室的服务范围，以此可以作为同学们选择食堂、自习室的评价指标之一交大内部建筑物专题图制作这里主要制作的是交大内部建筑物的面积专题图7实验总结本次实验旨在通过对GIS软彳MapInfo的实际操作，了解MapInfo的基本功能和具体动手操作，能够掌握基本的图形编辑和数据处理等技术手段。在实验过程中遇到了很多困难，例如对数据库的批量输入不了解，对面积、长度等属性从软件中自动导入的方法陌生等等，在老师的帮助下，和同学一起探讨交流，终于克服了这些困难。通过本次实验，从形式上来讲是对MapInfo这个软件有了较好的了解与熟悉，可以利用它做一些关于地理信息系统的简单操作；从理论上来讲，通过实