GIS课程实验报告

1、地理信息系统课程实验报告名称：* * * * * * * * * * *学生编号：* * * * * * * * * * *大学：* * * * * * * * * * *类别：* * * * * * * * * * *目录1.地理登记和空间数据库建设12.缓冲分析14覆盖分析304.网格分析395地形分析486.制图607.三维分析73实验1地理登记和空间数据库建设1.1实验要求本实验主要要求掌握地形图的配准方法和各种图像配准工具，以及对配准后的栅格图像数据进行分层的矢量化方法和各种相应的操作和方法。1.2实验想法给定数据配准的关键在于配准过程中选择的控制点的精度，这与配准图像的精度和图像质

2、量有关。然后使用分层矢量词生成配准栅格数据图像的分层矢量图像，更有利于反映它们的拓扑关系。1.3实验步骤1图像配准-加载数据和图像配准数据打开ArcMap并添加地理注册工具栏。添加要注册的图像-70011-1。从TIF到ArcMap，您会发现地理注册工具栏中的工具已激活。2个输入控制点在注册时，我们需要知道一些特殊点的坐标。通过阅读地图，我们可以得到一些控制点公里网格的交点，我们可以从地图上均匀地取几个点。通常，在实践中，这些点应该均匀分布。在地理注册工具栏上，单击添加控制点按钮。使用此工具在扫描图上准确找到一个控制点，点击，然后右键输入该点的实际坐标位置，如下图所示：同样，向图像添加多个控制

3、点(超过7个)，并输入它们的实际坐标。单击“图像注册”工具栏上的“查看链接表”按钮。检查控制点的残差和均方根值，删除残差非常大的控制点，重新选择控制点。转换方法设置为“二次多项式”3设置数据框属性添加所有控制点并检查均方差(RMS)后，在“图像配准”菜单下，单击“更新显示”。执行菜单命令“查看”-“数据框属性”来设置数据框属性在“坐标系”选项页中，将数据框的坐标系设置为“谢_ 1980度_ cm _ 102e”(安80投影坐标系，3度分区，102度东经中央子午线)，与扫描地图的坐标系一致获得更新的注册图像4校正和重采样光栅，并生成光栅文件在“图像配准”菜单下，单击“校正”根据设定的变换公式对配

4、准的图像进行重新采样，并将其保存为新的图像文件。加载重新采样的栅格文件，并从数据框中删除原始栅格文件。在我们的号码之后文字处理工作在这个注册和重新取样的图像。通过以上操作，我们的数据已经注册，我们将使用这些注册的图像进行分层矢量化。5分层矢量化-在ArcCatlog中创建线要素图层这些数据使用Xi 80坐标系和3度分区(1)打开ArcCatalog。在指定目录下，右键单击并选择新建中的个人地理数据库。并修改个人地理数据库的名称(2)接下来，将为地理数据库创建新的要素类。首先，将创建一个“轮廓”要素类来存储轮廓要素。在ArcCatalog中，右键单击测试、个人地理数据库，然后选择新建中的要素类。

5、(3)输入创建的要素类“等高线”的名称，然后单击“下一步”。(4)单击下一步。(5)确定要构建的图层的名称(此处称为“等高线”)，根据需要填写别名，并在类型中选择我们需要的要素类型(我们现在希望创建等高线作为要素类，因此我们应该选择线)。(6)单击“下一步”确定投影坐标系。选择适当的坐标系，然后单击“选择”按钮。在(投影坐标系目录下，选择高斯克鲁格-西安1980-西安_ 1980 _度_ GK _厘米_ 102e.prj)。点击添加，现在坐标系信息如下图所示：(7)单击“下一步”，忽略“公差”设置部分。不需要设置。单击“下一步”和新的属性字段(设置字段类型、字段宽度和精度等。)可以在窗口设计。

6、为了添加轮廓字段，这里设置了“浮点”类型的轮廓字段。6从注册地图中提取等高线，并将其保存到上面创建的要素类中(1)切换到ArcMap，将新创建的线要素图层加载到包含注册地形图的数据框中，并将地图文档保存为Ex2.mxd(2)打开“编辑器”工具栏，执行“编辑器”下拉菜单中的“开始编辑命令”，并在“创建要素”对话框中选择之前创建的“等高线”要素类。在构造工具中选择线构造工具。(1)将地图放大到适当的比例，从中追踪等高线，根据高程点解释其高程，并输入等高线的高程。(2)一步完成线元素的其他操作，如合并、拆分和编辑线段的顶点(3)参照上述步骤，可以从地图中提出多边形元素(例如居民区)，并且可以进一步熟

7、悉多边形元素编辑的相关操作。比如建造房屋。预见元素类。然后找出房子的特征并输入相关信息。同样，也可以创建其他要素类图层。1.4实验总结通过这次实验，我充分理解了地图注册的原理和地理注册的具体操作步骤，并对其具体的内在原理有了更深入的了解。同时，掌握了配准后的数据处理过程，包括网格重采样和不同要素类图层的建立。栅格数据图像的分层矢量化过程可以轻松实现。这为以后的实验打下了良好的基础。实验2缓冲分析1.1实验要求在本实验中，我们将加深对缓冲区分析基本原理和方法的理解，掌握利用ARCGIS距离制图和ARCtoolBox进行分析创建缓冲区的技术方法，提高利用缓冲区分析方法解决具体问题的能力。1.2实验

8、想法这里使用的缓冲区分析是由软件的缓冲区向导完成的缓冲区分析。该缓冲区分析基于距离的缓冲区分析。根据距离中心的不同距离，建立点状、线状、平面状地物不同图像层次的缓冲图像非常方便。这一原理有利于分析特定的点状、线状和平面状地物对周围图像范围的缓冲，如背水井的污染问题等。1.3实验步骤创建缓冲区(缓冲区向导)1.1点要素图层的缓冲区分析1)在ArcMap中创建一个新的地图文档，并加载图层：StudyArea.shp、point.shp单击工具栏中的缓冲向导工具。如果没有，可以在工具定制中将其检出。2)选择“缓冲向导”工具后，将出现缓冲向导界面，待缓冲的要素图层将被选择为点图层。单击“下一步”。3)

9、确定建立缓冲区的相关参数设置(获取缓冲距离；缓冲距离等的单位。)，这里选择生成多个缓冲圈，数量为10，缓冲距离为5公里。如下图所示，单击“下一步”。4)确定已建立缓冲区的输出类型，这里的选择是融合缓冲区屏障。如下图所示5)点击【完成】，显示向导生成的缓冲层，如下图所示。分析时，如果选择了点图层中的一个或多个要素，则只会对该要素执行缓冲区分析；否则，将处理整个图层的所有要素。1.2线要素的缓冲分析1)在ArcMap中，创建新的地图文档并加载线图层。2)在图层line中选择一条线或选择所有线进行缓冲分析，注意线的缓冲分析和点的缓冲分析的区别。缓冲距离设置为1公里，缓冲环号为10。(这可以根据实际情

10、况来定义)。3)之后，仍然使用缓冲向导。选择图层时，请注意要分析的相应图层和缓冲区分析图层。结果如下单线分析1.3多边形要素的缓冲区分析1)在ArcMap中创建新地图文档，添加图层：多边形，执行缓冲区分析，并观察表面缓冲区分析与点和线缓冲区分析之间的差异。2)同样，选择要分析的多边形，使用缓冲区向导进行缓冲区分析，并设置相应的缓冲区距离和数量。结果如下图所示综合应用2.1水污染防治点地图级别显示水源(如水井)的位置分布，需要使用缓冲区分析来找出水源污染。(1)在ArcMap中，创建新的地图文档并添加点图层数据point.shp代表水源的分布；(2)单击缓冲区向导.工具，并根据向导提示设置参数(

11、设置缓冲环之间的距离为5公里，环的数量为10个)；(3)右键单击缓冲层buffer _Point，执行右键菜单中的“属性”命令，选择“符号系统”，调整分类，设置图例显示模式。新的缓冲层显示了从该区域的每个地方到最近的井的距离，其中红色部分与每个井的距离最近，对水源的影响最大。蓝色部分离每口井最远，影响最小。如下图所示；(4)在本例中，距离每口井10公里以内的区域被认为对水质和污染影响最大。因此，缓冲区向导.选择工具，根据向导提示设置每个参数的输入参数，提取符合条件的区域作为特殊污染防治的缓冲区。上图显示了一个10公里的污染圈。两个缓冲区分析(ArcToolBox操作完成)1.距离映射-创建缓冲

12、区1.1点要素图层的缓冲区分析1)在ArcMap中创建新地图文档，并加载图层：研究区域、点2)打开Arctoolbox，执行命令-距离分析-欧氏距离，设置如下图所示的各种参数。输入元素：点；输出文件：eucdist_shp2。(其他默认值)3)单击“环境.”按钮设置加工参数；处理范围：与图层研究区相同确认后，结果如图所示。注意：执行分析时，如果选择了点图层中的一个或多个要素，缓冲区分析将仅在该要素上执行。否则，将处理整个图层的所有要素。1.2行元素的缓冲区分析1)在ArcMap中，创建新的地图文档并加载线图层。2)分别选择图层行中的两行进行缓冲分析。具体步骤：打开Arctoolbox，执行命令

13、-距离分析-欧氏距离；将“环境.”中的“处理范围”设置为“与显示相同”并确认。如图所示，选择一条直线。3)取消选择，分析整个行级别的缓冲区，并观察前两个分析结果的差异。此图分析了线图层中的所有线。1.3多边形的缓冲分析在ArcMap中创建新地图文档，添加图层：多边形，执行缓冲区分析，并观察表面缓冲区分析和点和线缓冲区分析之间的差异。像创建线条的缓冲区一样，首先适当缩小地图，并将“环境.”中的“处理范围”设置为“与显示相同”2综合应用实验2.1水污染预防点地图级别显示水源(如水井)的位置和分布，需要使用缓冲区分析来找出水源污染防治的关键区域。步骤：(1)在ArcMap中，创建新的地图文档，并添加

14、表示水源分布的点图层数据点。(2)打开ArcToolbox，执行距离分析命令欧氏距离。(3)使用point.shp图层生成新的网格图层。(4)在本例中，每口井0.1范围内的区域被认为对水质的影响和污染最大。因此，打开“空间分析”工具栏并执行-地图代数-栅格计算器命令。距离小于或等于0.1的区域被提取作为特殊污染防治的缓冲区。确认后，即可获得污染范围图。下图：2.2污染区域的分级点图层表示几个点污染源。离污染源的距离不同，污染状况也不同。离污染源越近，污染越严重。在此基础上，对污染源附近的区域进行分级。(1)在ArcMap中，创建新的地图文档并添加图层：点。和学习区。打开ArcToolbox，执

15、行-距离分析-欧氏距离命令，获得新的栅格图层DIST点；使用“环境”按钮将“处理范围”指定为“与研究区域图层相同”。(2)打开“空间分析”工具栏，执行“地图代数-栅格计算器”命令，根据栅格图层距离点进行栅格计算，分别提取(“DIST _ OF _ POINT”0.1)区域和(“DIST _ OF _ POINT”=0.1)(“DIST _ OF _ POINT”)=0.15)区域，分别得到两个栅格图层上面的图像是一个小于0.1的层。下图显示了大于0.1但小于0.15的层。(3)对栅格图层大于0.1且小于0.15的栅格图层进行重分类(执行命令-重分类-重分类以使原始真(1)值为0，假(0)值为1，以获得新的栅格图层：重分类_栅格图层(图获得下图所示的图层(4)添加大于0.1且小于0.15的图层的“栅格1”和“重分类栅格”(执行命令：空间分析-栅格计算器)，中间结果(5)执行命令空间分析工具-