中国矿业大学 测绘工程GIS实习报告 课程设计

地理信息系统实习中 国 矿 业 大 学测绘工程专业地理信息系统课程设计姓 名学 号：学 院：环测学院班 级：测绘08-2目录二、ArcGIS部分实验1 CAD数据与GIS数据的交换 第12页实验2 GIS矢量数据空间分析 第14页实验3 GIS栅格数据空间分析之学校选址第17页实验4 GIS 地形表面空间分析 第21页实验5 入城高速公路配套定车场的选址.第24页三. 课程实习总结 第26页 二、ArcGIS部分实验1 CAD数据与GIS数据的交换一.运用ArcGIS提供的工具实现数据交换。 1. 打开CAD数据文件，选择point图层，点击右键，在select中选择select all,如图选择输出途径，保存文件名为point.shp2.选择polygon图层，关闭其他图层，点击右键，在select中选择select all,如图在输出目录中保存为polygon.shp文件。3.按照同样的方法，将其他图层进行转换。全部图层转换为GIS数据后可以和原来的CAD数据进行对比，结果图如下CAD数据图层打开转换后的结果图层转换后的GIS图层数据二. 运用MapInfo提供的工具实现数据交换打开mapinfo,在菜单栏中选择工具栏通用转换器，出现对话框，在格式中选择AutoCAD dwg格式，在文件中选入输入目录文件，如下图在目标格式中选择MapInfo tab格式，目录中选入输出途径，如下图，点击ok。转换结束后可打开转换后的MapInfo数据，出现的结果图层如下图实验2 GIS矢量数据空间分析一. 实验目的 熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作，综合利用各项空间分析工具解决实际问题。 二. 实验数据 城市交通网络图(network.shp)；商业中心分布图（Marketplace.shp）；名牌中学分布图(school.shp)；名胜古迹分布图(famous place.shp) 三. 实验要求： 1.寻求的区域满足以下条件 离主要交通要到200m之外，减少噪音污染。 距名牌高中在750m之内，以便小孩子上学便捷。 在商业中心服务范围以内，服务范围以商业中心规模的大小来确定（属性字段YUZHI）。 距离名胜古迹500m以内，环境优雅。 2. 对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0，得到各自的分值图。 3. 运用空间叠置分析对上述4个土层进行叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。定级标GIS 准为： A满足其中四个条件为第一等级。 B满足其中三个条件为第二等级。 C满足其中二个条件为第三等级。 D满足其中一个条件为第四等级。 E不满足其中任何条件为第五等级。四. 实验过程1. 寻求的区域满足以下条件： （1）离主要交通要道 200m之外，减少噪音污染。选择 network.shp，单击Spatial Analyst模块，在Distance中选择Straight line，做缓冲区，结果如下图交通要道 200m之外的缓冲区（2）距名牌中学在750m之内，以便小孩子上学便捷。单击Spatial Analyst模块，在Distance中选择Straight line，作缓冲区名牌中学在750m之内（3）在商业中心服务范围以内，服务范围以商业中心规模的大小来确定（属性字段 YUZHI）。单击Spatial Analyst模块，在Distance中选择Straight line。商业中心服务范围，距离名胜古迹500m以内，环境优雅。 名胜古迹500m以内2. 对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为 1，不符合条件的取值为 0，得到各自的分值图。 取值结果图3. 运用空间叠置分析对上述 4 个土层进行叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。缓冲区图层、叠加（Overlay）后的最终结果图为实验3 GIS栅格数据空间分析之学校选址一. 背景 合理的学校空间未知布局，有利于学生的上课与生活。学校的选址问题需要考虑地理位置，学生娱乐场所配套，与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性较好的学校选址区。 二. 实习目的 通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能；熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能，分析类似学校选址等实际应用问题。 三. 实习数据 Landuse（土地利用数据）；Dem（地面高程数据）；Rec_sites（娱乐场所分布数据） Shool（现有学校分布数据）； 四. 实习要求 1.新学校选址应该注意这些问题： A. 新学校位于地势较为平坦地方 B. 新学校选址的建立应该结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域 C. 新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好 D. 新学校应该避开现有学校，合理分布 2. 各因素的权重比例为：距离娱乐设施为0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125 3）实现过程采用ArcGIS的Spatial Analyst扩展模块 4）给出适合新建学校的适宜地区图，并做简要分析五.实习过程1. 运行ArcMap，加载Spatial Analyst模块，单击File菜单下的Open命令，在文档目录下打开school.mxd，原始图像如下2. 单击Spatial Analyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数打开Options对话框中的General选项卡，设置默认工作路径，并保存结果为Result；打开Options对话框中的Extent选项卡，在Analysis Extent下拉选项框中选择“as Layer landuse”；打开Options对话框中的Cell Size选项卡，在Analyst Cell Size下拉框中选择“Same as Layer landuse”。3. 从DEM数据提取坡度数据集。选择DEM数据层，在Spatial Analyst模块下选择Surface Analysis并单击Slope，生成slope数据集，如下图坡度数据4. 在娱乐场所数据“rec-sites”中提取娱乐场直线距离数据，选择欧氏距离。择rec-sites数据层，单击Spatial Analys模块，在Distance中选择Straight line,生成dis-recsites数据集 对娱乐场所所作的缓娱娱乐场所缓冲区冲5. 从现有学校位置数据“School”提取学校直线距离数据集。选择School数据层，单击Spatial Analyst模块的下拉箭头，择Distance击Straight line命令创建数据集，得dis-School数据集。对学校所做的缓冲区 6. 重分类数据集(1) 重分类坡度数据集学校的位置在平坦地区比较有利。采用等间距分级把坡度分为10级。平坦的地方适宜性好，赋以较大的适宜性值，陡峭的地区赋比较小的值，得到坡度适宜性数据recalssslope。选择Spatial AnalystReclassify,classifyEqual Interval,参数设置为10保存路径及结果，New values修改赋值分类后坡度数据(2) 重分类娱乐场直线距离数据集考虑到新学校距离娱乐场所比较近时适宜性好，采用等间距分级分为10级，距离娱乐场所最近适宜性最高，赋值10；距离最远的地方赋值1。得到娱乐场所适宜性图reclassdisr。选择Spatial AnalystReclassify,classifyEqual Interval,参数为10,要在Newvalues中修改赋值.(3) 重分类现有学校直线距离数据集新学校距离现有学校比较远时适宜性好，仍分为10级，距离学校最远的单元赋值10，距离最近的单元赋值1。得到重分类学校距离图reclassdiss。选择Spatial AnalystReclassify,classifyEqual Interval,参数为10.(4) 重分类土地利用数据集考察土地利用数据时，容易发现各种土地利用类型对学校适宜性也存在一定的影响。：按Ctrl键，选择“water”、“wetland”、“grass”，单击“delete entries”，删除“water”、 “wetland”、“grass”。然后，根据用地类型给各种类型赋值，得到reclassland，深色部分为比较适宜区，浅色部分表示适宜性比较差，白色表示该处不允许建学校。7. 适宜区分析。重分类后，各个数据集都统一到相同的等级体系内，且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋以比较高的值，现在开始给四种因素赋以不同的权重，然后合并数据集以找出最适宜的位置。单击Spatial Analyst下拉列表框中的Raster Calculator命令对各个重分类后数据集的合并计算，最终适宜性数据集的加权计算公式为：Suit(最终适宜性)=reclassdisr（娱乐场所）*0.5+reclassdiss（现有学校）*0.25+reclassland(土地利用数据)*0.125+reclassslope（坡度数据）*0.125，得到最终适宜性数据集Suit,并将大于8的区域提取出来，得到Suitsite，确定为最佳选址区域。实验4 GIS 地形表面空间分析一. 实验目的通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解。熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。二. 实验数据 dem 高程数据三. 实验要求(1) 给出地形坡度(2) 地形坡向(3) 地形起伏度(4) 地表粗糙度 地形起伏度：是指特定的区域内，最高点海拔与最低点海拔高度的差值。是描述一个区域宏观地形特征的宏观性指标。地形粗糙度：是特定区域内，地球表面积与其投影面积的比例。也是反映地表形态的指标。计算公式为：公式为: 1 / Cos（Slope of DEM*3.14159/180）。 四. 实习过程1地形坡度加载3D分析扩展模块，打开3D Analyst工具栏。选择dem数据层，单击3D Analyst模块的下拉箭头， 选择Surface Analysis并单击Slope，设置相应参数，生成 Slope 数据集。2地形坡向选择dem数据层，单击3D Analyst模块的下拉箭头， 选择Surface Analysis并单击Aspect，设置相应参数，生成 Aspect数据集。3 地形起伏度用Spatial Analysis下使用栅格邻域计算工具 Neighborhood Statistics，分别设置 Statistic type 为最大值和最小值，邻域的设置可以为圆，也可以为矩形，邻域的大小可根据自己的要求来确定。(1)在 Spatial Analysis下使用栅格邻域计算工具 Neighborhood Statistics（图 6） 。设置 Statistic type 为Maximum，邻域的类型为矩形（也可以为圆） ，邻域的大小为 1111（这个值也可以根据自己的需要进行改变），则可得到一个邻域为 1111的矩形的最大值层面，记为 max；(2) 重复 1、2，只是把 Statistic type 值设置为Minimum，即可得到 DEM 数据的最小值层面，记为min；(3) 在Spatial Analysis下使用栅格计算器Calculator，公式为A-B，即可得到一个新层面，其每个栅格的值是以这个栅格为中心的确定邻域的地形起伏值，记为QFD。4地表粗糙度(1) 激活 dem，选择 Spatial AnalysisSurface AnalysisSlope命令，提取dem的坡度，得到Slope of dem（上面已求出）； (2) 激活Slope of dem，在 Spatial Analysis下使用栅格计算器 Calculator，公式为: 1 / Cos（Slope of DEM*3.14159/180） 即可得到地面粗糙度的层面，记为CCD。实验5 入城高速公路配套定车场的选址分析一. 实验目的 选择最佳的公路配套停车场二. 实验数据土地利用数据 landuse城市规划数据 zoning街道中心线数据street三. 实验要求 A. 在距公路出口500 米的范围内 B. 有空地可供利用 C. 处于商业区内 四. 实验步骤 1提取未利用土地从土地利用数据landuse中提取，属性字段 LU_CODE=VAC 表示空地，即未利用土地 2 提取商业区 城市规划数据zoning：属性字段 ZONE_CODE=COM 表示商业区3提取高速公路匝道街道中心线数据street：属性字段：STR_NAME=I 10 的要素表示入城高速公路，属性字段：CLASS=9 ，即 CLSS_DESC=“Intersatae Ramp”的要素表示高速公路匝道（出入口） 4建立缓冲区参数如下： A. The features of a layer: 高速公路匝道B. 选中 Use Only the Selected Feature复选框。C. 确定缓冲区距离单位：Metres D. 选择第一种缓冲区建立方法(At a specified distance): 500 E. 选择缓冲区的边界类型 (Dissolve barriers between): Yes 高速公路匝道缓冲区如图： 5生成停车场地址打开ArcToolbox,选择Analysis Tool-Overlay-Intersect，选择Input Features：商业区、空地、Buffer_of_高速公路匝道。点击Ok。将停车场红色显示。输出图。三. 课程实习总结1. GIS的课程实习对于测绘的学生来说并没有地理信息系统的学生那么重要，但是熟练掌握其基本操作依然非常重要，所以此次实习对于测绘的学生来说是一个非常好的锻炼，不仅有利于对所学知识的复习和实际应用，更增强了作为一个工科学生的动手能力。从实质上认清实习的目的，以积极的态度去做好实习，我认为是非常必要的。2. GIS软件的功能非常强大，不仅涵盖了cad的所有绘图功能，还有众多新开发的功能，如数据间的拓扑关系用二维表来存储，便于查找分析；地图的三维动态功能，更是逼真的模拟了现实世界的变化和发展；最特别的为空间分析模块，其不但可以建立感兴趣地物的缓冲区，而且可以在此基础上进行计算、分析、分类等，这是其他相关类软件无法做到的。3. 或许是由于老师对于学生的学习积极性的过多信赖，允许学生可以在课余独立自主利用时间完成作业，但是情况并不乐观。从整体上看整个专业的学生的学习积极不容乐观，对于老师布置的作业几乎不予理睬，弄虚作假现象非常严重，大多人都懒得做作业，或许是个人的惰性，也可能是未能从根本上认清实习的目的吧。如果老师不给学生一定的压力和监督，学生完成作业时没有一定的人员指导，这将极大的挫败学生的学习热情和积极性，反过来又会使得老师的信心被“打击”。所以我真诚的希望老师能够在以后的教学中更加严格的要求学生，最好能够把实习安排在充足的时间内，如假期，这样才能更加有力的督促和指导学生把实习做好，达到教学的目的。4. 对于我个人来说，从一开实习就有些麻烦，首先是ARCGIS软件安装了好几回都未能成功，顿时使我伤心啊。对于MapInfo还比较熟悉，能够对其进行操作，但对于arcgis就比较费劲，好多不会，可能是用于其软件为英文版本吧，加重了学习难度，但是我并未灰心，通过向地信的同学指教学习，零零碎碎的对于一些操作就有了了解并能掌握了，但是对于其应用的理论都不能从根本上理解，这暴露出了个人的学习能力和应用能力严重脱钩，所以之后加强个人的动手能力操作时非常必要的。由于考试复习，只能忙里偷闲做实习，可能部分实验结果或是方法未是全准确，所以希望老师能够给予指导和批评。17