地信

地图学与地理信息系统

课程设计报告

中国地质大学（武汉）信息工程学院 2014年6月

中国地质大学（武汉）信息工程学院

目录

第一章 地理信息系统实习 ............................................................................................................. 1

一、实习目的 ........................................................................................................................... 1 二、实习内容 ........................................................................................................................... 1 三、实习的步骤 ....................................................................................................................... 1

1、在草图上进行制图综合 ............................................................................................. 1 2、数据输入 ..................................................................................................................... 2 3、数据准备 ..................................................................................................................... 2 4、制作图例板 ................................................................................................................. 2 5、图像配准 ..................................................................................................................... 2 6、矢量化 ......................................................................................................................... 2 7、成果： ......................................................................................................................... 2 四、实习中主要问题的解决方法 ........................................................................................... 5 五、收获体会 ........................................................................................................................... 5 第二章 地理信息系统实习 ............................................................................................................. 6

一、问题和数据分析 ............................................................................................................... 6

1. 问题提出 ...................................................................................................................... 6 2. 数据准备 ...................................................................................................................... 6 二、ArcGIS中GRID的建立 ..................................................................................................... 6

1. 连接数据 ...................................................................................................................... 6 2. 离散点 .......................................................................................................................... 6 3. TIN转化为GRID ........................................................................................................... 7 三、ArcGIS中TIN的建立 ....................................................................................................... 8

1. 离散点生成TIN ........................................................................................................... 8 2. 等高线生成TIN ........................................................................................................... 9 3.GRID转化为TIN ............................................................................................................ 9 四、ArcGIS中DEM的应用 ................................................................................................... 10

1. 生成等高线 ................................................................................................................ 10 2. 逐条做等高线 ............................................................................................................ 10 3. 剖面图 ........................................................................................................................ 11 4. 生成坡度 .................................................................................................................... 12 5. 曲率图 ........................................................................................................................ 12 6. 坡向计算 .................................................................................................................... 13 7. 生成山体阴影 ............................................................................................................ 13 8. 可视性分析 ................................................................................................................ 14 9. 储蓄量计算 ................................................................................................................ 15 五、收获体会 ......................................................................................................................... 16

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第一章 地理信息系统实习 用MapGIS K9编制1:10万地形图

一、实习目的

通过实习，让我们熟悉用MAPGIS编制地图的全过程及基本方法，了解MAPGIS在制图领域中的应用。巩固课堂上所学的地图编绘的基本原理、综合理论和方法，从而提高我们的专业水平和动手能力，为今后的工作打下坚实的基础。

二、实习内容

采用1:5万地形图为基本资料，其图名图号分别为高家堰镇（H49E009013）、猇亭区（H49E009014）、长阳土家族自治县（H49E010013）、枝城市（H49E010014）。

采用等大编绘法，我们小组四人负责编上述1:5万地形图中的猇亭区（即1/4幅1：10万的地形图）后四个小组将相邻的四幅1:5万地形图拼成一幅1:10万地形图（H49D005007）。

三、实习的步骤

在草图上进行制图综合-->数据的准备-->制作图例板-->图像配准-->矢量化-->图形编辑-->拼图-->整图变换。

1、在草图上进行制图综合

各要素的综合原则及指标规定如下：

A、居民地 ：区式居民地图形均以其轮廓形状来表示。其轮廓形状可作较大的概括。农村式散列式或街区周围房屋的选取指标约为1/2。优先选取居民地的中心部分，其距离较远的房屋一律舍去，选取时应注意居民地的分布密度。所选上的居民地均注出其名称。 B、水系及附属物：资料图上的单线仍以单线表示，线粗为0.1~0.4mm。图上宽度不足0.8mm时，应以单线表示。选取长度≥14mm的河流；选取图上面积≥16mm2的湖泊、水库；河宽、河深、河底性质及桥的说明注记均不表示。

C、道路网：铁路、公路（高速公路、等级公路、等外公路）除次要支叉可舍外，全部表示。机耕路作为高级道路的补充，仅表示通往镇、乡、大居民地的机耕路。小路一般不表示。铁路车站、双线路上桥梁基本表示，不注站名。 隧道、路堤在图上长于12mm时可表示。

D、控制点：图上的控制点，包括三角点、水准点及埋石点全部选取。其高程注记精确至0.1米。

E、地物：优先选取表示第一类高大的方位物如烟囱、水塔、塔形建筑物、科学测站、电视发射塔、气象站、纪念碑、亭等。对于没有方位意义的地物符号可大量舍去，如露天设备、棚房、窑、水磨房、水车、旧碉堡、旧地堡、敖包、麻尼堆等。 F、高程点：高程点选取指标为：5个/100cm2。高程注记精确至1米。 选取原则：选取有控制意义的山头、山顶或重要地物的高程；选取全图最高点和最低点；每块山体的最高点；有山峰名称的高程点；一、二类方位物上的高程点；线状物体交叉点等。选取后要求分布均匀。

G、 地貌：新编图采用的等高距为100m，500m的整倍数为计曲线。山坡上两谷间的距离不应窄于6mm。山脊上相邻很近的小山头，其间距小于0.5mm时可以合并。图上长于3cm的干河床应表示。选取具有重要意义和有方位作用的山名注记。适当选注等高线注记。 H、管线：包括高压输电线、通讯线和管道。只表示通往城镇、厂矿、工农业中心的高压输电线路。土城墙、砖石城墙应全部表示。

I、土质、植被：只绘出面积在20平方毫米以上各种植被的地类界。图上面积大于8平方厘米的植被需注出植被种类和高度。

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2、数据输入

本次实习使用的是扫描输入形式形成的图像，该图像以栅格形式储存的图像，然后经过矢量化转换成矢量数据，存于点、线、面、注记文件中。 3、数据准备

创建本地地理数据库，导入栅格地理底图。 4、制作图例板

按照1:10万的图例要求制作图例板，作点、线、面、注记四种类型图例，因为制作图例板很耗时，所以我们选择，按照要求，自己制作自己需要的图例。 5、图像配准

由于手工操作误差、数字化设备精度、图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形在位置上往往有误差，必须经过图像的配准，才能满足实际精度要求。 6、矢量化

包括划分图层，装入光栅数据，新建图层，设置矢量化参数，矢量化，填色等步骤。 7、成果：

我们小组负责的是猇亭区的地形图的编绘，我主要负责左边的等高线，及地物图层。 ①地物 整体：

局部：

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②等高线 整体：

局部：

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③小组合成图 整体：

局部：

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④大组合成图

四、实习中主要问题的解决方法

1、Mapgis k9软件过期

重装了一遍，在实习过程中又出错，又重装了一遍。 2、图例没有按1:10万的要求制作 重新按照图例板进行修改。

3、校正图像时仅生成了4个控制点 未导入栅格数据进行校准。

4、等高线的绘制过程中，局部不清晰 查看彩图来辨别是河流线还是等高线。

5、导出图层，进行整合时，发现导出后图例改变了 重新按照图例进行修改。

五、收获体会

通过此次实习，我熟悉了用MapGIS K9编制地图的全过程及基本的方法，从影响地图，到各个图层，在整合成图。进一步熟悉了MapGIS K9的操作，巩固了课堂上的所学的等高线的判别，及高程的确定，才得以完成等高线的绘制。进一步体会到合作的重要性，良好分工，彼此合作，才得以高效的完成此次实习内容。通过这次实习还提高了动手能力，为今后的学习工作打下了基础。

最后总结：一张地形图=细心+耐心+团队精神+过硬的操作

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第二章 地理信息系统实习 ArcGIS中DEM的建立及应用（3.12 ）

一、问题和数据分析

1.问题提出

数字高程模型（DEM）是三维模型显示的基本数据，它是根据采集区域地形等高线及重要特征点、线图形数据，按一定曲面插值方法拟合生成的。DEM可以完全替代传统使用等高线地形图对地形进行描述，满足对等高线数据相同的各种需求。DEM为地理信息系统进行空间分析和辅助决策提供了更为充实且便于操作飞数据基础。

栅格数据和矢量数据的结合应用是GIS应用中的一个趋势，目前多数GIS软件关注的是矢量数据的应用与分析和应用，随着GIS和遥感及DEM的不断发展，栅格数据在GIS中将扮演越来越重要的角色。在ArcGIS中利用Spatial Analyst和3D Analyst工具栏可以进行数字地面模型的应用，除了显示空间位置的x、y坐标外还要显示第三维的数据，通常第三维为高程，但也可以是温度、湿度等。 2.数据准备

本分析使用的原始数据有矢量数据和栅格数据两种格式的数据，矢量数据包括带高程属性值的高程点离散数据（height.shp）、带高程属性值的等高线数据（contour.shp）、观察点数据（observation.shp），栅格数据主要为TIN数据及DEM数据。数据\\....\\gisdata3.12文件夹内。

二、ArcGIS中GRID的建立

1.连接数据

启动ArcCatalog，将Data/gisdata3.12连接到ArcCatalog。 2.离散点

利用3D Analyst中的Spline工具：

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离散点生成的DEM：

3.TIN转化为GRID

利用3D Analyst中的TIN to Raster工具：

TIN生成DEM：

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三、ArcGIS中TIN的建立

1.离散点生成TIN

利用3D Analyst中的Create Tin工具：

离散点生成TIN：

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2.等高线生成TIN

利用3D Analyst中的Create Tin工具（与上面的区别在于选择的要素为contour.shp等高线数据源），得到等高线生成TIN：

3.GRID转化为TIN

利用3D Analyst中的Raster to TIN工具

栅格网生成TIN：

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四、ArcGIS中DEM的应用

1.生成等高线

启动ArcMap，添加gisdata3.12/dem数据层。 利用3D Analyst中的Contour工具

生成等高线图：

2.逐条做等高线 利用

Create Contours按钮

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单击DEM数据的任何一点，一条条生成等高线：

3.剖面图 利用

Interpolate Line按钮，在DEM上绘制剖面线

单击

Pofile Graph按钮，绘制剖面图：

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4.生成坡度

利用3D Analyst中的Slope工具

生成坡度图：

5.曲率图

利用上一次得到的坡图图再求一次坡度得到曲率图：

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6.坡向计算

利用3D Analyst中的Aspect工具

得到坡向图：

7.生成山体阴影

利用3D Analyst中的Hillshade工具

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生成山体阴影图：

8.可视性分析 利用

Create Line Of Sight按钮，确定观测点

利用3D Analyst中的Viewshed工具

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得到可视区域：

将Not Visible设置为无色填充，将Visible设置为红色填充。并打开Effects工具栏。设置ViewShed of observation为66%，得到可视域效果图：

9.储蓄量计算

利用3D Analyst中的Surface Volume工具

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得到统计结果：

五、收获体会

通过此次实习最深的体会是初步掌握了ArcGIS软件的操作，之前一直用MapGIS K9,开始用ArcGIS的时候感觉有些不习惯，经过这次实习，一步步照着书上的做下来，对ArcGIS的操作有了进一步掌握。有时会觉得不耐烦，跟着书上的做毕竟很枯燥，还是坚持了下来，之前用的是汉化版的，后来因为教程上用的是英文版的，又改成了英文版的。这之间也少不了同学的帮助，他们教会了我好多不懂的知识。很感谢他们。

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