地理信息系统课程报告

宝鸡文理学院地理信息系统课程实习报告

教学单位：地理与环境学院

专业名称： 14级测绘工程

学生姓名：王小霞

学生学号： 201493134010

指导教师：徐春迪张辉

2015年7 月3 日

一、实习目的

1、熟悉GIS软件——ArcGIS的体这种系结构，掌握ArcMap用于地图数据的编辑、显示、查询和分析等功能，了解ArcCatalog对数据的管理，在此基础上进一步理解GIS软件应具备的基本功能。

2、掌握地图扫描矢量化的基本原理、方法和步骤，并通过图像配准，进一步理解坐标变换的原理与方法。

3、掌握利用ArcMap对数据的获取及存储，熟悉ArcMap的空间查询、叠加、缓冲区分析等常用的地图分析功能，能有效解决一些实际问题。

4、掌握地图渲染方法及制图输出。

5、根据采集数据集，建立DEM，并基于DEM进行地形因子提取，制作专题图，并进行三维可视化，了解虚拟现实的构建过程。

二、实习任务

（1）熟悉ArcGIS

（2）完成给定区域的地图矢量化，建立地理数据库。

地理数据库中的数据采用分层组织，先从几何特征分为：点、线、面三大类基本类型的空间对象。

（3）进行地图编制，制作专题地图并进行渲染输出。

（4）以采集的等高线数据建立数字高程模型。

三、实习内容(附实习具体操作步骤)

1、熟悉ArcGIS软件结构及基本功能

2、地理数据库的创建

3、图像配准及矢量化

4、空间查询

5、地图渲染

6、制图输出

7、构建TIN

四、实习时间

2015.6.23——2015.7.3

五、实习地点及时间安排

实习地点：科技楼518实验楼机房

实习时间：上午（1~4节课）、下午（5~8节课）

六、实习总结

1、通过这次实习，让我基本熟悉了GIS软件——ArcGIS的体这种系结构，掌握了ArcMap

用于地图数据的编辑、显示、查询和分析等功能，了解了ArcCatalog对数据的管理，在此基础上进一步理解了GIS软件应具备的基本功能。

2、掌握了地图扫描矢量化的基本原理、方法和步骤，并通过图像配准，进一步理解了坐标变换的原理与方法。

3、掌握了利用ArcMap对数据的获取及存储，熟悉了ArcMap的空间查询、叠加、缓冲区分析等常用的地图分析功能，能有效解决了一些实际问题。

4、掌握了地图渲染方法及制图输出。

5、根据野外采集的离散点数据集，建立了DEM，并进行三维可视化，了解了虚拟现实的构

建过程。

6、在完成了此次的实习后，我更加学会了怎样更好地学习、更好地与同学交流，遇到不懂的通过自己上网查询、求助同学、向师哥师姐及老师请教，因此也让实习进行得很开心、

较顺利。如此，提高了自己的交流能力，也增进了同学之间、学生与老师之间的情感，这

次实习给人留下深刻的印象，意义非凡。

7、当然此次实习中，也遇到了不少问题，实习一开始我并没有利用点、线、面的捕捉功能，对于矢量化中拓扑关系的建立，一开始都是手动连接，导致后面多边形之间放大后空隙较大，也不得不返工检查补修，造成了不少时间的浪费。所以在实习中，遇到不懂的或不理

想的应该多询问老师，这也让我明白了“好的开始是成功的一半”这句话的含义。在此后

的学习中引以为鉴，脚踏实地去学习、去工作、去生活。

七、实习注意事项：

1、各图层坐标系严格一致，均为Gauss-Kruger，Beijing-1954-GK-Zone-18；

2、尽量多数字化一些内容，尽量提高数字化精度；

3、每加一图层，最好至少矢量化一个要素，否则很难保证在一个视窗范围内显示；

4、及时保存实习结果。

附实习具体步骤：

一、大致了解ArcGIS 体系结构

从软件本身功能模块来看，主要包括以下几大功能。

1．空间数据的编辑和管理功能 2．制图表达及高级制图功能搜索 3．地理处理功能 4．空间分析等扩展模块 5．三维可视化和分析扩展模块

二、创建地理数据文件

(1) 打开ArcCatalog ，选择要保存文件的路径，点击右键新建->新建文件数据库，命名为太

ArcMap 是ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的模块，包含一个复杂的专业制图和编辑系统。 ArcCatalog 是以数据为核心，用于定位、浏览和管理空间数据的模块，是用户规划数据库表，用于定制和利用元数据的环境。利用ArcCatalog 可以组织、发现和使用GIS 数据，使用标准化的元

白，然后右击新建文件数据库->新建->新建数据集，如下图所示

(2)在数据集下面创建要素类，如下图

(3) 在弹出的对话框中，设置要创建要素类文件的名称、类型及坐标系等特征。

(4) 为要素类文件添加属性字段。右击要添加属性字段的要素类文件，选择Properties中的

Fields选项卡，在Fields Name中添加所需字段名，在Data Type中选择相应的类型。

（4）用以上方法建立河流，等高线图层。

三、图像配准及矢量化

第1步加载数据和影像配准工具

(1)打开ArcMap：…/ArcGIS/ArcMap，在弹出的对话框中选择 A new empty map，进入

ArcMap界面。

(2)添加影像配准工具栏：在菜单栏选择自定义->工具条->地理配准,将影像配准工具栏加

入。

(3)把需要进行配准的影像-taibai3jpg添加到ArcMap中：在工具栏上右击Add Data，选

择影像所在路径添加，此时Georeferencing工具栏中的工具被激活。

第2步输入控制点

在配准中，我们需要知道一些特殊点的坐标，此处选择公里网格的交点。

(1)首先务必地理配准工具条中地理配准菜单下自动校正处于不选中状态。

(2)在地理配准工具栏上，点击添加控制点，后在影像上找到精确控制点(即公里网格

的交点)，用鼠标点击交点处，并点击右键，选择Put X and Y，输入该点的实际坐标值。

(3)用同样的方法，在影像上添加多个控制点，后在Georeferenceing工具栏上点击View

Link Table，可查看影像坐标及其对应的实际坐标值，数据的最后一列表示残差。

对于残差很大的项，可以选中并删除。

(4)完成后，在Georeferenceing工具栏的下拉菜单中，选择Update Display，进行更新

显示，此时影像坐标与实际坐标值一致。

第3步设定数据框的属性

(1)更新显示后，执行菜单命令View->Data Frame Properties，打开数据框属性对话框。

(2)在General选项卡中，将地图显示坐标Display设置为对应类型，此处设置为Meters。

(3)在坐标系选项卡中，将数据框的坐标系统设置为“beijing 1954 GK zone 18”

第4步分层矢量化

(1)在ArcCatalog中创建一个图层。打开ArcCatalog，在指定目录下，点击右键，选

择New->Shapefile，在弹出的对话框中，设置该要素类的名称及类型、坐标系等

特征。例如，首先建立“河流”要素，即Name为“河流”；Features Type为

Polyline；在Edit中，选择Select->Projected Coordinate System->Gauss Kruger-> beijing 1954 GK zone 18 (同于前面设置的数据框的坐标系统)->确定-

>OK，此时，已建立一个名为“河流”的线要素类的文件。

(2)从已配准的影像中，提取河流要素。切换至ArcMap，将新建的“河流”加载至已

配准的地图数据框中，双击“河流”下的线符号，或者右击“河流”->Properties->Symbology，设置河流的线型及宽度、颜色等。

(3)添加编辑器工具栏：在菜单栏选择自定义->工具条->编辑器,将编辑工具栏加入；

点击编辑工具栏下拉菜单中的开始编辑，编辑工具栏被激活，此时可以根据影像图提取河流要素。

(4)编辑好的河流图层如下

(5)

(6)重复上述步骤，将影像中所需地物全部提取（居民点，等高线），可自己按照需要

进行图层的分类等，便于以后的修改与使用

第6步为矢量化要素输入属性

方法1、选择要输入属性的图层，右击选择打开属性表，对其中的对应项进行属性的添加及修改。

方法2 、在Editor工具栏上，选择，然后在图面上点击需要添加或修改属性的要素，在弹出的对话框中选择对应项，进行修改即可。

同样的方法为居民点，等高线分别添加名称和高程

四、空间查询

利用sql语句进行查询

(1)单击选择菜单，并单击按属性查询

(2)单击Layer下拉箭头，点击需要选择的要素所在的图层；单击Method下拉箭头，并单击

一种选择方式；双击一个字段，将字段名添加到表达式框中；单击一个运算符，将其添加到表达式中；单击Get Unique Values来查看选中的字段的值，双击某个值，将其添加到表达式中。

(3)要检查语法是否正确或者输入的条件是否会选中要素，单击保存按钮；单击应用。

ArcMap窗口底部的状态栏会显示总共有多少要素被选中。

根据位置信息进行查询

(1)单击选择菜单，然后单击按位置查询

(2)在“I want to”下单击下拉箭头，并选定某一选择要素方式，此处选择select

features from；“the following layers”, 选中需要选择的要素所在的图层；

“that”，是选择要素方式(3中给出详细介绍)；“the features in this layer”，选择用来搜索的要素所在的图层；选中“Apply a buffer to the features in ”<图层>，可以为搜索要素创建缓冲区。单击Apply。 ArcMap就选中了符合要求的要素。(3)“that”选择要素的方式，主要有intersect(相交)、are within a distance of(在…距离范

围内)、contain(包含)、completely contain(完全包含)、are within(在…内)、are completely within(完全在…内)、are identical to(与…等同)、touch the boundary of(与…接触)、share a line segment with(与…有公共线段)、are crossed by the outline of(被…跨界)、have their centroid in(中心在…里)等。

六、专题图的制作

1．制作等高线专题地图

（1）只打开等高线图层

（2）切换视图到版面制图，即Layout View，可以在菜单栏View下选择Layout View，也可以点击图形窗口左下角处的按钮。

（3）添加制图元素及输出

①插入标题。执行菜单命令：插入 >>标题，输入图名；在图名上点右键后选择属性，以设

置合适的字号、字体、图名位置等属性。

②插入图例。执行菜单命令：插入 >>图例向导，使用图例向导，设置图例各参数。这样生

成的图例是一个整体，如果想对其中一部分进行修改，则在图例上点右键UnGroup。

③插入比例尺。比例尺有两种：图示比例尺和文字比例尺。执行菜单命令：插入>>比例尺，选择合适的比例尺类型。

④插入指北针。执行菜单命令：插入 >>指北针，选择合适的样式并设定其大小。

⑤此外，还可以向版面中插入图片、数据表、图表等。

⑥在图面内容完成后，在图面空白处右键Properties>>Frame，对数据框架进行设置，可以添加地图边界线、背景。阴影等效果。

⑦制作好的地图可以导出为多种文件格式：比如JPG，PDF等。执行菜单命令：File>>Export Map…

⑧制作好的等高线专题地图如下

2. 太白专题地图

七．建立数字地面模型

1.概念：数字地面模型（EIDTM）是EICAD系统的一个可选模块，用于公路、城市道路及机场工程等设计中地形数据的采集、加工、分析；道路几何设计；道路全景三维表现等方面。

2.EIDTM提供了专业实用、高效快捷的数模查询、排序、剖切和计算分析应用功能。基本模块包括：

①动态查询任意点高程及坡度

②输出数模剖面线

③输出道路纵横地面线

④拟合等高线

⑤生成高程分析图

⑥生成坡度分析图

⑦输出坡度坡向图

3.等高线转栅格图的制作

打开Arc Tool-box窗口->>3D Analyst 工具->>栅格插值->>地形转栅格->>输入数据->>确定-制作过程及制作好的栅格图如下

制作好的删格图

4.坡向，坡度图的制作

打开Arc Tool-box窗口->>3D Analyst 工具->>栅格表面->>坡度/坡向/等值线->>输入数据->>确定-制作过程及制作好的坡向，坡度，等值线如下

八．TIN图的制作

打开Arc Tool-box窗口->>3D Analyst 工具->>TIN管理 ->>创建TIN->>输入数据->>确定-制作过程及制作好TIN 图如下

居民点，河流，等高线栅格图叠加后的图