中國(guó)礦業(yè)大學(xué)測(cè)繪工程GIS實(shí)習(xí)報(bào)告課程設(shè)計(jì)

1、螂中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)袁測(cè)繪工程專業(yè)荿地理信息系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)襖膃薃膈羄薄羀羇肄姓 名羄學(xué) 號(hào)：螞學(xué) 院：環(huán)測(cè)學(xué)院罿班 級(jí)：測(cè)繪08-2膄肁膀螈目錄芄蒂二、arcgis部分袂實(shí)驗(yàn)1 cad數(shù)據(jù)與gis數(shù)據(jù)的交換 第12頁(yè)薇實(shí)驗(yàn)2 gis矢量數(shù)據(jù)空間分析 第14頁(yè)薈實(shí)驗(yàn)3 gis柵格數(shù)據(jù)空間分析之學(xué)校選址第17頁(yè)袃實(shí)驗(yàn)4 gis 地形表面空間分析 第21頁(yè)莀實(shí)驗(yàn)5 入城高速公路配套定車場(chǎng)的選址.第24頁(yè)薀三. 課程實(shí)習(xí)總結(jié) 第26頁(yè) 蚇芄肂二、arcgis部分荿實(shí)驗(yàn)1 cad數(shù)據(jù)與gis數(shù)據(jù)的交換螇一.運(yùn)用arcgis提供的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 蚅 1. 打開cad數(shù)據(jù)文件，選擇point圖層，點(diǎn)擊

2、右鍵，在select中選擇select all,如圖蒀肈選擇輸出途徑，保存文件名為point.shp袇2.選擇polygon圖層，關(guān)閉其他圖層，點(diǎn)擊右鍵，在select中選擇select all,如圖袂節(jié)袇在輸出目錄中保存為polygon.shp文件。羇3.按照同樣的方法，將其他圖層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。全部圖層轉(zhuǎn)換為gis數(shù)據(jù)后可以和原來(lái)的cad數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果圖如下芃蠆cad數(shù)據(jù)圖層袀打開轉(zhuǎn)換后的結(jié)果圖層羇蚃轉(zhuǎn)換后的gis圖層數(shù)據(jù)莁蚈二. 運(yùn)用mapinfo提供的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換肇打開mapinfo,在菜單欄中選擇工具欄>通用轉(zhuǎn)換器，出現(xiàn)對(duì)話框，在格式中選擇autocad dwg格式，在文件中

3、選入輸入目錄文件，如下圖肄衿蕆在目標(biāo)格式中選擇mapinfo tab格式，目錄中選入輸出途徑，如下圖，點(diǎn)擊ok。膇膁轉(zhuǎn)換結(jié)束后可打開轉(zhuǎn)換后的mapinfo數(shù)據(jù)，出現(xiàn)的結(jié)果圖層如下圖薁膆芇薂實(shí)驗(yàn)2 gis矢量數(shù)據(jù)空間分析罿一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康能?熟練掌握arcgis緩沖區(qū)分析和疊置分析操作，綜合利用各項(xiàng)空間分析工具解決實(shí)際問(wèn)題。 莆二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 羃 城市交通網(wǎng)絡(luò)圖(network.shp)；商業(yè)中心分布圖（marketplace.shp）；名牌中學(xué)分布圖(school.shp)；名勝古跡分布圖(famous place.shp) 螁三. 實(shí)驗(yàn)要求： 羈1.尋求的區(qū)域滿足以下條件 蒆離主要交通要到20

4、0m之外，減少噪音污染。 距名牌高中在750m之內(nèi)，以便小孩子上學(xué)便捷。 在商業(yè)中心服務(wù)范圍以內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來(lái)確定（屬性字段yuzhi）。 距離名勝古跡500m以內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅。 莄2. 對(duì)每個(gè)條件進(jìn)行緩沖區(qū)分析，將符合條件的區(qū)域取值為1，不符合條件的取值為0，得到各自的分值圖。 腿3. 運(yùn)用空間疊置分析對(duì)上述4個(gè)土層進(jìn)行疊加求和，并分等定級(jí)，確定合適的區(qū)域。定級(jí)標(biāo)gis 準(zhǔn)為： a滿足其中四個(gè)條件為第一等級(jí)。 b滿足其中三個(gè)條件為第二等級(jí)。 c滿足其中二個(gè)條件為第三等級(jí)。 d滿足其中一個(gè)條件為第四等級(jí)。 e不滿足其中任何條件為第五等級(jí)。螇四. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程薆1. 尋求的區(qū)域滿足以

5、下條件： 螅（1）離主要交通要道 200m之外，減少噪音污染。選擇 network.shp，單擊spatial analyst模塊，在distance中選擇straight line，做緩沖區(qū)，結(jié)果如下圖袁螀交通要道 200m之外的緩沖區(qū)薆（2）距名牌中學(xué)在750m之內(nèi)，以便小孩子上學(xué)便捷。單擊spatial analyst模塊，在distance中選擇straight line，作緩沖區(qū)袂螞名牌中學(xué)在750m之內(nèi)蕿（3）在商業(yè)中心服務(wù)范圍以內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來(lái)確定（屬性字段 yuzhi）。單擊spatial analyst模塊，在distance中選擇straight line

6、。蚆商業(yè)中心服務(wù)范圍，距離名勝古跡500m以內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅。 節(jié)肀名勝古跡500m以內(nèi)莇2. 對(duì)每個(gè)條件進(jìn)行緩沖區(qū)分析，將符合條件的區(qū)域取值為 1，不符合條件的取值為 0，得到各自的分值圖。 螆蚃取值結(jié)果圖螂3. 運(yùn)用空間疊置分析對(duì)上述 4 個(gè)土層進(jìn)行疊加求和，并分等定級(jí)，確定合適的區(qū)域。膆袆緩沖區(qū)圖層、疊加（overlay）后的最終結(jié)果圖為肄芀腿實(shí)驗(yàn)3 gis柵格數(shù)據(jù)空間分析之學(xué)校選址羆一. 背景 芁合理的學(xué)校空間未知布局，有利于學(xué)生的上課與生活。學(xué)校的選址問(wèn)題需要考慮地理位置，學(xué)生娛樂場(chǎng)所配套，與現(xiàn)有學(xué)校的距離間隔等因素，從總體上把握這些因素能夠確定出適宜性較好的學(xué)校選址區(qū)。 羂二. 實(shí)習(xí)目

7、的 羈通過(guò)練習(xí)，熟悉arcgis柵格數(shù)據(jù)距離制圖、成本距離加權(quán)、數(shù)據(jù)重分類、多層面合并等空間分析功能；熟練掌握利用arcgis空間分析功能，分析類似學(xué)校選址等實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。 肅三. 實(shí)習(xí)數(shù)據(jù) 螞landuse（土地利用數(shù)據(jù)）；dem（地面高程數(shù)據(jù)）；rec_sites（娛樂場(chǎng)所分布數(shù)據(jù)） shool（現(xiàn)有學(xué)校分布數(shù)據(jù)）； 蒀四. 實(shí)習(xí)要求 蚇1.新學(xué)校選址應(yīng)該注意這些問(wèn)題： 膅a. 新學(xué)校位于地勢(shì)較為平坦地方 肅b. 新學(xué)校選址的建立應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有土地利用類型綜合考慮，選擇成本不高的區(qū)域 膂c. 新學(xué)校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂設(shè)施相配套，學(xué)校距離這些設(shè)施愈近愈好 螀d. 新學(xué)校應(yīng)該避開現(xiàn)有學(xué)校，合理分布

8、膅2. 各因素的權(quán)重比例為：距離娛樂設(shè)施為0.5，距離學(xué)校占0.25，土地利用類型和地勢(shì)位置因素各占0.125 3）實(shí)現(xiàn)過(guò)程采用arcgis的spatial analyst擴(kuò)展模塊 4）給出適合新建學(xué)校的適宜地區(qū)圖，并做簡(jiǎn)要分析蒄五.實(shí)習(xí)過(guò)程薀1. 運(yùn)行arcmap，加載spatial analyst模塊，單擊file菜單下的open命令，在文檔目錄下打開school.mxd，原始圖像如下葿芅2. 單擊spatial analyst模塊的下拉箭頭，打開options對(duì)話框，設(shè)置相關(guān)參數(shù)裊芁打開options對(duì)話框中的general選項(xiàng)卡，設(shè)置默認(rèn)工作路徑，并保存結(jié)果為result；打開opti

9、ons對(duì)話框中的extent選項(xiàng)卡，在analysis extent下拉選項(xiàng)框中選擇“as layer landuse”；打開options對(duì)話框中的cell size選項(xiàng)卡，在analyst cell size下拉框中選擇“same as layer landuse”。羋蒞羈3. 從dem數(shù)據(jù)提取坡度數(shù)據(jù)集。選擇dem數(shù)據(jù)層，在spatial analyst模塊下選擇surface analysis并單擊slope，生成slope數(shù)據(jù)集，如下圖蝿坡度數(shù)據(jù)肆4. 在娛樂場(chǎng)所數(shù)據(jù)“rec-sites”中提取娛樂場(chǎng)直線距離數(shù)據(jù)，選擇歐氏距離。蒅擇rec-sites數(shù)據(jù)層，單擊spatial ana

10、lys模塊，在distance中選擇straight line,生成dis-recsites數(shù)據(jù)集莂 蒁對(duì)娛樂場(chǎng)所所作的緩?qiáng)蕣蕵穲?chǎng)所緩沖區(qū)沖聿5. 從現(xiàn)有學(xué)校位置數(shù)據(jù)“school”提取學(xué)校直線距離數(shù)據(jù)集。薅選擇school數(shù)據(jù)層，單擊spatial analyst模塊的下拉箭頭，擇distance擊straight line命令創(chuàng)建數(shù)據(jù)集，得dis-school數(shù)據(jù)集。螃對(duì)學(xué)校所做的緩沖區(qū)罿 袈6. 重分類數(shù)據(jù)集蚄(1) 重分類坡度數(shù)據(jù)集膄學(xué)校的位置在平坦地區(qū)比較有利。采用等間距分級(jí)把坡度分為10級(jí)。平坦的地方適宜性好，賦以較大的適宜性值，陡峭的地區(qū)賦比較小的值，得到坡度適宜性數(shù)據(jù)recal

11、ssslope。選擇spatial analystreclassify,classifyequal interval,參數(shù)設(shè)置為10保存路徑及結(jié)果，new values修改賦值蟻分類后坡度數(shù)據(jù)薇螄(2) 重分類娛樂場(chǎng)直線距離數(shù)據(jù)集薅考慮到新學(xué)校距離娛樂場(chǎng)所比較近時(shí)適宜性好，采用等間距分級(jí)分為10級(jí)，距離娛樂場(chǎng)所最近適宜性最高，賦值10；距離最遠(yuǎn)的地方賦值1。得到娛樂場(chǎng)所適宜性圖reclassdisr。選擇spatial analystreclassify,classifyequal interval,參數(shù)為10,要在newvalues中修改賦值.聿(3) 重分類現(xiàn)有學(xué)校直線距離數(shù)據(jù)集蝕新學(xué)校距

12、離現(xiàn)有學(xué)校比較遠(yuǎn)時(shí)適宜性好，仍分為10級(jí)，距離學(xué)校最遠(yuǎn)的單元賦值10，距離最近的單元賦值1。得到重分類學(xué)校距離圖reclassdiss。選擇spatial analystreclassify,classifyequal interval,參數(shù)為10.螄螂(4) 重分類土地利用數(shù)據(jù)集袁考察土地利用數(shù)據(jù)時(shí)，容易發(fā)現(xiàn)各種土地利用類型對(duì)學(xué)校適宜性也存在一定的影響。：荿按ctrl鍵，選擇“water”、“wetland”、“grass”，單擊“delete entries”，刪除“water”、 “wetland”、“grass”。然后，根據(jù)用地類型給各種類型賦值，得到reclassland，深色部分為

13、比較適宜區(qū)，淺色部分表示適宜性比較差，白色表示該處不允許建學(xué)校。襖7. 適宜區(qū)分析。重分類后，各個(gè)數(shù)據(jù)集都統(tǒng)一到相同的等級(jí)體系內(nèi)，且每個(gè)數(shù)據(jù)集中那些被認(rèn)為比較適宜性的屬性都被賦以比較高的值，現(xiàn)在開始給四種因素賦以不同的權(quán)重，然后合并數(shù)據(jù)集以找出最適宜的位置。膃單擊spatial analyst下拉列表框中的raster calculator命令對(duì)各個(gè)重分類后數(shù)據(jù)集的合并計(jì)算，最終適宜性數(shù)據(jù)集的加權(quán)計(jì)算公式為：薃suit(最終適宜性)=reclassdisr（娛樂場(chǎng)所）*0.5+reclassdiss（現(xiàn)有學(xué)校）*0.25+reclassland(土地利用數(shù)據(jù))*0.125+reclassslo

14、pe（坡度數(shù)據(jù)）*0.125，得到最終適宜性數(shù)據(jù)集suit,并將大于8的區(qū)域提取出來(lái)，得到suitsite，確定為最佳選址區(qū)域。膈羄實(shí)驗(yàn)4 gis 地形表面空間分析芀一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奈埻ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)，使讀者加深對(duì)各基本地形指標(biāo)的概念及其應(yīng)用意義的理解。熟練掌握使用arcgis軟件提取這些地形指標(biāo)的方法和步驟。螞二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)螀 dem 高程數(shù)據(jù)蝕三. 實(shí)驗(yàn)要求(1)(2) 蒈給出地形坡度(3)(4) 螅地形坡向(5)(6) 袀地形起伏度(7)(8) 螇地表粗糙度 袆地形起伏度：是指特定的區(qū)域內(nèi)，最高點(diǎn)海拔與最低點(diǎn)海拔高度的差值。是描述一個(gè)區(qū)域宏觀地形特征的宏觀性指標(biāo)。蒄地形粗糙度：是特定區(qū)域內(nèi)，地球

15、表面積與其投影面積的比例。也是反映地表形態(tài)的指標(biāo)。計(jì)算公式為：公式為: 1 / cos（slope of dem*3.14159/180）。 羀四. 實(shí)習(xí)過(guò)程膈1地形坡度薈加載3d分析擴(kuò)展模塊，打開3d analyst工具欄。芃選擇dem數(shù)據(jù)層，單擊3d analyst模塊的下拉箭頭， 選擇surface analysis并單擊slope，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，生成 slope 數(shù)據(jù)集。芃蠆2地形坡向肆選擇dem數(shù)據(jù)層，單擊3d analyst模塊的下拉箭頭， 選擇surface analysis并單擊aspect，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，生成 aspect數(shù)據(jù)集。芆莃3 地形起伏度肀用spatial anal

16、ysis下使用柵格鄰域計(jì)算工具 neighborhood statistics，分別設(shè)置 statistic type 為最大值和最小值，鄰域的設(shè)置可以為圓，也可以為矩形，鄰域的大小可根據(jù)自己的要求來(lái)確定。螈(1)在 spatial analysis下使用柵格鄰域計(jì)算工具 neighborhood statistics（圖 6） 。設(shè)置 statistic type 為maximum，鄰域的類型為矩形（也可以為圓） ，鄰域的大小為 11×11（這個(gè)值也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行改變），則可得到一個(gè)鄰域?yàn)?11×11的矩形的最大值層面，記為 max；肅蒃(2) 重復(fù) 1、2，只是

17、把 statistic type 值設(shè)置為minimum，即可得到 dem 數(shù)據(jù)的最小值層面，記為min；蒁芆(3) 在spatial analysis下使用柵格計(jì)算器calculator，公式為a-b，即可得到一個(gè)新層面，其每個(gè)柵格的值是以這個(gè)柵格為中心的確定鄰域的地形起伏值，記為qfd。襖薃4地表粗糙度薈(1) 激活 dem，選擇 spatial analysissurface analysisslope命令，提取dem的坡度，得到slope of dem（上面已求出）； 羈(2) 激活slope of dem，在 spatial analysis下使用柵格計(jì)算器 calculator，公

18、式為: 1 / cos（slope of dem*3.14159/180） 即可得到地面粗糙度的層面，記為ccd。薃蚃罿實(shí)驗(yàn)5 入城高速公路配套定車場(chǎng)的選址分析蒞一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?蚅 選擇最佳的公路配套停車場(chǎng)螃二. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)荿土地利用數(shù)據(jù) landuse膇城市規(guī)劃數(shù)據(jù) zoning莄街道中心線數(shù)據(jù)street袃?nèi)? 實(shí)驗(yàn)要求 a.b. 螀在距公路出口500 米的范圍內(nèi) c.d. 薅有空地可供利用 e.f. 膃處于商業(yè)區(qū)內(nèi) 袃四. 實(shí)驗(yàn)步驟袇 1提取未利用土地芇從土地利用數(shù)據(jù)landuse中提取，屬性字段 lu_code=vac 表示空地，即未利用土地 羂羂2 提取商業(yè)區(qū)羋 城市規(guī)劃數(shù)據(jù)zonin

19、g：屬性字段 zone_code=com 表示商業(yè)區(qū)螅羅3提取高速公路匝道肂街道中心線數(shù)據(jù)street：屬性字段：str_name=i 10 的要素表示入城高速公路，屬性字段：class=9 ，即 clss_desc=“intersatae ramp”的要素表示高速公路匝道（出入口） 蠆蕆4建立緩沖區(qū)螄參數(shù)如下： 膂a. the features of a layer: 高速公路匝道肀b. 選中 use only the selected feature復(fù)選框。羅c. 確定緩沖區(qū)距離單位：metres 蒃d. 選擇第一種緩沖區(qū)建立方法(at a specified distance): 500

20、 節(jié)e. 選擇緩沖區(qū)的邊界類型 (dissolve barriers between): yes 蒁蚇高速公路匝道緩沖區(qū)如圖： 薆5生成停車場(chǎng)地址打開arctoolbox,選擇analysis tool-overlay-intersect，選擇input features：商業(yè)區(qū)、空地、buffer_of_高速公路匝道。點(diǎn)擊ok。將停車場(chǎng)紅色顯示。輸出圖。三. 課程實(shí)習(xí)總結(jié)1. gis的課程實(shí)習(xí)對(duì)于測(cè)繪的學(xué)生來(lái)說(shuō)并沒有地理信息系統(tǒng)的學(xué)生那么重要，但是熟練掌握其基本操作依然非常重要，所以此次實(shí)習(xí)對(duì)于測(cè)繪的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常好的鍛煉，不僅有利于對(duì)所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用，更增強(qiáng)了作為一個(gè)工科學(xué)生的動(dòng)手能力。從實(shí)質(zhì)上認(rèn)清實(shí)習(xí)的目的，以積極的態(tài)度去做好實(shí)習(xí)，我認(rèn)為是非常必要的。2. gis軟件的功能非常強(qiáng)大，不僅涵蓋了cad的所有繪圖功能，還有眾多新開發(fā)的功能，如數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系用二維表來(lái)