GIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖實(shí)習(xí)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上GIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖實(shí)習(xí)報(bào)告一、序言l 實(shí)習(xí)名稱GIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖實(shí)習(xí) l 目的本實(shí)習(xí)主要是將地理信息系統(tǒng)和地圖學(xué)的原理相結(jié)合，訓(xùn)練每位同學(xué)熟練應(yīng)運(yùn)用GIS軟件完成從空間數(shù)據(jù)獲取到制成地圖的整個(gè)過程。它強(qiáng)調(diào)的是綜合運(yùn)用地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)、GIS軟件操作技能，以達(dá)到一方面鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，另一方面培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力的目的。l 實(shí)習(xí)時(shí)間2周。l 實(shí)習(xí)地點(diǎn)l 實(shí)習(xí)任務(wù)由所給的掃描地圖影像，通過矢量化，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，基于所建立的空間數(shù)據(jù)庫(kù)制作地圖。l 組織情況：本小組共4名成員；除數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)由全組同學(xué)討論確定以外，各人應(yīng)獨(dú)立完成其他實(shí)習(xí)內(nèi)容；由組長(zhǎng)組織

2、組員討論、確定數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案和數(shù)字化分工方案；小組內(nèi)每位同學(xué)的數(shù)字化工作量應(yīng)基本相同。二、地圖概況l 原始地圖名稱1G-47-48-381 坊田l 地理范圍緯度范圍是30E 15E，經(jīng)度范圍是2604730N 2605000Nl 坐標(biāo)系統(tǒng)平面坐標(biāo)系為西安1980 坐標(biāo)系，可判斷出其在34 度帶上，高程坐標(biāo)系為國(guó)家1985 高程系。l 地形概況該區(qū)域內(nèi)地勢(shì)起伏較大，等高線分布密集且曲折。最低處與最高處高差大約有600多米，地形比較復(fù)雜，總體上呈自東向西高地勢(shì)高程降低趨勢(shì)，由北到南則呈地勢(shì)升高再降低趨勢(shì)。l 主要地理要素該區(qū)域地理要素種類豐富，主要有河流、小路、鄉(xiāng)村路、機(jī)耕路、梯田坎、陡崖、電力線

3、、攔水壩、居民地、水稻田、草地、密集灌林、成林、竹叢、變電室、獨(dú)立樹、小面積樹林等。三、空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)1.概述識(shí)別地圖上給類要素及其屬性，創(chuàng)建控件數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建各要素集，設(shè)計(jì)各要素類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其屬性。主要包括：圖層劃分/要素類區(qū)分、注記定義，屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及拓?fù)潢P(guān)系與空間約束定義與檢查。定義的要素類如下：1) 點(diǎn)要素【point】（4 個(gè)圖層）：高程點(diǎn)：高程值（float）獨(dú)立地物：名稱（text,長(zhǎng)度50），獨(dú)立樹：名稱（text,長(zhǎng)度50）小面積樹林：名稱（text,長(zhǎng)度50）2) 線要素【polyline】（5 個(gè)圖層）：等高線（區(qū)分計(jì)曲線）：計(jì)曲線區(qū)分（text,長(zhǎng)度50，可以為空

4、），高程值（float, not null）河流：名稱（text,長(zhǎng)度50），長(zhǎng)度（float），流向（text,長(zhǎng)度50）路（小路，鄉(xiāng)村路，機(jī)耕路）：名稱（text,長(zhǎng)度50,not null），長(zhǎng)度（float）， 堤壩：名稱（text,長(zhǎng)度50），長(zhǎng)度（float），堤壩高度（float）公共設(shè)施（電力線）：名稱（text,長(zhǎng)度50,not null），長(zhǎng)度（float）3) 面要素【polygon】（5 個(gè)圖層）：居民地：名稱（text,長(zhǎng)度50），面積（float）水稻田，草地，密集灌木林，成林：名稱（text,長(zhǎng)度50），面積（float）2.拓?fù)潢P(guān)系與規(guī)則定義l 要素類等級(jí)：高程

5、點(diǎn), Rank:1獨(dú)立地物, Rank:4獨(dú)立樹, Rank:5等高線, Rank:1堤壩, Rank:3公共設(shè)施, Rank:3河流, Rank:2道路, Rank:2小面積樹林, Rank:4密集灌木林, Rank:4居民地, Rank:1成林, Rank:3水稻田, Rank:3草地, Rank:5l 拓?fù)湟?guī)則：（1） 等高線：等高線不能自相交（Must Not Self-Intersect）；等高線不能自重疊（Must Not Self-Overlap）；等高線間不能相交（Must Not Intersect）；等高線間不能重疊（Must Not Overlap）；等高線不能有偽結(jié)點(diǎn)（

6、Must Not Have Pseudos）；（2） 河流：河流不能有偽結(jié)點(diǎn)（Must Not Have Pseudos）；（3） 面狀要素類：除居民地外的面狀要素不能互相重疊（Must Not Overlap With）；（4） 等高線、河流不能穿過居民地；四、地圖配準(zhǔn)與糾正地圖配準(zhǔn)與地圖糾正是根據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)，將圖幅配準(zhǔn)到正確的坐標(biāo)系，使圖上各點(diǎn)坐標(biāo)與其實(shí)際坐標(biāo)相符。地圖配準(zhǔn)需要設(shè)置配準(zhǔn)控制點(diǎn)，本次實(shí)習(xí)選擇方格網(wǎng)的角點(diǎn)，因?yàn)榻屈c(diǎn)坐標(biāo)由圖上圖框信息可讀出，所以選擇坐標(biāo)而不是經(jīng)緯度進(jìn)行配準(zhǔn)。具體過程是：在arcmap 中利用georeferencing 工具條對(duì)柵格地圖進(jìn)行校正，打開view

7、link table，取消Auto Adjust，選擇add control points 選點(diǎn)，并點(diǎn)右鍵input x,y，在view link table 中檢查殘差，檢驗(yàn)控制點(diǎn)的精度，Rectify 進(jìn)行校正。配準(zhǔn)過程應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型是仿射變換，配準(zhǔn)的精度是0.216 9m五、矢量化1.Snap環(huán)境設(shè)置選擇editor下snapping選項(xiàng)，設(shè)置圖層捕捉及其他捕捉對(duì)象。如上圖，在窗口上方勾選要捕捉要素類的起點(diǎn)、邊界或終點(diǎn)，在窗口下方的Raster欄中勾選centerlines和intersection兩項(xiàng)需添加的捕捉對(duì)象。2矢量化過程矢量化的過程就是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。使用editor工具

8、，逐個(gè)將圖層導(dǎo)入進(jìn)行矢量化，包括點(diǎn)要素、線要素、面要素。如下圖，在editor中確定目標(biāo)圖層后，便可選擇草圖工具進(jìn)行編輯。 對(duì)于大部分線狀要素，可使用自動(dòng)追蹤的方法編輯，更加方便快捷。使用ArcScan 工具便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤，速度和效率大為提升。使用ArcScan 工具的過程中需要注意，要將矢量圖設(shè)置成只有黑白兩色，以使軟件能識(shí)別捕捉，設(shè)置前景色為黑，后景色為白，進(jìn)行追蹤。矢量化等高線時(shí)最好將ArcScan的捕捉線寬最大值設(shè)置小些，可設(shè)為7。3拓?fù)潢P(guān)系檢查與更正、編輯完成矢量化工作后，根據(jù)之前建立的拓?fù)潢P(guān)系可進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系檢查，尋找出錯(cuò)誤并更正。本組將所有的拓?fù)湟?guī)則定義到一個(gè)總的拓?fù)漕愔?，在進(jìn)行

9、拓?fù)錂z查時(shí)，先把拓?fù)鋱D層添加到工程中，使拓?fù)渖В浖詣?dòng)檢查拓?fù)溴e(cuò)誤，錯(cuò)誤的地方以紅色標(biāo)出，也可打開error inspector對(duì)話框，并單擊search now按鈕，檢查出拓?fù)溴e(cuò)誤，并顯示拓?fù)溴e(cuò)誤的詳細(xì)信息。六、圖幅拼接1.邊界匹配將各組員各自矢量化的圖層進(jìn)行拼接，并對(duì)拼接區(qū)域設(shè)計(jì)的圖層進(jìn)行邊界匹配，如使等高線接邊、使河流、道路等匹配起來。具體操作過程：選擇spacial adjustment 工具，選擇set adjust Data，勾選“等高線”，將Adjustmentmethod 設(shè)置為edge snap，選擇Options 設(shè)置校正特性，選擇校正圖層和目標(biāo)圖層。點(diǎn)擊edge ma

10、tch 按鈕，在接邊區(qū)域內(nèi)拉出選擇框，點(diǎn)擊preview window 預(yù)覽接邊結(jié)果，如果接邊無誤，選擇adjust 進(jìn)行接邊。2.圖幅合并圖幅合并涉及兩類問題：一是將兩個(gè)圖層合并為一個(gè)圖層，另一個(gè)是將合并后圖層中相接的要素進(jìn)行歸并。圖層合并時(shí)，使用ArcToolbox 中的merge 工具，選擇需要合并的圖層及圖層屬性，將兩圖層歸并為一個(gè)圖層。加載合并后的圖層中，仍然存在如同一條等高線在接邊處斷開的情況，因此在圖幅劃分處還需進(jìn)行要素類的歸并。使用ArcToolbox 中的dissolve 工具，選擇要?dú)w并的圖層，選擇進(jìn)行連接的屬性（高程），以及屬性歸并的方式（sum，first 等），歸并后

11、，在接邊處斷開的兩相接等高線歸并為一條等高線，而且各項(xiàng)屬性均保留。七、制圖1.要素類符號(hào)化參照國(guó)家1-5000,1-10000 地形圖圖示要素類進(jìn)行符號(hào)設(shè)計(jì)。ArcGIS 除提供現(xiàn)成的符號(hào)庫(kù)供選用，還允許用戶自己制作符合特殊需要的符號(hào)，由于此次制圖中部分符號(hào)如灌木林、草地、水稻田、成林、電力線等的符號(hào)在ArcGIS符號(hào)庫(kù)中無法找到與原始圖上相似的，并且為了方便調(diào)整符號(hào)的密度，對(duì)這部分符號(hào)進(jìn)行自己制作。首先，新建符號(hào)庫(kù)，將自行設(shè)計(jì)的符號(hào).bmp 文件放在符號(hào)庫(kù)文件夾下，選擇工具ToolsStylesStyles managerstyleNew，新建符號(hào)庫(kù)，選擇Add，添加新建的符號(hào)庫(kù)，然后選擇需

12、要更改的符號(hào)在符號(hào)庫(kù)中就可以選擇自己設(shè)計(jì)的符號(hào)庫(kù)中的符號(hào)了。對(duì)于需要區(qū)別同一要素圖層中的不同種要素，可通過在圖層屬性對(duì)話框中的symbology選項(xiàng)卡設(shè)置，選擇某字段類容為基礎(chǔ)值，該字段值相同的要素符號(hào)相同，例如等高線中的計(jì)曲線與非計(jì)曲線區(qū)別。2.注記編輯注記是用文字的方式在數(shù)據(jù)上表示某個(gè)或若干個(gè)字段的內(nèi)容，可在圖層屬性對(duì)話框的labels選項(xiàng)卡進(jìn)行設(shè)置。本圖中的注記主要有高程點(diǎn)高程值注記、計(jì)曲線高程值注記、地理名稱注記。，高程點(diǎn)注記采用軟件的自動(dòng)標(biāo)注，選擇layer properties label，label field 選擇高程，但等高線如果按這種方法進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)首、計(jì)曲線均標(biāo)注的現(xiàn)象，

13、所以在label 選項(xiàng)卡中，要設(shè)置標(biāo)注與否要依據(jù)字段值進(jìn)行分類注記，即method 下拉選擇Define 然后在計(jì)曲線后面勾選labelfeature in this layer 而首曲線后不予選擇。而地理名稱注記可直接簡(jiǎn)單標(biāo)注文字。在注記中需要注意的是可右鍵layer選擇set reference scale，使注記隨比例尺縮放而變化。3.圖幅整飾 完成注記工作后進(jìn)行圖幅整飾，本圖的圖幅整飾要素主要有圖框、比例尺、指北針、圖例等。單擊insert，legend命令為添加圖例，若要素較多可按兩列排列圖例，可設(shè)置圖例框的屬性，改變圖例樣式、修改圖例內(nèi)容等；North arrow命令為添加指北針；

14、scale bar為添加比例尺。完成整飾要素的添加后，對(duì)其位置和大小進(jìn)行整體調(diào)整，以達(dá)到圖面美觀簡(jiǎn)潔。八、原始地圖與自制地圖的比較自制地圖是在原始地圖的基礎(chǔ)上矢量化并經(jīng)過加工、整飾得到，與原始地圖相比，自制地圖由于其帶有數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字化的性能，可以方便查詢和分析地圖中的地理要素及其屬性。若排除計(jì)算機(jī)上使用自制圖的功能，僅作圖面的比較，自制地圖與原始地圖存在以下異同：地理要素的位置不一致。由于矢量化過程中，有些要素不能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤，而需手動(dòng)捕捉，可能存在位置無法精確一致。要避免此問題，在矢量化過程中盡量使用自動(dòng)追蹤，通過設(shè)置捕捉相關(guān)選項(xiàng)以及捕捉最大像素等實(shí)現(xiàn)最佳自動(dòng)追蹤效果，實(shí)在無法自動(dòng)追蹤時(shí)

15、，嚴(yán)格按照原圖手動(dòng)捕捉，盡量避免位置錯(cuò)位。面狀要素邊界不一致。由于矢量化之后要進(jìn)行拓?fù)錂z查，修改出現(xiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤的地方，而面狀要素的重疊是最容易出現(xiàn)的拓?fù)溴e(cuò)誤，為了修正，要修改面狀要素邊界，會(huì)引起邊界與原圖不符。要避免此問題，需在矢量化面狀要素時(shí)精確捕捉面狀要素邊界，并且設(shè)置拓?fù)潢P(guān)系中面狀要素邊界可重疊。注記符號(hào)不一致。由于符號(hào)庫(kù)內(nèi)符號(hào)款式的限制，沒有和原圖一摸一樣的符號(hào)，自制符號(hào)也會(huì)和原始地圖的符號(hào)有一定差別，要想減小差異，還需盡量按原始地圖的符號(hào)制作符號(hào)。九、實(shí)習(xí)中發(fā)生、發(fā)現(xiàn)的問題及處理情況1. 實(shí)習(xí)初始階段，由于對(duì)以前學(xué)習(xí)的GIS制圖相關(guān)知識(shí)有遺忘，對(duì)整個(gè)實(shí)習(xí)可以說完全茫然，實(shí)習(xí)指示書也沒能

16、完全弄明白，不過在研究生老師的實(shí)習(xí)教程和以前學(xué)習(xí)資料的溫習(xí)后，對(duì)實(shí)習(xí)的目的、任務(wù)和大致過程有了了解和認(rèn)識(shí)。2. 在判讀原始地圖的過程中，本組根據(jù)國(guó)家1-5000,1-10000 地形圖圖示對(duì)照找出原始地圖上各符號(hào)代表的地理要素，但由于原始地圖中有些符號(hào)不夠明確，如竹林符號(hào)全圖只出現(xiàn)了一個(gè)，但是這應(yīng)是面狀符號(hào)，根據(jù)分析可能是由于所給原始地圖僅為一張全圖的一部分，剛好竹林的一小部分區(qū)域包括在內(nèi)，但地類界不明晰，故本組討論舍去了竹林要素。3. 在矢量化過程中，本組成員均是將每塊面狀要素匯出，因此出現(xiàn)地類界重疊或間隙的情況，在研究生學(xué)長(zhǎng)的幫助下，認(rèn)識(shí)到我們應(yīng)該在邊界處只畫一條分界線，再將同一類要素地塊

17、合并到一個(gè)圖層。4. 在拓?fù)錂z查時(shí)，發(fā)現(xiàn)使用自動(dòng)追蹤的某些要素尤其是線狀要素出現(xiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤，主要是等高線自相交或重疊，據(jù)分析應(yīng)該是自動(dòng)追蹤時(shí)遇到原始地圖線寬較寬或交叉或線段不平整處追蹤混亂引起，還有閉合環(huán)等高線自動(dòng)追蹤會(huì)有重疊，要避免此情況，除了調(diào)整相關(guān)設(shè)置外，在自動(dòng)追蹤時(shí)最好配合手動(dòng)捕捉，尤其是在追蹤有歧義處。5. 在圖幅拼接過程中，對(duì)于拼接后同一圖層要素的歸并，例如一條等高線在接邊出斷開，需要?dú)w并，開始時(shí)采用的是editor工具里的merge，這需要手動(dòng)一條一條地歸并，工作量大，后來學(xué)長(zhǎng)教給我們使用ArcToolbox 中的dissolve 工具的方法，選擇要?dú)w并的圖層，選擇進(jìn)行連接的屬性（高程），以及屬性歸并的方式（sum，first 等），歸并后，在接邊處斷開的兩相接等高線歸并為一條等高線，而且各項(xiàng)屬性均保留。6. 在最后的制圖階段，符號(hào)化時(shí)發(fā)現(xiàn)ArcGIS自帶的符號(hào)庫(kù)中不能找到和原始地圖中相似的符號(hào)，于是根據(jù)實(shí)習(xí)教程，自學(xué)自己制作符號(hào)并使用，效果不錯(cuò)。不過出現(xiàn)了自制符號(hào)在添加圖例時(shí)圖例中預(yù)覽圖不能完全顯示，根據(jù)調(diào)節(jié)生成圖例時(shí)符號(hào)顯示區(qū)域的大小，可改善此問題。十、實(shí)習(xí)收獲、體會(huì)及建議通過本次實(shí)習(xí)，不僅讓我們對(duì)以前學(xué)過的GIS制圖方面知識(shí)又進(jìn)行了復(fù)習(xí)，也將整個(gè)的計(jì)算機(jī)地圖制圖的流程進(jìn)行了一個(gè)整體上的實(shí)踐，增強(qiáng)了實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。，實(shí)習(xí)的過