《GIS软件应用》课程设计大纲
1、 课程设计目的
本课程设计是GIS专业的技术实践课。本课程设计的目的有:
(1)掌握ArcGIS软件的基本功能;
(2)掌握ArcMap显示和编辑空间数据的方法和基本操作;
(3)掌握ArcMap查询和分析空间数据方法;
(4)掌握ArcCatalog定位、浏览和管理空间数据的功能;
(5)掌握ArcCatalog数据创建和组织的方法;
(6)培养使用ArcGIS Desktop软件进行分析和解决实际问题的能力。
2、课程设计的主要内容和任务
通过本课程设计,要求学生完成以下任务:
(1)现有赣州市主要道路、河流、学校、医院、酒店、绿地等图层数据(见同目录文件夹内“赣州市地图”),请完成:
① 将各图层数据进行符号化;
② 在地图上标注道路、河流和学校图层;
③ 添加图例、比例尺、图名,实现地图的版面设计,生成一幅赣州市城区交通图;
④ 利用ArcCatalog建立城市道路网络;
⑤ 在ArcMap中进行最优路径分析。
(2)现有江西理工大学地形图(栅格数据,见Data文件夹内“江西理工大学校本部图”),请将栅格数据进行矢量化,矢量化时要分多个图层(如:道路、学生宿舍、教师宿舍、教学楼、办公楼、体育场、绿地、池塘等),然后利用矢量数据在ArcScene中建立江西理工大学校本部三维景观模型,设定一飞行路径进行飞行,保存飞行动画数据。
(3)利用ArcGIS的查询和分析等功能,完成下面的工厂选址项目(数据见Data文件夹内Project文件夹)。
某市要建一污水处理厂,欲利用ArcGIS进行选址,现有城市街道、高程格网、居民地、公园、河流以及城市用地等图层数据和相关属性数据,污水处理厂选址的要求是:
① 海拔低于365米,将抽水费用降至最低;
② 不能建在河漫滩上,避免在暴雨时受淹;
③ 距离河流1000米以内,使污水排放管道最短;
④ 距居民区和公园500米以外,使其对城市居民的影响最小;
⑤ 尽可能在可开发的荒地上,使土地征用和工厂建造费用最小;
⑥ 距污水结合点1000米以内(500米以内更好);
⑦ 距道路50米以内;
⑧ 工厂面积大于等于500 000M2。
请根据以上要求,进行项目分析和数据分析,为污水处理厂进行选址。
3、课程设计要求
(1)每位学生必需亲自完成上述全部任务;
(2)课程设计结束时提交课程设计报告书电子稿和打印稿各一份,内容至少包括:任
务实现方法、阶段性成果和最终成果、课程设计中遇到的问题及解决途径、心得体会等。
4、注意事项
在课程设计过程中注意及时做好数据备份工作,以免意外原因使数据丢失。
实验一
实验步骤:
一,打开ArcMap加载赣州地图(图1)
数据符号化 :将车站,学校,酒店,医院,事业单位,桥梁,道路,绿地,背景等设置为合适符号和颜色。在其图层的符号上单击左键,打开 Symbol Selector 对话框,对其进行修改,医院,桥梁,修改如下(图2),(图3)所示,其余省略。完成后如(图4)所示
二. 注记标注
1.河流符号化:
1)在河流图层上右键打开 Layer Properties 对话框,切换到Symbology选项卡
A .在 Value Field 中选择字段:名称。
B .单击 Add An Values 按钮,将 三条河流的名称都添加进来。 图4
C .选择一个合适的配色方案。(如5图所示)
2 )手动标注双线河
A .单击主菜单 View 下的 Toolbars,选中 Draw,窗口出现 Draw 工具条。
B
.单击注记工具
中的曲线注记设置按钮,分别沿着赣江,贡江,章江画一条弧线,双击结束操作。
C .在文本框中分别输人“赣江”,“贡江”“章江”。
D .双击赣江打开properties对话框,单击 Change Symbols 按钮,打开 Symbol Selector 对话框,选择宋体,12号,倾斜和暗红色。点击OK,确定。
E.贡江同上将颜色设置为橘黄色。
F .双击章江打开properties对话框,单击 Change Symbols 按钮,打开 Symbol Selector 对话框,选中 CJK character orientation将字设置为纵向,将字体设置为12号宋体黑色。(如6图所示)
2.标注学校图层
1)在学校图层上右键打开 Layer Properties 对话框,切换到Symbology选项卡
A .在 Value Field 中选择字段:名称。
B .单击 Add An Values 按钮,将所有学校的名称都添加进来。 图6
C .选择一个合适的配色方案。(如图7,8所示)
2)在学校面图层上右键选择 Properties 命令,打开 Layer Properties 对话框,进入 Label 选项卡
A.选中 Label feature in this layer 复选框。
B .在 Label 下拉列表框中选择名称字段。
C .单击 Label Styles 按钮,打开 Label Styles Selector 对话框。
D .选择 Country 1式样,选择黑色8号字,单击 OK 返回。
E .单击确定按钮应用该设置。(如下图9,10所示)
3.标注道路图层
1)在道路图层上右键打开 Layer Properties 对话框,切换到Symbology选项卡
A .在 Value Field 中选择字段:名称。
B .单击 Add An Values 按钮,将所有道路的名称都添加进来。
C .选择一个合适的配色方案。(如11,12图所示)
2.)在道路图层上右键选择 Properties 命令,打开 Layer Properties 对话框,进入 Label 选项卡
A.选中 Label feature in this layer 复选框。
B .在 Label 下拉列表框中选择名称字段。
C .单击确定按钮应用该设置(如13,14图所示)
3 .添加图例,比例尺等。
1).单击 Insert 下的 Scale Bar 命令,打开 Scale Bar Selector 对话框,选择符合要求的比例尺。(如15,16图所示)
2)单击 Insert 下的 Legend 命令,打开 Legend Wizard 对话框,选择需要放在图例中的字段,单击下一步输入图例的标题名称赣州市城区交通图、标题字体宋体10号加粗字体。
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、根据野外采集的离散点数据集,建立DEM,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)完成给定区域的地图矢量化,建立数据库。
数据共分10层,分别为:高程点(点:高程)、电力线(点)、散坟(点)、桥(点)、道路(线:类别)、陡坎(线)、地类线(多边形:类别)、地类界(多边形:类别)、村组界(多边形:村名)、池塘(多边形)、建筑物(多边形:类别、拆迁指标)等
注:地类分为:农用地(耕地、园地、其它)、建设用地(庄台、道路)、未利用土地。如图上绿色线所示。
(2)统计图幅内,各类用地面积,各村组内各类用地面积所占的比例。
(3)进行地图编制,制作专题地图并进行渲染输出。
(4)以卫星遥感影像地图为纹理,建立研究区域的三维可视化地图,并以楼层为高度构建虚拟村组。
三、实习内容(附实习具体操作步骤)
1、shp文件的创建
2、图像配准及矢量化
3、空间查询
4、缓冲区分析
5、地图渲染
6、制图输出
7、构建TIN
8、在TIN的基础上,粘贴卫星遥感影像地图,建立三维可视化地图。
四、实习时间
20xx.1.6——20xx.1.17
五、实习地点及时间安排
实习地点:2#实验楼第2层图像信息处理机房
实习时间:上午(1~4节课)、下午(5~8节课)
六、实习要求
(1)纪律要求
按时参加各项实习工作,请病假要有医生证明,一般不批准请事假的情况。特殊情况请假者1天以内(含1天)必须实习队批准,2天以内(含2天)必须系主任批准,3天以内(含3天)必须学院批准,缺勤累计超过3天(不含3天)者没有实习成绩。
严禁在实习机房上网,打游戏。
(2)工作量要求
每人各自完成一份。
(3)成果要求
在自己的文件夹(用自己的名字)下完成指定内容、规定要求的实习科目;
提交最终实习成果与实习报告。
七、实习总结
1、(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。
2、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。
《GIS
软件应用》实验报告
1.重要概念
(1)矢量数据模型:是一种通过记录空间“坐标对”的方式,以点、线、面等形式来描述空间目标对象的位置,以标识符表达对象属性的一种数据模型。它以矢量方式组织数据、用于对实际地理空间的现象和特征进行模拟和演示。
(2)栅格数据模型:是一种用规则排列的像元阵列来描述空间目标对象的位置及属性的数据模型,采用面域或空域枚举来直接描述空间目标对象。在栅格数据模型中,对空间实体的最小表达单位为一个像元或像素(cell或pixel),依行列构成的像元阵列称为栅格(grid)。
(3)地理坐标:将地球视为球体时,按经、纬线划分的坐标格网,用以表示地球表面某一点位的经度和纬度,即是用经度、纬度表示地面点位置的球面坐标。
(4)地图:地图是按照一定的`数学法则,将地球(或星球)表面上的空间信息,使用制图语言,经过概括综合,以可视化、数字或触摸的符号形式,缩小表达在一定载体上的图形模型,用以传输、模拟和认知客观世界的时空信息,表达地球(或星球)上各种事物的空间分布、联系及时间中的发展变化状态的图形。
(5)地图投影:按照一定的数学法则将椭球面上的经纬网转换到平面上,使地面点的地理坐标与图上相应点的平面直角坐标建立一一对应的函数关系,并研究其变形问题。
(6)投影变换:将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程,主要包括投影类型、投影参数或椭球体等的改变,其实质是建立两平面场之间点的一一对应关系。
(7)投影变形:是指球面转换成平面后,地图所产生的长度、角度和面积等误差的总称。
(8)拓扑:“拓扑”(topolopy)一词来源于希腊文,意思是形状的研究。拓扑学是几何学的一个分支,它主要研究那些经过特定变换后仍然保持不变的几何属性——拓扑属性,这些变换包括拉伸、压缩等。而拓扑关系是反映空间要素与要素之间关系的数据模型,是保证描述空间数据完整性的规则。
2.实验目的
掌握R2V地图矢量化方法,掌握.shp格式数据的创建,掌握利用ArcGis进行定义投影及投影变化,掌握利用ArcGis进行拓扑关系的建立,掌握对属性表的相关操作(添加字段,按属性值查询,计算面积等),掌握地图的编制、整饰及输出。
3.数据来源
1:400万中华人民共和国行政区划图(.jpg格式、含地理坐标),如R2V操作步骤中步骤(1)附图所示。
(1)利用R2V矢量化中华人民共和国行政区划图,分别建立国界、省(自治区)直辖市界、首都、省会(首府)、岛屿、主要河流6个图层,分别进行矢量化。
(2)在图中左上、左下、右上、右下分别添加4个控制点,并将屏幕坐标改为地理坐标。
(3)利用R2V的矢量输出功能输出矢量,生成.shp格式数据。
(4)在ArcMap中添加.shp格式数据,进行定义投影、投影转换(转换成Albers等面积投影);建立拓扑关系,添加各省(自治区)直辖市、省会(首府)名称及河流名称,添加面积字段并计算各省(自治区)直辖市面积。
(5)在ArcMap中进行中华人民共和国行政区划图的编制、整饰(自动标注各省(自治区)直辖市、省会(首府)名称,手动标注主要河流,地图需包含图名、图例、指北针、经纬网、比例尺、制图人、姓名、班级、学号、专业)及输出。
A:R2V软件操作:
(1) 打开图形:打开R2V软件并添加中华人民共和国行政区划图。
(2)添加图层:单击“定义图层”按钮,弹出图层管理对话框。
实习目的:
通过学习Arcgis这款Gis应用软件熟练我们的实际应用能力,深入理解GIS软件应用的核心部分,通过熟练Arcgis能掌握类似相关软件操作,加强动手能力。
实习过程:
1. 对Arcgis软件整体掌握,并与之前各类软件操作对比和学习。
2. 具体对软件操作掌握空间数据的采集与组织、数据的处理与变换、数据的可视化表达。
3. Arcgis的空间分析能力的掌握:矢量数据的空间分析、栅格数据的空间分析、
三维分析、地统计分析、水文分析等。 4. 掌握Arcgis的空间分析建模。
实习内容:
根据学习内容,我们选择了《地理信息系统分析与应用》第三章作为实习内容,本章内容分别为:初识ArcGIS、农田保护区域分析、度假村选址、屏幕矢量化及拓扑建库、投影转换及图形裁剪、注记及属性编辑与连接、燕麦试验田选址、商店选址评价、土壤肥沃度分析、统计图表、网络分析、ArcGIS中DEM 的建立及应用。
以下是实习内容截图
3.1 初识ArcGIS
1启动ArcCatalog
2.连接数据
3浏览数据
3.1.3 ArcMap 中的栅格数据操作 1. 启动ArcMap
2. 在arcmap 中加载数据
3. 图层操作
(1) 放大、缩小
(2) 平移
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