地理信息系统实习报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业课程编号: 课程性质:必修地理信息系统实习报告 学院: 测绘学院 专业: 测绘工程 地点: 三校区院一楼机房 班级: 测绘工程 组号: 姓名: 学号: 教师: 目录实验一、使用ArcMap浏览地理数据 3实验二、空间数据库管理及属性编辑 8实验三、影像配准及矢量化12实验四、空间数据处理17实验五、空间分析基本操作21实验六、缓冲区分析应用25实验七、地形分析-TIN 及 DEM 的生成及应用29实验八、Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析37实验十、网络

2、分析（道路网络分析）47实验十一、3D可视分析53实验十二、ArcMap 制图地图版面设计57附录1、实习过程遇到的问题及办法62附录2、实习心得63封底65实验一、使用ArcMap浏览地理数据实验目的1、了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。2.、认识 ArcMap 图形用户界面。3.、通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。4、掌握 GIS 两中基本查询操作，加深对其实现原理的理解。5、初步了解设置图层显示方式图例的使用。二、实验过程1、根据属性选择要素关闭图层Railroads，在图层下拉列表中，选择 Streets。在方法下拉列表中

3、，确定“创建一个新的选择集”被选中。在字段列表中，调整滚动条，双击“STR_NAME”。设置“STR_NAME”=“I 10”，点击“应用”按钮。效果如下：2、使用空间关系选择地理要素执行“通过位置选择”命令。设置“我想要从图层Donut Shops 中选择要素，这些要素位于距图层Street 中被选中的要素 1000 米的区域内”。选中检查框“对要素进行缓冲区操作”，缓冲距离设为 1000米。.效果如下查看属性列表如图：3、根据要素属性设置图层渲染样式右键点击图层Streets，点“属性”菜单命令。在出现的图层属性对话框，点击“符号”选项页，点击“类别”，依次点击“唯一值”。在“值字段”下的

4、下拉列表中，选择字段“CLASS”。 点击按钮“添加全部值”。效果如下：三、学习本实验预备知识相关材料，结合 GIS 原理总结 ArcGIS Desktop主要特点。GIS不仅是一个空间数据库，而且从空间可视化的角度看，GIS是一套智能地图，从空间处理的角度看，GIS是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。ArcGIS Desktop不仅功能强大，可伸缩性，而且具有标准、开放和互操作性，技术成熟、安全稳定，同时也操作简便、易于开发。四、GIS中两种基本查询的原理是什么？GIS软件中两种基本查询原理是根据位置查询要素属性和通过属性来查询要素。1、确定在指定的位置有什么。用户知道感兴趣

5、的要素的位置，想进一步了解与之相关的特征。因为地图显示区中的地理要素与它们的属性是(描述性的特征)相互关联的，属性信息是存储在数据库中的。所以可以在地图上点击一个要素来查看数据库中与之相关联的属性。2、确定符合给定条件的要素它的位置在哪里。用户知道要素的重要特征，他想要找出具有这些特征的那些要素的具体位置。可以使用限定条件创建一个查询表达式。一旦GIS找到符合查询限定条件的要素，将会在地图上高亮显示这些要素。五、回答如下问题：1、在 ArcMap 中,打开 Redlands.mxd。街道名称为“NEW YORK”的是什么类型的道路？ “NEWYORK”的道路类型为“Localstreet（本地

6、街道）”。2、在 ArcMap 中, 打开 Redlands.mx。在 Railroads 图层中有多少条铁路线？答：Railroads图层中有11条铁路线，如下图：实验二、空间数据库管理及属性编辑一、实验目的1、利用 ArcCatalog 管理地理空间数据库，理解 Personal Geodatabse 空间数据库模型的有关概念。2、掌握在 ArcMap 中编辑属性数据的基本操作。3、理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。二、实验步骤1、创建缩图，并查看元数据在目录树中，选择地理数据库 National 中的要素类Countries94，切换到“预览视图”，点击放大按钮，

7、然后生成并更新缩略图。2、创建个人地理数据库(Personal Geodatabase-PGD)在 ArcCatalog 的目录树中，“新建个人Geodatabase.mdb”的数据库文件，命名为：“Yunnan”。导入要素：云南县界prj.shp/云南县城 prj.shp/云南道路prj.shp，结果如下图：新建要素集Kunming，建立公交站点与公交线路一对多关系，3、拖放数据到 ArcMap 中通过拖放的方式添加将上面所创建的数据到 ArcMap中，编辑属性数据及进行 1：M 的空间查询，通过编辑器进行编辑。点击属性查询按钮，查询地图显示区中任意公交站点的属性，如图：三、阐述基本原理和概

8、念(要素类、要素数据集) 答：要素类（featureclass）：在ArcGIS中是指具有相同的几何特征的要素集合，比如点的集合，表现为shapefile或者是Geodatabase中的featureclass。要素数据集（featuredataset）：在ArcGIS中表现为geodatabase中的featuredataset，在一个数据集中所有的featureclass都具有相同的坐标系统，一般也是在相同的区域。四、Geodatabse空间数据库模型的特点。答：1、空间参考。Geodatabse在要素类和数据集中对空间参考信息进行了完整的定义。 2、表定义。Geodatabse空间几何数

9、据与属性数据保存在同一个表（要素类）中。 3、拓扑规则。Geodatabse的拓扑关系管理机制在以下几个方面有明显的优势： 用户可以自行定义哪些要素类将手拓扑关系规则约束。 多个点、线、面要素类（层）可以同时受同一组拓扑关系规则约束。 提供了大量的拓扑关系规则。 用户为自己的数据可以自行指定必要的拓扑关系约束规则。 拓扑关系及规则是在符合工业标准的DMBS（数据管理系统）中进行的，可以多用户并发处理。 用户可以局部建立或检查拓扑关系，以提高生产率。 4、可以表达复杂的地理要素（如，河流网络、电线杆等）。五、1:M空间查询的实现原理及应用实例。答：1、选择已经建立的地理数据库Yunnan.mdb

10、，点击右键，在出现的菜单中选择-，输入指定名称，选择公交站点和公交路线，点击下一步，选择1M，即一对多，如图（下页）。2、再点击下一步，在出现的对话框中两处选择公交站点编号，点击“完成”,则完成公交站点到公交路线1M的关系。六、比较连接(Join)和关联(Link)关系的区别和应用。 答：区别：连接可以添加额外的属性数据到当前图层，也可以使用这些额外的属性数据进行标注。关联可以使数据关联到当前图层关联的数据并不像连接那样添加到图层的属性表中，而是在处理图层的属性数据的时候可以获取关联的数据。应用：连接，生成虚拟连接（并不修改数据源）虚拟表，适用一对多，多对一。关联，在表A中选择一个记录，可以关

11、联并同时选择表中多条记录，适用一对多。实验三 影像配准及矢量化 一、实验目的1.、利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准2、编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。二、实验过程1、地形图的配准加载数据和影像配准工具在加载的影像中均匀的取几个点，鼠标右击输入该点实际的坐标位置，查看连接表，检查控制点的残差和 RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式设定为“二次多项式”，如图：2、设定数据框的属性在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为：“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安 80 投影坐标系，3 度分带

12、，东经 102度中央经线），与扫描地图的坐标系一致，更新后如图：3、矫正并重采样栅格生成新的栅格文件在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件，并加载新的栅格文件，进行分层矢量化。分层矢量化结果见习题解答(4)。三、习题解答1、总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。答：第1步、地形图的配准加载数据和影像配准工具。必要性：所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。第2步、输入控制点。必要性：在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点公里网格的交点，我们可以

13、从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。利用它们同名性质列方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。第3步、设定数据框的属性。必要性：统一标准，单位m，参考坐标系统80西安坐标系（Xian1980DegreeGKCM102E），可以求得真实坐标。第4步、矫正并重采样栅格生成新的栅格文件。必要性：矫正，和配准。使用这些配准后的影像进行分层矢量化。第5步、分层矢量化在ArcCatalog中创建一个线要素图层第6步、从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中。2、分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。（一）、误差来源：1、数据采集：实测误差，地图制图误差（

14、制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）2、数据输入：数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）3、数据存贮：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）空间精度不能满足4、数据操作：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）5、多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）6、各种内插引起的误差（二）、质量控制方法：1、手工方法：与原始地图或者属性数据比较；2、元数据法：元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质

15、量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。3、地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量，如利用地表特征的空间分布进行分析。3、为什么要对配准后的数据进行重采样？答：配准后的数据和原来未配准的数据是不同的，是新生成的符合地理坐标系统的数据，将来的操作分析等工作是要在新数据基础上进行的，故要进行重采样。4、在学习的基础上，完成测绘校区的影像配准及矢量化工作，本实习要求进行图形配准, 至少有四个图层，其相关表结构如下： （控制点control） 图层: 编号 点名 X坐标 Y坐标（道路road） 图层: 编号 名称 类型 起点命 终点名(房屋house) 图层:

16、编号 名称 类型（运动场Sports Ground）图层: 编号 名称 类型实验四、空间数据处理 一、实验目的1、掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其用途。2、掌握地图投影变换的基本原理与方法。3、熟悉 ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术4、了解地图投影及其变换在实际中的应用。二、实验过程1、设定临时工作空间，在 ArcMap 中，添数据 GISDATA云南县界.shp，添加数据 GISDATAClip.shp，经过剪切等操作后，得到四个图层。如下图：2、拼接图层，结果如下图：3、在拼接图层的基础上继续，执行“融合”命令 ，输入要素：指定为 Y

17、NOK ，融合字段：选择为“所属州”，结果如下：将融合字段指定为：CHINESE，结果如下：4、图层合并在联合对话框中输入要素：依次添加 “西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层，输出要素类：设置为 Union.shp。右键点击图层 Union,修改属性符号 （设置为唯一值图例，字段设置为 TYPE）。结果如图：5、投影在 ArcMap 中新建地图文档，添加第 4 步成生成的图层:Union.shp，执行命令“定义投影”，然后执行“投影”命令，完 成 由 地 理 坐 标 系 GCS_BEJING_1954到投 影 坐 标 系BEJING_1954_GK_ZONE_17N 的变换。结果如图：

18、习题解答回答第 4 步中的问题没有森林覆盖的区域面积是多少？说明原理并给出结果。答：对4步所得图层进行投影，定义投影中坐标系选为GeographicCoordinateSystem:GCS_Beijing_1954，投影到ProjectedCoordinateSystem:Beijing_1954_GK_Zone_17N。添加两个字段，chinese1，chinese2，单位分别为平方米，平方千米。选取勐海县字段，勐海县面积为.64，5380。勐海县中森林覆盖面积.64，847.08。勐海县中没有森林覆盖的区域面积是，4532.92。实验五、空间分析基本操作实验目的1、了解基于矢量数据和栅格数

19、据基本空间分析的原理和操作。 2、掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、 栅格重分类(Raster Reclassify)、 栅格计算查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、 面积制表（Tabulate Area）、 分区统计(Zonal Statistic)、 缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、 栅格单元统计（Cell Statistic）、 邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3、 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验过程1、用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据)打开

20、编辑器工具栏，编辑 ClipPoly，绘制一个任意形状的多边形。修改多边形的字段“ID”的值为 1，保存修改，停止编辑。执行命令：-要素到栅格，在打开上颚计算器，计算结果如下：2、栅格重分类，将坡度栅格重新分为 5 类：0 8、8 15、15 25、25 35、35度以上，结果如下左图：经栅格计算，构造表达式 Slope1=25，结果如上右图所示。3、分区统计加载栅格图层 r5yield (粮食产区分类图)、栅格 Organic(土壤有机质含量分布图)， 执行-下的“区域统计到表”分析工具，根据指定参数，确认后得到如下一个数据表：根据以上表格数据，执行“创建图形”命令，得到如下图表，表明较高的

21、有机质含量会带来较高的产量。最高产量区有机质含量较低可能是其他因素的影响。4、缓冲区分析(Buffer)添加缓冲区向导工具，选中编辑的街道，建立所选择街道的 50 米缓冲区，效果如下左图所示：根据位置选择，在上一步的基础上进行，找出与街道 “CYPRESS” 的50米缓冲区相交的地块。5、采样数据的空间内插加载图层：气温.shp、YNBoundary,，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令- ，根据指定参数得到如下效果图： 2001年平均气温样条函数空间内插 2002年平均气温样条函数空间内插在两年平均气温结果上，多年平均气温空间分布图，如下所示：实验六、缓冲区分析应用一、实验目的1、加深对缓

22、冲区分析基本原理、方法的认识；2、熟练掌握距离制图创建缓冲区技术方法。3、掌握利用缓冲区分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、实验过程1、距离制图创建缓冲区点要素图层的缓冲区分析（左图）和线要素图层的缓冲区分析（右图）如下：多边形图层的缓冲区分析，将“环境设置”中“常规选项”中的“输出范围”“Same As Display”，结果如下图：2、受污染地区的分等定级参照点要素图层的缓冲区分析，得到新的栅格图层Dist_of_Point，分别提取（Dist_of_point 0.1 ）和区域 、 及（dist_of_point = 0.1 & dist_of_point = 0.15）的区域，结果

23、如下2图所示。对栅格图层：“计算 2”进行重分类运算得到新的栅格图层：Reclass of计算 2，将图层“计算”与“Reclass of计算 2”相加得到计算3，按分等定级的要求进行分类得到结果栅格图层“Reclass of 计算 3、城市化的影响范围添加图层：urban.shp、UrbanArea，对 urban图层中的自然保护区图斑（属性 Type=”保护区”）执行-命令，得到Dist_Nature）；对 urban 图层中的除了自然保护区的所有图斑执行-命令，得到 Dist_Res。对图层 Dist_Nature 执行栅格计算（使用空间分析工具中的栅格计算器），提取=0.05 的区域，

24、并进行重分类，使得原来的 True（1）值为 0，False（0）值为 1，得到“Reclass of计算”。如下左图： 对图层 Dist_Res 进行栅格计算提取创建/修改 TIN从要素生成 TIN，指定参数后，生成如下结果：执行工具栏3D 分析中的命令转换TIN 转换到栅格，指定相关参数：属性：高程，像素大小:50，输出栅格的位置和名称: TinGrid ，结果如上右图。2、TIN 的显示及应用关闭除TIN之外的所有图层的显示，编辑图层 tin属性，关闭符号 选项页中的 边界类型 和 高程，在 添加渲染 对话框中，将 所有边用同一符号进行渲染 和 所有点用同一符号进行渲染 这两项添加么 T

25、IN 的显示列表中，确定后结果如下：3、TIN 转换为坡度多边形加载图层 tin，根据上面方法，将面坡度用颜色梯度表进行渲染和面坡向用颜色梯度进行渲染，添加到TIN 的显示列表，执行3D 分析工具栏中的命令转换TIN 转换到矢量，指定各参数后点击确定，再执行3D 分析工具栏中的命令转换TIN 转换到矢量，指定参数，得到如下结果：打开属性表，其中属性SlopeCode1,2,3,4,5 分别表示坡度范围（0-8）、(8-15)、（15-25）、（25-35）、(35)4、TIN 转换为坡向多边形参照步骤3的方法，得到坡向多边形如下：得到的坡向多边形中属性 AspectCode 的数值（-1,1,

26、2,3,4,5,6,7,8,9）分别表示当前图斑的坡向(平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北)，其中 1,9 是相同的可以合并为 1。5、DEM 的应用：坡度Slope执行3D 分析表面分析坡度,指定下左图参数，得到坡度栅格 slope of TinGrid（下右图）。右键点击图层Slope of tingrid，执行属性命令，设置图层符号，重新调整坡度分级，然后计算剖面曲率，指定下左图参数，得到如下右图效果：5、DEM 的应用：提取等高线加载 DEM 数据： tingrid，打开 Arctoolbox，执行命令3D Analyst Tools Raster Surface 等高线

27、 命令，指定下图参数，生成等高线矢量图层，如下图：6、计算地形表面的阴影图在上一步基础上，执行 表面分析山影，指定如下参数，生成地表阴影栅格： Hillshade of tinGrid ，如下图。关闭除tingrid 和 Hillshade of tingrid以外所有图层的显示，并将 tingrid 置于 Hillshade of tirngrid 之上，右键点击 tingrid ，执行属性，设置指定参数，得如下结果：7、通视性分析在 3D 分析工具栏中选择通视线 Line of Sight，设置参数如下图，效果如下，可以得到观察点 A 到不同目标点的通视性。8、可视区分析：移动发射基站信号

28、覆盖分析关闭除 tingrid 之外的所有图层，加载移动基站图层。执行菜单命令:3D 分析表面分析视域，指定参数如下（左图），生成可视区栅格： ViewShed of 移动基站 （右图）。绿色表示现有发射 站信号已覆盖的区域，淡红色表示，无法接到信号的区域。9、地形剖面打开 3D 分析 工具栏，点击 插入线 工具，画出一条线段，点击创建剖面图 按钮，得到上一步所生成的 3D 线段的剖面图，如下所示：三、习题解答某县决定坡度大于 25 的耕地要退耕还林，试设计一个算法计算每个乡可能退耕还林面积。请写出在 ArcGIS 求解此问题的步骤并用框图表示处理过程。原始数据用矩形表示，数据处理用椭圆表示、

29、处理结果用圆角矩形表示。数据：DEM 数据 ynDem; 乡镇界线：Town.shp; 耕地数据：landuse.shp。答：处理过程如下：土地利用矢量图土地利用矢量图原始DEM填充DEM填充DEM土地土地利用栅格坡度坡度栅格层25度以上地表25度以上耕地分布区域耕地区域栅格25度以上地表25度以上耕地分布区域耕地区域栅格实验八、Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析实验目的通过对本次练习，我们可以认识如何在 ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种 GIS分析工具的用途有深入的理解。二、实验过程1、加载所

30、需数据，激活 Spatial Analyst 空间分析扩和 3D 分析扩展模块。根据Vegetaion中的属性VegTYPE设置植被图层的符号为唯一值渲染，根据SoilsGrid图层中属性S_Value设置土壤类型栅格的符号为唯一值渲染，设置图层StudyArea 的边界和填充，并调整各图层的顺序得到如下下效果：2、创建模型添加一个新的工具箱，命名为geosptial，新建模型并按指定的参数进行编辑，在ModelBuilder窗口中，执行菜单命令：模型图解属性，将图层Vegetaion、Soilsgrid拖放到 ModelBuilder窗口中，将工具DEM 到栅格拖放到ModelBuilder

31、窗口中如下图：在ModelBuilder窗口中，双击工具图框 DEM 到栅格，在出现的工具设置对话框中指定输入 USGS DEM 文件为：elevation.dem。将工具坡度拖放到ModelBuilder窗口中，将派生数据图框DEMToRa_elev1与工具图框坡度连接在一起。输出栅格将其改名为: 坡度图，如上，在添加工具重分类 ，再次添加连接，效果如图：在重分类工具属性对话框中将坡度重分类，再将工具要素到栅格拖放到ModelBuilder窗口中，将数据图框vegetaion与工具图框要素到栅格连接在一起，如下图：示添加三个因子，根据相应参数设置权重，根据不同土壤类型、植被和坡度对土壤侵蚀危

32、险性的影响力，设置不同的数值，最后结果如下所示：3、执行模型，查看结果运行整个模型，右键点击图框土壤侵蚀栅格在出现的右键菜单中选中添加到显示窗口。最终效果如下图：三、习题解答问题：入城高速公路配套停车场的选址分析。理想的选址要符合以下的条件：在距公路出口 500 米的范围内 有空地可供利用 处于商业区内要求：1、利用已上数据，根据给出的限制条件找到合适的停车场选址分布图2、提交实验报告，实验报告应包括以下的内容，且组织合理。a)对问题的阐述及在 ArcMap 进行空间分析的过程描述。b)得到的中间结果、停车场选址分布图以屏幕截图的形式在报告中体现。c)回答问题：满足条件的地块有多少个（可供设立

33、停车场的区域）d)在ModelBuilder中建立分析模型，将分析过程自动化，模型以模型图的形式插入报告中，合理布局模型图，使其字迹清晰。解题步骤如下：1、问题描述在这个例子中，将涉及入城高速公路配套停车场的选址问题，这些公路是进入城市的重要通道。为了方便车主使用，停车场应该靠近入城高速公路的出入口位置；为了减少对社区居民的影响、降低成本，停车场应该建在已经规划好的，且没有被使用的区域内。2、选取符合条件的属性加载所需数据，打开landuse图层属性表，在选出来的属性表中单击按属性选择，在弹出来的对话框中输入如图所示的表达式，属性字段 LU_CODE=VAC表示空地，即未利用土地。点击appl

34、y，得出所选属性的数据。效果如下：3、对zone数据图层也执行同样的处理，表达式如下表：选择出来的结果如下（Com表示为商业用地）：4、对street图层进行同样的选择构造如图表达式，属性字段 ： STR_NAME=I 10 的要素表示入城高速公路 ， 属 性 字 段 ： CLASS=9 即CLSS_DESC=“Intersatae Ramp” 的要素表示高速公路匝道（出入口）。效果如下：5、右键单击每个图层的名称，在快捷菜单中选择数据导出数据，将其保存为新的图层。分别如下：6、对选择出来的street做如下的缓冲区，执行toolsbufferwizard选择相应的图层，对其做适当的设置，然后

35、单击下一步,设置距离为500。7、对其做叠置分析，如下设置：得到如下的分析结果：从属性表可知，共有44块。实验十、网络分析（道路网络分析）实验目的1、加深对网络分析基本原理、方法的认识； 2、熟练掌握 ARCGIS 下进行道路网络分析的技术方法。 3、结合实际、掌握利用网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、实验过程1、最佳路径分析准备所需数据，创建路径分析图层，添加停靠点，基于规则（单向行驶规划必须遵守，任意路口可以调头）计算最省时间的线路。点击“求解”Solve，结果如下左图，右键击最佳路径“Graphic Pick”，行驶方向窗口如下右图：2、设置路障通过放大镜窗口Magnier在地

36、图上找到最佳路径，在网络分析窗口单击“路障”，通过放大镜设置路障，再次求解，设置路障前后效果如下：3、最近服务设施分析准备实验数据，创建“最近服务设施分析图层”， 添加“服务设施”图层，设定火灾事故发生地点，点击求解后结果如下：点击行驶方向，查看链接，结果如下：4、服务区分析准备数据，创建并加载“服务区分析图层”，设置分析选项，点击求解，显示了每个服务设施基于现有道路网络状况的 3 分钟、5 分钟、10 分钟服务区。确定没有处在服务区内的商店（如下图），基于此选择集重新布局现有仓库。. 2 号仓库Warehouse #2 的3 分钟、5 分钟、10 分钟服务区内都没有商店，将其移动到地图中心位

37、置，结果如下：5、确认所有每商店归属于哪个服务区多边形在图层“Stores”执行“join”命令，指定参数，打开新生图层的属性表，如下：每一行显示了商店的名称，以及这个商店位于哪个服务区内。6、创建起始目的地成本矩阵首先创建 OD 成本矩阵分析图层，添加起始位置（6个）和目的地（21个），再设置分析选项，点击求解，生成矩阵，显示的数据为 28 条线路。基于OD成本矩阵，为商店合理分配仓库。打开树状节点属性表，属性表表示能在10分钟内从每个仓库到达的商店的“起始目的地”成本矩阵。三、习题解答1、网络分析中对道路网络数据有何要求，如何得到符合网络分析要求的街道网络数据？答：一般的现状空间数据必须经

38、处理产生网络数据集才能用于网络分析,网络数据必须有运行属性,比如在本实验中的字段LENGTH(线要素的几何长度),.选用NewNetworkDataset就可以新建网络数据集,然后依次按照书本195197页操作,最后新的road网络数据集就建立起来了。2、网络分析应用举例：网络分析模块支持哪几种功能，分别解释其含意，就每一种功能举几个实际应用中的例子。答：NewRoute:生成最短路线，比如从武汉大学到汉口火车站的最佳路径问题；NewserviceArea:产生新的服务区，比如光谷广场的服务范围；Newclosestfacility:查找最短路径，比如从武汉市洪山区消防局到武汉大学信息学部的最

39、短路径；NewODcostMatrix:计算创建服务区成本，比如建造一条公路需要的费用NewVehicleRoutingProblem:随机需求车辆路径。实验十一、3D可视分析实验目的1、对地理数据进行透视观察、三维浏览； 2、熟悉 ArcScene 用户界面；3、了解制作飞行动画基本操作；4、如何将图像作为纹理贴在地形表面；二、实验过程1、GIS 数据三维显示加载所需数据，将图层 (Roads , bldg, ortho.lan, dtm_tim)，添加到当前场景中。点击图层 ortho.lan,设置夸张系数为2，设置图层 Roads、bldg的属性，夸张系数统一设置为2，效果如下图：2、三

40、维飞行动画制作打开三维场景文档 Animation.sxd，如下图：打开3D 分析、动画、工具这三个工具栏，点击动画工具栏中的动画控制按钮，点击动画控制中的录制 按钮，工具中选 飞行。三、习题解答分析三维 GIS 主流技术及相关软件发展趋势。对比 Google Earth 及 ArcGlobe的主要特点。答：三维GIS与二维GIS一样，需要具备最基本的空间数据处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据分析和数据表现等。相比于二维GIS，三维GIS具有以下优势。1、空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展

41、示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效果。2、多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间

42、信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。相关软件发展趋势：超图股份有限公司于2009年推出“二三维一体化”的RealspaceGIS技术体系能保证二维与三维GIS技术的无缝融合，包括：二维与三维在数据模型、数据存储方案、数据管理、可视化和分析功能的一体化，提供海量二维数据直接在三维场

43、景中的高性能可视化、二维分析功能在三维场景中的直接操作和越来越丰富的三维分析功能。RealspaceGIS突破三维GIS以前只能满足查一查看一看的应用瓶颈，推动三维GIS的深度应用。GoogleEarth及ArcGlobe的主要特点：GoogleEarth是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，2005年正式向全球推出。它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。其使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片，甚至提供GoogleMaps所没有的图片。GoogleEarth免费供个人使用，其功能主要有：1、结合卫星图片

44、，地图，以及强大的Google搜索技术；全球地理信息就在眼前；2、从太空漫游到邻居一瞥；3、目的地输入，直接放大；4、能搜索学校，公园，餐馆，酒店；5、获取驾车指南；6、提供3D地形和建筑物，其浏览视角支持倾斜或旋转；7.保存和共享搜索和收藏夹；8、添加自己的注释；9、还可以看火星和月球，以及测量长度、高度；10、有稀有动物跟踪系统。ArcGIS三维分析提供了对表面数据有效的可视化和分析。使用三维分析，可以从多个角度来浏览表面数据，查询表面，从表面上一选定的位置来确定什么对象可见，以及通过叠加栅格和矢量数据来创建一幅逼真的透视图。三维分析扩展模块的核心是ArcScene和ArcGlobe应用程

45、序。这部分内容描述并示范了ArcGlobe如何提供查看多图层GIS数据的界面以及创建和分析表面数据的界面。ArcGlobe主要功能：1、使用多种格式的地理数据，包括矢量数据（建筑物，地块，公路，电线，消防栓以及土壤）和栅格数据（数字高程模型DEM，卫星影像，数字化正射影像四边形DOQ，以及航片）；2、管理和浏览大型数据库（千兆）；3、将二维表示法突出成三维；4、创建三维飞行动画；5、执行诸如叠加分析、视域分析以及缓冲区分析；6、在三维环境中使用GIS工具和功能；7、应用不同数据图层效果，如透明度、照明、阴影以及深度优先级；8、同时查看多个透视图。实验十二、ArcMap 制图地图版面设计一、实验

46、目的1、掌握 ArcMap 下各种渲染方式的使用方法，通过渲染方式的应用将地图属性信息以直观的方式表现为专题地图。2、使用 ArcMap Layout（布局）界面制作专题地图的基本操作。3、了解如何将各种地图元素添加到地图版面中生成美观的地图设计。二、实验过程1、渲染图层要素唯一值符号首先加载所需数据，保存文档名称为：ChinaMap。根据给定参数，对图层省级行政区和图层【地级城市驻地】进行设置。然后标注图层要素，对省级行政区进行设置。效果如下：2、渲染图层要素分类渲染对省级行政区图层进行渲染，等间隔渲染效果如下图：标准差渲染效果如下图：3、渲染图层要素点密度渲染对图层：省级行政区进行点密度渲

47、染，如下图所示：4、渲染图层要素图表渲染对图层：省级行政区进行点密度渲染，如下图所示：5、创建地图版面将图层省级行政区的渲染方式恢复为唯一值渲染，基于 NAME字段。切换到布局视图界面，设置纸张大小和方向。在版面视图界面下，右键点击数据框，然后执行 属性命令，通过框架选项页可以在当前数据框周围添加图框，及设置图框的式样。最后效果如下：6、添加各种元素到地图版面中在地图版面中可以插入统计图表，可以根据属性数据生成统计图表然后插入到地图版面中。依次插入文字、标题、比例尺、图例和指北针以及数据表，设置好相应的参数。最终效果如下图所示：附录1：实习过程遇到的问题及办法由于以前对arcgis软件接触的比

48、较少，所以在实习开始的时候遇到不少问题，导致效率不高。有时甚至半天都不能完成一个实验。虽然学院安排我们在机房实习，可是任务指导书中的举例软件是中文版，而机房的软件是英文版，让我们这些专业英语不好的同学犯了难，只能靠匹配工具图标和查询单词来识别。除此之外，二者的版本也有些许差别，有些工具条的位置一时之间难以找到。为了按时完成任务，第二天大家就在自己的电脑上安了软件，经过艰辛的破解，终于能够正常使用。除了在机房实习外，到了宿舍还在加班。万事开头难，但是经过前两天的尝试与探索，大家的效率有了明显提高，不过，在实习的过程中，还是遇到了这样或那样的问题。例如，虽然在实验二中已经接触到了如何在ArcCat

49、alog 中建立个人数据库和相应的要素集，并且在实验三影像配准及矢量化中学过如何在ArcCatalog 中创建一个线要素图层，但是当在做实验三的课后题的时候，还是不能融会贯通。于是不得不请教同学，后来又仔细看了一遍实验指导书，一步一步的复习了一遍，才得以完成。终于明白实习过程中，不能盲目的追求数量，导致囫囵吞枣，不能理解每一步的真正意义。还有，在做地形分析时，虽然上课听老师讲过，但开始还是不知道怎么下手，完全没有头绪，除此之外，我做出来的效果也和指导书上的不大一样。后来经同学提醒，可以改一下属性中符号的色带，就能达到与任务书上一样的效果。由此可见，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行；在实习过程中，同学之间的讨论和交流是必不可少的。除此之外，在做最后一个实验时，对数字地图制图有了初步的认识。在实验中熟悉了地图制作的基本步骤，但仍然存在一系列问题，如在出图中对点化和线化要素的配色和省会城市与其他城市图标和颜色的选择上还不够娴熟等，需要在以后多做实习以熟练掌握。附录2：实习心得这次实习来的快，去的也快。以前的实习也不少，但大多数是在室外摆弄那些仪器，而这次，是在室内，