2024年地理信息系统实习报告

一、实习目的可以针對一种实际問題，根据应用目的，分析其详细的功能和数据需求，并進行空间数据库设计；可以基于ArcGIS桌面软件，進行空间数据采集、编辑、拼接、处理，建立空间数据库；能将相邻区域進行拼接，并對数据進行更新；可以基于ArcGIS桌面软件运用平台提供的空间分析和基本绘图功能，处理应用問題并输出成果；培养吃苦耐劳的精神，执行专业规范的意识和习惯，养成认真细致的工作态度；具有保密意识，形成對测绘成果不上传，不外泄的习惯。二、实习任务結合給定的地形图数据完毕如下目的任务：道路扩建引起的建筑物拆迁赔偿估计；以村為單位，记录该村农业用地、建筑用地和未运用土地所占的比例，并以专題地图的方式输出；完毕该区域的三维可视化場景。三、实习内容及成果数据库设计在ArcCatalog中建立個人地理数据库（mdb），在個人地理数据库下建立要素数据集。要素数据集平面坐標系选择高斯—克吕格投影下的西安80三度带坐標系，中央子午线為東102度；垂直坐標系选择1985黄海高程基准。在要素数据集下建立高程點、道路、居民地、土地类型和行政区划五個要素类。图层属性构造如下：（1）高程點要素类设计為點要素，字段名添加高程點类型（文本）和高程值（双精度）；（2）道路要素类设计為线要素，字段名添加道路名（文本）、道路类型（文本）和道路宽度（双精度）；（2）居民地要素类设计為面要素，字段名添加类型（文本）、楼层（短整型）、赔偿單价（双精度）和赔偿總价（双精度）；（4）土地类型要素类设计為面要素，字段名添加土地类型（文本）；（5）行政区划要素类设计為面要素，字段名添加行政区划（文本）。图1数据库数据采集与处理（1）地图配准打開地理配准工具，将待配准的影像添加至ArcMap中，點击工具栏上的添加控制點，找到影像四角上的控制點，點击中心點後再點击右键，选择输入X和Y，依次输入所有控制點坐標值。输入完毕後若各點残差满足规定，點击更新显示，此時影像坐標就与控制點坐標一致了。（2）矢量化 高程點矢量化：在ArcMap中添加高程點要素类，點击開始编辑——高程點——构造點；打開属性表，在打開的地图上找到高程點標识并用鼠標點击，在属性表中输入高程點类型和高程值。输入完所有高程點後點击保留编辑内容——停止编辑。图2高程點 道路矢量化：在ArcMap中添加道路要素类，點击開始编辑——道路——构造线；打開属性表，從道路起點點击鼠標直至道路终點，输入道路名和道路类型，量取并输入道路宽。输入完所有道路信息後點击保留编辑内容——停止编辑。图3道路 居民地矢量化：在ArcMap中添加居民地要素类，點击開始编辑——居民地——构造面；打開属性表，沿房屋角點依次勾绘出房屋轮廓，输入房屋类型、楼层和赔偿單价。输入完所有居民地信息後點击保留编辑内容——停止编辑。图4居民地 土地类型矢量化：在ArcMap中添加土地类型要素类，點击開始编辑——土地类型——构造面；打開属性表，先判断出该区域属于建设用地、农业用地還是未运用土地，然後沿地块角點依次勾绘出地块轮廓，输入土地类型。输入完所有土地类型信息後點击保留编辑内容——停止编辑。图5土地类型 行政区划矢量化：在ArcMap中添加行政区划要素类，點击開始编辑——行政区划——构造面；打開属性表，根据行政区划影像识别出地图中對应的行政区，然後沿地块角點依次勾绘出行政区轮廓，输入行政区名称。输入完所有行政区划信息後點击保留编辑内容——停止编辑。图6行政区划（3）拓扑检查首先打開ArcCatalog，在個人地理数据库下建立拓扑检查要素集，坐標系与之前创立的要素集一致。在数据集中导入待检查的要素类，本次实习需要检查的要素类有居民地、土地类型和行政区划，导入後右击要素集，點击创立拓扑，选依次對要進行拓扑检查的要素类進行拓扑创立，添加不能重叠和不能有空隙规则。完毕後在ArcMap中打開拓扑，画面上紅色的部分就是出現錯误的区域。對于小部分的錯误以用拓扑工具条上的拓扑编辑工具按钮选中出錯的地方逐一進行编辑；對于錯误数量较多且不易修改時，可以先运用检查錯误工具查找到所有目前规则的錯误，所有选中，點击右键选择创立要素。然後打開有关数据的属性表，由拓扑錯误产生的多边形面积都很小且类型和Id都為空（null），接下来将這些属性為空的小多边形所有选中，然後激活ArcToolBox——数据管理工具——常规——删除，输入要進行消除的图层并设置输出的文献名，點击OK開始進行“消除”操作。图7行政区划（4）数据拼接 在ArcMap中添加源图层与待拼接图层，修改待拼接图层的字段、字段名以及字段名下的类型名称，使其与源图层形式和内容一致；然後打開ArcToolBox——数据管理工具——常规——合并，输入源图层和待拼接图层，选择拼接数据集输出途径和名称，點击确定完毕拼接。图8拼接数据（5）数据更新地图数据按照老式的措施進行更新存在更新周期長，工作量大等弊端，通過借助遥感图像進行数据更新的措施可以很好地处理這個問題。首先需要對遥感影像進行配准和校正，然後将遥感影像和地图数据進行比對，找出发生变化的部分；在影像上确定出需要更新地物和地块的特性點坐標，然後ArcMap中對地图数据進行更新。空间分析（1）道路扩建赔偿估计打開编辑器编辑道路图层，选定要進行扩建的道路；打開ArcToolBox——分析工具——邻域分析——缓冲区，在属于要素中输入选定好道路的道路图层，输出要素类中设置输出途径和名称，输入缓冲区距离，點击确定後缓冲区图层建立完毕。在内容列表中选择居民地和缓冲区要素，在编辑器中选定缓冲区要素，點击菜單栏中的“选择”按钮，點击“按位置选择”，在目的图层中选定居民地，在源图层中选定道路缓冲区图层，措施选择“与源图层要素相交”，點击确定後可以看到选定的与缓冲区相交的居民地。在内容列表中右击居民地要素，點击数据——导出数据，在输出要素类中输入图层途径和名称，點击确定後，选定居民地的图层创立完毕。右键打開选定居民地要素的属性表，在“赔偿總价”一栏上右击，打開字段计算器，赔偿總价计算公式為：楼层*赔偿單价*SHAPE_Area，點击确定後各個居民地的赔偿价格就显示出来了。右键點击记录後可以看到赔偿總价的和，也可以选择汇總後输出。图9缓冲区及赔偿居民地图10赔偿估计（2）按村组界记录土地应用类型及专題图输出點击菜單栏上的“地理处理”，选择联合工具，输入行政区划要素和土地类型要素，在输出要素类中输入途径和名称，點击确定後两個图层联合為新的图层。打開编辑器编辑联合图层，将属于同一行政区划相似的土地类型选中，點击编辑器——合并，依次将所有行政区划的土地类型合并，再分别以每個行政区划為單位输出图层，在新创立的图层下打開属性表创立专題图。在属性表菜單栏中點击“表选项”——“创立图表”，值字段选择Shape_Area，X標注字段选择土地类型，點击下一步，標題改為“行政区名称+土地类型专題图”，将记录图表保留。图11蚌東土地类型专題图图12蚌南土地类型专題图图13蚌西土地类型专題图图14蚌中土地类型专題图（3）三维虚拟景观显示首先，运用高程點要素类的高程数据创立TIN。环节為：打開ArcToolBox——3DAnalyst工具——数据管理——TIN——创立TIN，在创立TIN窗口输入输出途径和名称，坐標系，选择高程點要素类，高度字段选择高程值，如需分界添加行政区划；點击确定後TIN创立完毕。然後，运用创立好的TIN生成DEM栅格文献。环节為：ArcToolBox——3DAnalyst工具——数据管理——转换——由TIN转出——TIN转栅格，在弹出的窗口中输入TIN文献，定义输出途径和名称，选择输出数据类型、措施和采样距离等，點击确定，DEM栅格文献创立完毕。再後来對影像纹理進行配准，措施与地图配准措施一致，只是使用影像和地图上對应的明显的同名像點作為控制點。接著，打開ArcScene，输入DEM和配准好的影像，此時假如前面操作對的两图层對应的部分将贴合在一起。然後右击影像图层，打開属性，點击“基本高度”，选择“在自定义表面上浮動”，输入DEM图层，在自定义中调整显示比例，點击确定，地表三维模型就创立出来了。最终，在地表模型上添加房屋。环节是添加居民地图层，在图层属性中點击“基本高度”，改為在自定义表面上浮動，添加DEM图层，點击“没有基于要素的高度”；點击“拉伸”选项，勾选拉伸图层中的要素，拉伸值设置為楼层*3（假设每层楼高度為3米），拉伸方式為“将其添加到各要素的最小高度”；點击“符号系统”选项，设置為类别——唯一值，點击居民地类型，添加所有值，可以根据楼房类型為其分别涂上不一样的颜色；點击确定，居民地的三维模型就添加到地表模型上了，三维虚拟景观创立完毕。图15TIN图16DEM图17三维虚拟景观四、实习心得通過本次地理信息系统实习，我對地信息系统有了更為深刻和详细的认识，對使用ArcGIS進行地理信息系统的数据库设计、数据采集和处理以及空间分析這一整套流程有了整体的认识。在整個实习過程中，學會了创立個人地理信息数据库，向数据库中添加要素集和要素类的措施；學會了對地图和影像進行配准；掌握了對地图上的點线面数据進行矢量化的措施；可以将相邻区域進行拼接，對数据進行更新，然後對图层進行拓扑分析，改正要素中的重叠和空隙；掌握了建立缓冲区的措施，以及使用位置查询功能查询缓冲区内的其他要素，基于此進行拆迁赔偿的操作；可以進行基于要素创立TIN，再基于TIN创立DEM，進而生成三维虚拟景观的一系列操作。最终可以對老師給出的实际問題進行分析，选择合适的数据和措施進行空间分析，顺利处理問題。本次实习内容较多，前期数据采集工作量较大，但也耐下心来在两天内采集完毕；在背面進行的地图配准、拓扑检查、空间分析、建立模型等操作過程中也碰到了不少問題，但也通過自已思索，上网查询，向老師們請教，向學姐和同學們交流等方式顺利处理。這次实习對于我来說學到