《地理信息系统原理课程综合实习》

实习报告

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武汉大学遥感信息工程学院

目录

一、Geoway实习... 3

（一）实习目的... 3

（二）实习内容... 3

（三）实习过程... 3

（1）了解软件的结构和框架... 3

（2）掌握地形图扫描矢量化的流程... 3

（3）具体步骤... 3

（4）实习成果及分析... 4

二、ArcGIS及空间分析实习... 5

（一）实习目的... 5

（二）实习内容... 5

（三）实习过程... 5

三、ArcInfo数据建库及ArcMap专题图制作... 5

（一）实习目的... 5

（二）实习内容... 6

（1）AutoCAD.. 6

（2）ArcInfo数据建库... 6

（3）ArcMap专题图的制作... 6

（三）实习过程... 6

（四）实习成果及分析... 7

（1）ArcInfo成果及分析... 7

（2）专题图成果及分析... 7

四、实习体会... 8

（一）第一部分：Geoway实习... 8

（二）第二部分：ArcGIS实习... 9

（三）第三部分：ArcInfo数据建库及ArcMap专题图制作... 9

（1）AutoCAD.. 9

（2）ArcInfo数据建库... 10

（3）ArcMap专题图的制作... 10

（四）总结... 11

一、Geoway实习

（一）实习目的

    通过本次实习了解Geoway软件的结构等基本内容，了解地形图扫描矢量化的原理和过程，通过操作软件了解地形图由栅格数据转为矢量数据的具体操作步骤和流程。

（二）实习内容

（1）了解Geoway软件的结构、框架，帮助文档的使用，并掌握地形图扫描矢量化流程。

（2）通过具体案例掌握，Geoway软件的工程创建、图像配准、数据采集（包括点、线、面、注记的采集和编辑），并进行检查与编辑，通过图幅整饰出图。

（三）实习过程

（1）了解软件的结构和框架

GeowayDLG，由一个数据加工平台套，由数据加工平台、基于平台使用的专业处理模块和独立完成专项任务的工具软件三部分构成。

（2）掌握地形图扫描矢量化的流程

（3）具体步骤

1.创建工程

2.设置工程地图参数：比例尺等

3.加载作业方案和符号库

4.图像配准

5.输入数据

1）点线输入

2）属性输入

6.检查和编辑

1）悬挂点的检查及编辑

2）打折线的检查及编辑

3）高程属性的检查及编辑

7.图幅的整饰及输出

（4）实习成果及分析

选择的四块相连地块地物类别丰富，包含了建筑物、等高线、陡坎、电力线、沟渠、草地、土坑、边界、交通线、水塔、高程点等等。

地物类别的判断较为准确。

图像配准精度稍有偏差，经过后来的图幅整饰操作发现配准时南北方向稍有偏差。

采集到的点实体主要有水塔、高程点、砖窑等，线实体主要有建筑物、等高线、陡坎、电力线、沟渠、交通线、边界等。

只是进行了简单的图幅整饰，并没有输图例等过多的图幅装饰。

录入了等高线和高程点的属性。

添加了经济林的种类、村名、高程点等注记。

二、ArcGIS及空间分析实习

（一）实习目的

了解ArcGIS9的文件结构和类型，掌握创建这些文件的方法；掌握空间数据和属性数据的输入方法、数据编辑方法；掌握影像匹配、DEM生成、坐标变换的基本方法；掌握栅格数据、矢量数据和属性数据的基本分析方法；掌握数据显示的基本方法以及布局地图的制作和输出方法。

（二）实习内容

具体实习内容按照ArcGIS 9实习指导书进行，要求学生逐步进行ArcGIS 9实习，重点掌握ArcGIS 9各功能模块的原理和操作。指导书中的操作步骤比较详细和具体，要求学生在完成指导书操作步骤的情况下，将功能模块中的其他设置，进行一定的对比分析。

（三）实习过程

（1）       了解ArcMap简介。

（2）       学习空间要素及属性记录的基本查询途径以及空间查询功能。

（3）       掌握对属性表的一些操作以及属性的汇总统计并生成统计图操作。

（4）       专题地图的显示和制作，报表的生成。

（5）       掌握栅格数据的生成和显示，栅格空间距离的计算。

（6）       矢量数据的再分类与叠置计算，利用缓冲区解决一些具体问题。

（7）       三维显示，三维可视域和土方剖面分析。

（8）       网络分析，进行最佳路径、最近设施、服务区操作等。

（9）       空间数据组织操作：投影变换坐标校正、建立拓扑关系等等。

三、ArcInfo数据建库及ArcMap专题图制作

（一）实习目的

进一步熟悉AUTOCAD，掌握AutoCAD中的图形编辑功能及其使用方法和过程。将CAD的.dxf格式利用ArcInfo建库并建立拓扑关系将数据转变成ArcMap可以使用的并能够进行空间分析操作的coverage格式。利用ArcGIS将数据制成专题图输出。

（二）实习内容

实习内容主要是对CAD数据进行识别和分类，利用ArcInfo转换成Coverage文件，进行编辑和改错，然后在ArcMap中经过操作和布局，输出一张专题图。使用了三个软件：AutoCAD、ArcInfo、ArcGIS。

（1）AutoCAD

掌握AutoCAD中的图形编辑功能及其使用方法和过程，完成成果要求：

1、将自己选定的四幅DWG数据图拼接成拼成一幅相邻、相接的矩形图。

2、运用AUTOCAD的图形编辑功能将图中的房屋建筑物及水系所在地层提取出来。提取100块地物，其中80块为房屋建筑，40块河流池塘等不规则地物。精度要求应该与原图相同。

3、完成图块的制作，并将图块中的地物分类，掌握AUTOCAD的画图编辑功能、层控制功能，完成制图工作后，将编辑处理好的DWG数据转换为DXF格式数据，要求使用R12格式标准，用于下一步在ArcGIS   workstation的后续处理建库。

（2）ArcInfo数据建库

学习ArcGIS workstation功能模块，学习ARC，ARCEDIT等模块的基本功能和操作及建库的方法。完成由AUTOCAD中得到的dxf格式的数据在ARC转换为ARC/INFO的coverage格式，而后运用ARCEDIT将转换好的数据进行编辑（查错、改错、建立拓扑关系），并对编辑好的数据进行属性的添加，其中房屋建筑分为一类，不规则地物分为另外一类。最后重新建立拓扑关系。在TABLES模块中学习数据结构的编辑功能。

（3）ArcMap专题图的制作

    根据第二部分的第六章实习掌握了专题图的制作以及报表的生成，熟练的运用这一章所学到的内容来进行专题图的编辑制作并生成报表。

（三）实习过程

1.AutoCAD专题分类提取

1）数据整理

2）图幅拼接

3）图形文件的存储

4）数字化分类提取

5）检查和保存

2.ArcInfo建库

1）地物层的转换

2）背景层的转换

3）图形的检查和改正

4）建立拓扑关系

3.ArcMap制作专题图

（四）实习成果及分析

（1）ArcInfo成果及分析

将所描绘的两类地物及背景层的AutoCAD的DXF格式转换成ArcInfo的Coverage格式。

共转换了188个弧段进入ArcInfo中，建筑物为148个弧段，不规则地物为40个弧段。

建立了拓扑关系。

对AutoCAD中的一些编辑问题在ArcInfo中进行了查错改错。

在ArcInfo中为188个弧段录入了属性。

（2）专题图成果及分析

成果见最后一页。

分析：

加载了两类地物以及背景层图层。

修改了地图的边框及背景等。

添加了图例、指北针、比例尺、标题和文字等。

添加了统计柱状图以及一个word表格。

生成了报表。

保存了jpg格式。

四、实习体会

（一）第一部分：Geoway实习

（1）在加载作业方案和符号库的时候一定要选择正确的作业方案，不同的作业方案的地物名等都不一样，要选择符合我们所选图的作业方案。

（2）图像配准时要尽量精确，否则后边图幅整饰时会发现有一定的偏移。

（3）在输入数据时第一个关键的步骤是要判断地物类别，不仅需要参考图例，根据地物的形状来判断，更是要利用常识去分析一些地物的类别，一般图例上没有标明的地物类别，我都在符号库里仔细寻找，找到符号一致的根据名称去判断地物类别。

第二个关键是在采集数据时一定要设置好首作业环境，击活符号视图，在这种视图下，我们输入的所有对象都将以制作数据的形式显示，否则只会显示“母线”数据。并且要激活相应的图层才能在该图层内进行对应地物的数字化。

第三个关键是在采集线数据时，建筑物使用多段线采集，并且一定要采用闭合的方法自动闭合，后来发现使用专业工具来“自动提取边角”来提取建筑物可能更方便一些，但是比较容易出错；等高线采用“线跟踪”方法，熟练使用了一些快捷键比如转换跟踪方向、退回上一步等，加快了采集速度，同时要注意区分“计曲线”和“首曲线”，在原图上加有等高线注记的把等高线打断的地方一定要连接起来，在陡坎处则应该将等高线断掉，另外还有一种方法是专业工具中，通过设置等高距等来自动生成，但是反复操作后没有成功，可能是因为等高线不完整且不连续导致。

第四个关键是在采集点线数据时都要考虑到方向，一些数据是有方向的，比如说陡坎和水渠中水的流向。

（4）属性的输入及编辑：首先设置作业环境，双击窗口右下角“状态栏”上原本灰色的“即时”标签，使之变成黑色，并显示为“属性”字样。在“输入工具栏”中选择“点”工具，对于点状地物进行属性编辑。在图上适当位置单击鼠标左键，在图形对象输入后，系统会自动弹出”属性录入”对话框，对属性数据的输入。系统会将数据保存在与图层名同名的Access数据库中。导出后可以查看属性表。

等高线的高程有些需要根据周围的高程点的高程来推断，要先清楚本次使用的地图的等高距是2.5米，

（5）注记应该标注在“其它层”中。选用工具栏“abc”，输入要注记的位置和注记内容，还可以修改文字的大小、字体等。开始时认为高程点的注记要一个一个点的手动输入，担心时间不够所以没有输入，后来在实习快要结束的时候在与其他同学的交流中发现高程点注记可选用软件左下角的“专业功能”中的“高程转注记”工具自动添加，所以补充了高程点注记。

（二）第二部分：ArcGIS实习

（1）在进行属性的查询时需要注意到一定要设置可选图层，这个可选图层是可以更改的，解决了之后在选择要素时遇到的无法选择想要的要素类型，同时，设置了可选图层可以在之后的操作中方便的去掉不需要进入选择集的类别。

（2）条件查询为SQL语言，是我们接触过的一种语言，比较熟悉，但是还是要尽量多使用鼠标操作，避免错误，因为条件查询对格式的要求比较高，手动输入的时候很容易输入错误格式而使查询不能正确进行。在输入时也应多使用Get Unique Values，使出现该字段的可能取值，减少错误。查询结束后不再使用的选择集一定要进行清除。

（3）栅格数据的生成有多种方法，可以根据生成的栅格数据进行面积计算等一系列的操作并解决一些具体的问题，充分利用生成距离图、密度图、坡度图、等值线等，一定要进行重分类，得到要求的分类区间和类数。

（4）矢量数据的分析主要是生成缓冲区，对缓冲区进行肯定求交和否定擦除等操作，来解决一些具体问题。

（5）在标记属性表时属性表处于非编辑状态，对字段进行计算的结果不能用 undo 方式还原，而如果选用菜单 Editor  /  Start  Editing…，使属性表处于编辑状态，再进行字段计算，如果对计算结果不满意的话，可用菜单 Edit / Undo 还原初始值。

（6）在计算道路密度等问题时，如果计算范围是城市的局部，其边界经常和道路重合，直接用 Select By Location 或者 Spatial Join 选择道路路段，原理上可行，但因原始数据的误差，坐标计算中的误差，会出现该进入选择集的路段未进入，不该进入选择集的却进入了，在计算边界的外侧产生一个邻近区，可保证在边界内、边界上的道路路段都进入选择集，避免了误差。

（三）第三部分：ArcInfo数据建库及ArcMap专题图制作

（1）AutoCAD

（1）在选择自己实习所需的数据，要根据图幅号判断哪些为相邻的地图，选择4幅相邻的地图打开。

（2）在画线时要尊重原图，保证一定的精度。但是建筑物不是以房屋的轮廓线为主，而是应以地籍界为准，即房屋的阳台或者围墙都要勾画进去，围墙要以外边线为准。

（3）选用多段线来进行描绘，不论原图是否闭合都要画成闭合多边形，在操作时要尽量用“c”快捷键来进行闭合避免错误，否则在下一步操作时无法正确建立拓扑关系。

（4）操作时通过设置捕捉点能使画线方便很多，如画建筑物时我就只打开了捕捉端点，而在画不规则地物时则多捕捉了很多类型的点。

（5）要注意画图时的线宽为0。

（6）认真检查必须仔细检查自己所做的图，可以关闭除两类地物层以外各层，检查图层的数量是否缺，是否为Polyline，是否闭合等，如果错误较多的话在下一步操作中悬挂结点将相当多，不方便改错。

（7）最后要保存一份dxf格式文件才可以在ArcInfo中使用。

（2）ArcInfo数据建库

（1）ArcInfo为Dos下的操作，很多命令都要自己手动操作，很容易出错，要仔细看每一步操作后系统所给的反馈，不能不管不顾的一直埋头继续往下做，否则在哪一步操作出现了错误都不清楚。

（2）自己所选的两类地物层以及背景层的转换，背景层的转换需要输入CAD中做背景的图层名，这时要回到CAD中去查找自己所选两类地物原本的图层名，因为不规则地物很难精确描绘，很多地物我都是直接更改了图层，所以导致一些背景层不能显示。

（3）在建立拓扑关系时不必建立背景层的拓扑关系。

（4）查错改错是一个比较繁琐的步骤，很多操作很难，有一些错误我没有出现，为了进行练习更改了一些CAD中的多边形，来进行了一下练习。每一步最好做完后都要进行一下保存，这一部分的改错操作很容易死机，导致之前的改错没有保存。另外更改后要重新建立拓扑关系。

（5）属性输入，每块地物都输入了图号、地块编号和地类号三项属性，在输入时比如th = ‘590205’，=的前后都是有空格的，第一次输入时没有注意到，操作了很多次都没有成功，后来在同学的帮助下解决。

（6）要先选择地物才能进行属性输入，选择地物前一定要输入arcedit:eflabel↙ 设置为编辑标识点状态，充分利用快捷键来放大缩小选择地物，一般选中地物中心的十字丝即可，没有选中会有提示，再重新选择即可。

（7）在输入属性时非常容易输错，不知道哪些地物是输入过的哪些是未输入过的，可以采用”sel dlh = ‘01’;ds”语句来查看输入了属性的地物，但是不是很方便，后来我使用” sel dkbh =  ‘’;ds”显示没有编号的地物，从而避免了遗漏和重复编号。

（8）之后为所有多边形建立"Label"并统计了一下当前图形的数目，发现标签的数量总是比多边形的数目多一个。后来经过思考觉得那个多边形是由两栋房屋的两条边围成的一个多边形，并不是房屋，而且也没有办法删除，因为它的边被其他多边形共用。于是，我又得重新打开dxf文件，将这个多边形删除，再重新描绘了一个独立的房屋，才最终将地物顺利编号。

（9）通过对ArcGIS第二十三章通过转换建立数据库的学习，了解到也可以采用直接用ArcMap将dwg格式的实体转化为要素，并对属性进行统一的输入和处理方法。

（3）ArcMap专题图的制作

（1）一开始将地图单位和显示单位设置为千米，后来经过老师的指正更改为米，因为是地籍图，所以采用米来显示更为合适。

（2）添加了两类地物和背景层两个图层，开始时只是在调整整幅图框的大小，地图显示的非常小，且不能移动位置，只是位于纸张的正中间。经过老师的指导和观察老师操作，通过更改比例尺调整了地图的大小，通过使用页面平移工具移动了地图的位置，将地图放在了我满意的地方。

（3）设置Data Frame的边框等，将图框改为了椭圆形，想要给人以更亲切的视觉感受。

（4）添加比例尺、指北针、图例等。

（5）生成了柱状统计图，横坐标为地物编号，纵坐标为面积，生成的统计图为对话框式，后来经过探索发现在对话框上右键选择“save as graph”,然后在Frame内点击粘贴即可。

（6）在属性表上进行了一些统计操作，将得到的结果制成了一张word表格，插入到了Frame内，但是不知道什么原因导致我的表格在将地图另存为jpg格式时无法正常显示，而其他同学没有这个问题，经过很多次操作后无法更改结果，所以提交的电子档实习报告中的成果是有这个表格的，纸质的没有。

（7）生成报表后报表pdf格式每列的标题不能正常显示，其他同学在自己电脑上做好的没有问题的报表在实习电脑上也不正常显示，可能是电脑字体的设置问题，后来又生成了txt格式的报表，文字都能够正常显示，两种格式的报表在电子档实习成果中全部提交。

（四）总结

    通过这次实习共熟悉了四个软件，分别是Geoway、ArcInfo、AutoCAD、ArcMap，了解掌握了地图数字化、空间分析、专题图的制作等等内容，对于地理信息系统课堂上所学的知识有了进一步的深入了解，使学到的知识能够学以致用。其中ArcGIS这一部分的实习内容较多，后面很多内容没有做完，我会在实习后自己按照指导书的内容继续摸索。通过这次实习我对GIS产生了深厚的兴趣，对于GIS应用，分析一些具体问题等十分感兴趣，实习后我自己也会对这一部分的内容多加研究。希望能够做到不参照指导书自己对一个问题进行分析，选择解决的方法来实现目标。