《地理信息系统课程设计》实验报告
专 业：资源环境与城乡规划管理 年 级： 学 号： 姓 名： 指导老师：程雄 成 绩： 评 语：
日 期：2014年6月22日
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目录
一、概述 .......................................................................................................... 2
二、课程设计的目的 ......................................................................................... 2
三、课程设计的要求 ........................................................... 错误！未定义书签。
四、课程设计的内容 ........................................................... 错误！未定义书签。
1、实习内容 ............................................................................................. 3 A、横车镇简介 ..................................................... 错误！未定义书签。 B、土地利用现状图 ............................................................................ 3 2、实习原理 ............................................................................................. 4 3、实习具体步骤 ...................................................................................... 4 A、地理配准 ....................................................................................... 4 B、擦除得到边界 ................................................................................ 5 C、填补缺少的地块 ............................................................................ 8 D、融合联合 ....................................................................................... 9 E、拓扑纠错 ..................................................................................... 10 F、分地类、绘制饼图 ........................................... 错误！未定义书签。 G、垦殖率分级图 ................................................. 错误！未定义书签。
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H、绘制缓冲区 ..................................................... 错误！未定义书签。 I、添加图例等 ....................................................... 错误！未定义书签。 4、成果展示 ................................................................ 错误！未定义书签。
五、心得感想 ..................................................................... 错误！未定义书签。
六、实习总结 ................................................................................................. 20
一、概述
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。地理信息系统（GIS）技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划，是一门发展前景好，运用范围广泛，值得好好掌握学习的技术。
而ArcGIS作为地理信息系统的重要软件，此产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。ArcMap是一个可用于数据输入、编辑、查询、分析等等
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功能的应用程序，具有基于地图的所有功能，实现如地图制图、地图编辑、地图分析等功能。ArcMap包含一个复杂的专业制图和编辑系统，它既是一个面向对象的编辑器，又是一个数据表生成器。ArcCatalog是ArcGIS Desktop中最常用的应用程序之一，它是地理数据的资源管理器，用户通过ArcCatalog来组织、管理和创建GIS数据。
通过地理信息系统课程设计实习这一重要的实践手段，我们能够将所学的理论联系到具体应用中，将课堂上所学的GIS知识系统化，完整化，实践化。在进行基本技能训练的基础上，使我们具备了一定的动手能力和分析、解决问题的能力，具有较高的操作水平，特别是培养了我们每个同学的理论联系实践能力、钻研精神以及认真严谨的学习态度。在本次实习中，我们既得到了操作上的锻炼，也得到了思想上的锻炼，可谓多方面练习。收获颇丰。
二、课程设计的目的
利用ArcGIS软件完成地理信息分析与专题地图设计与编制从而掌握GIS中地理信息表达、集成、存储、管理、应用和输出地理信息的相关知识。达到熟练操作ArcGIS软件的地理信息的采集、编辑、管理、查询、分析、显示与输出等基本技术功能，达到能根据遥感卫星影像和地类图斑独立绘制出一幅完整的地图的实验要求。
三、课程设计的要求
1.学习并掌握ACRGIS软件的使用方法； 2.采集横车镇中缺失的数据，进行拓扑纠正； 3.并制作处“横车镇土地利用现状图”。
四、课程设计的内容
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1.实习内容
横车镇土地利用结构图及垦殖率分级图 A.横车镇简介
横车镇地处蕲春县中西部，有蕲春西大门之称。横车原名横车桥，相传当年朱元璋挥军至此被断桥所阻，“横”铺战“车”当桥通过而得名。课程设计中的数据显示了横车镇管辖的17个村，人口约3.4万人，东西长11277m，南北宽12126m，现已初步形成了以森工、石英砂为龙头，药果、畜禽、优质稻、建筑建材六大支柱产业。
B.土地利用现状图
土地利用现状图是用质底法反映一个地区农、林、牧、居民地、工矿、交通及其它行业的用地现状的专题地图[1]。制作土地利用现状图是以同等比例尺的地形图为工作底图, 勾绘出各类用地的分界线及其权属界线, 最后生成各地块的图斑。土地利用现状图不象普通地图那样完全着眼于对各要素的同等概括, 而是紧紧围绕用地权属和用地性质来选取专题要素。因此, 本次课设的土地利用现状图的基本要素包括地类界线、权属界线、权属名称和土地利用类型名称、线状地物名称等。
土地利用现状图是土地调查的重要成果，是用空间方式表达一定区域内的土地利用类型分布、面积及土地利用结构的专题地图，能够为各级政府部门制定土地利用总体规划，合理调整土地利用结构等工作提供科学依据。
土地利用现状图级成果数据具有财政功能，法律功能，规划功能，社会功能和服务功能。财政功能是指，通过土地测量所获得的土地面积、质量、数量、权属、利用状况等资料现实性强，准确度高，是地产权属的唯一合法证明文件，为
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合理征收土地使用税提供了必要而准确的数据。法律功能是指，通过对土地权属界线的测量定位和土地权属界线的图上标定，获得了准确的地位，再加上土地面积、土建和统计资料是具有法律效力的土地管理文件，该资料是土地户籍得到的法律保护的科学依据。规划功能是指，土建和成果数据资料表达了土地资料的综合状况，他为土地总体规划、进行土地调整和土地整理等方面提供了准确数据资料。社会功能是指，土地利用现状调查资料对地产进行法律保护，从而避免许多地产纠纷，保证了良好的社会秩序，无论在经济、司法、社会秩序等方面均产生很大的社会效益。服务功能是指，土地利用现状图及成果资料信息系统，信息源丰富，可广泛用于农业、林业、交通、畜牧、区划、城建、水利、工业等部门的规划设计与组织生产，为科学安排国家经济建设和国防建设提供了准确数据，为整个社会经济活动、公共事业、司法等方面提供了广泛的服务[3]。
由此可知，编制土地利用现状图不仅需要工作底图，实地考察的不同地类区域的名称、地类界线、种类、用途，以及其文本形式，还需要确定土地利用的分类，指定编码原则、编图原则（如定位原则、闭合原则、取舍原则等），以便统一考虑用地变化方向，解决土地利用的复杂多样性同有限地图幅面之间的毛肚，并更好地进行土地利用类型规划。
2. 实习原理：
利用ESRI公司的ArcGIS桌面软件提供的强大的制图功能，绘制横车镇土地利用结构图及其垦殖率分级图。ArcMap提供了强大的属性编辑工具、注记工具、分析工具、整饰工具等，而ArcCatalog中，我们可以新建一系列的文件，建立出拓扑文件进行查错和修改。进行这些工具的结合使用，就可以最终绘制出一幅可供印刷使用的地图。
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3.实习具体步骤
地理配准 擦除得到边界 填补缺少的地块 融合与联合 拓扑纠错 分地类， 绘制饼图 垦殖率分级图 建立缓冲区，绘制边框 添加图例等 完成全图
A.地理配准
打开无标题的地类图斑，再添加文件遥感卫星影像横车镇，将其“缩放至图层”，将空白区域放大,打开地理配准菜单：右键工具集—适应显示范围。再使用“添加控制点”，选取四个有代表性的点（河流道路的交叉点，各种线状地物的转折点等典型点）作为控制点，进行横车镇图像和地类图斑对应的点的配准，并查看残差。
。
B.擦除得到边界
1）仅显示地类图斑，“开始编辑”后选中一个标号为“205”的小色块画矩形框将全图覆盖住。
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2）再在“编辑器”下“保存编辑内容”“停止编辑”，再右击地类图斑后“数据”“数据导出”到刚刚的文件夹里生成“Export_Output.shp”文件；
3）再把矩形框用“通过矩形选择要素”工具选中后“删除”。 4）然后点开“工具箱”“分析工具”“叠加分析”“擦除”，得到新文件“Export_Outputxx1.shp”。
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5）再进行打散处理，“编辑器”“更多编辑工具”“高级编辑”以选中其他不需要的删除，再“开始编辑”后“拆分成多部分要素”删除需要的部分。
6）接着在“Export_Outputxx1.shp”文件下右击“打开属性表”在新地类码中打开“字段计算器”改成空值；
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7）在“Export_Outputxx1.shp”中把留下来的部分选中后，点开“编辑”中的“复制”，再“粘贴”到地类图斑中，并更改“Export_Outputxx1.shp”的“符号选择器”中的样式为斜线透明。
C.根据横车镇填充地类图斑中缺少的那部分
1）选择一部分面，选中“分割面工具”画出相同地物的几块面，打开“属性”把最大的面“取消选择”，然后选中其他地方的已知的地物作为标准X，把剩下刚刚绘制的地物用“编辑器”里的“合并”工具以“X”为标准合并。
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2）还可以这个时候改变地类图斑的样式，即右击“属性”“符号系统”“类别”“值字段”可以更改色系，或者“与样式中的符号匹配”或者“自定义”“样式管理器”“样式”“创建”新的样式再匹配。
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D.融合并联合
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E.在ARC catalog中建立拓扑文件以纠错
1）右击“新建”“文件地理数据库”为“ccccc.gdb”,再在“ccccc.gdb”上“新建”一个“要素数据集”命名为“ccc”,再在“ccc”上“导入”“要素类（多个）”，添加联合的文件后在它上面“新建”“拓扑”，添加两个规则为“不能重叠、不能有空隙”，然后将新建的要素数据集拖到arcmap里面进行拓扑查错。
2）修改拓扑里面的空隙和重叠部分。通过查看重叠的部分进行剪切后合并，而空隙也进行选中后合并到后面的大类里面去。
3)之后再联合
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F.将地类分成8类进行面积计算并显示出饼图
1)打开拓扑融合的“属性”“类别”“唯一值”“权属名称”“添加所有值”，再在拓扑的融合层里右击“开始编辑”，选中一个村后进行切割，在“打开属性表”里面把“权属代码”改成自己的学号，把“权属名称”改成自己的姓名。
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2）在工具箱里找到联合，把融合和拓扑的新联合进行联合得到“重新联合”文件，把该“重新联合”“打开属性表”计算面积，并且选中面积小于400平方米的部分进行“消除”。
3）打开“消除”的属性表，按属性选择把20多种原来的地类分成八种“耕地”、“园地”、“林地”、“草地”、“交通运输”、“水利用地”、“其他用地”、“城镇工矿”。
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4）再在融合层里面“打开属性表”“添加字段”“连接与关联”“字段计算器”进行计算，再“移除连接”等操作。
5）最后在“属性”里绘制饼图。
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G.设置垦殖率并分级，添加村名，导出线状地物的公路和部分河流，导出地类图斑中的公路、铁路、水库、滩涂、河流
1）在融合层里面“打开属性表”“添加字段”设置“垦殖率”为浮点型，在“字段计算器”里面计算出垦殖率，再在“属性”里面“符号系统”“数量”“分级色彩”把垦殖率合理地分成五类。
2）加村名。在融合层里面“标注”村名，设置字体大小等。
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3）再次显示饼图，建立要素转点文件。
在工具栏里建立要素转点，输入融合层。再在要素文件中的属性里找到图表显示饼图。
4）导出线状地物里的公路和部分河流，在线状地物的“打开属性表”里“按属性选择”“公路”，并在“选择”中“交互式选择方法”“添加到当前选择内容中”，再导出已选线状地物；同样，在地类图斑中也按属性选择公路、铁路、水库、滩涂、河流。再导出数据。
H.建立缓冲区，制作边框
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1）先融合，再建立缓冲区，工具箱中“分析工具”中“领域分析”的“多环缓冲区”工具，将距离参数调整成30和70米。用矩形框把全图框进去，再选中矩形框后使用“工具箱”的“要素”进行“面转线”操作得到了轮廓。
2）再保存编辑内容，重新开始编辑，“平行复制”设置参数为100、200、300和400，再“打开属性表”“添加字段”“名称”，并改成1、2、3、4、5。
3）打开属性表，新建“ORIC_FID”，在字段计算器中使[ORIC_FID]=[FID]+1。 4）在面转线的文件里打开“属性”，在类别中选择“ORIC_FID”。
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I)转为页面布局，调整纸张大小，添加图例、指北针、标题、文本、比例尺等
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4、最终成果图如下所示：
四、心得感想
通过这次实习独立完成了一幅地图，感受到了ArcGIS软件功能的强大，尽
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管我们学习的都是最皮毛、最粗略的ArcGIS操作方法，仍然在实习过程中遇到了许多困难。但经过各种途径，使自己慢慢地适应ArcGIS并逐渐熟悉了解其相关功能的实现，加上与教材知识原理的相结合，显得更容易接受。因此，这门实习开设的必要性不言而喻。
由于课程时间安排的冲突，这次实习非常短暂，但是收获良多。软件的操作和步骤比较复杂，因此要做到基于理解的基础上进行操作。实习并不是一帆风顺的，由于前期的实习做的不够精细，在拓扑阶段出现了很多问题，解决困难的途径主要有上网查询问题、求助于老师和自己不断的摸索软件工具使用方法以及与同学相互讨论探讨等等。在此也非常感谢老师的耐心指导。但是对于ArcGIS我仍然还有许多需要继续学习的地方。
时间短，任务重。每天的实习结束后仍需要晚上加班来弥补落后的进度。不管过程多艰巨，但真正做下来后，感觉收获不少，这不仅是对课堂知识的一次巩固，也使自己认识到ArcMap对现实生活的紧密联系以及对实际问题的强大分析功能，同时意识到自身对地理信息系统原理与应用学习的不足之处，鞭策自己往后加强对基本原理的学习与理解，同时为今后发展寻找方向。
五、实习总结
这次地理信息系统课程设计的实习短暂而充实，收获了很多，也提高了很多。完成了横车镇土地利用现状图，熟悉了ArcGIS制作专题地图的流程、方法以及工具，对所学的专题地图的知识有了更好的理解，同时加强了对GIS软件制作流程的认识，也提高了软件应用的能力。
总之，感谢老师和同学的帮助，通过实习我有很大的提高，收获很多。
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