地理信息系統(tǒng)原理

1、資環(huán)學院 地理信息系統(tǒng)原理實驗指導(dǎo)書 編寫 適用專業(yè)：地理信息系統(tǒng) 二O一一年八月目 錄 1、實驗一：MAPGIS 簡介與輸入編輯42、實驗二：點、線的輸入及編輯操作93、實驗三：區(qū)的輸入及編輯操作104、實驗四：誤差校正135、實驗五：標準圖框-投影變換166、實驗六：圖形裁減217、附件一：實驗報告基本內(nèi)容要求238、附件二：實驗報告格式24 xx大學實驗報告（一）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)： 環(huán)境工程 班級：091姓名學號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱MAPGIS 簡介與輸入編輯實驗?zāi)康某醪搅私釳APGIS軟件的主要功能，掌握MAPGIS中幾種主要的文件類型，掌握圖像的輸入

2、編輯操作。實驗要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用集中授課形式。實驗原理實驗步驟（1）、將圖件進件進行掃描，成灰度、或彩色、或二值。（2）、建立相應(yīng)的工作目錄，即建立自已的工作文件夾。如mapgis 學習（3）、將掃描的圖像拷入到工作文件夾中。（4）、將系統(tǒng)庫（相當于mapgis65slib 文件夾）拷到工作文件夾中。（5）、進行讀圖分析，看分幾層。如水系層（河流、水庫、泉等），交通層（鐵路、公路、小路、航空線等），斷層層（各種斷層），地層層（地層界線，地層區(qū)，地層注記等），礦產(chǎn)層（各種礦產(chǎn)符號及注解等）。（6）、進行系統(tǒng)設(shè)置。單擊主菜菜單左側(cè)的按扭，彈出“MAPGIS 環(huán)境設(shè)置”如下對

3、話框：（7）、裝入光柵文件。Mapgis65圖形處理輸入編輯取消文件打開工程或文件（或單擊打開工程或文件快捷按鈕）-彈出對話框在文件類型中選“MAPGIS 圖像文件”，選中要裝入的光柵文件打開。在工作區(qū)域中單擊，按快捷工具，也可單擊左鍵，選“更新窗口”。會發(fā)現(xiàn)圖已裝入。（8）、編輯層名詞典。單擊“圖層”菜單選最下面的，彈出“修改圖層名稱”對話框。如右圖。分別選中相應(yīng)的圖層，如0,1,等等。在“當前層名”中輸入相應(yīng)的層名稱。在輸入層名時，會有輸不進的現(xiàn)象，此時，應(yīng)選用左鍵將“當前層名”文本框中從左到右進行選中，然后進行輸入就可以了。實驗內(nèi)容了解常用術(shù)語；MAPGIS 幾種主要文件類型及后綴；MA

4、PGIS 總體結(jié)構(gòu)；輸入編輯步聚。實驗數(shù)據(jù)實驗總結(jié)MAPGIS 總體結(jié)構(gòu)如下圖，其中框線圈中的部分是要學習的部分。指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日注：各學院可根據(jù)教學需要對以上欄木進行增減。表格內(nèi)容可根據(jù)內(nèi)容擴充。xx大學實驗報告（二）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：091姓名學號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱點、線的輸入及編輯操作實驗?zāi)康恼莆站€、點的輸入操作及對線、點的各種編輯操作。實驗要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用集中授課形式。實驗原理實驗步驟根據(jù)實驗一的輸入線、點的方法，進行輸入線、點。一定要注意，對于線的操作，要在“線編輯”中找相應(yīng)的命令。對于點的操

5、作，要在“點編輯”中找相應(yīng)的命令。1、對于點編輯：輸入點，刪除點，移動點，拷貝點，修改文本，修改點參數(shù)，經(jīng)常用到，被列于工具欄中。2、對于線編輯：輸入線，刪除線，剪斷線，線上刪點，線上移點，修改線參數(shù)，經(jīng)常用到，被列于工具欄中。這些命令大家要牢記，對于“線編輯”，“點編輯”，“區(qū)編輯”下的各個功能命令要求大家逐一進行實踐，有個感性認識。實驗內(nèi)容MAPGIS中線、點的輸入及各種編輯操作。實驗數(shù)據(jù)實驗總結(jié)指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日注：各學院可根據(jù)教學需要對以上欄木進行增減。表格內(nèi)容可根據(jù)內(nèi)容擴充。xx大學實驗報告（三）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：091 姓名xxx學號實驗

6、組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱區(qū)的輸入及編輯操作實驗?zāi)康耐ㄟ^實習操作，掌握MAPGIS中輸入?yún)^(qū)和自動生成區(qū)的方法，掌握常用的區(qū)操作。實驗要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用集中授課形式。實驗原理實驗步驟1、檢查線是否有錯誤（1）、仔細檢查是否有遺漏的線。（2）、放大窗口檢查線錯誤并進行靠近線處理。（3）、檢查是否有重疊線、自相交線、重疊坐標?！捌渌辈藛蜗? - ，對于重疊坐標，在錯誤處選中一處錯誤，擊右鍵，選“清除所有重疊坐標”。對于自相交線，進行線編輯，用線上移點、線上刪點和剪斷線等功能進行編輯?！捌渌辈藛蜗聶z查重置弧線 - ，對于重疊的線，在錯誤處選中一處，擊右鍵，選“清除所

7、有重疊線”2、造區(qū)按以下步聚進行：（1）、將矢量化后的線做一備份，做為造區(qū)的線文件。圖形編輯打開線文件另存線文件，如起名：ZQ.WL（2）、打開造區(qū)用的線文件，即ZQ.WL將不參加造區(qū)的線刪除，如外圖框、部分不造區(qū)的水系，公路，交通線等。保存線文件。（3）、進行其它自動剪斷線處理 線轉(zhuǎn)弧段處理存區(qū)文件（給文件名，如ZQ.wp，不要存線文件），關(guān)閉窗口，系統(tǒng)提示是否存線文件，選否。（4）、打開區(qū)文件（ZQ），裝入線文件（原文件，非ZQ）。進行其它拓撲錯誤檢查。（5）、針對拓撲錯誤對線進行修改（每一個錯誤）。（6）、存線文件重復(fù)1-6 步聚，至無錯誤為止。（7）、造區(qū)。（其它拓撲重建。）3、需熟知

8、的幾種區(qū)操作（1）、輸入弧段（2）、線工作區(qū)提?。?）、弧上加點（4）、弧段上移點（5）、刪除弧段（6）、剪斷弧段（7）、延長縮短弧段中的靠近弧段、延長弧段（8）、弧段結(jié)點平差（9）、區(qū)編輯中的輸入?yún)^(qū)、挑子區(qū)、刪除區(qū)合并區(qū)、分割區(qū)等。（10）、修改參數(shù)（11）、統(tǒng)改參數(shù)等操作。實驗內(nèi)容在線、點文件者矢量化完后，先進行檢查，然后進行造區(qū)。要明白：區(qū)是由四周封閉的弧所圍成的區(qū)域，弧是區(qū)是邊界。實驗數(shù)據(jù)實驗總結(jié)指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日xx大學實驗報告（四）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：091姓名xxx學號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱誤差校正實驗?zāi)康耐ㄟ^上機操作，初

9、步掌握MAPGIS中誤差校正的原理及步驟。實驗要求通過上機操作，初步掌握MAPGIS中誤差校正的原理及步驟。實驗原理 MAPGIS軟件使用了分塊校正方法，其校正過程如下.(1)原圖數(shù)字化.即從地圖編稿圖或地理底圖上采集數(shù)據(jù)數(shù)字化，包括掃描矢量化、數(shù)字化儀數(shù)字化，形成圖形數(shù)據(jù)文件.(2)圖形編輯處理.對于由于操作員跟蹤線跡和線劃時，出現(xiàn)重疊、漏采、輸入差錯等個別錯誤，借助編輯系統(tǒng)的功能，進行交互式編輯修改.對于由于紙張變形、定點誤差、設(shè)備精度等引起整幅圖形出現(xiàn)偏差，進行誤差校正.(3)為了對輸入的圖元文件進行校正，首先得確定圖形的控制點，通過采集控制點功能輸入校正圖形所用的控制點.控制點的采集要

10、均勻，而且采集的控制點越多，控制越精確.(4)裝入圖形文件，鍵盤輸入或直接在圖上采集圖形中控制點的實際值.(5)直接從鍵盤輸入理論值或從標準數(shù)據(jù)文件中采集理論值.(6)根據(jù)采集的控制點構(gòu)造格網(wǎng)，并計算每個格網(wǎng)的校正參數(shù)，然后進行相應(yīng)文件校正.(7)顯示校正后的圖元文件，檢查校正效果，若仍未達到要求的精度繼續(xù)前述步驟.實驗步驟在圖形的描掃輸入或矢量化過程中，由于操作的誤差、掃描設(shè)備的精度及圖紙的變形等因素，使輸入后的圖形存在著局部或整體的變形。為了消除圖形的變形，達到圖形的精度。圖形輸入后必須進行誤差校正。我們主要講矢量數(shù)據(jù)的誤差校正。按以下步聚進行：第一步：采集較正控制點1、將矢量化好圖框（包

11、括坐標網(wǎng)）單獨提出，存一文件（如TK.wl)，注意圖框內(nèi)的坐標線要和內(nèi)圖框靠近或出頭，不要外圖框，并且進行線文件的重疊線和重點坐標及自相交檢查。2、打開“誤差較正”子模塊，利用座標網(wǎng)進行較正點的采集。（實用服務(wù)誤差校正）3、打開 tk.wl(文件打開文件，選tk.wl）或單擊打開圖標打開tk.wl.4、通過“控制點設(shè)置控制點參數(shù)，彈出對話框如圖，點確定。5、控制點選擇采文件，選擇打開的tk.wl文件。6、控制點自動采集控制點”進行控制點實際值的采集7、根據(jù)采集情況和實際情況決定采集點是否有用，對其進行編輯修改（添加或刪除）。添加控制點：控制點添加校正控制點，在需要添加地方進行添加。刪除控制點：

12、控制點刪除校正控制點8、通過“控制點修改較正控制點”將修改的控制點拉框逐行、逐列框住，進行其理論值的輸入。（注意比例尺和坐標線間的距離值）9、輸入理論值后，“控制點”“瀏覽控制點文本”進行瀏覽，看是否沒有輸入理論值的控制點。10、“文件保存控點”或 對控制點進行保存（如kzd.pnt）。第二步：數(shù)據(jù)較正1、打開點、線、面文件（“文件打開文件，在對話框中選取要進行較正的點、線、面文件，Ctrl+鼠標）2、如果在采集完控制點并輸入理論值后，并閉了“誤差校正”模塊，要進行此步操作，否則，可不進行，直接進行步聚3。裝入較正控制點（“文件打開控制點，或 ，選取控制點文件kzd.pnt）。3、分別對點線面

13、文件進行較正（如點文件較正，“數(shù)據(jù)較正點文件較正轉(zhuǎn)換”）4、保存較正后的點、線、面文件（“文件另存文件選中new?.?文件進行保存，彈出對話框，輸入相應(yīng)文件名，如線文件?cor.wl)”)實驗內(nèi)容矢量數(shù)據(jù)的誤差校正。實驗數(shù)據(jù)實驗總結(jié)指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日注：各學院可根據(jù)教學需要對以上欄木進行增減。表格內(nèi)容可根據(jù)內(nèi)容擴充。xx大學實驗報告（五）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：091姓名xxx學號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱標準圖框-投影變換實驗?zāi)康耐ㄟ^上機操作，初步掌握MAPGIS中標準圖框-投影變換的方法和步驟。實驗要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用

14、集中授課形式。實驗原理投影變換，是將圖形從一種坐標系下轉(zhuǎn)化為另一種坐標系下，或從一種投影系統(tǒng)下轉(zhuǎn)換為另一種投影系統(tǒng)下。實驗步驟1、投影系統(tǒng)及坐標系簡介（一）、常用的投影類型（1）、蘭伯特等角園錐投影用于小比例尺的地圖投影（小于1:50 萬 ）（2）、高斯克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）用于中大比例尺投影（大于1:50 萬 投影），如1/5 萬 、1/1萬。（二）、坐標系（橢球參數(shù)）我國有兩種，1954 年北京坐標系和1980 年西安坐標系。1980 年西安坐標系國目前常用坐標系。地理坐標：單位是度、分、秒。沒有比例尺大地坐標：單位是米，有比例尺，為1圖紙坐標（平面直角投影坐標）：單位是毫米，有

15、比例尺，根據(jù)比例尺不同選不同的投影類型。（三）、高斯克呂格投影是采用分帶辦法控制地圖的變形。也是常用的投影方式。我國1/2.5 萬1/50 萬地圖采用6 度分帶，1/萬地圖采用3 度分帶。具體每個帶的投影中央經(jīng)度見參考書。根據(jù)圖上大地坐標判斷中央經(jīng)線：6 度帶：中央經(jīng)線=帶號*6-3， 3 度帶：中央經(jīng)線=帶號*3如：19340000，前面兩位數(shù)19 是帶號，且表示6 度帶，此時該幅圖的中央經(jīng)線是19*6-3=111 度。又如：38340000，前兩位38 是帶號，表示3 度帶，則其中央經(jīng)線是：38*3=114度。2、投影變換需注意的（1）、高斯坐標系中的X、Y 軸正好對應(yīng)MAPGIS 坐標系

16、中的Y、X，即高斯坐標系中的X 值在MAPGIS 系統(tǒng)中應(yīng)為Y 值。（2）、高斯坐標系中的橫向（東西向）坐標最多為6 位，縱向（南北向）最多為7 位。在MAPGIS 中，若橫向為8 位，則前兩位為帶號，在使用時要記著去掉前邊的帶號，將帶號填入相應(yīng)的參數(shù)中，單位是米。3、標準圖框生成 （兩種方法）（一）已知圖的四個角的經(jīng)、緯度，生成標準圖框。1、打開“投影變換”子模塊，“投影轉(zhuǎn)換繪制投影經(jīng)緯網(wǎng)”或 圖標。彈出如下對話框。輸入起始和結(jié)束的經(jīng)緯度值，以DDMMSS 格式2、單擊角度單位，彈出對話框如下。角度單位即是設(shè)置輸入的數(shù)值坐標的坐標系和投影類型。因為我們輸入的是DDMMSS，是地理坐標，因此，

17、坐標系類型就選地理坐標，橢球體參數(shù)據(jù)圖的需要選54 或80，坐標單位為DDMMSS.ss。點確定。3、單擊投影參數(shù)按鈕，彈出對話框如下。投影參數(shù)即是設(shè)置結(jié)果輸出圖框的坐標系和投影類型。因為我們要的結(jié)果是成圖坐標，坐標系類型就選投影平面坐標，橢球體參數(shù)據(jù)圖的需要選54 或80，坐標單位是毫米，定適當?shù)谋壤?。確定和輸入投影中心經(jīng)度和任一點緯度，確定。4、輸入生成圖框的線、點參數(shù)。點擊確定，彈出如下對話框：將“圖廓上畫標尺刻度”打勾后，主間隔和次間隔變成可編輯狀態(tài)。輸入相應(yīng)的值（DDMMSS 格式）上圖表示隔5 分畫一個主間隔，隔1 分畫一個次間隔，主間隔長為5mm,則次間隔為2.5mm。輸入相應(yīng)

18、的圖名，點確定。5、這時小表一陣飛轉(zhuǎn)，生成圖框6、保存生成的圖框。文件另存文件，選中要存的文件，起名即可。（二）已知圖的四個角的大地坐標，生成標準圖框1、打開“投影變換”子模塊，“系列標準圖框鍵盤生成矩形圖框”或相應(yīng)圖標。彈出對話框：2、先選“矩形分幅方法”為任意公里矩形分幅，然后將“圖廓參數(shù)”和“圖廓內(nèi)網(wǎng)參數(shù)”，“網(wǎng)線類型”，“比例尺”，“坐標系”，“起始帶號”等參數(shù)輸入，如上圖。3、輸入生成圖框的線、點參數(shù)。4、點“確定”，生成圖框。5、保存生成的圖框，文件另存文件。實驗內(nèi)容投影系統(tǒng)及坐標系簡介；投影變換需注意的；標準圖框生成。實驗數(shù)據(jù)實驗總結(jié)指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日注：各學院可根據(jù)教學需要對以上欄木進行增減。表格內(nèi)容可根據(jù)內(nèi)容擴充。xx大學實驗報告（六）學院：資源與環(huán)境工程 學院 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：091姓名xxx學號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱圖形裁減實驗?zāi)康恼莆誐APGIS中圖形內(nèi)裁和外裁的方法和步驟。實驗要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用集中授課形式。實驗原理在圖形輸入完畢之后，在不同應(yīng)用場合，經(jīng)常只需要利用整個圖形中的一部分或某一塊，這就要求系統(tǒng)能根據(jù)不同需要將圖形裁剪為任意形狀。就用到了圖形裁剪功能。內(nèi)裁：將剪裁框內(nèi)部東西裁出來用。外裁：將剪裁框外部東西裁出來用實驗步驟1、先確定一個剪裁框。要在圖形編輯下，得到