地理信息系統(tǒng)原理方法與應用-GIS實習報告

PAGE5實驗一、使用ArcMap瀏覽地理數(shù)據一、學習本實驗預備知識相關材料，結合GIS原理總結ArcGISDesktop主要特點。1、預備知識：理解GIS的三種角度(1)、GIS就是空間數(shù)據庫：GIS是一個包含了用于表達通用GIS數(shù)據模型（要素、柵格、拓撲、網絡等等）的數(shù)據集的空間數(shù)據庫。(2)、GIS就是地圖：從空間可視化的角度看：GIS是一套智能地圖，同時也是用于顯示地表上的要素和要素間關系的視圖。底層的地理信息可以用各種地圖的方式進行表達，而這些表現(xiàn)方式可以被構建成“數(shù)據庫的窗口”，來支持查詢、分析和信息編輯。(3)、GIS是空間數(shù)據處理分析工具集：從空間處理的角度看，GIS是一套用來從現(xiàn)有的數(shù)據集獲取新數(shù)據集的信息轉換工具。這些空間處理功能從已有數(shù)據集提取信息，然后進行分析，最終將結果導入到數(shù)據集中。2、ArcGISDesktop主要特點在ESRIArcGISDesktop中分別用ArcCatalog（GIS是一套地理數(shù)據集的觀點）、ArcMap（GIS是一幅智能的地圖）和ArcToolbox（GIS是一套空間處理工具）來表達。這三部分是組成一個完整GIS的關鍵內容，并被用于所有GIS應用中的各個層面。ArcCatalog用于組織和管理所有GIS數(shù)據。它包含一組工具用于瀏覽和查找地理數(shù)據、記錄和瀏覽元數(shù)據、快速顯示數(shù)據集及為地理數(shù)據定義數(shù)據結構。ArcCatalog應用模塊幫助你組織和管理你所有的GIS信息，比如地圖，數(shù)據集，模型，元數(shù)據，服務等。ArcMap是ArcGISDesktop中一個主要的應用程序，具有基于地圖的所有功能，包括制圖、地圖分析和編輯。二、GIS中兩種基本查詢的原理是什么？根據位置查詢要素屬性或通過屬性來查詢要素的功能是每個桌面GIS軟件必須提供的功能。查詢，通常是通過語句或表達式來定義的，用以在從地圖上及數(shù)據庫中選擇要素。知道要素的重要特征，他想要找出具有這些特征的那些要素的具體位置。要素的位置，但是想進一步了解與之相關的特征。在GIS中，這是很容實現(xiàn)的，因為地圖顯示區(qū)中的地理要素與它們的屬性是(描述性的特征)相互關聯(lián)的，屬性信息是存儲在數(shù)據庫中的。在GIS中，你可以在地圖上點擊一個要素來查看數(shù)據庫中與之相關聯(lián)的屬性。另一類型的GIS查詢是確定符合給定條件的要素它的位置在哪里。在這種情況下，用戶最普通的GIS查詢就是確定在指定的位置有什么。在這類查詢中，用戶知道他感興趣的三、回答如下問題：1.在ArcMap中,打開Redlands.mxd。街道名稱為“NEWYORK”的是什么類型的道路？Localstreet（本地街道）Minorstreet（次要街道）Interstate（州際道路）Majorstreet（主要街道）答：街道名稱為“NEWYORK”的是Localstreet（本地街道）。2.在ArcMap中,打開Redlands.mxd。在Railroads圖層中有多少條鐵路線？答：在Railroads圖層中有11條鐵路線。實驗二、空間數(shù)據庫管理及屬性編輯一、闡述基本原理和概念(要素類、要素數(shù)據集)要素類：具有相同幾何形狀的要素的幾何，點、線或多邊形。要素數(shù)據集。一個結構化的相關要素數(shù)據的集合體，包括要素數(shù)據本身和要素數(shù)據間的聯(lián)系。數(shù)據集獨立于應用程序而存在，是數(shù)據庫的核心和管理對象。二、Geodatabse空間數(shù)據庫模型的特點。Geodatabase數(shù)據模型實現(xiàn)矢量數(shù)據和柵格數(shù)據的一體化存儲，有兩種格式，一種是基于Access文件的格式－稱為PersonalGeodatabase，另一種是基于Oracle或SQLServer等RDBMS關系數(shù)據庫管理系統(tǒng)的數(shù)據模型。GeoDatabase是geographicdatabase的簡寫，Geodatabase是一種采用標準關系數(shù)據庫技術來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據模型。Geodatabase是ArcGIS軟件中最主要的數(shù)據庫模型。Geodatabase支持在標準的數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMS）表中存儲和管理地理信息。在Geodatabase數(shù)據庫模型中，可以將圖形數(shù)據和屬性數(shù)據同時存儲在一個數(shù)據表中，每一個圖層對應這樣一個數(shù)據表。Geodatabase可以表達復雜的地理要素（如，河流網絡、電線桿等）。比如：水系可以同時表示線狀和面狀的水系。三、1:M空間查詢的實現(xiàn)原理及應用實例。在表A中的一個記錄，在表B中有多個記錄與之匹配。了解屬性編輯的過程，要在要素類公交站點中添加3個公交站點。首先，在工具欄顯示區(qū)的空白處點擊右鍵，在出現(xiàn)的菜單在選中“編輯器”，從而打開編輯器工具欄。在編輯器工具欄中，點擊“編輯器”下拉菜單，選擇“開始編輯”命令。按下按鈕在地圖顯區(qū)內隨意地添加3個公交站點。在圖層列表控制面板（TOC）中，右鍵選擇圖層－“公交站點”，在出現(xiàn)的菜單中，選擇“打開屬性表”命令，將顯示公交站點的屬性編輯窗口，在其中輸入站點名稱和公交站點編號。字段OBJECTID是關鍵字段，是自動生成的不需要輸入在圖層列表控件面板（TOC）中，點擊“數(shù)據源”選項頁，切換到數(shù)據源視圖下，右鍵選擇屬性表－“公交線路”，在出現(xiàn)的菜單中，選擇“打開”命令，將會顯示“公交線路”的屬性編輯窗口。按下圖所示輸入幾條公交線路（公交站點編號、公交線路）。點擊“編輯器”工具欄中的“編輯器”下拉菜單，選擇“停止編輯”命令，將以上所作的編輯結果保存。點擊屬性查詢按鈕，查詢地圖顯示區(qū)中任意公交站點的屬性，可以看到經過公交站－“云南大學”的公交線路有3條，可進一步查詢每條公交線路的詳細數(shù)據。四、比較連接(Join)和關聯(lián)(Link)關系的區(qū)別和應用。1、區(qū)別：連接：連接可以添加額外的屬性數(shù)據到到當前圖層，也可以使用這些額外的屬性數(shù)據進行標注。關聯(lián)：關聯(lián)可以使數(shù)據關聯(lián)到當前圖層關聯(lián)的數(shù)據并不像連接那樣添加到圖層的屬性表中，而是在處理圖層的屬性數(shù)據的時候可以獲取關聯(lián)的數(shù)據。2、應用：連接：生成虛擬連接（并不修改數(shù)據源）虛擬表，適用：一對多，多對一。關聯(lián)：在表A中選擇一個記錄，可以關聯(lián)并同時選擇表中多條記錄，適用：一對多。實驗三影像配準及矢量化總結屏幕跟蹤數(shù)字化過程的基本步驟及每一步驟的必要性。第1步、地形圖的配準－加載數(shù)據和影像配準工具必要性：所有圖件掃描后都必須經過掃描配準，對掃描后的柵格圖進行檢查，以確保矢量化工作順利進行。第2步、輸入控制點必要性：在配準中我們需要知道一些特殊點的坐標。通過讀圖，我們可以得到一些控件點――公里網格的交點，我們可以從圖中均勻的取幾個點。一般在實際中，這些點應該能夠均勻分布。利用它們同名性質列方程，求待定系數(shù)來獲取其在規(guī)定坐標系下的坐標。第3步、設定數(shù)據框的屬性必要性：統(tǒng)一標準，單位m，參考坐標系統(tǒng)80西安坐標系（Xian1980DegreeGKCM102E），可以求得真實坐標。第4步、矯正并重采樣柵格生成新的柵格文件必要性：矯正，和配準。使用這些配準后的影像進行分層矢量化。第5步、分層矢量化－在ArcCatalog中創(chuàng)建一個線要素圖層第6步、從已配準的地圖上提取等高線并保存到上面創(chuàng)建的要素類中分析數(shù)字化過程中誤差的來源及減小誤差的相關方法。（一）、誤差來源：1、數(shù)據采集：實測誤差，地圖制圖誤差（制作地圖的每一過程都有誤差），航測遙感數(shù)據分析誤差（獲取、判讀、轉換、人工判讀（識別要素）誤差）2、數(shù)據輸入：數(shù)字化過程中操作員和設備造成的誤差，某些地理屬性沒有明顯邊界引起的誤差（地類界）3、數(shù)據存貯：數(shù)字存貯有效位不能滿足（由計算機字長引起，單精度、雙精度類型）空間精度不能滿足4、數(shù)據操作：類別間的不明確、邊界誤差（不規(guī)則數(shù)據分類方法引起）5、多層數(shù)據疊加誤差多邊形疊加產生的裂縫（無意義多邊形）6、各種內插引起的誤差（二）、質量控制方法：1、手工方法：與原始地圖或者屬性數(shù)據比較；2、元數(shù)據法：元數(shù)據中包含了大量的有關數(shù)據質量的信息，通過它可以檢查數(shù)據質量，同時元數(shù)據也記錄了數(shù)據處理過程中質量的變化，通過跟蹤元數(shù)據可以了解數(shù)據質量的狀況和變化。3、地理相關法：用空間數(shù)據的地理特征要素自身的相關性來分析數(shù)據的質量，如利用地表特征的空間分布進行分析。三、為什么要對配準后的數(shù)據進行重采樣？配準后的數(shù)據和原來未配準的數(shù)據是不同的，是新生成的符合地理坐標系統(tǒng)的數(shù)據，將來的操作分析等工作是要在新數(shù)據基礎上進行的，故要進行重采樣。四、在學習的基礎上，完成測繪校區(qū)的影像配準及矢量化工作，本實習要求進行圖形配準,至少有四個圖層，其相關表結構如下：(控制點control)圖層:編號