理论实践一体化的情境教学设计
的课程资料
土地利用与规划评估
项目一土地利用现状图的编制及土地利用类型分类统计
一、项目综述
本项目以某地区的扫描土地利用现状图数据为载体，培养学生利用学过的GIS技术在ArcGIS平台下独立完成地图的数字化工作，进行土地利用现状图专题图的制作能力，在MapInfo软件平台下利用SQL 查询功能进行土地利用类型分类统计能力。
二、项目教学内容
该项目按照知识准备、配准、矢量化、拓扑处理、属性数据输入、图面布局与整饰等工作过程，分解为6个学习型工作任务
任务一土地利用现状图的配准
任务二土地利用现状图的分层矢量化
任务三拓扑处理
任务四属性数据的输入与连接
任务五图面布局与整饰
任务六土地利用类型的分类统计
知识准备
土地利用现状图是用空间方式表达一定区域内的当前土地利用类型分布、面积及土地利用结构的专题地图。土地利用现状图作为土地利用现状调查的必不可少的重要成果之一,能够为政府制定土地利用总体规划,合理调整土地利用结构提供科学依据,也为各级政府部门制定区域规划、农业区划和国土整治提供参考数据。
（一）土地利用现状图编制流程
☐图件扫描
☐图像配准
☐分层矢量化
☐拓扑处理
☐属性数据的录入
☐地图布局与整饰
1、图件扫描
根据聚脂薄膜图相对于普通纸图变形小、不易伸特点，所以数字化工作的底图采用聚脂薄膜底图。对于已经预处理好的底图，在综合考虑软硬件的承受能力及图件质量之后，选择300dpi•的分辨率、采用灰度扫描方式或黑白二值方式来进行分幅扫描。扫描格式选用的是通用的TIFF格式，在扫描时由于图纸放置的原因会使扫描的图形有些倾斜，所有的图件扫描后都必须经过角度纠正，在Photoshop中把每幅图的底边内图廓线旋为水平。
2、栅格图像配准和坐标系转换
扫描成栅格图像没有空间参考信息，为了能够将栅格数据与其他数据集成，进行分析，就必需对其进行处理：用户需要事先将栅格数据校准（配准）到一个指定的地图坐标系。因此在矢量化前，需要对栅格图进行配准，配准栅格图需要准确的空间坐标信息，这些信息有时可以从底图上读取。当基础图件与要求的坐标系统不一致时，需要进行坐标系统转换（投影变换）。
3、分层矢量化
土地利用图中记录了土地利用的各类数据信息，在将这些数据信息输入计算机后，为了便于管理及使用方便，应将相同属性的数据放在同一个数据层中。主要数据层:行政辖区、地类图斑、线状地物、零星地类、
其它基础地理要素等。
（1）线状要素采集
●分层采集，所分层次有：水系、道路、行政界线、地类界、权属界、其它具有宽度属性的线状地
物界。
●线文件矢量化作业按行政界线、权属界线、线状地物、图斑界线的次序进行。线状地物按公路、
水系、农路、堤坝的顺序进行，注意有水流方向的按方向矢量化。
●线状要素采集的基本方法是沿着栅格数据线中轴线采集，有方向的线状要素应按规定方向数字化
在土地利用现状图中，许多线状要素具有多重属性，同时属于不同的数据层，因而在数据采集时要对此种类型的要素进行特殊处理。多重属性的线状要素常发生在行政界线与其他线状要素之间，在数据采集时，要进行复制处理，即多重属性的线状要素只需要采集一次，然后进行层间复制，以保证2个图层的线完全重合。
（2）点状要素采集
零星地类：是指面积达不到上图标准的小图斑，只能用点来表示。零星地物采集主要是先建立相关属性结构，然后根据不同情况进行录入。
注记：地名注记、水系注记、地形地貌注记和道路注记等注记的采集以属性的形式输入到对应的数据库中。
4、拓扑处理
在ArcCatalog中对线文件创建拓扑规则
在Arcmap中进行拓扑错误的检查和修改
在拓扑关系正确后，将闭合的线自动生成面要素。
5、属性数据的输入
属性数据库的主要内容是土地利用现状属性数据,即描述土地的数量、质量、利用状况、权属及其空间特征的数据。
●属性数据的录入方法：
一种是在GIS采集软件中按图形逐个输入属性内容；另一种是在外部数据库access excel中输入属性内容，然后通过关键字段连接到图形上来。
6、地图布局与整饰
一幅完整的地图除了包含反映地理数据的线及色彩要素以外，还必需包含与地理数据相关的一系列辅助要素，如图名、图例、比例尺、指北针等。
（二）土地利用类型分类统计
1. 全国土地分类（试行）--三大地类（2002年）
✓一级地类（3个）：农用地、建设用地、未利用地
✓二级地类（11个）：耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、城乡建设用地、交通水利用地、其他建设用地、水域、滩涂沼泽、自然保留地
✓三级地类（33个）
2.最新全国土地利用分类系统（2007年）
✓一级地类（12个）：
耕地、园地、林地、草地、商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、社会机构与公共用地、交通运输用地、水域、未利用土地、其他用地
✓二级地类（63个）
任务一土地利用现状图的配准
1. 加载数据和栅格配准工具
所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。（1）打开ArcMap，添加“栅格配准”工具栏。（视图—工具栏—栅格配准）
（2）把需要进行配准的栅格图像土地利用现状图.TIF增加到ArcMap中，会发现“栅格配准”工具栏中的工具被激活。
2. 输入控制点
在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点――我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。我们这里取四个内图廓点。四个内图廓点的坐标分别为：左上角（119.30，36.10），右上角（120.15，36.10），右下角（120.15，35.30），左下角（119.30，35.30）
（1）将栅格配准下面的自动校正去掉。
（2）在”栅格配准”工具栏上，单击“添加控制点”按钮。使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点单击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标。
（3）用相同的方法，在栅格上增加4个控制点，输入它们的实际坐标。单击“栅格配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。
注意：在连接表对话框中单击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。选择自动校正。检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式设定为“一次多项式”。
（4）增加所有控制点后，在“栅格配准”菜单下，单击更新显示，更新后，就变成真实的坐标。
3. 校正并重采样栅格生成新的栅格文件
在”栅格配准”菜单下，单击“校正”，对配准的栅格根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的栅格文件。
4. 投影变换（将大地坐标系转换成平面直角坐标）
（1）定义投影（原始数据没有定义坐标系统，先定义坐标系统）
单击arctoolbox工具箱，接着选择Data Management Tools——Projections and Transformations——Define projection 工具，打开Define projection对话框。在输入数据集或要素类的文本框中选择需要定义坐标系统的数据，坐标系统文本框显示unknown，表明原始数据没有定义坐标系统。单击坐标系统文本框旁边的，打开空间参考属性对话框，设置数据的投影参数。单击选择，选择选择Geographic Coordinate Systems——Spheroid_based——Krasovsky1940.prj。定义投影后，选择确定。进行投影变换。
（2）进行投影变换
选择Data Management Tools ——Projections and Transformations——Raster——Project raster工具，打开Project Raster对话框。在输入栅格文本框中选择需进行投影变换的栅格数据，在输出栅格文本框中键入输出的栅格数据的路径与名称，单击输出坐标系统文本框旁边的图标，打开空间参考属性对话框，设置数据的投影参数，单击选择，选择Projected Coordinate Systems——Gauss Kruger——Beijing 1954——Beijing 1954 GK Zone 20N.prj，单击确定，完成操作。
任务二土地利用现状图的分层矢量化
土地利用现状图主要是矢量化线状要素和点状要素，面状要素是由闭合的线状要素自动生成的。我们主要练习下多重属性线状要素的矢量化和闭合的线状要素自动生成面状要素。
1. 新建地理要素
单击arcmap工具条上的ArcCatalog，打开ArcCatalog，在指定目录下，鼠标右击，在新建中，选择Shapefile，分别建立行政界线、地类界线两个线状要素，建立坐标系与投影转换后的栅格图像一致。
