地理信息系统实验报告

学生实验报告院系：地球与环境学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 11月13日安徽理工大学实验报告2014年 11月8日实验一：地形图的配准一、实验目的1、掌握影像配准(Georeferencing)工具进行地形图的地理校准的方法及步骤。

二、实验内容1、地形图配准: 利用 Georeferencing 进行地形图配准。

三、实验步骤1 数据拷贝在计算机F 盘建立以姓名命名的文件夹如‘Taylor gi s”将文件夹拷贝到该文件夹中。

2 地图配准1、加载待校正地形图（1）打开ArcMap，点击AddData 按钮“+”号如图 1.1 所示：图 1.1Add Data（2）在弹出的AddData 对话框中点击按钮，退回到Catalog 根目录状态，退回到Catalog 根目录（3）双击F→之前创建的文件（4）找到自己命名新建文件夹（如Taylor gis），双击展开到新荣县J48G024008 1万文件夹如图1.2 所示：图1.2 Add Data（5）新荣县J48G024008 文件夹，点击J48G024008.jpg 文件（6）点击Add 按钮将待校正影像添加到ArcMap 中，如图1.3 所示：图1.3待校正影像加载结果2、添加“Georeferencing”工具条在工具栏空白处右击，在弹出的工具条中选择Georeferencing，弹出如图1.4所示Georeferencing 工具条。

图 1.4 Georeferencing 工具条3、去除自动校正功能把自动校正勾掉：在Georeferencing 的下拉菜单中将AutoAdjust 的复选框的勾去掉，具体位如图1.5 所示：图1.5 自动校正位置4、添加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―公里网格的交点，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。

（1）在“Georeferencing”工具栏上，点击“添加控制点”按钮，如图1.6所示：图 1.6添加控制点（2）使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如图1.7所示图 1.7添加控制点（3）用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7 个），输入它们的实际坐标。

点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮（4）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“二次多项式”，如图1.8所示：图1.8检查控制点残差注意：通过Save 按钮可以保存控制点，通过Load 按钮可以加载控制点。

5、影像校正选取好控制点后，点击Georeferencing→Transformation→Adjust 对影像进行校正。

如图1.9所示图1.9影像校正6、结果输出点击Georeferencing 的下拉菜单中Recify，在弹出的对话框中，在Resample Type 的下拉菜单中选择Bilinear Interpolation(for continuous data)、Name 修改为J48G0240081.img，再点击Save 即可（具体设置如图1.10）；图 1.10 结果输出设置7、添加投影（1）在ArcMap 加载“J48G0240081.img”地形图，打开ArcToolbox 工具箱，并选择DataManagementTools→ProjectionsandTransformations→Define Projection，如图1.11 所示：图 1.11 投影工具（2）双击Define Projection 工具，在弹出的对话框中Input Dataset orFeature Class 的下拉框中选择就“J48G0240081.img”，然后点击CoordianteSystem 后面的按钮，如图1.12 所示。

图 1.12 Define Projection（3）在弹出的SpatialProperties 对话框中点击Select，如图 1.13 所示：图 1.13 Select（4）在弹出的Browser for Coordinate System 中双击Projected Coordiante Systems. （5）双击后选择Gauss Kruger→xXian 1980→Xian 1980 3 Degree GK Zone 34.prj 并点击Add添加投影信息，如图1.14图1.14 添加投影实验二数据采集与编辑一、实验目的1、掌握 ArcMap 中进行矢量化方法。

二、实验内容1、数据采集与编辑：利用 Editor 编辑器，ArcScan 自动矢量化等方法和工具采集等高线、高程点等要素。

三、实验步骤（1）加载校正后地形图：按照加载待校正地形图相同方法将“校正后”地形图加载到 ArcMap 中，加载后如图 2.1所示：图 2.1加载校正后地形图2、等高线要素编辑（1）添加等高线图层用打开的ArcMap点击Add Data 按钮添加F:\ Taylor gis\ 新荣县J48G024008 1万\Vector\等高线到ArcMap中，如图2.2 所示：图 2.2等高线（2）修改等高线图例通过单击Tableof Content 中图例来调整等高线颜色至舒适状态，如红色。

（3）编辑等高线图层点击如图 2.3所示的按钮打开“Editor”工具条。

通过“Editor”工具条中Editor 下的StartEditing 使等高线处于编辑状态。

图2.3编辑器按钮（4）打开并激活“ArcScan”工具条通过在工具条空白处右击，选择ArcScan 工具条，打在ArcMap 工具条中选择Customize 下的Extensions 如图2.4所示：图 2.4 拓展模块在弹出的Extensions 对话框中将ArcScan 选中激活模块（5）二值化校正后地形图在ArcMap 工具条空白处右击，打开Spatial Analyst 工具条，点击选择Customize ，出现对话框选择Reclassify 如图 2.5 所示，将其拖曳至SpatialAnalyst 工具条中，然后点击工具如图2.6 所示:图 2.5 找到Reclassify选择Reclassify 在弹出的对话框中选择Unique，在Outputraster 中选择存储路径，点击Ok,如图2.7所示图 2.7 唯一值化在TableofContent 中右击reclassify→Properties，在弹出的对话框中将ColorRamp 换成灰度色系，并点击Classify，如图2.8所示图 2.8 Classify在弹出的对话框输入210 作为二值化阈值。

输入二值化阈值通过上述步骤完成地形图二值化。

（6）编辑等高线要素点击ArcScan 中的如图 2.9 所示的自动跟踪工具条。

图2.9自动跟踪工具条将等高线放大到一定比例尺后，通过左键的方式打点进行等高线自动追踪，如图 2.10 所示。

图2.10 自动追踪注意：如果不能跟踪时按键盘“S”键不动，切换到自动打点状态；按“Ctrl+Z”回退；双击鼠标左键，停止画线；点击Editor→SaveEdits 保存编辑结果，点击Editor→StopEditing 停止编辑；3、高程点要素编辑（1）添加高程点图层用打开的ArcMap，点击Add Data 按钮添加F:\ Taylor gis\ 新荣县J48G024008 1万\Vector\高程点到ArcMap 中，如图 2.11 所示图2.11 高程点（2）修改高程点图例通过单击Table of Content 中图例来调整高程点颜色至舒适状态。

如图2.13所示图 2.13 修改高程点颜色（3）编辑等高点图层点击按钮打开“Editor”工具条。

通过“Editor”工具条中Editor 下的Start Editing 高程点处于编辑状态。

（4）编辑高程点要素在选择CreateFeatures 工具条中的按钮，选择绘图工具用放大、缩小、平移等工具放大高程点，用绘图工具点击高程点完成高程点采集如图2.14图2.14高程点要素实验三：基于地形图数据建立DEM一、实验目的1、了解数字高程模型（DEM）的基本概念。

2、掌握基于地形图数据建立DEM 的基本步骤。

3、了解DEM 数字地形分析基本内容与方法。

二、数字高程模型（DEM）的基本概念数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是地形曲面的数字化表达，也就是说，DEM 是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体，因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。

三、实验步骤1、数字高程模型（DEM ）的基本概念数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是地形曲面的数字化表达，也就是说，DEM 是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体，因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。

DEM 的建立首先要对地形曲面进行抽象、总结和提炼，形成高度概括的地形曲面数据模型，然后在此数据模型基础上，将观测数据按照一定的结构组织在一起，形成对数据模型的表述，最后借助计算机实现数据管理和地形重建,在实际应用中，通常采用等高线模型、不规则三角网模型、规则格网模型组织DEM 数据。

由于规则格网DEM 结构简单，运算高效，同时与遥感影像数据具有很好的相合性，规则格网DEM 得到极其广泛应用，使得当前的DEM 已逐步成为规则格网DEM 的专用词。

2、基于地形图数据建立DEM 的基本步骤1、创建过程文件存放目录。

2、在ArcMap 中加载Boundary.shp；elev_Clip.shp；elevpt_Clip.shp；ErHai.shp 数据，如图3.1所示图 3.1加载数据3、打开3DAnalyst 工具，如果3DAnalyst 工具的功能菜单呈现上图灰色，说明该工具没有激活，选择“Customize→Extension”菜单激活该工具4、选择“3DAnalyst 最右边下拉”菜单，点击Cutomize->Commands->3D Analyst->按住CreatTinFrom Feature 将其拖到工具栏中。

其余工具方法类似，如图3.2 所示。

图3.3查找工具5、单击CreatTinFrom Feature，在对话框[CreateTinFrom Features]中定义每个图层的数据使用方式；在[CreateTinFrom Features]对话框中，在需要参与构造TIN 的图层名称前的检查框上打上勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）方式。