地图学实验指导书

地图学实验指导书林孝松编重庆交通大学水利水运实验教学示范中心2006年2月目录前言.........................................................................................................................................................1实习一ARCVIEWGIS和MAPGIS简介........................................................................................................2实习二GIS数据的输入、编辑、显示与查询..........................................................................................3实习三绘制中国人口密度图...................................................................................................................11实习四绘制中国人口性别比图和中国城市人口比重图.......................................................................13实习五数字地形模型与地形分析...........................................................................................................14实习六地图输出.......................................................................................................................................17实习七方村乡土地利用现状图设计与制作.............................................................................................19实习八平若县粮食作物结构图的设计与制作.........................................................................................211前言《地图学》是一门理论与实践紧密结合的专业课程。地图学是以地图信息传递为中心的，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。本课程实践性强，教学中除注意突出重点，讲清基本原理外，应把重点放在提高学生操作、应用地图软件的能力上，加强上机练习，理论联系实际，学以致用。因此，在本课程的学习中，要求学生在上机实践中掌握地图制作、地图分析的基础软件的各项功能的应用方法及基本操作，同时在上机中设置的课程设计要求学生初步掌握地图设计制作的方法、步骤和地图产品输出等。该实践环节要求学生在课程上机的基础上深化学习地图数字化的方法，同时要求学生能独立完成简单地图的设计与制作。目前上机实习的场所主要在河海学院仿真实验室，使用的GIS软件主要有MAPGIS和ArcViewGIS等，实习资料除了有本指导书外，还有实习所需要的全部数据和PPT详细操作指导课件，在上机时由指导教师采用光盘的形式提供给学生，不过注意要将数据文件夹及其中数据的只读属性去掉。林孝松2实习一ArcViewGIS和MAPGIS简介一、实习目的(1)了解ArcViewGIS和MAPGIS软件的安装、操作界面和基本功能；(2)了解ArcViewGIS的简单查询功能；(3)掌握MAPGIS地图扫描矢量化的基本原理与方法，完成栅格地图的矢量化。二、实习准备1.软件准备：ArcViewGIS和MAPGIS；2.数据准备：该实习用到的数据全部保存在提供的GIS子文件夹DATA的01中。三、实习内容1.ArcView的安装ArcView的安装过程比较简单，要求大家能独立安装，基本软件一般情况下可以按照缺省情况进行安装；另外在以后的应用与学习中会用到相关扩展模块，因此必须安装才能使用。扩展模块也可以完全按照缺省进行安装，但其必须在安装基本软件之后才行。第一次安装完成后启动需要填写软件使用单位、个人名称和序列号（511111111111）等信息。2.ArcView的操作界面ArcViewGIS的操作界面主要包含六个基本文档界面，即工程、视图、数据表、统计图表、地图布局和脚本程序等窗口或界面。其中工程窗口是对所有文档进行组织和管理的场所。视图文档及其界面是用户显示、查询、分析研究各类专题文件的场所。表格主要用于对表格类数据进行管理、分析、查询和处理。每一个窗口界面都有不同的菜单、按钮和工具等。其中视图界面是我们用得比较多的界面，其主要由菜单条、按钮条、工具条、目录窗口、地图窗口和状态栏等组成。结合上机PPT课件对视图界面的各个组成部分进行了解，为后续操作打下基础。3.简单查询简单查询主要包括以下三个方面：（1）单个要素、记录查询；（2）点击记录查询和（3）选择要素查询记录。结合教学课件进行操作。4.ArcView的退出与进入退出ArcView按windows操作系统常规，在不同窗口的菜单File中依次关闭View，关闭Table，关闭Project。退出ArcView选File/exit，返回到windows操作系统，在关闭Project时，系统会提示是否保存对工程所作的改动，请选择NO。ArcView的再次启动。按windows常规有三种启动途径：(1)从windows的“开始/程序/…”菜单中启动；(2)直接进入项目文件。根据项目文件的存储路径，双击项目文件名即可进入。注：项目文件的后缀名为apr；(3)在windows的桌面窗口中设置ArcView的图标或项目文件的图标，在桌面上直接启动ArcView或项目文件。3实习二GIS数据的输入、编辑、显示与查询一、实习目的GIS数据的输入、编辑、显示和查询是地理信息系统最基础的工作和相应重要功能，也是制作数字地图和处理显示地图的基础工作，在此实习中，要求学生：(1)掌握MAPGIS和ArcViewGIS软件的数据处理方法和基本步骤；(2)掌握ArcViewGIS软件数据显示与查询的方法与步骤。二、实习准备1.软件准备：MAPGIS和ArcViewGIS；2.数据准备：该实习用到的数据全部保存在提供的GIS子文件夹DATA的02中。三、实习内容(一)空间数据的输入与编辑1.矢量数据的输入(1)用ArcViewGIS做屏幕数字化所需数据：landuse.shp，用来作数据化的背景地图。屏幕数字化在技术上与手扶跟踪数字化相似，所不同的是：①在数字化时用鼠标替代数字化仪的游标；②计算机屏幕的分辨率低于数字化仪；③屏幕数字化时，需要有一个背景图。具体操作见PPT课件。在屏幕数字化过程中，为了确保要数字化的要素会相交并完全对准，需要使用交互捕捉选项。同时有3个数字化选项：左击鼠标数字化点（顶点）；右击鼠标打开弹出菜单，它包括如顶点捕捉、交互点捕捉等选项；双击鼠标则为完成数字化。注意：屏幕数字化由于分辨率较低，因此其精度较差不适合于大批量的数据生产。如果进行大批量的数据生产我们采用前面介绍的用MAPGIS来进行数字化。(2)在ArcViewGIS中增加事件专题所需数据：events.txt，一个含有GPS的x，y坐标读数的文本文件。启动系统并进入工程界面，将events.txt以表格数据的形式添加进来。然后在视图界面利用AddEventTheme功能将文本文件数据转换为点文件数据。(3)在ArcViewGIS中读取CAD文件启动系统，加载CAD读取扩展模块。选用菜单View/AddTheme…,添加Landuse.dwg，注意：一个cad文件包含四个部分，分别为点、线、面和文字注记，点击文件名前面的文件夹符号可以浏览cad文件的四个组成部分。激活Landuse.dwg专题,选择菜单Theme/ConvertoShapefile…,并将生成的ShapefileName命名为“Landshp”，以便我们进行编辑修改。激活专题Landshp,打开该专题的属性表,查看属性表。(4)用MAPGIS进行扫描矢量化输入与编辑①MAPGIS软件的安装MAPGIS软件的安装主要包括两个部分，首先需要安装软件加密狗或虚拟狗，具体安装根据操作系统不同而有所差别，安装的图解示意见PPT课件。第二部分是安装MAPGIS系统软件，一般情况下安装缺省方式安装即可。②矢量化等高线启动MAPGIS，通过输入编辑子系统进入矢量化界面。然后打开光栅文件（扫描图件），打开的4文件如果不是白线灰底的话就需要进行光栅文件求反操作。接下来可以利用MAPGIS交互矢量的各项功能完成等高线的矢量化。在矢量化过程中用到的各项功能简介如下：1)当一条线结束时，按鼠标右键完成；当跟踪的线不要时可以按ESC键取消。2)F5键(放大屏幕)：以当前光标为中心放大屏幕内容。3)F6键(移动屏幕)：以当前光标为中心移动屏幕。4)F7键(缩小屏幕)：以当前光标为中心缩小屏幕内容。5)F8键(加点)：用来控制在矢量跟踪过程中需要加点的操作。按一次F8键，就在当前光标处加一点。6)F9键（退点）：用来控制在矢量跟踪过程中需要退点的操作，每按一次F9键，就退一点。有时在手动跟踪过程中，由于注释等的影响，使跟踪发生错误，这时通过按F9键，进行退点操作，消去跟踪错误的点，再通过手动加点跟踪，即可解决。7)F11键（改向）：用来控制在矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作。按一次F11键，就转到矢量线的另一端进行跟踪。8)F12键（抓线头）：在矢量化一条线开始或结束时，可用F12功能键来捕捉需相连接的线头。当所跟踪的线为闭合时，你在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键，则所画线自动封闭。③等高线高程自动赋值将矢量化好了的等高线进行自动赋值比一条一条的赋值要快捷的多。在等进行高线自动赋值之前应该建立等高线的属性结构字段以存放高程数据。注意在输入好后按回车键到下一行完成属性字段的建立。然后利用高程自动赋值菜单项功能，通过鼠标拉出的伸缩线结合设定的参数将与该线相交的所有等高线赋以高程值。④多边形矢量化制图打开光栅文件F1,光栅文件求反后，按照矢量化线一样进行跟踪矢量化，当所跟踪的线为闭合时，在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键，则所画线自动封闭，后续工作要减少很多。在画相交线时尽量延长点，以便后续由计算机自动工作，但注意主要不要延长太长。具体图示见PPT课件。所有的线矢量化完成后，执行自动剪断线功能，将所有相交的线自动剪断。自动剪断线后，我们通过执行删除微短线功能，将没有用的微短线删除。不过删除微短线的大小值要一定要注意，最小线长的值大了，就有可能将有用的线删除了，如果最小线长的值小了，那么就不能将无用的微短线完全删除。一般情况下可以看一看无用的微短线长度值再来填数值。如果确认所有线都为无用的微短线，那么可以点中框中任意一条记录，点鼠标右键，然后点删除所用微短线。将微短线删除后，进行线拓扑错误检查。当完成线拓扑错误检查后，执行线转弧段功能，生成新的弧段文件。关闭线文件，打开弧段文件。由于系统缺省为弧段不可见，因此刚打开弧段文件时是看不到的。需要通过设置－参数设置来进行设置弧段可见。完成后点按更新窗口按钮，显示弧段。为了正确建立多边形以及多边形的拓扑关系，还需要进行区拓扑错误检查。如有错误，可以通过区编辑菜单下的功能项修正。完成区拓扑错误检查后，可进行拓扑重建，完成后记得保存。最终我们得到后缀名为wp的多边形文件。⑤MAPGIS数据输出为了将数据转换为其他软件数据格式，我们