Geography Information System Experiment 

一、课程基本信息

（一）知识目的 掌握实验软件的相关功能模块，了解软件的设计原理、生产方式、版本特性及与其他GIS软件的异同。

（二）能力目的 知道软件各个模块所具备的功能，并能够了解各功能的输入输出数据的格式要求，可以解决什么样的问题。

（三）素质目的 给予一个项目，可以通过软件的操作，进行空间数据的采集、处理、分析和建模等素质，可以完成一个地理信息系统项目。

三、基本要求

（一）了解 地球科学的理论基础信息科学的理论和方法。

（二）理解 地理数据的采集、处理和科学管理，地理信息的空间分析以及地理信息系统的建立和运用。

（三）掌握 地理信息系统的原理及相应软件的使用操作，加深理解理论课内容。

四、实习项目设置情况

实验项目一：  MapGIS概述                   4学时

（一）实验目的要求

熟悉MapGIS的基本工作环境、总体结构、特点、主要功能。Mapgis是具有国际先进水平的完整的地理信息系统，它分为“输入”、“图形编辑”、“库管理”、“空间分析”、“输出”以及“实用服务”六大部分。根据地学信息来源多种多样、数据类型多，信息庞大的特点，该系统采用矢量和栅格数据混合的结构，力求矢量数据和栅格数据形成一整体的同时，又考虑栅格数据既可以和矢量数据相对存在，又可以作为矢量数据的属性，以满足不同问题对矢量和栅格数据的不同需要。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

(1)了解MapGIS各子系统基本功能。

(2)系统参数设置

(3)熟悉窗口操作

提交修改后的点、线、面文件名称（*.wt,*.wl,*.wp）。

说明Mapgis的主要模块及应用。

实验项目二  图形输入(操作性实验4学时)

（一）实验目的要求

了解图形输入的目的和意义，认识数字化输入和矢量化输入的联系与区别，做矢量化前的准备工作，练习矢量化输入。

建立地理信息系统的基本步骤之一是数据采集，数据采集也是一个完整的GIS系统应该具备的基本功能。地理数据分为空间数据和属性数据两部分，数据采集因而也分为空间数据的采集和属性数据的采集。空间数据采集方法很多，根据所采集数据的来源可分为地图数字化、遥感数据获取和以GPS为数据源的数据采集等。其中，地图数字化是最基本的数据采集方法，它是指把传统的纸质或其他材料上的地图转换为计算机可识别的图形数据的过程，以便进一步在计算机中进行存储、分析和输出。

扫描矢量化提供了对整个图形进行全方位游览、任意缩放，自动调整矢量化时的窗口位置，以保证矢量化的导向光标始终处在屏幕；矢量化方式有无条件的全自动矢量化和人工导向自动识别屏幕跟踪矢量化，对于图形单一、清晰的图纸可采用前者，对于二值扫描图、灰度扫描图、彩色扫描图，复杂、小比例尺图，采用后者。人工导向自动识别屏幕跟踪矢量化具有退点、加点、导向、抓线头、选择等功能，可有效地选取所需图形信息，剔除无用噪声，克服自动矢量化的盲目性，减少后期图形编辑整理的工作量，并可同时对图形进行分层处理。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

（1）图形输入的准备工作

读图、分层；新建工程文件；编辑系统库；新建工程图例；关联工程图例；打开图例板；创建分类图例。

（2）光栅文件的基本处理，矢量化的基本操作及注意事项

（3）矢量化

（4）文件的保存

（5）提交图例文件（包括编辑系统库）；

（6）提交所有矢量化文件。

实验项目三  图形编辑处理(操作性实验4学时)

（一）实验目的要求

总体上掌握点、线、区编辑的基本操作和拓扑处理的过程，为进一步编辑矢量化后的图做准备。

图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性、增加或删除点、线、区域边界，并适时自动校正拓扑关系。图形编辑子系统是对图形数据库中的图形进行编辑、修改、检索、造区等，从而使输入的图形更准确、更丰富、更漂亮。

拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。拓扑处理子系统可对图形中的位置结构建立拓扑关系，从而使搜区、检查、造区更加快速、方便、简捷，它提供自动生成、检查和校正拓扑关系的工具。经过拓扑处理的数据形成的数据库也称为拓扑数据库，在进行空间分析时，只有建立了拓扑关系的数据才能进行分析，因此，常用到拓扑数据库

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

(1)点编辑

(2)线编辑

(3)区编辑

(4)拓扑处理

（5）提交编辑后的点、线、区文件；

（6）提交拓扑重建后的区文件。

实验项目四  属性库编辑、文件转换和升级(操作性实验4学时)

（一）实验目的要求

了解属性结构，属性数据的基本概念，了解MAPGIS浏览属性，编辑属性等功能；了解MAPGIS的数据接口，MapGIS 5.X版本文件格式的转换。

根据用户的需要，方便地建立—动态属性库，成为一个有力的数据库管理工具。它的主要功能有：①动态建库功能可随时建立一个动态属性库，并可扩充、精简和修改库的字段；②属性定义功能可定义属性结构，修改属性域，并对已有属性进行管理、维护等操作；③记录编辑功能可随时生成、输入、编辑、修改、查询属性域所对应的记录；④多媒体属性库定义功能可定义、编辑、插入、修改多媒体属性数据，并将其与相应的图件联接起来。专业库生成功能可根据不同的应用系统，生成不同的属性数据库。

数据文件交换子系统功能为MAPGIS系统与其它CAD、CAM软件系统间架设了一道桥梁，实现了不同系统间所用数据文件的交换，从而达到数据共享的目的。输入输出交换接口提供将AutoCAD的*.DXF文件，ARC/INFO文件的公开格式、标准格式、E00格式及DLG文件转换成本系统内部矢量文件结构的能力，以及反向转换的能力。同时，数据交换系统还将MAPCAD DOS下的数据文件，通过升级操作，转换为MAPGIS的数据，供MAPGIS使用。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

 (1)进入属性管理子系统

(2)编辑及浏览属性及其结构

(3)输出属性、连接属性

(4)AUTOCAD数据转换为MapGIS数据

(5)MapGIS数据转换为“E00” 数据

(6)文件升级

 (7)提交属性编辑后的区文件。

(8)输出的属性表。

(9)连接属性后的区文件。

(10)提交转换后各文件。

实验项目五  误差校正和投影变换(操作性实验3学时 备选)

（一）实验目的要求

了解误差校正和投影变换的意义及操作过程。

图形经扫描输入或数字化输入后，存在着变形或畸变。出现变形的图形，必须经过数据校正，消除输入图形的变形，才能使之满足实际要求，数据校正处理子系统就是为这一目的服务的。通过该系统即可实现图形的校正，达到实际需求。

在进行图形数据处理中很可能要从一个地图投影坐标系统转换到另一个投影坐标系统，该系统就是为实现这一功能服务的，地图投影变换子系统共提供了20种不同投影间的相互转换及经纬网生成功能。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

 (1)误差校正：生成1：1万标准图框；启动误差校正系统，调出实际图框；采集实际控制点；采集理论控制点；保存校正控制点文件；误差校正。

(2)投影变换：打开要转换的文件；设置转换选项；线、点、区文件投影转换。

 (3)提交误差校正后的文件和标准图框文件。

(4)提交投影变换前后文件。

实验项目六  图形输出(综合性实验3学时)

（一）实验目的要求

了解MapGIS的各种输出方式及操作方法。

GIS的输出产品是指经系统处理分析，可以直接提供给用户使用的各种地图、图表、图象、数据报表或文字报告。MAPGIS的数据输出可通过输出子系统、电子表定义输出系统来实现文本、图形、图象、报表等的输出。

MAPGIS输出子系统可将编排好的图形显示到屏幕上或在指定的设备上输出，主要具有版面定义和拼版、输出处理和输出驱动功能。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

 (1)进入MAPGIS输出子系统，打开工程

(2)编辑工程文件

(3)工程输出编辑

(4)选择输出方式

(5)输出，提交工程输出编辑后文件和输出的光栅文件。

实验七  空间分析(操作性实验4学时)

（一）实验目的要求

了解MapGIS各种空间分析的使用方法。

空间分析是GIS系统的重要功能之一，是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。其中空间坐标用于描述实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体某一方面的性质。

空间分析子系统提供了一系列数据操作功能，如空间迭加、属性分析、数据检索、三维模型分析等功能。借助于这些功能，用户能够从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间迭加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。用户可重复使用各种分析工具，最终得出希望的结果。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

(1)进入MapGIS空间分析子系统，了解该子系统可进行的工作。

(2)数据准备

(3)数据检索

(4)空间叠加分析，提交矢量叠加分析结果文件，并结合实际说明分析结果的实际意义。

实验八  综合实验(综合性实验2学时 备选)

（一）实验目的要求

要求学生熟悉用MapGIS完成一幅图，从矢量化、工程创建、点线区编辑、属性数据编辑及保存和打印输出的全过程。

GIS的应用领域日益扩大，应用程度也不断提高。在使用GIS的过程中，无论是对数据库的日常管理和维护，还是从数据库的建立、数据库更新，到规划决策的应用整个过程，都要经常地进行图形矢量化、属性编辑、数据输出，从事GIS技术人员，既要熟练掌握每一具体环节，又要掌握GIS数据库管理的全过程。

（二）实验材料和仪器设备

MapGIS软件平台、土地利用数据库、计算机、打印机、遥感影像。

（三）实验内容

 (1)矢量化操作

以某地的土地利用现状图为例，进行矢量化操作。

(2)拓扑错误的处理

(3)属性库的编辑

(4)利用属性库的数据，进行简单的空间分析

(5)图件的输出

六、实验报告要求

提交每个实验项目的处理结果

七、课程考核方式及成绩评定

平时成绩：■习题作业/■课堂小测验/■课堂提问/ 课堂讨论/ 课外作业/ 课程论文/ 其他；

结课后考试：操作；

成绩构成：考勤10%/平时20%/考试70%。下载本文