GIS综合实习.doc

201·级地理信息系统专业
201·年GIS应用综合实习

实习报告

学 院：
专 业：
教 师：
姓 名：
组 别：
学 号：
时 间：

目录
一、实习目的 2
二、实习时间、地点 2
三、指导老师 2
四、实习过程 2
1．数据矢量化 2
2．数据拼接 3
3．生成DEM 4
4．掩膜提取 5
5．生成坡度图及坡向图 5
6．地形分析 6
7．水文分析 14
8．专题图的编制与制图输出 18
五、实习总结 23

一、实习目的
1. 熟练运用GIS软件矢量化地形图，掌握扫描矢量化的基本原理、方法和步骤。
2. 熟练掌握GIS空间数据输入与输出及图形编辑等功能。
3. 了解GIS空间数据的获取和处理的方法。
4. 了解GIS相关产业的业务流程，以及发展状况、方向和趋势。
5. 了解GIS在具体领域的应用实例，工作的流程和工作原理以及分析需求的方法。
二、实习时间、地点
实习时间：···
实习地点：资源环境学院教学实验中心遥感与地理信息系统实验室。
三、指导老师
········
四、实习过程
1．数据矢量化
以陕西省合阳县为对象，每个组分配不同的区域，对分配到的地形图进行配准和校正，进行屏幕矢量化。
我们组分配到的是合阳县百良镇的数据，主要是对地形图中的等高线，陡坎，河流进行矢量化。矢量化之前首先设置坐标系，进行配准，然后组内进行分工，划分区域，共同进行矢量化工作，各个组员矢量化完成后把数据拼接在一起，下图是我们组矢量化的结果：

2．数据拼接
把各组数据综合起来，对分幅地形图数据进行拼接，得到整个合阳县的矢量数据：

3．生成DEM
利用矢量化得到的等高线及高程点生成DEM。
首先创建TIN

然后把得到的TIN转为栅格栅格，即得到DEM：
注意在此处要设置合适的采样距离，我使用的采样距离是25m

4．掩膜提取
根据“合阳县土地利用现状图”的边界对上步得到的DEM进行按掩膜提取，以去除边界外的数据。

5．生成坡度图及坡向图
根据上步得到的DEM数据，生成坡度图和坡向图。

6．地形分析
进行GIS空间分析（包括几何分析、地形分析、流域分析、叠置分析等）
1).地面粗糙度提取：
用栅格计算器进行计算得到，公式如下：

2).地形起伏度提取：
做法：空间分析工具à领域分析，设置11×11的矩形格，将统计类型分别设为最大值和最小值各输出一次，再用栅格计算器用最大值减去最小值。

3).正负地形提取：
方法：在领域分析中以11×11的宽口计算平均值，结果记为块统计mean。在栅格计算器里，对原始DEM数据与块统计mean数据做减法运算，并将运算结果按大于0和小于0分为两级：

对得到的二值化结果进行两次重分类，一次将正地形区域属性值赋值为1，负地形区域赋值为0，命名为正地形，另一次将正地形区域属性值赋值为0，负地形区域赋值为1，命名为负地形：

5).山脊线山谷线提取：
先用DEM数据提取坡向，再利用坡向数据，提取坡度数据，得到的新坡度命名为坡度1。

然后记原始DEM数据层的最大高程值为H使用栅格计算器，公式为（H-DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据。

接下来使用基于反地形DEM数据求算坡向值，命名为坡向1，再利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为坡度2。

再使用栅格计算器计算，公式为SOA=(（[坡度1]+[坡度2]）-Abs([坡度1]-[坡度2]))/2，即可求出没有误差的DEM的坡向变率SOA。

然后再使用原始DEM数据，使用焦点统计工具，设置统计类型为平均值，邻域的类型为矩形，邻域的大小为11 X 11，即可得到一个邻域为11 X 11的矩形的平均值数据层，记为焦点统计mean。使用栅格计算器计算，公式为正负地形分布区域=[DEM]-[ 焦点统计mean]，即可求出正负地形分布区域。
使用栅格计算器计算，公式为山脊线=[正负地形分布区域]>0 and SOA>55，即可求出山脊线。同理，使用栅格计算器计算，公式为山谷线=[正负地形分布区域]<0 and SOA>55，即可求出山谷线。

下图及山谷线和山脊线图：

6）地貌图制作：
可以用DEM和遥感图像叠合显示制作地貌图：

7．水文分析
1） 填洼：

2）流向：
用得到的填洼数据制作流向图

3）流量：
在流向的基础上做流量分析。高流量的输出像元是集中流动区域，可用于标识河道。流量为零的输出像元是局部地形高点，可用于识别山脊。

4）河网：
在流量的基础上，应用栅格计算器得到合阳县的河网。公式为Con(“流量”>2000,1)，2000这个值是多次试验的较好结果。

然后再用河网栅格矢量化工具矢量化此河网，之后再用“高级编辑”里的“平滑”工具平滑得到哦的矢量图平滑时有个“最大允许偏移”需要设置：

5）河网分级：
用Strahler 河流分级方法。将生成的河流分级栅格数据继续用栅格河网矢量化工具将其转换成矢量数据，再将其以唯一值GRID-CODE显示分类级别：

6）河流链接：
“链接”是指连接两个相邻交汇点、连接一个交汇点和出水口或连接一个交汇点和分水岭的河道的河段。

7）盆域分析：
在流向的基础上做盆域分析，流域盆地是由分水岭分割而成的汇水区域，他通过水流方向数据的分析确定出所有相互连接并处于同一流域盆地的栅格。

8）分水岭：
确定栅格中一组像元之上的汇流区域。

8．专题图的编制与制图输出
DEM图

坡度图

坡向图

地形起伏度图

山脊山谷图

地貌图

河网图

河网等级图

盆域分析图

分水岭图

五、实习总结
本次实习主要是通过GIS相关软件来处理GIS问题，以陕西省合阳县为对象，对已有地形图进行配准和校正，进行屏幕矢量化，再对数据进行拼接，生成DEM，进行地形分析，水文分析等，还有对合阳县遥感数据进行解译，提取土地利用信息，以及对数据进行叠加分析处理等。
本次是第一次对之前所学的GIS知识进行综合的实习，也是我目前进行的最复杂，周期最长的一个GIS实践。实习开始的时候，由于GIS组合遥感组分开，我被分在GIS组，所以主要工作就是数据的矢量化。本次老师给的地形图数据中，主要是矢量化等高线，河流，陡坎等，其中等高线占矢量化工作的绝大部分。之前还没有矢量化如此多的登高线，做起来感觉确实挺累，不过经过小组分工合作，每个人都认真的画了一个周，总算完工了。之后就是把各个组各个组员的矢量化数据拼接起来，合并为统一的数据，这其中要注意坐标系一致，图层分类统一等问题。再之后的分析工作每个人都要做，工作量也挺大的，运用以前学过的知识，不懂的查阅资料，请教老师，终于也慢慢做完了。实习做完，我感觉收获很多。
通过本次实习，我对运用GIS软件矢量化地形图，扫描矢量化的基本原理、方法和步骤等更加熟练了；而且掌握了GIS空间数据输入与输出及图形编辑等功能；了解了GIS空间数据的获取和处理的方法；了解了GIS相关产业的业务流程，以及发展状况、方向和趋势；了解了GIS在具体领域的应用实例，工作的流程和工作原理以及分析需求的方法。通过本次实习，也锻炼了我们解决问题的能力和团队合作的团结精神，通过三个周的磨练，相信我以后能更好的解决GIS相关问题。