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1、华 北 科 技 学 院 课 程 设 计地理信息系统课程设计一、 课程设计目的课程设计二是在学完GIS原理后，按照教学大纲所进行的一次重要实习。围绕有关GIS的空间数据获取、管理、分析、设计、开发和应用等工作，在教师指导下，按照GIS的原理完成实习内容。目的在于进一步巩固对GIS基本原理的掌握，锻炼对GIS基本技能的运用，培养学生应用GIS解决实际问题的能力。课程设计的基本要求有以下几点：1. 熟练运用GIS软件进行空间数据的采集与编辑处理，结合数据的类型、数量与质量，建立空间数据库。2. 掌握GIS空间查询与空间分析的方法，运用GIS软件针对具体问题设计解决方案与操作步骤，并运用GIS软件输出
2、设计成果。3. 掌握GIS统计分析的方法与专题图制作方法，运用GIS软件设计一幅专题地图，并进行排版输出。4. 掌握地理信息可视化的基本方法，运用GIS软件实现三维景观图的制作。与专题图的制作GIS空间数据的获取和处理的基本方法；5. 任选任务进行GIS设计，写出课程设计报告并提交电子版成果资料。二、 课程设计任务（一）专题图制作1. 总体设计：明确制图目标，搜集专题图制作相关资料与数据，制定专题图技术路线与流程，要求技术路线完整，实施性强；2. 详细设计：1）专题图制作所需数据的收集与整理，要求数据的现势性好，精度高；2）地理地图的制作，要求符合国家基本比例尺地形图的要求，内容完整、符合制图
3、规范；3）专题属性信息的整理与编辑，要求信息丰富，现势性好，数据完整准确；4）专题地图的设计与制作，要求制图设计方案合理，颜色协调、符号分级明确；5）专题图的布局与整饰，要求布局合理，要素完善，配置协调。3. 设计报告编写：内容完整，图表清晰、编号一致，心得体会较深。（二）空间分析的应用1. 分析问题，应用GIS空间分析功能设计解决方案；2. 收集必要的数据，进行数据转换、编辑与重分类；3. 依据空间分析模型进行数据的各项空间分析，包括数据查询与分类、缓冲区分析、叠置分析、统计分析、分级分析等。4. 输出地图、图例及图表等可视化成果；5. 不同分析模型间的成果分析与比较；6. 撰写课程设计报告
4、。三、 技术设计方案（一）.专题图的制作1.设计来源：考虑到现在雾霾对大家的生活影响很大，是人们谈论的热点。因此想做一个关于河北省各个市雾霾污染程度的专题图，来让大家了解所在的廊坊和河北其他地区的对比，更好的了解现在环境问题，提倡保护环境。2.设计思路：首先要找到河北省的比较完整清晰的栅格格式的地图图片，以及河北各个市的经纬坐标，用来配准。然后到河北环保厅里搜索有关的数据，进行数据收集。最后利用supermap进行专题图的制作，包括地图的修饰等。（二）.空间分析的应用1.设计来源：上海的小李要在上海购买一套房子，在选择时遇到了很多限制因素，需要方便快捷地找到最适合自己的位置。寻求的区域应满足以
5、下条件 （按优先级排序）：1）.离主要交通要道（线属性：RoadCenter_L）150m之内，方便出行。2）.离医院(点属性：Hospital_P)500m。3）.距离名胜古迹等旅游景点(点属性：Tour_P) 500m以外，避免人多嘈杂。4）.离公园(面属性：Park_R)500m。5）.喜欢看电影，距离影院(点属性：Cinema_P) 500m以内。6）.在找到的区域任意选一点求到附近1000m内的景点(点属性：Tour_P)的最佳旅行商分析。2.设计思路：首先找到上海市的地图数据，然后利用supermap的空间分析功能进行选址分析。需要对数据进行缓冲区分析、叠置分析、距离查询和网络分析
6、中的旅行商分析。最后便得到预期的结果。四、 设计过程和成果（一）.专题图的制作1.收集有关信息包括河北省比较清晰的地图图片，河北省各个市的经纬坐标已经河北省各个市的一月份以来雾霾天气指数。2.导入、转换数据1).在supermap中建立工作空间和数据源。选择导入数据集，将栅格图片和excel表格数据转换并导入到数据源中。2).选择文件-通过更改文件类型的选择来选择图片格式文件和excel格式文件。3).导入数据集完成后，右击数据源名称，选择属性，弹出属性对话框，选择投影信息标签。点击“重新设定投影”，选择经度纬系，并选择China-2000坐标系。设定坐标系。3.地图配准1).依次从菜单选择
7、数据处理-配准-新建配准窗口（在弹出的对话框中数据源都选择自己的数据源名称，配准图层选择要配准的图层，参考图层选择空白，输入一个配准后的图片名称，然后点击确定即可进入配置窗口。）2).在配准工具栏里面选择“线性配准（至少4个控制点）”然后在图上合理地选择四个基准点。3).双击绘图区下面的选择数据，弹出控制点修改，在下面的空格里输入正确的经纬度坐标，坐标应该转换为以度为单位。4).输完四个坐标信息后，点击配准工具栏里的误差，计算出配准误差，若不大于1.5，则满足精度要求，点击配准按钮，便生成配准后的图型，如图1-1。图1- 14.地图矢量化1).右击数据源，选择新建数据集，新建一个线数据集（边界
8、）。2).打开配准后的图形，并利用拖动把新建的线数据集拖入，并选择编辑图层为线数据集图层，便可以编辑。3).选择菜单栏里“对象-绘制对象-自由曲线”，利用此工具按照图上的行政区划轮廓绘制线矢量化。线必须要连接起来。矢量化过程中注意边界位置以及碎屑多边形。矢量化后结果如图1-2。图1- 24）绘制完线数据集后，选择“数据处理-线数据集拓扑构面”，设置相关的参数后单击确定，便可输出面数据集，另存为一个新的面状数据集，如图1-3。图1- 3由此，便完成了地理底图的编制。5. 制作标签专题图1).选择菜单里“数据集-数据集追加列”，正确的选择对应的参数（目标数据选择面状数据集，数据源来自导入的exce
9、l表），在右侧选择要追加的数据。便将导入的excel文件的数据追加到面状数据集里面。2).菜单栏里选择“地图-专题图”-在对话框里面选择新建专题图，选择标签地图，字段表达式选择导入的省名的表达式。单击确定，便出现各个市名在面状图上。3).在图例上右击选择“关联浏览属性数据，出现两个窗口。将各个省与其对应的SmID一一对应修改，如图1-4。图1- 4由此便完成了标签专题图的制作，图1-5。图1- 56.制作统计专题图选择“地图-专题图”在对话框里面选择新建专题图，选择“单值专题图”地图，字段表达式选择对应的数据表达式选择合理的配色方案。单击确定，便出现不同颜色的深度在面状图上体现不同的数值大小。
10、便制作出统计专题图。如图1-6。图1- 63）保存地图。7. 专题图修饰1）新建布局。在布局菜单新建一个布局，出现布局编辑界面。界面右击，选择设定布局，对布局大小等参数设置。2）添加布局元素。在菜单选择布局-元素-地图，插入完成的专题图。合理的调整地图的大小及位置，使其与布局相协调。再按照相同的方法依次插入比例尺、图例、北方向、标题等内容。处理好各个地图要素的位置，方式后，保存布局就完成了整个制图过程。8.输出图片。选择“布局-输出为图片”便可将制作好的地图以图片格式输出。图1-7。（二）.空间分析的应用1. 打开分析区域的工作空间打开要分析的工作空间（包括上海的静安区、黄浦区、卢湾区和南市区
11、）。如图2-1。图2- 12. 缓冲区分析选择菜单中的分析功能，选择缓冲区分析。如图2-2图2- 2依次进行1）.交通要道（线属性：RoadCenter_L）150m缓冲区分析，并生成新的图层。2）.医院(点属性：Hospital_P)500m缓冲区分析，并生成新的图层。3）.名胜古迹等旅游景点(点属性：Tour_P) 500m缓冲区分析，并生成新的图层。4）.公园(面属性：Park_R)500m缓冲区分析，并生成新的图层。5）.影院(点属性：Cinema_P) 500m缓冲区分析，并生成新的图层。图2- 33.叠置分析选择菜单中分析叠置分析，设置相应参数，如对1、2分析位求交；而对3分析是擦
12、除，如图2-4。图2- 4按重要性及关系依次叠置分析，即条件1、2、3、4、5依次叠置分析。图2- 5 该图为1、2求交最后得到叠置分析后的区域，便是预期的区域。结果为图2-6。图2- 6因此，小李在购买房子的时候应该首先考虑这些区域的楼盘，都是符合他的要求的。4.空间分析数据准备1).新建一个点数据集，作为选定起点的图层。如图2-7。图2- 7将新建的点图层拖进结果的图层，选择编辑图层为点图层，在3得到的区域中选择一点，作为起点分析。2).打开Tour的图层，将新建点图层拖进来，选中起始点。选择菜单中查询距离查询，设置相应参数，得到在起始点附近1000m的景点位置。保存为新的数据集。如图2-
13、8。图2- 83).构建网络数据集。选择菜单中数据处理线数据集拓扑处理，如图2-9。图2- 9然后线数据集构建网络数据集。图2-10、11。图2- 10图2- 11这样便得到了可以进行网络分析的网络数据集。5.旅行商分析1).将起始点图层和筛选出的景点图层拖进新建的网络数据集中。图2- 122).选择菜单中分析网络分析旅行商分析，选择第一点为起始点，选中全部景点点，点击开始分析，软件便会给出一个最佳的旅行路线。见图2-13、14、15。图2- 13图2- 14图2- 15五、 心得体会本次课程设计是在我们学习完GIS地理信息系统后进行的，大家对supermap软件的操作都比较熟悉，又从另一方面
14、巩固了对软件的使用技巧。课程设计是对软件操作的综合考量，对理解课本概念有极大的帮助。通过在上机实验中的作业联系，对软件功能基本了解。较之以往的上机实验，感觉地理信息系统实验挺有意思，培养了兴趣，学生在任课老师的指导下，逐渐掌握超图的使用方法。在完成课程设计过程中参考了别的学校的设计成果，通过查阅了网络资料以及电子图书，并向任课老师请教，得到了很多不曾知道的知识，很感激有这次课程设计让我学习了这么多。通过本次课程设计我基本掌握了supermap软件的应用，提高了GIS软件应用技能。本次课程设计我做了两个问题的分析，一个是专题图，一个是地理信息系统的空间分析。涉及空间数据的采集、建库、管理、分析和应用等诸多方面，通过实习我熟练掌握了收集资料并进行分析的步骤和基本方法。也对专业知识有了进一步的了解和掌握。在这个过程中不免遇到各种各样的问题，但是这正是我们学习的地方，如果都会了，那么这次课设也就没多大意义了。遇到的问题通过请教同学，上网查询，图书馆查阅图书等逐渐将这些问题解决。其实我感觉这个过程才是最重要的，这就是老师安排课程设计的真正目的。因此我特别珍惜这些机会，努力去学习以前不会的东西，争取学的更多，做的更好。这次遇到的问题有很多，像对两个对象如何实现同一个id，如何关联属性表，如何构建网络数据集等，使我受益匪浅。 17
