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1、地图制图综合实习报告一、实习的目的 地图学学科体系是地理信息系统的主要分支，地图是地理信息的主要资料和数据来源，对于地理信息系统专业的学生来说，地图制图是必须掌握的基本技能，是相关行业的基础和关键。地图制图综合实习的主要目的是锻炼学生收集资料，利用地图制图的手段，完成专题地图、普通地图的制作，以便应用于实践。二、实习材料 ArcGIS软件、遥感数字图像处理软件和相关基础数据：12000年6月LandSat 7多光谱数据（空间分辨率：30m）2.2016年6月高分1号卫星全色（空间分辨率：2m）和多光谱数据（空间分辨率：8m）3.永寿县土地利用类型图（ArcGIS .shp格式矢量文件）4.永寿
2、县土壤类型图和地貌类型图（ArcGIS .shp格式矢量文件）5.永寿县1:5万数字等高线图（ArcGIS .shp格式矢量文件）6.土壤肥力普查样点数据（ArcGIS .shp格式矢量文件）7.永寿县行政区划图（Tiff格式图片文件）。三、实习内容 3.1遥感制图（一）实习目的: 1.得到永寿县的两期土地用类型图（分类不限，最好相同且为二级类）2.根据两期影像分类后的图中的居民地得到永寿县城的城市扩展图（二）实习内容:1.通过老师所给的矢量文件得到永寿县界图的shp文件。2.空间校正2000和2016年的图（通过将图片导入arcgis中按照老师所给的2005 年的土地利用类型shp进行地理配
3、准并且保存好配准文件）。3.利用erdas和envi对2000,2016年的遥感影像图分类，然后分别用县界裁剪这两幅图得到两年的土地利用类型图。4.将土地利用图导入到arcgis中出图得到土地利用图和城市扩展图。5.将分类后的土地利用图进行变化检测并得到统计结果。6.根据变化检测统计结果结合地形因子进行分析。（三）实习步骤：1、对遥感影像进行预处理（1）图像融合，将2000年图像7个波段进行合成一个tiff影像并用县界做1500M缓冲区进行裁剪。2000年影像 2000年影像校正（2）对2000裁剪后影像进行预处理（辐射定标和大气校正）由于这幅图没有云彩覆盖并且没有水汽模型所以没有做大气校正。
4、（3）将2016年的数据进行预处理（由于老师给我们的图做的处理效果不是很好我们小组决定重新做预处理）首先将源数据用县界做1500M缓冲区进行裁剪（此处老师给的源数据已做好缓冲区并且已经裁剪好）利用手动新建的shp沿着图像的边缘裁剪去掉边缘锯齿防止拼接时出现拼接线（要注意裁剪的部分不能太多）（4）将裁剪后的图像进行辐射定标和大气校正（在大气校正这个过程中尤其复杂需要高分一号的波普曲线和传感器的感应系数才能够完成，需要到中国卫星官网上进行下载，且需要当时的水汽模型若果没有的话一般选择默认）（5）对裁剪完之后并做完预处理之后的图进行拼接（在拼接的过程中要消除色差且注意拼接线的出现）（6）由于图像的云
5、彩较多所以需要进行去云处理（由于利用较多手段和方法云层的消除均不能达到理想效果故分类十分不精确从而采用新的landsat8 2016 年6月的影像进行之后步骤的处理且该影像之前处理同2000年影像）（7）将两幅影像在分别与2005年土地利用图进行地理配准并赋予北京54坐标系2、将两幅配准好的影像分别进行监督分类（1）选取感兴趣区域（2）执行最大似然分类法得到分类结果3、将分类结果进行分类后处理（包括合并最小斑块，聚类分析等）4、将结果转成shp格式在arcgis中出图5、变化监测（1）利用分类处理之后后的结果进行变化检测得到转移矩阵并将其转成excel格式制作图表（详见结果展示图）（2）利用两
6、幅图像的波谱特征直接进行变化检测进行总体判断（变化的越多颜色越深反射增加为红色，减少为蓝色）6、基于转移矩阵的变化检测分析根据转移矩阵进行绘制的统计图表（1） 变化分析表永寿县2000年-2016年土地利用变化分析（平方米） 土地利用类型 2000年 2016年 2000-2016年 增长率（%） 有林地 146238999.1 169595540.8 23356541.73 15.971 灌木和草地 256245968.2 266860941.7 10614973.46 4.142 河流 1329055.8 538494.22 -790561.58 -59.483 湖泊和水库 314102.
7、08 325066.63 10964.55 3.491 居民地和道路 155303280.4 165147662.8 9844382.42 6.339 园地 46806370.09 103135386.7 56329016.64 120.345 其他用地 51763343.05 3057291.54 -48706051.51 -94.094 耕地 244544449 193917255.6 -50627193.37 -20.703 （2）2000年-2016年永寿县土地利用类型统计图（3）由于水库和河流面积比较小，所以单独拿出来制表：（4）2000年和2016年各土地利用类型占比图（5）200
8、0-2016年永寿县土地利用变化趋势图（6）统计两年的植被覆盖面积进行分析2000 年 2016 年 2000-2016 年 植被覆盖面积 693835786.4 733509124.9 39673338.46 （7）依据转换矩阵的变化分析因两期的影像获取时间在同一时期，所以对地物分类做的变化监测还是比较准确的。其中，耕地，果园的变化是最为显著的。耕地的面积变化最为显著是减少最多的，通过转移矩阵可以看出耕地的面积大多数都转移到有林地，居民地，园地这三种土地利用类型，分析原因是（1）退耕还林还草政策导致大量耕地停止耕种天然恢复为灌草和林地；（2）永寿县人们外出打工或农村人口向城镇转化，种地的人口
9、减少，而且城镇的扩展导致征用农民的耕地，使得耕地转化为居民地；（3）耕地的经济效益不如果园的经济效益好，再加上永寿县的土壤适宜种植水果，所以使得果园的面积大量增加，耕地面积迅速减少。值得注意的是2000年-2016年，耕地面积减小、林地和灌木和草地面积增加，与我国1998年提出的“退耕还林”政策息息相关。原来的一些耕地不种小麦而改种果树，对于沟壑区更多的是天然恢复植被，所以灌草的面积大大增加，这些都在统计结果中体现了出来。果园面积增长最为迅速，也许是果树种植在永寿县比较适宜，而且经济效益很显著，所以从2000年到2016年间很多土地都转化为果园的种植。根据分析情况来看，河流等水域面积是不断减小
10、的。分析原因，可能有以下几点：气候逐年变热，降雨量逐年减少，河流水势较小。对于居民地的统计结果来说，两年年是呈逐渐扩展的趋势的。这主要是因为社会、经济的快速发展，城市化的脚步逐步加快，很多农村都逐步向城市靠拢，钢筋水泥建筑越来越多，而且之所以没有分道路就是道路的训练区和居民地的训练区特别相似，分类后发现有些道路的斑块比居民地的都大。根据转移矩阵可以看出居民地的扩大更多的是由耕地园地和灌草地转变的，我个人认为是由于城区的扩建需要征地，所以导致很多农林用地转化为居民地。我们是直接对两个年份的影像进行目视解译，可看出永寿县中南部地区是柴源沟壑区，塬面地势相对平坦，所以主要是农村居民地和耕地均匀散落的
11、分布着。随着退耕还林还草政策的执行，原来在沟坡上种植的大面积耕地都停止种植，天然恢复到自然灌草。所以该区域的灌草面积显著提高，永寿县西北部中低山区，植被覆盖很好，而且是林区比较多，这一点可以通过植被指数的成图进行观察。7、根据变化检测统计结果结合地形因子进行分析地形因素与土地利用行为有着密切的联系，不同地形、地貌特征下的土地利用格局不仅反映了人类的干扰程度与土地利用变化结果，同时也是社会经济条件与自然条件相互作用的直接响应表现。 地处黄土高原沟壑区与山地区的陕西省永寿县，区域内地形条件复杂，土地利用类型多样，受“退耕还林（草）”和建设“21世 纪能源基地”等国家政策的影响，土地利用变化剧烈。通
12、过分析土地利用变化可以反映区域内不同地形地貌区域土地利用变化对政策的响应过程，对于区域土地合理 利用与开发提供理论依据。本次分析主要采用高程DEM图，坡度图，坡向图与土地利用类型图进行结合分析。 得到以下结论： （1）永寿县的土地类型分布结合地貌类型图分析，在北部中低山区主要是有林地的分布，在东北梁塬沟壑区主要是灌草，园地，和居民地的分布。由于退耕还林还草政策导致在沟壑区域，灌草的面积增加。在中部残塬沟壑区主要是灌草，耕地，果园和居民地的分布。在南部破碎塬区，由于存在一个较大的沟谷所以以灌草和耕地为主，在边缘地带分布一些稀疏林地。在2016年，果园和灌木草地是永寿县的优势地类。 （2）永寿县的
13、土地类型分布结合高程DEM图分析，北部中低山区的有林地主要是在海拔较高的地区，1200米以上。高程分布范围在900米以下的地区，坡度以沟壑坡地为主，所以以灌草分布为主。 又因为近几年的对退耕还林还草政策的响应，使得天然灌草地的面积大量增加；海拔高程900-1000米的地区主要是平坦的塬面所以以耕地，果园，居民地分布为主；海拔在1000-1200米的地区有大量的梯田，又由于坡度比较大所以有大量的灌草地覆盖。耕地和建设用地在低海拔、坡度平缓区域分布集中，对区域具有选择性。（3） 永寿县的土地类型分布结合坡度重分类图分析，由坡度分级图可以很明显的看出来，居民地等建设用地主要分布在坡度较为平缓的小于5
14、度的塬面上，所以对于城区扩建也主要是在这些地段。由于东北梁塬沟壑区和中部残塬沟壑区沟坡度比较大都在15-50度以上。为了退耕还林还草，坡度较大的地区都自然恢复到灌草，而果园具有较大的经济效益，所以在一些沟坡上也种有一些果树。而在北部中低山区，坡度虽然很大但是是主要的林区分布的地方林区的面积也有所增加。（4）永寿县的土地类型分布结合坡向重分类图分析，根据查阅资料了解到，坡向是一种圆周变化，不宜直接使用算术平均法直接计算平均坡向，根据永寿县各种土地利用类型的sin(坡向)和cos（坡向）平均值，可以直观的进行各种土地利用类型的坡向比较。在北部山区有林地和灌木林地为西，西北坡向居多，在残塬和沟壑残塬
15、地带灌草主要分布在西北，西南坡向。居民地主要在塬面上的西南坡向，2016年灌木林地，有林地，农田和居民地的总体坡向并没有发生改变，主要是灌草林地有西北坡转向西坡，果园大致增长在东，东南坡。由于监督分类的误差和不准确性导致和坡向的结合分析可能不准确。 8、永寿县县城城区扩展图（1）操作步骤如下：打开ArcGIS，加载需要的数据，找到永寿县城区的大致位置在监军镇，新建shapefile文件，选择面状要素，然后按照居民地的形状勾绘面状要素，使得该面状要素包含所有的城镇居民地。打开数据管理工具栅格栅格数据处理裁剪，用第一步画的面要素裁剪居民地。打开按要素选择，提取2000年和2016年的土地利用类型中的居民地对每一年的数据都进行上述操作，将两年的数据层叠加，即得到蒲城县的城区扩展图，然后在布局界面进行整饰、出图。、（2）下面是对2000年2016年永寿县县城的城区扩展的分析城区用地扩展的数量分析根据获得的两个年份的永寿县土地利用分类图，计算其面积。发现：2000年的永寿县城区面积为13822100平方米，2016年为1909
