1、地圖制圖學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書試用版主編：周青山、唐爭(zhēng)氣適用專業(yè)：GIS、測(cè)繪工程測(cè)繪工程教研室二零一一年四月學(xué)生實(shí)驗(yàn)守那么一、每次實(shí)驗(yàn)前必須做好預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)內(nèi)容包括仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和去實(shí)驗(yàn)室熟悉有關(guān)儀器設(shè)備。二、經(jīng)過預(yù)習(xí)應(yīng)掌握該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的意義、目的、操作步驟。對(duì)輔導(dǎo)教師提出的檢查性問題，應(yīng)能順序答復(fù)，否那么不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)時(shí)態(tài)度應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，更需保護(hù)儀器設(shè)備。非本次實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備不得亂動(dòng)。四、每次實(shí)驗(yàn)前由小組長(zhǎng)填寫儀器設(shè)備領(lǐng)用單。實(shí)驗(yàn)完畢后，應(yīng)將所用儀器設(shè)備擦洗干凈，放回原處，經(jīng)小組長(zhǎng)檢查，輔導(dǎo)教師驗(yàn)收無(wú)誤前方可離室。如有損壞，應(yīng)填寫儀器設(shè)備損壞報(bào)告單，待后處理。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間

2、內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須獨(dú)立完成。書寫、計(jì)算、制圖要求公式、計(jì)算過程、單位齊全，清晰整齊。實(shí)驗(yàn)成績(jī)是期中考核成績(jī)的一局部。六、如實(shí)驗(yàn)結(jié)果未能到達(dá)要求或因故未作實(shí)驗(yàn)者，應(yīng)申請(qǐng)補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室同意后，在指定日期內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)做。以上守那么同學(xué)們應(yīng)自覺遵守實(shí)驗(yàn)一 地圖投影的制作、判別和變換一、實(shí)習(xí)目的穩(wěn)固學(xué)過的地圖投影知識(shí)；掌握地圖投影判別的方法、步驟；為正確使用地圖投影奠定理論根底。二、學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)三、實(shí)習(xí)材料和條件中國(guó)地圖、世界地圖；計(jì)算機(jī)，鉛筆；MAPGIS軟件等。四、實(shí)習(xí)方法與步驟1、地圖投影類型回憶1.1、幾何投影中、小比例尺地圖投影：正軸圓錐、圓柱、方位投影；橫、斜軸方位投影；大、中比例尺

3、地圖投影：高斯投影、 UTM投影。1.2、條件投影等積錐投影；等角錐投影；等距柱投影。2、投影判別的一般原那么2.1、制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置區(qū)域范圍區(qū)域形狀地理位置大尺度近似圓形區(qū)域兩極中尺度南北延伸型區(qū)域赤道附近小尺度東西延伸型區(qū)域中緯度地區(qū)2.2、制圖比例尺大、中比例尺地圖，對(duì)制圖幾何精度要求高，制圖區(qū)域范圍小，宜采用高斯投影，UTM等；中、小比例尺地圖概括程度高，制圖范圍大，多采用正軸圓錐、圓柱、方位等投影。 2.3、地圖的主題和內(nèi)容要求方向正確，應(yīng)選擇等角投影；要求面積比照正確，應(yīng)選擇等積投影；教學(xué)或一般參考圖，要求各方面變形都不大，那么應(yīng)選擇任意投影。2.4、出版方式單幅圖；

4、系列圖、地圖集：同一圖組或系列內(nèi)投影盡可能一致，且投影種類不宜過多。3 地圖投影判別的方法與步驟3.1方法1)觀察法：觀測(cè)地圖的經(jīng)緯網(wǎng)形狀；2)量測(cè)法：經(jīng)緯線方向形狀變形量，3.2步驟1)根據(jù)投影判別的一般原那么,并結(jié)合經(jīng)緯網(wǎng)形狀初步確定投影系統(tǒng)；A.經(jīng)緯線形狀的判別：目視并輔以量算判斷。經(jīng)線形狀有：直線，曲線。緯線形狀有：直線，同心圓弧，同軸圓弧，曲線B.經(jīng)緯線是否直交。2)量測(cè)中經(jīng)上緯線間距變化，判定投影性質(zhì)。A.在中央經(jīng)線上，找到標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)(線)的位置；圓錐投影、圓柱投影：標(biāo)準(zhǔn)切(割)緯線與中央經(jīng)線的交點(diǎn)。方位投影：投影中心切點(diǎn)。B.從標(biāo)準(zhǔn)緯線或中心切點(diǎn)起，沿中經(jīng)判斷緯線間隔變化。間隔從中心

5、向外增大，為等角投影。間隔從中心向外減小，為等積投影。間隔從中心向外不變，為等距投影。五、作業(yè)試述地圖投影判別的方法與步驟。實(shí)驗(yàn)二、地形圖的矢量化和地圖綜合一、實(shí)習(xí)目的理解并掌握中、小比例尺地形圖閱讀、編輯方法和步驟。二、學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)三、實(shí)習(xí)材料和條件二、實(shí)：2.5萬(wàn)地形圖樣圖，計(jì)算機(jī)，四、實(shí)習(xí)方法與步驟1、地形圖閱讀1.1、地形圖閱讀文字說(shuō)明-成圖時(shí)間，單位，資料使用情況等，采用的坐標(biāo)系、高程系、根本等高距，地物的表示方法等；1.2、數(shù)學(xué)要素的閱讀地形圖表示地表各種自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素,包括地形地貌、土質(zhì)植被、水系、居民點(diǎn)、交通線 、境界縣等。1.3、輔助要素的閱讀1圖名、圖號(hào)-了解所在區(qū)域的

6、地理位置、范圍、主題等；2圖例-地圖讀圖的根本工具，1比例尺：了解地圖內(nèi)容的詳細(xì)程度與精度；2地圖投影：大比例尺地形圖-高斯-克呂格投影；小比例尺地形圖-雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等角園錐投影。3三北方向偏角圖的閱讀-了解真方位角、磁方位角、坐標(biāo)方位角間的關(guān)系。1.4、圖形要素的閱讀先詳細(xì)閱讀六大要素，然后按區(qū)域綜合分析1)地形、地貌的閱讀a.等高線法根本原理b.山地：山頂圓山頂、尖山頂、平山頂、凹地、山脊、山谷、鞍部、坡面形態(tài)等；c.丘陵、臺(tái)地；d.平原。2水系的閱讀a河流類型：內(nèi)流河，外流河；河流性質(zhì)-季節(jié)河，常年流水河，咸水湖，淡水湖；河流上、中、下游各段情況等。b湖泊類型、性質(zhì)等。c流域水系類型：樹枝

7、狀、格子狀、平行狀、輻射狀、扇狀、網(wǎng)狀、瓣?duì)睿瑏y流狀。3土質(zhì)、植被的閱讀a.土質(zhì)：沼澤、沙地、鹽堿地、殘丘地、龜裂地、光板地等；b.植被：林地類型：森林、幼林、矮林、疏林、灌木林等其它植被：蘆葦、草地等。4居民地閱讀a.居民地類型：城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村二大類。b.居民地結(jié)構(gòu)：居民地外部輪廓、居民地內(nèi)部結(jié)構(gòu)、居民地行政等級(jí)等。5交通網(wǎng)的閱讀a.陸地交通：鐵路、公路、大車路、鄉(xiāng)村路、小路等；b.水上交通；c.空中交通。6境界線的閱讀標(biāo)明地圖上各級(jí)行政區(qū)劃單元或自然區(qū)劃單元范圍歸屬的分界線。a.政治區(qū)劃界-國(guó)界、大區(qū)界；b.行政區(qū)劃界-省界、地區(qū)界自治州市界、縣市、鎮(zhèn)、區(qū)界c.自然區(qū)劃界；d.特殊區(qū)域界保護(hù)區(qū)

8、、禁區(qū)等。2、地形圖的矢量化根據(jù)已有地形圖底圖以及數(shù)字化測(cè)圖原理，在cass軟件里對(duì)糾正好的地形圖進(jìn)行矢量化，并生成添加地形圖輔助要素，加載地形圖公里網(wǎng)。3、地圖綜合1依教學(xué)提供的1：1000地形圖，或者矢量化得到的1：1萬(wàn)地形，在cass或mapgis軟件里，根據(jù)地圖綜合根本原理，利用選取和綜合兩種方法編繪1：5萬(wàn)地形圖，并將地圖坐標(biāo)系變成高斯平面直角坐標(biāo)系。2) 寫出地圖負(fù)載量的計(jì)算公式，計(jì)算地圖的面積負(fù)載量和數(shù)值負(fù)載量。五、實(shí)習(xí)報(bào)告根據(jù)上述方法、步驟完成所給資料和書上理論知識(shí)，地形圖樣圖的閱讀、矢量化、地圖綜合方法和原理，每人并寫出實(shí)習(xí)報(bào)告和上交電子幅員一份。實(shí)驗(yàn)三專題地圖設(shè)計(jì)與編制一、

9、實(shí)習(xí)目的理解并能區(qū)分分級(jí)和分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖法的差異；基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)特征選擇正確的方法制圖。二、學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)三、實(shí)習(xí)材料和條件中國(guó)2000年各直轄市、省區(qū)人口能源、災(zāi)害、GDP等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)政區(qū)地圖；計(jì)算機(jī)，MAPinfo、cass軟件，其專題他統(tǒng)計(jì)資料。四、實(shí)習(xí)方法與步驟1、分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法按照各區(qū)劃單位的統(tǒng)計(jì)資料，根據(jù)現(xiàn)象的相對(duì)指標(biāo)密度、強(qiáng)度或開展水平劃分等級(jí)，依照級(jí)別的上下，在地圖上，分區(qū)填繪深淺不同的顏色或疏密不同的景線，以表示各區(qū)劃單位間數(shù)量上的差異的一種表示法。1分級(jí)原那么和方法根據(jù)地圖用途，事物分布特點(diǎn)和數(shù)量指標(biāo)決定，一般以5-10級(jí)為宜。方法有等差分級(jí)(如0-10,10-20,20-30,

10、)、等比分級(jí)如-100,100-200,200-400，400-800,、任意分級(jí)如0-10,10-25,25-50,50-100等。分級(jí)不宜過多，過多會(huì)使圖面復(fù)雜，顏色深淺差異不明顯，缺乏表現(xiàn)力，但也不宜太少。2表示方法按照分級(jí)，用暈線或顏色的表示。分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法宜于表示相對(duì)數(shù)量指標(biāo)，且區(qū)劃單位愈小愈好，愈小可使分級(jí)比值圖的反映的現(xiàn)象愈近于實(shí)際。一般用于表示人口密度人口數(shù)/單位面積，耕地占全區(qū)大地百分比等。2、分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖法把制圖區(qū)域分成假設(shè)干個(gè)區(qū)劃單位一般以行政區(qū)為單位，根據(jù)各區(qū)劃單位的統(tǒng)計(jì)資料制成不同的統(tǒng)計(jì)圖表繪在相應(yīng)的區(qū)劃單位內(nèi)，以表示現(xiàn)象的總和及其動(dòng)態(tài)變化的方法稱為分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖法。表示方法

11、：利用圖形符號(hào)的大小與個(gè)數(shù)來(lái)表示現(xiàn)象的數(shù)量差異，并可在圖形內(nèi)劃分幾個(gè)局部表示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可通過不同時(shí)相圖形比照反映一定時(shí)期內(nèi)現(xiàn)象的開展動(dòng)態(tài)。一般多用來(lái)表示制圖區(qū)域單元之間絕對(duì)數(shù)量差異。3、實(shí)習(xí)步驟1根據(jù)制圖目的及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)特征，選擇適宜的表示方法。選擇分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法，編制中國(guó)人口密度分布圖：根據(jù)所給的統(tǒng)計(jì)資料，先計(jì)算每個(gè)直轄市、省區(qū)人口密度。分析全國(guó)人口密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征，選擇適宜的數(shù)據(jù)分級(jí)方法，要求分出8個(gè)等級(jí)。然后選擇不同密度暈線或深淺不同顏色表示各密度人口分布。中國(guó)人口數(shù)量統(tǒng)計(jì)分布圖：選擇分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖法。根據(jù)所給的統(tǒng)計(jì)資料，分析全國(guó)各直轄市、省區(qū)人口數(shù)量分布統(tǒng)計(jì)特征，按要求分為8個(gè)等級(jí)。選

12、擇分級(jí)絕比照例統(tǒng)計(jì)圖反映各制圖單元人口數(shù)量分布狀況。地圖整飾：包括圖名、圖框、圖例、制圖資料截止日期、制圖人、制圖日期等。2操作步驟 3專題圖的制作流程五、實(shí)習(xí)成果圖及報(bào)告要求每人選擇一種制圖表示法或不同專題內(nèi)容，并完成相應(yīng)的電子和紙質(zhì)圖件實(shí)驗(yàn)四遙感圖判讀與遙感制圖一、實(shí)習(xí)目的1 初步了解目前主流的遙感圖象處理軟件ENVI 4.5的主要功能模塊，在此根底上，掌握視窗操作模塊的功能和操作技能，為遙感圖像的幾何校正等后續(xù)實(shí)習(xí)奠定根底2 通過實(shí)驗(yàn)操作，掌握遙感圖像幾何校正的根本方法和步驟，深刻理解遙感圖像幾何校正的意義3 通過上機(jī)操作，了解圖像增強(qiáng)、圖像裁剪，圖象融合處理的過程和方法，加深對(duì)圖象預(yù)處

13、理的理解。4通過上機(jī)操作，初步掌握遙感信息復(fù)合的方法，深入理解遙感信息復(fù)合在信息解譯中的意義5進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)圖像分類的根本原理以及監(jiān)督分類的過程，到達(dá)能熟練地對(duì)遙感圖像進(jìn)行監(jiān)督分類的目的，同時(shí)深刻理解監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的區(qū)別二、學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)三、實(shí)習(xí)材料和條件益陽(yáng)市遙感影像地圖、益陽(yáng)市規(guī)劃圖，控制點(diǎn)坐標(biāo)，郴州市遙感影像地圖，郴州市礦區(qū)線劃圖、郴州市礦區(qū)地形圖，計(jì)算機(jī)，envi 4.5軟件，其專題他統(tǒng)計(jì)資料。四、實(shí)習(xí)方法與步驟1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化，準(zhǔn)備下載的遙感圖片jpg格式文件，翻開mapgis軟件，進(jìn)入“圖像處理子系統(tǒng)的“圖像分析界面，翻開“文件菜單，在下拉菜單中選擇“數(shù)據(jù)輸入，翻開如下圖對(duì)話框

14、，選擇“轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型，在此選jpg格式，單擊“添加文件選擇要轉(zhuǎn)化的文件，回車，單擊“轉(zhuǎn)化，即成功將圖片文件轉(zhuǎn)到，通用格式msi格式文件，再在“圖像分析界面的文件下拉菜單項(xiàng)選擇“數(shù)據(jù)輸出，在對(duì)話框中“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型中選tiff格式，將前面得到的msi文件轉(zhuǎn)到tiff；3) 翻開envi軟件，在菜單下拉選項(xiàng)中選擇翻開影像文件open image file,找到剛剛轉(zhuǎn)化好的tiff文件，翻開，在彈出的Avilable bands list對(duì)話框中選擇“RGB Color選項(xiàng)，再在上面的影像文件的選擇不同的波段進(jìn)行三原色波段匹配，單擊“l(fā)oadRGB，觀察不同波段組合和不同順序組合影像顯示顏色變化。選擇

15、“Gray Scale，選定影像一個(gè)波段，單擊“NO display，選“new display，翻開單波段影像，比照兩副影像。4影像的幾何糾正第一步：顯示圖像文件Display Image Files 首先，在ERDAS圖標(biāo)面板中點(diǎn)擊Viewer圖表兩次，翻開兩個(gè)視窗Viewer1/Viewer2，并將兩個(gè)視窗平鋪放置，操作過程如下： ERDAS圖外表板菜單條：SessionTitle Viewers 然后，在Viewer1中翻開需要校正的Lantsat圖像：tmAtlanta,img 在Viewer2中翻開作為地理參考的校正過的SPOT圖像：panAtlanta,img 第二步：?jiǎn)?dòng)幾何校

16、正模塊Geometric Correction ToolViewer1菜單條：Raster Geometric Correction 翻開Set Geometric Model對(duì)話框2選擇多項(xiàng)式幾何校正模型：PolynomialOK 同時(shí)翻開Geo Correction Tools對(duì)話框3和Polynomial Model Properties對(duì)話框4。 在PolynomialModelProperties對(duì)話框中，定義多項(xiàng)式模型參數(shù)以及投影參數(shù)： 定義多項(xiàng)式次方Polynomial Order定義投影參數(shù)：PROJECTIONApplyClose 翻開GCP Tool Referense S

17、etup 對(duì)話框5第三步：?jiǎn)?dòng)控制點(diǎn)工具Start GCP Tools 首先，在GCP Tool Referense Setup對(duì)話框中選擇采點(diǎn)模式：選擇視窗采點(diǎn)模式：Existing ViewerOK 翻開Viewer Selection Instructions指示器在顯示作為地理參考圖像panAtlanta,img的Viewer2中點(diǎn)擊左鍵 翻開reference Map Information 提示框；OK 此時(shí)，整個(gè)屏幕將自動(dòng)變化為如圖7所示的狀態(tài)，說(shuō)明控制點(diǎn)工具被啟動(dòng)，進(jìn)入控制點(diǎn)采點(diǎn)狀態(tài)。 第四步：采集地面控制點(diǎn)Ground Control Point GCP的具體采集過程： 在圖

18、像幾何校正過程中，采集控制點(diǎn)是一項(xiàng)非常重要和繁重的工作，具體過程如下： 1、在GCP工具對(duì)話框中，點(diǎn)擊Select GCP圖表，進(jìn)入GCP選擇狀態(tài)；2、在GCP數(shù)據(jù)表中，將輸入GCP的顏色設(shè)置為比擬明顯的黃色。3、在Viewer1中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯的地物特征點(diǎn)，作為輸入GCP。 4、在GCP工具對(duì)話框中，點(diǎn)擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer3中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)，GCP數(shù)據(jù)表將記錄一個(gè)輸入GCP，包括其編號(hào)、標(biāo)識(shí)碼、X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。5、在GCP對(duì)話框中，點(diǎn)擊Select GCP圖標(biāo)，重新進(jìn)入GCP選擇狀態(tài)。 6、在GCP數(shù)據(jù)表中，將參考GCP的顏色設(shè)置為比擬明顯的紅色，7、在Vi

19、ewer2中，移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找對(duì)應(yīng)的地物特征點(diǎn)，作為參考GCP。8、在GCP工具對(duì)話框中，點(diǎn)擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer4中點(diǎn)擊左肩頂巔，系統(tǒng)將自動(dòng)將參考點(diǎn)的坐標(biāo)X、Y顯示在GCP數(shù)據(jù)表中。 9、在GCP對(duì)話框中，點(diǎn)擊SelectGCP圖標(biāo)，重新進(jìn)入GCP選擇狀態(tài)，并將光標(biāo)移回到Viewer1中，準(zhǔn)備采集另一個(gè)輸入控制點(diǎn)。10、不斷重復(fù)1-9，采集假設(shè)干控制點(diǎn)GCP，直到滿足所選定的幾何模型為止，此后，沒采集一個(gè)InputGCP，系統(tǒng)就自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)Ref. GCP，通過移動(dòng)Ref. GCP可以優(yōu)化校正模型。第五步：采集地面檢查點(diǎn)Ground Check Point 以上采

20、集的 GCP的類型均為控制點(diǎn)，用于控制計(jì)算，建立轉(zhuǎn)換模型及多項(xiàng)式方程，。下面所要采集的GCP類型是檢查點(diǎn)。第六步：計(jì)算轉(zhuǎn)換模型Compute Transformation 在控制點(diǎn)采集過程中，一般是設(shè)置為自動(dòng)轉(zhuǎn)換計(jì)算模型。所以隨著控制點(diǎn)采集過程的完成，轉(zhuǎn)換模型就自動(dòng)計(jì)算生成。 在Geo-Correction Tools對(duì)話框中，點(diǎn)擊Display Model Properties 圖表，可以查閱模型。第七步：圖像重采樣Resample the Image重采樣過程就是依據(jù)未校正圖像的像元值，計(jì)算生成一幅校正圖像的過程。原圖像中所有刪格數(shù)據(jù)層都要進(jìn)行重采樣。ERDAS IMAGE 提供了三種最常

21、用的重采樣方法。圖像重采樣的過程：首先，在Geo-Correction Tools對(duì)話框中選擇Image Resample 圖標(biāo)。然后，在Image Resample對(duì)話框中，定義重采樣參數(shù)；輸出圖像文件明OutputFile:rectify.img 選擇重采樣方法Resample Method:Nearest Neighbor定義輸出圖像范圍： 定義輸出像元的大小：設(shè)置輸出統(tǒng)計(jì)中忽略零值:定義重新計(jì)算輸出缺省值：第八步：保存幾何校正模式Save rectification Model 在Geo-Correction Tools對(duì)話框中點(diǎn)擊Exit按鈕，退出幾何校正過程，按照系統(tǒng)提示，選擇保存圖像幾何校正模式，并定義模式文件，以便下一次直接利用。 第九步：檢驗(yàn)校正結(jié)果Verify rectification Result根本方法：同時(shí)在兩個(gè)視窗中翻開兩幅圖像，一幅是矯正以后的圖像，一幅是當(dāng)時(shí)的參考圖像，通過視窗地理連接功能，及查詢光標(biāo)功能進(jìn)行目視定性檢驗(yàn)。5影像的增強(qiáng)直方圖均衡化Histogram Equalization ：直方圖均衡化實(shí)質(zhì)上是對(duì)圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像元值，是一定灰度范圍內(nèi)的像元數(shù)量大致相同。這樣，原來(lái)直方圖中間的峰頂局部比照度得到增強(qiáng)，而兩側(cè)的谷底局部比照度降低，輸出圖像的直方圖是一較平的分段直方圖。注意：認(rèn)真比照直方圖均衡化前后的