实验一 MAPGIS软件认识.docx

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1、实验一MAPGIS软件认识一、实验目的（1）熟悉桌面GIS软件MAPGIS的界面环境（2）初步掌握MAPGIS主要工具、菜单命令的使用（3）MAPGIS软件具备的基本功能二、实验内容和步骤1、MAPGIS地理信息系统的基本功能（一）MAPGIS系统的运行环境及应用范围MAPGIS硬件环境：PC-486 （推荐奔腾II）以上微机，内存8M（推荐64M）以上，硬盘420M （推 荐4.3G）以上，1024X768X256色的彩显设备。MAPGIS 软件环境：中文 WINDOWS95、WINDOWS98、WIND0WS2000 以及 NT4. 0 以上。MAPGIS地理信息系统适用于地质、矿产、地理

2、、测绘、水利、石油、煤炭、铁道、交通、城建、 规划及土地管理专业，目前我国已建立的各类地理信息系统绝大部分使用国外软件，它大多运行在 工作站上，而MAPGIS的软件完全是自行开发并运行在PC-486以上微机平台，这套系统的推广使用， 可以使更多的用户使用地理信息系统。（二）MAPGIS系统的安装与启动MAPGIS目前最高版本是7.0，包括加速卡或软件狗一块，系统光盘一张，使用手册一本。首先将加速卡安装到计算机的空闲的ISA扩展槽中或将软件狗插到打印口上，将其固定好。开机 后，找到MAPGIS软件所在的目录，执行安装程序SETUP.EXE，按照屏幕上的提示进行安装。桌面上 会自动建立一个“MAP

3、GIS主菜单”的图标，在该图标上双击鼠标左键即可进入MAPGIS主菜单，然 后运行各子系统。亦可从开始菜单进入程序，找到MAPGIS直接运行各子系统。在运行各子系统前，最好先进系统设置，即设置好工作目录、矢量字库目录、系统库目录和系 统临时目录。（三）MAPGIS系统的总体结构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，如图1。根据地学信息来源多种多样、数据类 型多、信息量庞大的特点，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

4、独立存在，又可以作为矢量数据的属性，以 满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需要。(四)MAPGIS的主要功能1 )数据输入在建立数据库时，我们需要将各种类型的空间数据转换为数字数据，数据输入是GIS的关键之 一。MAPGIS提供的数据输入有数字化仪输入、扫描矢量化输入、GPS输入和其它数据源的直接转换。(1) 数字化输入数字化输入也就是实现数字化过程，即实现空间信息从模拟式到数字式的转换，一般数字化输 入常用的仪器为数字化仪。(2) 扫描矢量化输入扫描矢量化子系统，通过扫描仪输入扫描图象，然后通过矢量追踪，确定实体的空间位置。对 于高质量的原资料，扫描是一种省时、高效的数据输入方式。(3) G

5、PS输入GPS是确定地球表面精确位置的新工具，它根据一系列卫星的接收信号，快速地计算地球表面 特征的位置。由于GPS测定的三维空间位置以数字坐标表示，因此不需作任何转换，可直接输入数 据库。(4) 其他数据源输入MAPGIS升级子系统可接收低版本数据，实现6.X与5.X版本数据的相互转换，即数据可升可降， 供MAPGIS使用。MAPGIS还可以接收AUTOCAD. ARC/INFO、MAPINFO等软件的公开格式文件。同时提 供了外业测量数据直接成图功能，从而实现了数据采集、录入、成图一体化，大大提高了数据精度 和作业流程。2) 数据处理输入计算机后的数据及分析、统计等生成的数据在入库、输出的

6、过程中常常要进行数据校正、 编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等工作MAPGIS通过图形编辑子系统及投影变换、误差校正 等系统来完成，下面分别介绍之。(1) 图形编辑该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。(2) 投影变换地图投影的基本问题是如何将地球表面(椭球面或圆球面)表示在地图平面上。这种表示方法 有多种，而不同的投影方法实现不同图件的需要，因此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

7、一个投影坐标系统，该系统就是为实现这一功能服务的，本系统共提供了20 种不同投影间的相互转换及经纬网生成功能。通过图框生成功能可自动生成不同比例尺的标准图框。(3) 误差校正在图件数字化输入过程中，通常的输入法有：扫描矢量化、数字化仪跟踪数字化、标准数据输 入法等。通常由于图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形在位置上出现偏差，个别图元经编 辑、修改后可满足精度要求，但有些图元由于发生偏移，经编辑很难达到实际要求的精度，说明图 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，该系统就是为这一目的服务的。通过该系统即可

8、实现图形 的校正，达到实际需求。(4) 镶嵌配准图象镶嵌配准系统是一个32位专业图象处理软件，本系统以MSI图象为处理对象。本系统提供 了强大的控制点编辑环境，以完成MSI图象的几何控制点的编辑处理；当图象具有足够的控制点时， MSI图象的显示引擎就能实时完成MSI图象的几何变换、重采样和灰度变换，从而实时完成图象之 间的配准，图象与图形的配准，图象的镶嵌，图象几何校正，几何变换，灰度变换等功能。(5) 符号库编辑系统库编辑子系统是为图形编辑服务的。它将图形中的文字、图形符号、注记、填充花纹及各 种线型等抽取出来，单独处理；经过编辑、修改；生成子图库、线型库、填充图案库和矢量字库， 自动存放到

9、系统数据库中，供用户编辑图形时使用。应用而建立专用的系统库。如地质符号库、旅游图符号库等。3) 数据库管理MAPGIS数据库管理分为网络数据库管理、地图库管理、属性库管理和影象库管理四个子系统。(1) 地图库管理图形数据库管理子系统是地理信息系统的重要组成部分。在数据获取过程中，它用于存储和管 理地图信息；在数据处理过程中，它既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处；在检索和输 出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。图形数据库中的数据经拓扑处理，可形成 拓扑数据库，用于各种空间分析MAPGIS的图形数据库管理系统可同时管理数千幅地理底图，数据 容量可达数十千兆，主要用于创建、维护

10、地图库，在图幅进库前建立拓扑结构，对输入的地图数据 进行正确性检查，根据用户的要求及图幅的质量，实现图幅配准、图幅校正和图幅接边。(2) 属性库管理GIS系统应用领域非常广，各领域的专业属性差异甚大，以至不能用一已知属性集描述概括所 有的应用专业属性。因此建立动态属性库是非常必要的。动态就是根据用户的要求能随时扩充和精 简属性库的字段(属性项)，修改字段的名称及类型。具备动态库及动态检索的GIS软件，就可以利 用同一软件管理不同的专业属性，也就可以生成不同应用领域的GIS软件。如管网系统，可定义成 “自来水管网系统”、“通讯管网系统”、“煤气管网系统”等。该系统能根据用户的需要，方便地建立一动

11、态属性库，从而成为一个有力的数据库管理工具。(3) 影象库管理该系统支持海量影象数据库的管理、显示、浏览及打印；支持栅格数据与矢量数据的叠加显示;支持影象库的有损压缩和无损压缩。4) 空间分析地理信息系统与机助制图的重要区别就是它具备对中间数据和非空间数据进行分析和查询的功 能，它包括矢量空间分析、数字高程模型(DTM)、网络分析、图像分析、电子沙盘五个子系统。(1) 矢量空间分析空间分析系统是MAPGIS的一个十分重要的部分，它通过空间叠加分析方法、属性分析方法、数 据查询检索来实现GIS对地理数据的分析和查询。(2) 数字高程模型该系统主要由离散数据网格化、数据插密、绘制等值线图、绘制彩色

12、立体图、剖面分析、面积体积 量算、专业分析等功能。(3) 网络分析MAPGIS网络分析子系统提供方便地管理各类网络(如自来水管网、煤气管网、交通网、电讯网 等)的手段，用户可以利用此系统迅速直观地构造整个网络，建立与网络元素相关的属性数据库， 可以随时对网络元素及其属性进行编辑和更新；系统提供了丰富有力的网络查询检索及分析功能， 用户可用鼠标指点查询，也可输入任意条件进行检索，还可以查看和输出横断面图、纵断面图和三 维立体图；系统还提供网络应用中具有普遍意义的关阀搜索、最短路径、最佳路径，资源分配、最 佳围堵方案等功能，从而可以有效支持紧急情况处理和辅助决策。(4) 图像分析多源图象处理分析系

13、统是一个新一代的32位专业图象(栅格数据)处理分析软件。多源图像处 理分析系统能处理栅格化的二维空间分布数据，包括各种遥感数据、航测数据，航空雷达数据、各 种摄影的图像数据以及通过数据化和网格化的地质图、地形图、各种地球物理、地球化学数据和其 它专业图像数据。(5) 电子沙盘电子沙盘系统是一个32位专业软件。本系统提供了强大的三维交互地形可视化环境，利用DEM 数据与专业图象数据，可生成近实时的二维和三维透视景观，通过交互地调整飞行方向，观察方向、 飞行观察位置、飞行高度等参数，就可生成近实时的飞行鸟瞰景观。系统提供了强大的交互工具， 可实时的调节各三维透视参数和三维飞行参数；此外，系统也允许

14、预先精确地编辑飞行路径，然后 沿飞行路径进行三维场景飞行浏览。电子沙盘系统主要用途包括：地形踏勘、野外作业设计、野外作业彩排、环境监测、可视化环 境评估、地质构造识别、工程设计、野外选址(电力线路设计及选址、公路铁路设计及选址)、DEM 数据质量评估等。5) 数据的输出如何将GIS的各种成果变成产品供各种用途的需要，或与其它系统进行交换，是GIS中不可缺 少的一部分。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。(1) 输出MAPGIS输出子

15、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。具有版面编排、矢 量或栅格数据处理、不同设备的输出、光栅数据生成、光栅输出驱动、印前出版处理功能。(2) 报表定义输出电子表定义输出系统是一个强有力的多用途报表应用程序。应用该系统可以方便地构造各种类 型的表格与报表，并在表格内随意地编排各种文字信息，并根据需要打印出来。它可以实现动态数 据连结，接收由其它应用程序输出的属性数据，并将这些数据以规定的报表格式打印出来。(3) 数据转换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

16、接口提供AutoCAD的DXF 文件、ARC/INFO文件的公开格式、标准格式、E00格式、DLG文件与本系统内部矢量文件结构相互 转换的能力。2、MAPGIS常用文件类型WT：点文件WL：线文件WP：区文件MPJ：工程文件MPB :拼版文件CLN:工程图例文件DET:高程数据明码文件(ASCII码)TIN:三角剖分文件(二进制)GRD :规则网数据文件(二进制)WAT：明码格式点文件WAL：明码格式线文件WAP：明码格式区文件CLP：裁剪工程文件PNT：误差校正控制点文件RBM：内部栅格数据文件TIF：扫描光栅文件NV?：分色光栅文件DIC：层名字典文件DXF： AutoCAD 文件VCT:

17、矢量字库文件LIB：系统库文件3、基本概念MAPGIS把矢量地图要素根据基本几何特征分为三类：点数据、线数据和区数据（即面数据）。 与之相应的文件的也分为三个基本类型：点文件（*.WT）线文件（*.WL）和区文件（*.WP）。一幅地图或几个地区的地理信息数据可以由上述的一类或几类数据叠加组成。为了将几类数据 有机地结合起来，统一管理这些数据，我们引入了 “工程”的概念，采用工程文件*.MPJ）来描述 管理各种数据。为了有效地管理和利用空间数据，在GIS中还引入了一个“图层”的概念。下面简单介绍一下 它们之间的关系。1点：点是地图数据中点状物的统称，是由一个控制点决定其位置的符号或注释。它不是一

18、个 简单的点，而是包括各种注释（英文，汉字、数字等）和专用符号（包括圆、弧、直线、五角星等 各类符号）。所有的点图元数据都保存在点文件（*.WT）中。2. 线：线是地图中线状物的统称MAPGIS将各种线型（如点划线、省界、国界、等高线、道路、 河堤）以线为单位作为线图元来编辑。所有的线图元数据都保存在线文件（*.WL）中。3. 区：区通常也称面，它是由首尾相连的弧段组成封闭图形，并以颜色和花纹图案填充封闭图形 所形成的一个区域。如湖泊、居民地等。所有的区图元数据都保存在区文件.WP）中。4. 工程：对MAPGIS要素层的管理和描述的文件，它提供了对GIS基本类型文件和图像文件的 有机结合的描述

19、。它可由一个以上的点文件，线文件，区文件和图像文件低.MSI）组成。在工程管 理中还提供了对工程所使用的不同的线型、符号等图例以及图例参数、符号的管理和描述。5. 图层：通常我们将具有相同属性的地理要素分为一层，如等高线、公路、铁路、河流等地理 要素可以分别存放到不同的层中。每一种要素还可以细分为若干层，如公路可以细分成高速公路、 一级公路、普通公路、乡村公路等。对图形进行分层，有助于图形的编辑与检索。当我们对图形编辑时可以调入相应的图层，无关 图层不调入，这样进入工作区的图形数据就可大大减少，从而提高检索与显示速度；同时也避免了 无关图形干扰编辑者的视线。对图形分层更有意义的是有利于制作专题图。例如，某一地区的地形图按照要素的特性分成公路 层、水系层、地貌层等等。由于某种需要，要制作此地区的水系分布图，那么就可以容易地把水系层 及有关的要素提取出来，保存为一个新文件，这样就大大地提高了工作效率。在MAPGIS中我们提供了两级图层管理的机制，我们将具有相同属性的地理要素的层称作“要素 层”，在要素层中细分的层称为“普通图层”。每一个要素层存放在不同的文件中，对应于工程中的 每一项文件，使用工程管理工具进行管理。在每一个要素层中细分出来的普通图层，使用编辑器中 的图层管理工具进行管理。