本書是《地理信息系統導論》的實驗指導配套教材。根據《地理信息系統導論》本科教學實驗大綱,本書編排了8個必做實驗項目,其中實驗一至實驗七是基于ArcView和MapInfo完成的,即桌面GIS的功能與菜單操作、數據采集、數據處理、地形分析、緩沖區分析和網絡分析、疊加分析和地圖設計與輸出,實驗八是基于ArcGIS平臺完成的實驗操作指導以及一個選做實驗項目,即GIS綜合應用實驗。所有實驗項目都提供實驗目的、實驗內容和實驗指導,并對每個實驗的步驟、注意事項和具體應用給予指導。
本書中的實驗項目都是配合《地理信息系統導論》教材課堂學習的內容所設置的,注重理論與實踐相結合。同時,為了更好地幫助學生快速掌握GIS技術的基本操作,本書還配有實驗指導光盤。該光盤提供視頻指導實驗,包括基于ArcView GIS和MapInfo GIS平臺的基礎實驗和基于ArcGIS平臺的拓展實驗,同時還附有《地理信息系統導論》一書的課件、課后思考題及參考答案等。
本教材適用地學、測繪學、資源與環境、生態學等本科專業基礎學習用書。對GIS入門的讀者也是一本值得參考的教材。
本書注重理論和實踐相結合。強調GIS基礎學習與提高技能操作的銜接。尤其與本教材配套的實驗指導書(配光盤)對學生掌握GIS基礎理論和基本操作有實際幫助
21世紀是信息時代,信息技術和空間技術不僅推動了地球科學的信息化和數字化,而且極大地推動了地理信息科學的發展。地理信息系統(GIS)是地理信息科學的重要組成部分,掌握GIS技術對地理及相關專業的本科生而言,既是時代的要求,也是學科的要求,本教材作為《地理信息系統導論》配套用書,通過上機實驗操作安排,使學生能夠加深理解《地理信息系統導論》中所學的基本理論與方法,增強對各類常用GIS軟件功能的了解,掌握常用的GIS軟件操作方法與GIS空間分析技巧,為初學者今后進一步從事GIS深入應用打好基礎,也是編寫本實驗指導的目的。根據《地理信息系統導論》教學實驗大綱要求,本書編排了9個實驗項目,其中實驗一至實驗七是基于ArcView和MapInfo平臺完成的,即桌面GIS的功能與菜單操作、數據采集、數據處理、地形分析、緩沖區分析和網絡分析、疊加分析、地圖設計與輸出。實驗八是基于ArcGIS平臺的實驗操作指導。實驗九是結合相關專業以小組形式完成的綜合應用實驗。實驗一至實驗八都提供了實驗目的、實驗內容和實驗指導,循序漸進地指導學生掌握GIS的基本操作方法和注意事項,以及在實際中的應用。
本實驗教材以項目帶實驗,要求學生通過數據的采集、成果地圖表達與設計、輸出等,掌握數字化儀、掃描儀、繪圖儀等GIS專業設備的操作技能; 基于GIS數據庫,要求學生獨立完成GIS數據處理、分析、輸出,并能掌握一些重要的GIS應用,如DEM分析、緩沖分析、網絡分析與空間疊加分析等。為方便學生在有限課時(一般40~70學時)內能迅速掌握GIS基本操作,第2版也制作了實驗指導光盤,并增加了對實驗進行配音實況指導,并為學習者提供基礎版和拓展版。本實驗教材不僅對學生今后進一步學習GIS及深入應用提供了有益的幫助,而且對教師指導學生GIS方法實驗也具有一定的參考價值。
本實驗指導書的組織編寫工作主要由福建師范大學地理科學學院GIS系的余明完成。其他參加人員還包括福建師范大學地理科學學院的葉金玉以及GIS系“瑾茀工作室”的所有成員。特別感謝孫朝鋒、王鶴融、黃瑤同學為本實驗操作、核對及錄制所做的工作。
由于編者水平有限,書中難免存在錯誤之處,敬請專家和同行不吝指正。
2015年6月于福州
余明,教授,研究生導師。現任福建師范大學地科院地球科學系學科負責人。兼任全國高師《地球概論》教研會理事長、福建省天文學會理事長。主要從事資源與環境、GIS方法及應用、基礎天文學及應用等領域的研究。發表學術論文60余篇;出版專著兩部;主編21世紀教材或精品課程教材5本。近期主持或參加國家、省部級項目8項。2010年獲校級名師榮譽。
實驗一桌面GIS的功能與菜單操作
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 了解主流GIS軟件平臺基礎
(二) ArcView軟件簡介和基本操作
(三) MapInfo軟件簡介和基本操作
(四) ArcGIS軟件簡介和基本操作
實驗二數據采集
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 構建數據庫實驗
(二) 屏幕跟蹤矢量化
(三) 投影、坐標系設置
實驗三數據處理
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 數據格式轉換
(二) 投影變換
(三) 空間內插
實驗四地形分析
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) DEM的建立
(二) 面積量算、坡度和坡向提取以及剖面線制作
(三) 挖方和填方表達
(四) 三維顯示
實驗五緩沖區分析和網絡分析
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 利用ArcView進行緩沖區分析
(二) 利用MapInfo進行查詢和緩沖區分析
(三) 利用ArcView作最短距離(查找最近設施)分析
(四) 利用ArcView作最佳路徑分析
(五) 利用ArcView提供救災應急(查找服務范圍)服務
實驗六疊加分析
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 圖層疊加分析
(二) 屬性計算與分析
(三) 適宜性分析
實驗七地圖設計與輸出
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
(一) 用ArcView實現地圖設計與輸出
(二) 用MapInfo實現地圖設計與輸出
實驗八基于ArcGIS平臺完成的實驗操作
(一) 數字化采集數據
(二) 數據內插及GIS趨勢分析
(三) 核密度估算分析
(四) 兩種樣條法空間分析
(五) 克里金法插值分析
(六) DEM構建
(七) 坡度和坡向提取以及剖面圖制作
(八) GIS三維實現
(九) GIS緩沖分析
(十) GIS空間查詢和緩沖分析應用
(十一) GIS網絡分析應用
(十二) GIS最佳路徑分析應用
(十三) GIS網絡查找范圍應用
(十四) 疊加分析應用
(十五) 屬性數據表關聯和鏈接操作
(十六) GIS適宜性分析應用
(十七) GIS輸出設計
(十八) GIS統計圖設計
(十九) GIS地圖布局的設置和地圖的輸出
(二十) GIS專題圖輸出
實驗九GIS綜合應用實驗
一、 實驗內容
二、 實驗目的
三、 實驗指導
附錄
附錄AGIS導論實驗項目
附錄B本書雙語關鍵術語
附錄C本書每章內容英語摘要及教學大綱
參考文獻