一、实习目标
1、 能够针对一个实际问题，根据应用目标，分析其具体的功能和数据需求，并进行 空间数据库设计；
2、 能够基于 ArcGIS 桌面软件，进行空间数据采集、编辑、拼接、处理，建立空间数
据库；
3、 能将相邻区域进行拼接，并对数据进行更新；
4、 能够基于 ArcGIS 桌面软件利用平台提供的空间分析和基本绘图功能，解决应用问
题并输出成果；
5、 培养吃苦耐劳的精神，执行专业规范的意识和习惯，养成认真细致的工作态度； 6、 具有保密意识，形成对测绘成果不上传，不外泄的习惯。
二、实习任务
结合给定的地形图数据完成以下目标任务：
1、 道路扩建引起的建筑物拆迁补偿估计；
2、 以村为单位，统计该村农业用地、建筑用地和未利用土地所占的比例，并以专题
地图的方式输出；
3、 完成该区域的三维可视化场景。
三、实习内容及成果
1、 数据库设计
在 ArcCatalog 中建立个人地理数据库（mdb），在个人地理数据库下建立要素
数据集。要素数据集平面坐标系选择高斯—克吕格投影下的西安 80 三度带坐标系， 子午线为东 102 度；垂直坐标系选择 1985 黄海高程基准。在要素数据集下建 立高程点、道路、居民地、土地类型和行政区划五个要素类。
图层属性结构如下：
（1）高程点要素类设计为点要素，字段名添加高程点类型（文本）和高程值 （双精度）；
（2）道路要素类设计为线要素，字段名添加道路名（文本）、道路类型（文 本）和道路宽度（双精度）；
（2）居民地要素类设计为面要素，字段名添加类型（文本）、楼层（短整型）、 赔偿单价（双精度）和赔偿总价（双精度）；
（4）土地类型要素类设计为面要素，字段名添加土地类型（文本）；
（5）行政区划要素类设计为面要素，字段名添加行政区划（文本）。
图 1 数据库
2、 数据采集与处理
（1）地图配准
打开地理配准工具，将待配准的影像添加至 ArcMap 中，点击工具栏上的添 加控制点，找到影像四角上的控制点，点击中心点后再点击右键，选择输入 X 和 Y，依次输入所有控制点坐标值。输入完毕后若各点残差满足要求，点击更新显示， 此时影像坐标就与控制点坐标一致了。 （2）矢量化
高程点矢量化：在 ArcMap 中添加高程点要素类，点击开始编辑——高程点— —构造点；打开属性表，在打开的地图上找到高程点标记并用鼠标点击，在属性 表中输入高程点类型和高程值。输入完全部高程点后点击保存编辑内容——停止编 辑。
图 2 高程点
道路矢量化：在 ArcMap 中添加道路要素类，点击开始编辑——道路——构造 线；打开属性表，从道路起点点击鼠标直至道路终点，输入道路名和道路类型， 量取并输入道路宽。输入完全部道路信息后点击保存编辑内容——停止编辑。
图 3 道路
居民地矢量化：在 ArcMap 中添加居民地要素类，点击开始编辑——居民地— —构造面；打开属性表，沿房屋角点依次勾绘出房屋轮廓，输入房屋类型、楼层 和赔偿单价。输入完全部居民地信息后点击保存编辑内容——停止编辑。
图 4 居民地
土地类型矢量化：在 ArcMap 中添加土地类型要素类，点击开始编辑——土地 类型——构造面；打开属性表，先判断出该区域属于建设用地、农业用地还是未利 用土地，然后沿地块角点依次勾绘出地块轮廓，输入土地类型。输入完全部土地 类型信息后点击保存编辑内容——停止编辑。
图 5 土地类型
行政区划矢量化：在 ArcMap 中添加行政区划要素类，点击开始编辑——行政 区划——构造面；打开属性表，根据行政区划影像识别出地图中对应的行政区，然 后沿地块角点依次勾绘出行政区轮廓，输入行政区名称。输入完全部行政区划信 息后点击保存编辑内容——停止编辑。
图 6 行政区划
（3）拓扑检查
首先打开 ArcCatalog，在个人地理数据库下建立拓扑检查要素集，坐标系与之 前创建的要素集一致。在数据集中导入待检查的要素类，此次实习需要检查的要 素类有居民地、土地类型和行政区划，导入后右击要素集，点击创建拓扑，选依 次对要进行拓扑检查的要素类进行拓扑创建，添加不能重叠和不能有空隙规则。 完成后在 ArcMap 中打开拓扑，画面上红色的部分就是出现错误的区域。对于小部 分的错误以用拓扑工具条上的拓扑编辑工具按钮选中出错的地方逐个进行编辑； 对于错误数量较多且不易修改时，可以先利用检查错误工具查找到所有当前规则 的错误，全部选中，点击右键选择创建要素。然后打开相关数据的属性表，由拓 扑错误产生的多边形面积都很小且类型和 Id 都为空（null），接下来将这些属性为 空的小多边形全部选中，然后激活 ArcToolBox——数据管理工具——常规——删 除，输入要进行消除的图层并设置输出的文件名，点击 OK 开始进行“消除”操作。
图 7 行政区划
（4）数据拼接
在 ArcMap 中添加源图层与待拼接图层，修改待拼接图层的字段、字段名以 及字段名下的类型名称，使其与源图层形式和内容一致；然后打开 ArcToolBox— —数据管理工具——常规——合并，输入源图层和待拼接图层，选择拼接数据集输 出路径和名称，点击确定完成拼接。
图 8 拼接数据 （5）数据更新
地图数据按照传统的方法进行更新存在更新周期长，工作量大等弊端，通过 借助遥感图像进行数据更新的方法可以很好地解决这个问题。首先需要对遥感影 像进行配准和校正，然后将遥感影像和地图数据进行比对，找出发生变化的部分； 在影像上确定出需要更新地物和地块的特征点坐标，然后 ArcMap 中对地图数据进 行更新。 3、 空间分析
（1）道路扩建补偿估计
打开编辑器编辑道路图层，选定要进行扩建的道路；打开 ArcToolBox——分 析工具——邻域分析——缓冲区，在属于要素中输入选定好道路的道路图层，输 出要素类中设置输出路径和名称，输入缓冲区距离，点击确定后缓冲区图层建立 完毕。
在内容列表中选择居民地和缓冲区要素，在编辑器中选定缓冲区要素，点击 菜单栏中的“选择”按钮，点击“按位置选择”，在目标图层中选定居民地，在源图 层中选定道路缓冲区图层，方法选择“与源图层要素相交”，点击确定后可以看到 选定的与缓冲区相交的居民地。在内容列表中右击居民地要素，点击数据——导出 数据，在输出要素类中输入图层路径和名称，点击确定后，选定居民地的图层创
建完毕。
右键打开选定居民地要素的属性表，在“赔偿总价”一栏上右击，打开字段 计算器，赔偿总价计算公式为：楼层*赔偿单价*SHAPE_Area，点击确定后各个居 民地的赔偿价格就显示出来了。右键点击统计后可以看到赔偿总价的和，也可以 选择汇总后输出。
图 9 缓冲区及补偿居民地
图 10 补偿估计
（2）按村组界统计土地应用类型及专题图输出
点击菜单栏上的“地理处理”，选择联合工具，输入行政区划要素和土地类型 要素，在输出要素类中输入路径和名称，点击确定后两个图层联合为新的图层。
打开编辑器编辑联合图层，将属于同一行政区划相同的土地类型选中，点击 编辑器——合并，依次将所有行政区划的土地类型合并，再分别以每个行政区划为 单位输出图层，在新创建的图层下打开属性表创建专题图。
在属性表菜单栏中点击“表选项”——“创建图表”，值字段选择
Shape_Area，X 标注字段选择土地类型，点击下一步，标题改为“行政区名称+土 地类型专题图”，将统计图表保存。
图 11 蚌东土地类型专题图
图 12 蚌南土地类型专题图
图 13 蚌西土地类型专题图
图 14 蚌中土地类型专题图
（3）三维虚拟景观显示
首先，利用高程点要素类的高程数据创建 TIN。步骤为：打开 ArcToolBox—— 3D Analyst 工具——数据管理——TIN——创建 TIN，在创建 TIN 窗口输入输出路径 和名称，坐标系，选择高程点要素类，高度字段选择高程值，如需分界添加行政 区划；点击确定后 TIN 创建完成。
然后，利用创建好的 TIN 生成 DEM 栅格文件。步骤为：ArcToolBox——3D Analyst 工具——数据管理——转换——由 TIN 转出——TIN 转栅格，在弹出的窗口 中输入 TIN 文件，定义输出路径和名称，选择输出数据类型、方法和采样距离等， 点击确定，DEM 栅格文件创建完成。
再后来对影像纹理进行配准，方法与地图配准方法一致，只是使用影像和地 图上对应的明显的同名像点作为控制点。
接着，打开 ArcScene，输入 DEM 和配准好的影像，此时如果前面操作正确两 图层对应的部分将贴合在一起。然后右击影像图层，打开属性，点击“基本高度”， 选择“在自定义表面上浮动”，输入 DEM 图层，在自定义中调整显示比例，点击 确定，地表三维模型就创建出来了。
最后，在地表模型上添加房屋。步骤是添加居民地图层，在图层属性中点击 “基本高度”，改为在自定义表面上浮动，添加 DEM 图层，点击“没有基于要素 的高度”；点击“拉伸”选项，勾选拉伸图层中的要素，拉伸值设置为楼层*3（假 设每层楼高度为 3 米），拉伸方式为“将其添加到各要素的最小高度”；点击“符 号系统”选项，设置为类别——唯一值，点击居民地类型，添加所有值，可以根 据楼房类型为其分别涂上不同的颜色；点击确定，居民地的三维模型就添加到地 表模型上了，三维虚拟景观创建完成。
图 15 TIN
图 16 DEM
图 17 三维虚拟景观
四、实习心得
经过此次地理信息系统实习，我对地信息系统有了更为深刻和详细的认识，对使 用 ArcGIS 进行地理信息系统的数据库设计、数据采集和处理以及空间分析这一整套流 程有了整体的认识。
在整个实习过程中，学会了创建个人地理信息数据库，向数据库中添加要素集和 要素类的方法；学会了对地图和影像进行配准；掌握了对地图上的点线面数据进行矢 量化的方法；能够将相邻区域进行拼接，对数据进行更新，然后对图层进行拓扑分析， 改正要素中的重叠和空隙；掌握了建立缓冲区的方法，以及使用位置查询功能查询缓 冲区内的其它要素，基于此进行拆迁补偿的操作；能够进行基于要素创建 TIN，再基 于 TIN 创建 DEM，进而生成三维虚拟景观的一系列操作。最后能够对老师给出的实际 问题进行分析，选择合适的数据和方法进行空间分析，顺利解决问题。
此次实习内容较多，前期数据采集工作量较大，但也耐下心来在两天内采集完毕； 在后面进行的地图配准、拓扑检查、空间分析、建立模型等操作过程中也遇到了不少 问题，但也通过自己思考，上网查询，向老师们请教，向学姐和同学们交流等方式顺 利解决。
这次实习对于我来说学到的东西是多方面的，学到了对将来工作非常有用的专业 技能的同时，也锻炼了我的耐心和吃苦耐劳的精神；养成了及时保存数据和数据保密 的习惯；锻炼了解决问题的能力，也体会到团队合作的重要性。总之，我觉得这 次实习非常有意义，受益匪浅。
最后还要感谢老师们每天来实习教室为我们讲解方法，解疑答惑；感谢研究生学 姐每天按时到岗，督促我们学习，帮助我们解决问题；感谢同组的伙伴，我们互相鼓 励，互相督促，交流经验；也感谢同学们热心帮我解决问题，指导操作。
