地理信息系统

课程编码：0922056

学时：36

学分：4

课程属性：非独立设课

开课单位：地理科学与旅游学院

先修课程：地图学

一、实验性质

ArcView是美国ESRI（环境系统研究所）的GIS产品，可提供地理数据显示、制图、管理、分析、创建和编辑功能，利用 ArcView 带有的工具和数据可以创建许多不同来源数据的智能化的、动态的地图，并对此进行 GIS 分析。总体上，ArcView是新一代桌面地理信息系统的代表，其方便、灵活、操作简单、通用性强，特别适用于地理信息系统应用的普及和对传统信息系统的GIS化，是 ArcGIS 的入门软件。该实验课程重在给学生提出一些专业问题，提供给学生相应的实验数据，让学生自己做实验，全面掌握ArcView软件的基本制图功能和空间分析功能，并在学习和掌握该软件的过程中不断回顾以前所学的相关知识，真正实现理论与实践紧密联系，具有很强的实践性、实用性和创新性。

二、实验教学目的和要求

通过实验，学生掌握如何利用ArcView实现矢/栅数据的添加与显示、属性表的编辑与注记添加、图片的导入及配准、矢量数据的编辑更新与成图输出、图层的创建与要素矢量化、空间数据的重分类、专题图的制作及读图分析、空间点内插及三维显示、空间数据更新及缓冲区分析，较为系统、全面的认识并熟悉ArcView的基本功能和空间分析功能。

三、实验项目名称和学时分配

注：1.实验类型指技能训练性、演示性、验证性、综合性、设计性等实验；

2.实验项目编号规则：共10位，第1-7位为课程编码，第8、9、10位为流水号

四、实验项目具体内容

实验项目一：矢/栅数据的添加与显示

实验目的：掌握矢/栅数据的添加与显示的具体操作流程，包括矢量数据的添加与显示、矢量数据的主题的编辑、栅格数据的添加与显示等基本操作。

实验内容：矢量数据的添加与显示；栅格数据的添加与显示。

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉矢量数据和栅格数据的定义等

实验项目二：属性表的编辑与注记添加

实验目的：掌握属性表的编辑与注记添加的方法。

实验内容：属性表的新建、字段添加、编辑；给全国省会城市添加名称、编辑陕西省的   注记等。

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉属性表编辑的操作，了解注记添加的意义和作用

实验项目三：图片的导入及配准

实验目的：掌握图片的导入及配准的具体操作，并对数字地图配准有初步的认识

实验内容：导入400万中国地图、对中国地图其进行配准

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：了解图片导入操作及地图配准的意义

实验项目四：矢量数据的编辑更新与成图输出

实验目的：熟练掌握矢量数据的编辑更新操作，综合利用其解决实际问题；学会添加新的视图并进行编辑；学会将视图制作成图并输出。

实验内容：四川、重庆重划分的更新；制作一张标注有各省的省会名称、重要铁路航线、经纬网等的中国地图。

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉矢量数据的编辑更新与成图输出的意义

实验项目五：图层的创建与要素矢量化

实验目的：熟悉点、线、面图层的创建与要素矢量化方法

实验内容：添加点图层并编辑其名为城镇、添加线图层并编辑其名为交通、添加面图层并编辑其名为湖泊；绘制陕西、山西的行政界限

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉图层的创建与要素矢量化的基本原理以及相关操作。

实验项目六：空间数据的重分类

实验目的：通过本实验，使学生加深对数据重分类的概念及其应用意义的理解，熟练掌握使用ArcView软件对数据进行重分类的方法和步骤

实验内容：按照大区对中国地图进行重分类显示

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：了解重分类的概念和应用意义。

实验项目七：专题图的制作及读图分析

实验目的：通过本实验，使学生加深对专题图各要素的概念及其应用意义的理解，熟练掌握专题图的制作方法和相关地图的整饰和的操作步骤，对数字地图制图有初步的认识。

实验内容：制作全国人口分布的专题图

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：了解专题图的基本要素、制作的基本原理以及地图整饰的意义

实验项目八：空间点内插及三维显示

实验目的：掌握空间点的内插原理及方法；熟练ArcView三维显示的方法，体会在具体应用中的适应性。

实验内容：制作全国人民血液中血红蛋白的含量差异；启用相关模块完成三维图的显示

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：了解基于空间点内插的原理与方法，掌握三维显示方法。

实验项目九：空间数据更新及缓冲区分析

实验目的：通过实验，添加需要更新的数据，练习空间数据的更新，熟悉和掌握Arcvie空间数据更新的过程；熟练掌握ArcView中缓冲区分析操作，利用空间分析工具解决实际问题。

实验内容：添加需要更新的数据，练习空间数据的更新；建立缓冲区，进行缓冲区分析

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉空间数据更新及缓冲区分析的过程。

实验项目十：区域土地利用变化分析

实验目的：熟悉ArcView的空间叠合分析来研究区域土地利用变化。

实验内容：土地利用变化分析

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（WindowsXP或Win 7）、专业软件ArcView、实验原始数据（http://gis.snnu.edu.cn）

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉矢量数据叠合分析的基本原理

实验项目十一：DEM分析

实验目的：熟悉基于DEM的ArcView坡度、破相、山体阴影、地表曲率等空间分析功能，加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解，熟练掌握使用ArcView软件提取这些地形指标的方法和步骤。

实验内容：地形指标提取；表面创建及景观图制作；污染物在蓄水层的可视化；山脊、山谷线的提取；地形鞍部的提取

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（WindowsXP或Win 7）、专业软件ArcView、实验原始数据（http://gis.snnu.edu.cn）

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：了解山脊线和山谷线、坡度和坡向等地形指标的指示意义。

实验项目十二：矢量数据的空间分析

实验目的：熟练掌握ArcView缓冲区分析和叠置分析操作，综合利用各项空间分析工具解决实际问题。

实验内容：一条铁路贯穿的省份及在各省份中的长度统计

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（WindowsXP或Win 7）、专业软件ArcView、实验原始数据（http://gis.snnu.edu.cn）

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉缓冲区分析和叠置分析的原理

实验项目十三：空间邻近度分析

实验目的：通过实验，熟练掌握ArcView中缓冲区分析和Voronoi图分析操作，利用空间分析工具解决实际问题。

实验内容：建立缓冲区，进行缓冲区分析等

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉缓冲区分析、Voronoi图分析的过程。

实验项目十四：空间网络分析

实验目的：通过实验，熟练掌握ArcView中网络分析基本操作，利用空间分析工具解决实际问题。

实验内容：以西安市道路数据为基础，分析从A地到B地的最短路径

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉空间网络分析的迪科特斯拉算法。

实验项目十五：栅格数据的空间分析

实验目的：熟悉ArcView数据重分类、多层面合并等空间分析功能；

实验内容：土地利用数据重分类；学校选址

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机系统软件（WindowsXP或Win 7）、专业软件ArcView、实验原始数据（http://gis.snnu.edu.cn）

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：熟悉栅格数据分析的基本原理。

实验项目十六：空间数据的地图投影及投影变换

实验目的：通过实验，让学生加深对地图投影和投影变换等基本而又重要的概念的了解，并结合软件亲自体会它们的重要性。

实验内容：添加需要更新的数据，练习空间数据的投影定义和投影变换

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：集中辅导、答疑

预习要求：回顾地图投影和投影变换的概念、类型及参数选择。

实验项目十七：创新实验（一）

实验目的：通过自主实验，综合运用已掌握的知识和技能，充分发挥主观能动性和想象力，选择1个研究问题，运用地理信息系统软件ArcView进行数据分析，揭示地理现象背后隐藏的规律，从而对地理信息系统这门课程的实用性、技术性加以体会，提高学习兴趣。

实验内容：学生自己拟定

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：单独辅导、答疑

预习要求：学生自学。

实验项目十八：创新实验（二）

实验目的：通过自主实验，综合运用已掌握的知识和技能，充分发挥主观能动性和想象力，选择1个研究问题，运用地理信息系统软件ArcView进行数据分析，揭示地理现象背后隐藏的规律，从而对地理信息系统这门课程的实用性、技术性加以体会，提高学习兴趣。

实验内容：学生自己拟定

主要仪器：计算机硬件（主机、显示器、键盘、鼠标）、计算机专业软件（Windows XP及以上）、专业软件ArcView、实验原始数据

教学方式：单独辅导、答疑

预习要求：学生自学。

五、实验课考核方式

（1）实验报告：内容应包括实验名称、实验时间、实验地点、实验目的、实验内容、主要仪器、实验步骤，统一格式（封面、具体内容5号宋体，单倍行距，插入图片规格按照陕西师范大学学报自然科学版要求），用word排版（A4）并打印装订（左边），页数控制在15～20页，电子版和打印文稿一同上交；

（2）实验课的考核方式和成绩评定办法：每次实验考勤，实验报告成绩满分为100分，折合20％加入到理论课成绩中。

六、实验指导书以及主要参考书

1.实验指导书

薛亮 编著. ArcView地理信息系统实验指导书（手稿，未出版），可在Blackboard平台上的“地理信息系统”信息化课程中下载。

2.主要参考书

汤国安　编著. ArcView地理信息系统实验教程. 科学出版社，2010（3）