地理信息综合实习报告
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学号：2013301130101 指导老师：郭庆胜 日期：2016/10/6
目录
一、实习概述 ....................................................................................................................... 3 1.实习目的 ........................................................................................................................ 3 2.实习内容 ........................................................................................................................ 3 二、实验理论 ....................................................................................................................... 3 1.实验方法： .................................................................................................................... 3 2.实验工具： .................................................................................................................... 3 3.实验原理 ....................................................................................................................... 5 三、实习过程 ....................................................................................................................... 7 1）打开ArcGIS 10.2，加载shp数据（广州市天河区） .............................................. 7 2）查询出地图综合所需要的工具 ................................................................................. 7 3）要素简化 ..................................................................................................................... 8 4）对道路线要素作简化综合 ......................................................................................... 9 5）对建筑面要素作简化综合 ......................................................................................... 9 四、实习心得 ..................................................................................................................... 10
一、实习概述
1.实习目的
学习地理信息综合原理后，通过该实习，利用ArcGis10.2将广州市天河区道路线要素和建筑面积面要素进行地图综合，利用Point_Remove和Bend_Simplify两种方法同时进行，分别选取不同的阈值，通过不同方法、不同阈值之间的相互比较，掌握简化线、简化面的方法和原理，熟悉ArcGis工具的使用。
2.实习内容
1）安装ArcGis 10.2；
2) 从Open street Map下载地理数据；
3）利用ArcGis地图综合工具，对操作数据进行综合； 4）获得结果；
5）分析、记录实习结果。
通过Gis平台，在地图主题与用途、比例尺和制图区域地理特点等条件下，通过对地图内容的选取、概括和关系协调，建立起能反映区域地理规律和特点的新的地图模型。
二、实验理论 1.实验方法：
利用ArcGis，可将地理处理视为一种语言，其中名词是地理数据（例如要素、表和栅格），而工具是动词（例如复制、裁剪和连接）。与任何语言一样，需要知道一些名词和动词才能进行交流，而本部分（及后续内容）向您介绍这些常见的地理处理动词（工具）。如果您不熟悉要素类和栅格等名词，则地理信息元素概述可作为一份很好的入门材料。
应用的算子有： 12种，简化、光滑、聚合、混合、合并、收缩、精选、典型化、夸大、增强、移位和分类。
2.实验工具：
聚合点聚合面在近似点要素聚类周围创建面要素。 将指定距离内的面要素合并成新的面要素。 提取中心线基于指定的宽度容差从双线要素（如道路轮廓）提取中心线。 折叠那些阻断道路网大趋势的路段小的开放构造（例如交通环岛），并将它们替换为简化的说明 Collapse Road DetailDelineate Built-Up 通过在小比例地图上描绘紧密排列的建筑物来创建面表示Areas构建区。 创建 Cartographic Partitions创建一组网状面要素，来覆盖输入要素类，其中每个面封闭的输入要素不超过指定的数量，该数量由输入要素的密度和分布决定。 生成单线道路要素来代替匹配的两条分开的道路车道。 在保持建筑物基本形状和大小不变的前提下简化建筑物面的边界或轮廓。 在不改变基本几何形状的情况下，通过移除多余的弯曲简化线。 在不改变基本几何形状的情况下，通过移除多余的弯曲简化面要素。 对线中的尖角进行平滑处理以使制图更加美观或改善制图质量。 对面轮廓中的尖角进行平滑处理以使制图更加美观或改善制图质量。 合并分开的道路简化建筑物简化线简化面平滑线平滑面细化道路网可生成保留连通性和一般字符的简化道路网，从而实现以较小比例显示道路。
3.实验原理
1）简化线
简化：在不破坏线要素的基本形状的前提下，移除无关紧要的折弯和小的凹进和凸出。 简化线工具使用以下两种简化算法之一：点移除和折弯简化。
“简化线”工具的点移除和折弯简化算法 点移除
点移除应用一种已发表的具有增强功能的算法（道格拉斯和普克算法，1973）。这是一种用于简化线的便捷算法。它将保留所有构成线要素的基本形状的关键点而移除其他点。该算法从使用趋势线连接线要素的各端点开始。首先测量每个折点到趋势线的垂直距离。与趋势线的距离小于容差的折点将被删除。线要素最先在距离趋势线最远的折点处断开，从而构成两条新趋势线。然后再测量剩余折点到这两条线的垂直距离，整个过程将持续到与趋势线的距离小于容差的所有折点全部被删除为止。
渐变趋势线
点移除对于数据压缩和消除冗余细节非常有效，但是生成的线可能含有不必要的尖角和尖锋，从而降低线的制图质量。如果对制图质量要求不高，则可使用点移除实现相对较少的数据缩减或压缩。
折弯简化
折弯简化通过形状识别技术找出折弯并分析其特征，然后消除无关紧要的折弯。可将线状要素视为由一系列折弯组成 (Wang, 1996)，其中的每个折弯在其连续折点处的拐角符号（正或负）均相同。可将每个折弯的若干个几何属性与直径等于指定简化容差的参考半圆的
对应属性进行比较。这些测量结果用于确定是保留折弯还是消除折弯，也就是说用基线（连接折弯端点的线）取代折弯。这种简化是迭代进行的，因此，较小的折弯在较早的迭代过程中可能会“消失”，从而形成大折弯。这样一来，生成的线与原始线的大体形状将更加接近，而制图质量也高于点移除。
2）简化面
原理：
存在两种简化方法：
POINT_REMOVE 方法是两种方法中较快的。它可移除多余的折点。此方法多用于数据压缩或更为粗糙的简化，尤其适用于大家都已经了解的数据。随着容差的增大，生成的面中有棱角的部分（尖锐拐角）将显著增加，所以面要素可能变得不够美观。
BEND_SIMPLIFY 方法较慢，但通常会生成与原始几何形状更为接近的结果，因此更加美观。其操作方式为消除面要素边界上不太重要的弯曲。此方法用于少量的、更为精细的简化。
最小面积参数仅适用于简化的面。任何在简化过程完成后小于最小面积的面要素都将从输出要素类中移除。对于一组共享公共边的相邻面，该参数适用于该组面的总面积。
该工具会产生两个输出要素类，一个是存储了简化之后的面的面要素类和一个是存储了用来表示任意折叠于一点的面的那些点的点要素类。点的输出名称和位置自动从输出的面的名称获得，并以 _Pnt 作为后缀。面输出将包含所有输入字段；点输出不包含任何输入字段。
多部分 (Multipart) 面可简化为单部分。
以下为用于处理输出中的拓扑错误的 3 个选项：
NO_CHECK：不检查简化过程所引入的拓扑错误。处理过程会更快。只有在可以保证数据的拓扑准确性时才使用该选项。
FLAG_ERRORS：将对简化过程所引入的拓扑错误进行标记。当标识拓扑错误的重要性大于解决错误的重要性时，请使用此选项。编辑会话中不支持此选项。
面输出将包含两个表示要素是否存在拓扑错误的新字段。InPoly_FID 和 SimPlyFlag 分别包含输入要素 ID 和拓扑错误。
InPoly_FID 字段将折叠的点连接到其输入面。
在 SimPlyFlag 字段中，值为 1 表示引入了错误，而值为 0（零）表示未引入错误。
拓扑错误解决之后，标记值仍将保持不变。SimPlyFlag 字段用于检查包含拓扑错误的要素。
RESOLVE_ERRORS：修复简化过程所引入的拓扑错误。处理时间将会更长。编辑会话中不支持此选项。
指定的容差可能会适合大多数面要素，但并非全部，特别是拥挤区域中的面要素。第一轮简化后如果检测到拓扑错误，则将定位涉及的边界线段（非整个面）并使用更小的容差。 此减小后的容差为减小前的百分之五十。新的容差值将用于重新简化这些线段。该迭代过程会根据需要重复多次，直到不存在拓扑错误为止。
面输出要素类包含的面数量与输入要素中包含的面数量相同，并且其使用两个新字段 MaxSimpTol 和 MinSimpTol 存储迭代过程中简化每个面时所应用的最大容差和最小容差。如果未引入错误，MaxSimpTol 和 MinSimpTol 的值将与指定的简化容差的值相同。
如果简化容差值相对较大，较大的面要素旁的较小面要素最终可能会并入较大面要素的内部。本程序无法检测到这种类型的空间关系错误。
对于 NO_CHECK 和 FLAG_ERRORS 选项，简化过程中可能会创建自相交的几何形状，并将自动修复。例如，如果面要素自身存在交叉，则经过修复，它将成为多部分面，以便各部分不存在交叉，尽管面要素的显示效果依然是自交叉。
当使用了 NO_CHECK 或 FLAG_ERRORS 时，或者选中了保留折叠点复选框时，将对点输出进行填充。如果输入面要素包含了多个部分，并且其中一个部分成为折叠的点，则表示该部分的点也将包括在点输出中。
三、实习过程
1）打开ArcGIS 10.2，加载shp数据（广州市天河区）
2）查询出地图综合所需要的工具
打开简化线对话框
在Arctoolbox里找到制图工具—制图综合—简化线，双击简化线工具打开简化线对话框，如图所示：
3）要素简化
4）对道路线要素作简化综合
5）对建筑面要素作简化综合
最小面积参数仅适用于简化的建筑物。任何在简化过程完成后小于最小面积的建筑物都将从输出要素类中移除。
四、实习心得
通过本次实习，我掌握了ArcGIS的线简化方法和面简化方法，对地理信息综合有了一个直观的了解，对于老师讲的地图综合方法也有了感性的认识，我的计算机应用能力有了大幅度提高。
在对建筑面积进行综合时，一些居民地在大比例尺的地形图上有复杂的形状，随着地图比例尺变小，为适合地图输出和肉眼读图，必须将居民地的形状进行简化，如果面积太小不能很好表示，还必须换用点状符号表示。
对道路线综合时，一般情况下，地图的比例尺如果小于1：5万，可以考虑进行地图综合，因为形状复杂的道路会将整幅地图挤得密不透风，不仅影响输出，更加影响读图。所以必须在缩绘时省略一些小弯曲，具体省略多小的弯曲须视成图要求而定。
Dauglas-Peucker算法可产生一些好的结果，但由于缺乏拓扑控制，它可能会因删除了一些原始点而产生自相交线。另外，该方法对初始条件（开始点）较为敏感，限差的选择要进行适当的实验，并且选取的点并不完全都是关键点。
