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地理国情普查的方法研究.doc

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地理 国情 普查 方法 研究
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目: 地理国情普查的方法研究 资源工程学院地理国情普查的方法研究【摘要】地理国情的重要性使其在全国地理国情普查中对应用的软件要求较高。EPS2008 软件的内外业的相辅相成和 ArcGIS 的入库的联合使用使其在地理国情普查中起到了很好的作用,本文通过对比两种软件的特点并且以福州地理国情普查为实例进行分析,对比体现它们在地理国情普查中各自的优势。【关键词】地理国情普查 EPS2008 软件 ArcGIS 软件 联合使用目录1. 绪论...................................................................................................................................................................11.1 背景和意义.................................................................................................................................................11.2 全国地理国情普查的目标.........................................................................................................................11.3 全国地理国情普查的任务.........................................................................................................................11.4 本文研究内容.............................................................................................................................................12. 清华山维 EPS2008 地理信息工作站软件 ......................................................................................................22.1 简介.............................................................................................................................................................22.2 特点.............................................................................................................................................................23. ArcGIS 软件 ......................................................................................................................................................23.1 ArcGIS 软件简介 ........................................................................................................................................23.2 特点..............................................................................................................................................................34. 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 的比较分析 ...................................................................................................34.1 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 在软件应用上的比较 .............................................................................34.2 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 在地理国情内业影像解译中的对比 .....................................................44.2.1 地理国情普查的内业影像解译...........................................................................................................44.2.2 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 的对比 ..............................................................................................44.3 EPS2008 与 ArcGIS 在地理国情数据成果生成入库的对比 ...................................................................55. 结束语...............................................................................................................................................................65.1 总结..............................................................................................................................................................65.2 展望..............................................................................................................................................................76. 致谢语...............................................................................................................................................................7参考文献........................................................................................................................................................811. 绪论1.1 背景和意义在 21 世纪的信息时代,数据已经成为人们不可或缺的资料,要想全方位的了解中国当前的地理国情的状况,就很有需要对经济社会发展和生态文明建设作出好的决策和意见。为全面掌握我国地表自然、生态和人类活动基本情况,分布其空间分布、基本特征及其相互关系,所以国务院决定在全国开展地理国情普查工作 [1]。中国现在是在发展工业城镇化的时期,这也意味着人类地理信息、地表自然是无时无刻的都在变化,这将影响到科学的工业化和城市化布局,同时,这也是整体规划国土,对土地的发展空间的合理利用,能有效地促进重大项目建设,对地理条件监测起着重要的支持作用。地理国情是中国基本国情的最重要的组成部分之一,此次开展地理国情普查,是确保能够全面的了解权威、客观、准确的地理国情信息,同时也能够推进国家生态环境保护、加快建设资源节约型和环境友好型的美丽中国 [2]。新中国成立以来,我国多次开展了人口、农业、土地、水利及经济等调查或普查工作,这些成为国家摸清“家底” ,科学规划和决策的重要依据。以如今中国的发展,使得其在环境、生态、资源等各个方面都面临着不容乐观的形势,各种资源损耗过多,而且生态环境也越来越恶化,快速的开展全国地理国情普查,就能够全面比较准确的掌握我国的地表自然与人文地理的的国情信息现状,能够正确把握国情国力,可以统筹经济社会发展全局,对加快建设美丽富饶的中国具有重要的意义 [3]。开展第一次全国地理国情普查,可以掌握我国的地表自然和人文要素,掌握全面的地理国情信息、地表自然、生态和人们的生活状况。 因此,第一次全国地理国情普查展开了,正是此次的普查对于国家的意义如此之重要,而且其任务如此之繁重,那么如何进行地理国情普查的数据采集和应如何进行数据采集与处理成为了开展此次普查的重中之重,而选择适合的软件平台来处理、编辑、储存这些数据也是不容忽视的问题。1.2 全国地理国情普查的目标全国地理国情普查对于国家是一项具有非常重大的意义的项目,全国地理国情普查主要是了解和掌握我国的自然地理及人文地理要素的现状。这次普查的目的是用较短的时间来掌握我国国情在我国土地上的现状和分布情况,了解社会的发展和建设的需求,建立我国国情的数据库,从而更好的服务于国民及国家建设,同时也给监测工作提供保障和支持 [4]。1.3 全国地理国情普查的任务作为此次普查的主要任务是:在中国陆地边界内利用各种各样的先进技术(例如:全球导航卫星系统、航空航天遥感技术和地理信息系统等)和其他相关的信息对那些没有数据的,现势性不好的,重要的地域进行更新和补充,同时建立覆盖全国国土范围内的地理国情的本底数据库,最终得到所需要的地理国情普查图集和报告 [5]。这个我们必须通过各种遥感影像进行获取和处理数据,进行现场调查,提取相关的信息,对地理信息进行统计分析,把地表特性和地理现象的人类活动等各种地理要素环境进行空间化、定量化和属性化,最终形成自然资源和生态环境以及人文现象的空间分布和其互相关系的全面调查结果 [6]。1.4 本文研究内容介绍第一次全国地理国情普查的任务、目的、意义,对在普查中所使用的软件进行比较分析,以对比和图解的形式阐述 EPS 软件和 ArcGIS 软件在地理国情普查中的应用方法,探讨 EPS2008 地理信息工作站软件和 ArcGIS 软件在未来全国地理国情普查与管理中有何发展,将会有怎样的价值与地位。22. 清华山维 EPS2008 地理信息工作站软件2.1 简介清华山维 EPS2008 地理信息工作站是北京清华山维新技术开发有限公司对 EPS2005 的改进升级版,改进内容增加了自动化构面,各类数据信息检测,快捷命令等功能,该系统功能全面细致,采用全野外信息化技术,使测量软件的使用率达到了顶峰 [7]。它是 CAD 技术与 GIS 技术互相结合的成果,它既有较好的实现数据格式转换,进行数据处理,属性编辑,数据监理和进行 GIS 建库等功能。 EPS 软件是目前较为先进的产品,具有较为完善的系统结构框架,各种功能能满足各种用户的需求,EPS 软件能支持多种数据格式,EPS 软件的 edb 格式的成果可以转化为多种数据格式。能专门为一个项目设计其所需要的功能,是一个很好的软件平台。2.2 特点清华山维 EPS2008 地理信息工作站的特点有:1) 地理要素表达信息化2) 面向测绘多种业务解决方案集成化清华山维 EPS2008 地理信息工作站是面对各种测绘生产单位,它较为全面的地处理了与地理信息数据相关的采集、有关的处理、建立数据库、进行更新、加强管理等各种各样的问题,很大程度地规范了各个生产单位之间的作业模式,使生产的工艺流程简单便捷,简化了操作步骤,使系统变的不那么繁琐,提高了作业的效率。3) 跨平台数据转换无损化4) 地理信息数据标准管理模板化模板是开放的,可以有效地将作业标准的自定义模板,模板定制满足专业化的要求,定位。软件开放,能够支持 C++、VB 等多种语言的二次开发,并共享了二次开发成果,使用者能够建立自己的作业流程和增加一些自己的想增加的东西。集成多种软件在统一的条件下工作,作业员可以根据自己的作业特点,自己制定是否加载项,并针对项目进行修改和添加。5) 跨平台符号化插件与多元地理信息数据库更新一体化 6) 平台开放性与国产地理信息软件企业优势互补EPS2008 地理信息工作站继承了开放性的思维,它不停地试图找寻与国产的有联系的软件企业组成商业联盟,一起发展和研究,期待一次次的进步路,期望营造一条国产地理信息软件的产品线,实现地理信息软件的国产化。7) 一个平台打天下,测绘建库一体化8) EPS2008 具有完全可视化的编码选择、颜色选择和线宽选择功能和标准ⅧA 脚本语言支持。EPS2008 在编辑、质检完成后可直接上传到数据库,不需再做数据转换和数据监理,具有很好的编辑效率,同时它也能对各种属性和拓扑关系进行批量处理和修改,另外 EPS2008 采用动态实时存盘技术,避免数据不必要的损失,最后 EPS2008 软件自带功能能够进行合理的数据监理与监测。3. ArcGIS 软件3.1 ArcGIS 软件简介ArcGIS 软件是在 GIS 领域用了将近 40 年的努力钻研得到的经验,然后提供给用户一套有层次的,不能扩展的 GIS 平台的一系列产品。ArcGIS 产品的监理功能是在工业标准上,它的功能非常的强大,操作也简单,使用上非常方便,而且它的画面是友善好看的,所以它可以满足各种不同层次用户的不同需求。作为有着悠久的历史和强大的产品功能的 ArcGIS 在 GIS 领域上有着至高无上的地位,有很大部分的产品就借鉴和采用了 GIS 的设计思维和观念 [8]。ArcGIS 是一款集地理信息系统开发,分析,地图数字化,地理信息的采集等功能于一体的软件,3目的是解决目前世界范围内地理信息过多,而应用和管理手段落后,造成信息浪费现象的一款软件。是目前地理信息系统行业功能最为强大,应用最为广泛的软件,对地理信息进行处理分析,归类,从中提取简单的,对用户有用的信息的软件。在 GIS 领域,ArcGIS 一向是以强大的空间数据分析和空间数据处理功能而得到大家的肯定。正因为此让以 ArcGIS 为基础监理的应用平台系统,向有关的部门和领导给出了科学的比较数据和决策凭据。ArcGIS 产品是目前世界上有一个 GIS 产品的主导作用,本产品具有系统结构是非常完美的,有GIS 的各种功能,为有着各种不同要求的用户提供了各个方面的解决方案。ArcGIS 是在 GIS 领域上是可以支持最多数据格式的软件,而国家各个级别的测绘部门所发出和提供的 GIS 数据几乎全是采用 ArcGIS 的格式。3.2 特点ArcGIS 的主要特点有:1) 功能强大 ArcGIS 产品具备完善的制度建设,具有丰富多样的 GIS 功能;ArcGIS 可以支持非常多的数据格式,而且全世界上所有的 GIS 软件都可以支持 ArcGIS 的数据格式;同时 ArcGIS 也可以支持海量数据的保存和用户所需要的效率。2) 可伸缩性 ArcGIS 的可伸缩性在于它可以在一个独立的桌面系统的配置,也可以设置在互联网。让更多的用户可以使用的定位,可视化,空间分析和决策等功能。3) 标准、开放和互操作性ArcGIS 的各种特性,给以它为基础所构建的应用系统的技术提供先进、标准开放和可持续发展的保证。4) 技术成熟、安全稳定 一个好的软件平台是表现一个系统成熟的基础,GIS 平台的成熟和稳定可以确定这个系统所有的工程的牢固性。ArcGIS 是经过将近 40 年研究得到的产品,所以它是一个技术成熟的,安全稳定的软件产品。 5) 操作简便、易于开发;它拥有海量数据的存储;还有开放性的系统,以及它具有离线编辑的功能。6) 它具有构建丰富的、智能的地理数据库功能,它可以模拟繁重的、多用户的编辑工作流,也可以在保持图层空间和图层空间之间的完整性的同时也能提高用户对于自定义的逻辑,它还具有良好的维护和建立诚信能力包括地理要素的空间之间的拓扑关系,同时它也可以实现与数据库断开的情况下在野外编辑 GIS 数据7) ArcGIS 有一个稳定的,对大量数据的准确数据的拓扑结构,复杂的结构分析处理功能,并能确保完整的网格数据和拓扑关系。8) ArcGIS 的图形编辑功能及其高级的制图编排工具是非常强大的,它能过轻松的进行类似于 CAD的编辑方式,同时可以满足都种格式之间的打开或互相转化。4. 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 的比较分析4.1 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 在软件应用上的比较1) 清华山维 EPS2008 是通过模板来满足不同用户的作图要求,是通过模板来实现的。模板是数据标准和控制作业的规范化,它定义了数据分类与编码,分层,颜色,形状,象征,规模,坐标系统,属性数据的结构,大小和其他相关的方案。通过模板的定制形成一种标准,在此模板基础上完成的数据都具有了同样的数据标准。我们可以根据不同的标准万方数据制定不同的模板,以达到用户需要的标准需求 [9]。而 ArcGIS 则需要前期创建模板和进行属性操作实现的。42) 清华山维 EPS2008 里有很多不同的方式选取地物编码,能够在输入栏直接点击这地物,也能键入该地物的名称,也可以键入地物编码的前几位,同样也可以使用快捷键。而 ArcGIS 没有这么多方法。3) 清华山维 EPS2008 可以把我们所需要的注记标注出来,而且可以移动已标好的注记的位置,而在ArcGIS 操作下已经标注出来的注记是不能移动的。4) 清华山维 EPS2008 拥有选择集的查图导航器,能够在你现在所处的窗口下的作业范围内作记号,使得下次打开图时能及时找到上次的作业区域,减少丢失与遗漏的可能。而 ArcGIS 下只能手工做记号,以便下次能找到当前作业区域。5) 清华山维 EPS2008 支持标准 VBA 脚本语言,用户可以在此平台上进行二次开发,软件解决不了的问题可以通过脚本程序来实现,数据转换也可以通过脚本来实现。而 ArcGIS 也可以进行二次开发,而且在转换过程中属性能无损转换。6) 对于初学者来说,清华山维 EPS2008 和 ArcGIS 都不易上手,功能很多,实现一种目的可以有多种方法,更何况 ArcGIS 还主要是英文版,初学者往往不知如何运用。对脚本的应用频繁,需要对Ⅶ语言有一定基础的人员编写,对普通作业员来说有难度。4.2 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 在地理国情内业影像解译中的对比4.2.1 地理国情普查的内业影像解译对所得到 2012 年航空遥感影像加密后进行影像分割,然后进行影像解译,运用判读知识和实践经验针对影像的各种纹理、颜色深浅在遥感影像上判读出目标即地理覆盖的各种类别。地理国情信息分为 12 个一级类(耕地、园地、林地、草地、房屋建筑区、道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域、地理单元和地形) ,一级类中又分为 58 个二级类,133 个三级类 [10]。在影像判读时,要根据不同地物的影像特征如色调、形状、阴影、位置和布局等画出它们之间的边界,形成一个个的图斑。图斑必须达到规定的面积指标,不够面积的需要选择大的就近原则合并,不能漏抠。图斑勾画完毕后,要进行地理覆盖构面,把已经能确定的图斑标上类别。如:水面、有轨路、无轨路、竹林、高密度低矮( 高层)房屋等。不能确定的图斑留待外业实地查看确定。内业处理除了要对地理覆盖进行分类之外,还要对地理国情进行采集,必须要选择符合普查指标的道路中心线先进行采集,这样做的目的一是为了外业调绘时好找路,二是为了避免外业调绘时漏查它们的国情要素。4.2.2 清华山维 EPS2008 与 ArcGIS 的对比在内业影像解译中,我们需要对影像进行属性编辑,运用判读知识和实践经验针对影像的各种纹理、颜色深浅在遥感影像上判读出目标即地理覆盖的各种类别,并画出相应达到指标的图斑,图斑勾画完毕后,要进行地理覆盖构面,把已经能确定的图斑标上类别。如:水面、有轨路、无轨路、竹林、高密度低矮(高层)房屋等。清华山维 EPS2008 除了本身就具有与 autoCAD 制图软件和南方 CASS 软件相媲美的编辑制图功能之外,还可以进行构面及给作图所构的面添加所需的属性编辑,还能对各种属性和拓扑关系进行批量处理和修改,它采用动态实时存盘技术,避免数据的损失,它也能够针对项目需要随时进行修改和添加。它还可进行数据处理编辑后的数据监测与监理,具有很好的编辑效率。而 ArcGIS 能够建立丰富的、智能的地理数据库,同时也可以模拟复杂的的、多用户的编辑工作流。它有着对数据处理入库的强大的功能和满足各种格式之间的打开或互相转化,但是其在制图画线功能方面有着不太完善的地方,在编辑画线自动构面这些方面它是远不能和 EPS2008 软件相比拟的。5图 4-1 ArcGIS 内业影像解译图 4-2 EPS2008 内业影像解译4.3 EPS2008 与 ArcGIS 在地理国情数据成果生成入库的对比清华山维 EPS2008 在测绘方面努力的进行改进,已经能够较为全面的完成了地理信息数据的收集、处理、建立数据库、更正与创新、管理等绝大部分的问题,虽然 EPS2008 已经有了对成果进行入库的功能,但是相对于已经拥有 40 年的 GIS 研究经验的 ArcGIS 而言,是不能相提并论的。在 GIS 领域,ArcGIS 一向以拥有强大的空间分析能力和空间数据处理功能得到大家的关注。它特有的空间数据模型和空间分析处理等功能,给以 ArcGIS 为基础构建的应用系统为相关部门提供了科学的计算数据结果和决定政策的依据。此外 ArcGIS 具有构建丰富的、智能的地理数据库功能。6图 4-3 ArcGIS 数据分析入库图 4-4 EPS2008 数据处理5. 结束语5.1 总结经过这一段时间对 EPS 软件的熟悉以及其对福州地理国情普查的应用,让我对 EPS 软件的功能及应用有了更深入的了解。因为 EPS 的编辑功能强大但是入库功能还不是那么的完善,所以要结合数据库功能强大的 ArcGIS,结合两种软件,既能满足地物属性编辑的要求,又能系统的有效的对成果数据建立地理国情本底数据库。7在福州地理国情普查中,EPS 软件占据着不可忽视的作用,其为了普查特意定制的很多功能都能让工作量大大的减少。EPS 软件相对于其它的软件有较大的优势,其编辑功能简单好操作,数据储存好,数据方便转换。ArcGIS 软件同时也占据着不可忽视的作用,它强大的空间数据分析和构建强大的数据库有的不可比拟的作用。EPS 软件和 ArcGIS 软件对福州地理国情普查的工作起着重要的作用,也为下一次的地理国情普查做了先头兵。5.2 展望全国第一次地理国情普查还在继续,必须要找出适合各个地区的工作所需要进行的工作模式和进行操作的软件,才能更好的加快普查进度,得到较好的普查结果。EPS 软件在编辑方面操作简单,功能强大,而数据入库方面的功能无法满足单独完成这次普查内容的要求,还需作一定的改进。反之,ArcGIS 软件入库功能强大,但在编辑方面不够完善,还有很大的改进空间。6. 致谢语我的毕业论文是在邹丹老师的细心指导和帮助下,才能不断的完善并完成。她开阔的视野给了我深深的启迪,这篇论文凝聚着她的汗水,她以严谨的教学态度和敬业精神影响着我,让我对我的学习态度产生了显著地影响,在这里我向她表示以最真心的感谢。经过三年的专业理论学习,和一年的实践学习,让我慢慢的喜欢上测绘这个苦并快乐着的行业,我学到了较好的测绘知识和较好的实践基础,让我以后走出校园多了很大的信心面对工作以及老板。以上这些都是来自于我的所有的专业老师,在这里我要感谢他们,谢谢他们带给我的一切,并无私的把那么多渊博的知识传授给我。我也要感谢福建地质工程研究院给予我学习 EPS 软件及 ArcGIS 软件,并且在福州地理国情普查中应用 EPS 软件及 ArcGIS 软件的机会,让我进一步的了解 EPS 软件及 ArcGIS 软件并熟练掌握它们的操作,让我有稳固的理论知识和实践基础来编写本论文。感谢四年来我的朋友和 10 测绘班的四十几位同学对我的学习,生活以及工作上的支持、关心和信任。四面来,我们互相帮助,团结友爱,和睦共处,不是兄弟胜是兄弟!也正是因为一路上有你们我的大学生涯才过的如此精彩,没有感到孤单,很快就要各奔东西了,衷心的祝愿大家前程似锦,找到好工作,天天开心。最后感谢我的父母,在他们的细心呵护下,我才能无忧无虑的成长、学习,现在我即将毕业出去工作了,我会努力工作,赚钱养家,默默的祈祷愿您们一生平安,我也会好好的回报社会。我以最诚挚的心感谢你们,谢谢。
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