实验一、MapGIS的组成及基本功能
一、MAPGIS 的主要功能
1.数据输入
在建立数据库时，我们需要将各种类型的空间数据转换为数字数据，数据输入是GIS的关键之一。MAPGIS 提供的数据输入有数字化仪输入、扫描矢量化输入、GPS 输入和其它数据源的直接转换。
2.数据处理
输入计算机后的数据及分析、统计等生成的数据在入库、输出的过程中常常要进行数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等工作。MAPGIS 通过图形编辑子系统及投影变换、误差校正等系统来完成，下面分别介绍之。
(1) 图形编辑
该系统用来编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性、增加或删除点、线、
区域边界，并适时自动校正拓扑关系。图形编辑子系统是对图形数据库中的图形进行编辑、修改、检索、造区等，从而使输入的图形更准确、更丰富、更漂亮。
(2) 投影变换
地图投影的基本问题是如何将地球表面（椭球面或圆球面）表示在地图平面上。这种表示方法有多种，而不同的投影方法实现不同图件的需要，因此在进行图形数据处理中很可能要从一个地图投影坐标系统转换到另一个投影坐标系统，该系统就是为实现这一功能服务的，本系统共提供了20 种不同投影间的相互转换及经纬网生成功能。通过图框生成功能可自动生成不同比例尺的标准图框。
(3) 误差校正
在图件数字化输入过程中，通常的输入法有：扫描矢量化、数字化仪跟踪数字化、标准数据输入法等。通常由于图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形在位置上出现偏差，个别图元经编辑、修改后可满足精度要求，但有些图元由于发生偏移，经编辑很难达到实际要求的精度，说明图形经扫描输入或数字化输入后，存在着变形或畸变。出现变形的图形，必须
经过数据校正，消除输入图形的变形，才能使之满足实际要求，该系统就是为这一目的服务的。通过该系统即可实现图形的校正，达到实际需求。
(4) 镶嵌配准
图象镶嵌配准系统是一个32 位专业图象处理软件，本系统以MSI 图象为处理对象。本系统提供了强大的控制点编辑环境，以完成MSI 图象的几何控制点的编辑处理；当图象具有足够的控制点时，MSI 图象的显示引擎就能实时完成MSI 图象的几何变换、重采样和灰度变换，从而实时完成图象之间的配准，图象与图形的配准，图象的镶嵌，图象几何校正，几何变换，灰度变换等功能。
(5) 符号库编辑
系统库编辑子系统是为图形编辑服务的。它将图形中的文字、图形符号、注记、填充花纹及各种线型等抽取出来，单独处理；经过编辑、修改；生成子图库、线型库、填充图案库和矢量字库，自动存放到系统数据库中，供用户编辑图形时使用。应用而建立专用的系统库。如地质符号库、旅游图符号库等。
3.数据库管理
MAPGIS 数据库管理分为网络数据库管理、地图库管理、属性库管理和影象库管理四个子系统。
(1) 地图库管理
图形数据库管理子系统是地理信息系统的重要组成部分。在数据获取过程中，它用于存储和管理地图信息；在数据处理过程中，它既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处；在检索和输出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。MAPGIS 的图形数据库管理系统可同时管理数千幅地理底图，数据容量可达数十千兆，主要用于创建、维护地图库。
(2) 属性库管理
GIS 系统应用领域非常广，各领域的专业属性差异甚大，以至不能用一已知属性集描述概括所有的应用专业属性。因此建立动态属性库是非常必要的。动态就是根据用户的要求能随时扩充和精简属性库的字段（属性项），修改字段的名称及类型。具备动态库及动态检索的GIS软件，就可以利用同一软件管理不同的专业属性，也就可以生成不同应用领域的GIS 软
件。
(3) 影象库管理
该系统支持海量影象数据库的管理、显示、浏览及打印；支持栅格数据与矢量数据的叠加显示；支持影象库的有损压缩和无损压缩。
4. 空间分析
地理信息系统与机助制图的重要区别就是它具备对中间数据和非空间数据进行分析和查询的功能，它包括矢量空间分析、数字高程模型（DTM）、网络分析、图像分析、电子沙盘五个子系统。
(1) 矢量空间分析
空间分析系统是MAPGIS 的一个十分重要的部分，它通过空间叠加分析方法、属性分析方法、数据查询检索来实现GIS 对地理数据的分析和查询。
(2) 数字高程模型
该系统主要由离散数据网格化、数据插密、绘制等值线图、绘制彩立体图、剖面分析、面积体积量算、专业分析等功能。
(3) 网络分析
MAPGIS 网络分析子系统提供方便地管理各类网络（如自来水管网、煤气管网、交通网、电讯网等）的手段，用户可以利用此系统迅速直观地构造整个网络，建立与网络元素相关的属性数据库，可以随时对网络元素及其属性进行编辑和更新；系统提供了丰富有力的网络查询检索及分析功能，用户可用鼠标指点查询，也可输入任意条件进行检索，还可以查看和输出横断面图、纵断面图和三维立体图；系统还提供网络应用中具有普遍意义的关阀搜索、最短路径、最佳路径，资源分配、最佳围堵方案等功能，从而可以有效支持紧急情况处理和辅助决策。
(4) 图像分析
多源图象处理分析系统是一个新一代的32 位专业图象（栅格数据）处理分析软件。多源图像处理分析系统能处理栅格化的二维空间分布数据，包括各种遥感数据、航测数据，航空雷达
数据、各种摄影的图像数据以及通过数据化和网格化的地质图、地形图、各种地球物理、地球化学数据和其它专业图像数据。
(5) 电子沙盘
电子沙盘系统是一个32 位专业软件。本系统提供了强大的三维交互地形可视化环境，利用DEM 数据与专业图象数据，可生成近实时的二维和三维透视景观，通过交互地调整飞行方向，观察方向、飞行观察位置、飞行高度等参数，就可生成近实时的飞行鸟瞰景观。系统提供了强大的交互工具，可实时的调节各三维透视参数和三维飞行参数；此外，系统也允许预先精确地编辑飞行路径，然后沿飞行路径进行三维场景飞行浏览。电子沙盘系统主要用途包括：地形踏勘、野外作业设计、野外作业彩排、环境监测、可视化环境评估、地质构造识别、工程设计、野外选址（电力线路设计及选址、公路铁路设计及选址）、DEM 数据质量评估等。
5. 数据的输出
如何将GIS 的各种成果变成产品供各种用途的需要，或与其它系统进行交换，是GIS 中不可
缺少的一部分。GIS 的输出产品是指经系统处理分析，可以直接提供给用户使用的各种地图、图表、图象、数据报表或文字报告。MAPGIS 的数据输出可通过输出子系统、电子表定义输出系统来实现文本、图形、图象、报表等的输出。
(1) 输出
MAPGIS 输出子系统可将编排好的图形显示到屏幕上或在指定的设备上输出。具有版面编排、矢量或栅格数据处理、不同设备的输出、光栅数据生成、光栅输出驱动、印前出版处理功能。
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(2) 报表定义输出
电子表定义输出系统是一个强有力的多用途报表应用程序。应用该系统可以方便地构造各种类型的表格与报表，并在表格内随意地编排各种文字信息，并根据需要打印出来。它可以实现动态数据连结，接收由其它应用程序输出的属性数据，并将这些数据以规定的报表格式打印出来。
(3) 数据转换
数据文件交换子系统功能为MAPGIS 系统与其它CAD、CAM 软件系统间架设了一道桥梁，实现了不同系统间所用数据文件的交换，从而达到数据共享的目的。输入输出交换接口提供AutoCAD 的DXF 文件、ARC/INFO 文件的公开格式、标准格式、E00 格式、DLG 文件与本系统内部矢量文件结构相互转换的能力。
二、MAPGIS 几种主要文件类型及后缀
.wp 区（面）文件
.wl 线文件
.wt 点文件
.tif 栅格文件
.rbm 光栅求反后文件
.mpj 工程文件
.cln 图例板文件
.pnt 控制点文件
三、文件的组织与管理
四、界面介绍
五、基本术语
图层：按照一定的需要或标准把某些相关物体组合在一起。可以把图层理解为一张透明薄膜，每一层的图元在同一薄膜上，如水系力图层、铁路图层、断层图层等。图层的分层有利于地图图元的管理，提高成图速度。
栅格图：即扫描的图像。
矢量图：即进行了数字化的图像，图中的每一个点都有相对的X 和Y 座标。
图元：图面上表示空间信息特征的基本单位，分为点、线（孤段）、多边形等三种类型。
点元：点图元的简称，有时称点。指其位置只有一组X 和Y 座标来控制。它包括字符串（注释）、子图（专用符号）等。所有点保存在点文件中（*.wt）
结点：指某线或孤段的端点或数条线或孤段的交点。
线图元：地图中线状物的总称。如划线、省界、国界、地质界线、断层、水系、公路等。所有线图元都保存在线文件中(*.wl)
弧段：弧段是一系列有规则的，顺序的点的集合,用它们可以构成区域的轮廓线。它与曲线是
两个不同的概念，前者属于面元，后者属于线元。
区图元（面图元）：由线或孤段组的封闭区域，可以以颜和花纹图案填充。如湖泊、地层、岩体分布区等。所有区图元都保存在区文件中（*.wp）。
工程：对一系列的点、线、面文件进行管理的描述性文件。
结点平差：使几条线或孤段成为共用一个结点的过程。
图斑和地类界：指的是具有单一土地利用现状类型的闭合区域，与MAPGIS平台中的“区”相对应。
行政辖区：就是指行政区。
线状地物：指的是具有一定宽度但又不依比例尺表示的地理线状要素的统称。
零星地物：指的实在土地利用现状调查中，按照成图比例尺因面积过小而不宜在图上依比例表示的土地利用现状图班。其几何特征为点。
混合地类图班：派生名称，指的是其中含有大量的且规则分布的零星地物的土地利用现状图班，其表示方法为：主地类所占百分比，辅地类所占百分比。
飞地：权属为A村的图班，几何位置却处在权属为B村的行政辖区范围内，则该图班为飞地。
权属和权属界：指的是土地利用现状图班的所有权归属。权属的边界就是权属界，它与行政区界有重合之处。
争议地：是指权属有争议的土地利用现状图斑。
基年图班和变更数据：基年图班是指当前所处理的土地利用现状数据，是一个相对概念。变更数据指的是在基年数据基础上的土地利用变更数据，与基年数据相对应。
实验二、图形数据的输入与编辑
一、基本概念
1、窗口
窗口操作是交互式图形编辑系统的重要工具，利用窗口既可以观察图形的全景，又可移动窗口观察图形的不同部分，还可以将图形局部放大，观察其细部，使图形的编辑、修改、设计更加方便、精确。
命令(单击鼠标左键)有：放大窗口、缩小窗口、窗口参数、窗口复位、返回上级窗口、更新窗口、移动窗口、清除窗口、显示线、显示注释、显示区域、显示弧段、显示光栅图像。
放大窗口：用一拖动操作在当前窗口中产生一个矩形框，凡落在矩形内的图形就是可视部分。直接点按鼠标，则以鼠标位置为中心，放大为当前屏幕的3/4。

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