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实验教学 EXPERIMENTAL TEACHING

3s技术实习

"3S"技术包括遥感RS(Remote Sensing)、地理信息系统GIS(Geographical

information System)、全球定位系统GPS(Global Positioning System)三方面内

容。森林资源的经营管理是以森林资源信息获取为基础,以永续利用与可持续经

营为目标,满足社会对森林的经济与生态需求。3S 技术是获取森林资源信息与

分析决策必不可少的手段与工具。3S 技术实习可提高学生对理论知识的理解与

运用,增强实践操作能力,能够对所学的相关知识系统化,采用综合的技术体系

进行森林资源的管理决策。

一、实习目的

1.学习掌握MapInfo 中地形图、遥感图像的配准方法。

2.掌握GPS定位、面积测量、成果制图的技术。

2.掌握遥感图像判读的方法与操作。

3.掌握3S的综合应用技术与方法。

二、实习仪器

西校区遥感图像(2008 年) 、西校区地形图(1994 年) 、微机、手持 GPS、

MapInfo7.0软件。

三、实习任务

1.配准西校区地形图与遥感图像。

2.绘制西校区地图并计算西校区扩张面积。

3.测量环形路(或体育场)包围面积并制图。

四、实习内容

1.西校区地形图配准

⑴由于 MapInfo7.0 投影文件中缺少北京 54 与西安 80 坐标系,且配准时由

于软件 bug 不会有配准误差,故需要在应用前打补丁。把填加了北京 54 与西安

80 坐标系的投影文件 MAPINFOW.PRJ 与配准补丁 mires700.dll 复制到 MapInfo

的安装文件夹C:\Program Files\MapInfo\Professional中,替换原有文件。

⑵选择菜单“文件”-“打开表” ,出现打开表对话框,将对话框中的文件

类型选择为栅格图像;选择正确路径,找到“西校区地形图.jpg”文件,单击“打

开”按钮,出现下列提示框: “你想简单地显示未配准的图像,或配准它使它具

有地理坐标?”单击“配准”按钮,窗口出现图像配准对话框。

⑶单击 “投影” 按钮, 出现投影选择对话框, 选择与原图匹配的地图投影 (1980

西安坐标系) 。先选择投影类别,再根据投影带选择类别项,如图所示。单击“单

位”按钮,选择单位为“米” 。然后选择“确定” ,回到图像配准对话框。

根据地图上的公里格网,选择分布均匀的4个以上的控制点,并读取坐标。

⑷单击图像配准对话框内预览图像中与地图上所选点相一致的对应点, 出现

增加控制点对话框。在对话框中地图坐标处输入相应控制点的X、Y坐标值。如

输入错误或需要编辑修改, 可在上面对话框中选择相应的控制点, 进行编辑修改。

⑸单击图像配准对话框中的新建按钮,重复上一步骤,增加控制点。当控制

点增加到四个时,图像配准对话框中出现配准误差值,如果误差太大,则重新采

控制点,或编辑控制点坐标,直到满意为止。

⑹图像配准后,要检验配准后的图像。可通过“地图”菜单-“选项” ,选

择合适的坐标单位。再在屏幕左下角的状态栏查看公里网交点的坐标,是否与原

地图中坐标一致。或通过主工具栏中“标尺”按钮,查看公里网格线的距离或面

积,检验配准是否正确。

2.西校区遥感图像配准

⑴打开已配准的西校区地形图。

⑵按照前述地形图的配准方法打开西校区遥感图像。 选择遥感图像与地形图

中的对应点,新建4个控制点,但不输入控制点的地图坐标,单击确定,图像配

准对话框上部控制点坐标预览窗口显示控制点坐标为零。

⑶选中一个控制点,使其突出。回到MapInfo 主窗口,选择主菜单“表-栅

格图像-从地图上选择控制点” ,此时鼠标表现为十字符。

⑷在地形图上选择相应的控制点,编辑控制点对话框出现,且控制点坐标已

输入(从已配准的地形图上自动读入) 。

⑸同法增加或修改、编辑控制点,直到满意为止。

⑹检查已配准图像,并通过“表-栅格图像-调整图像样式” ,修改图像的

半透明度,比较2个图像的重叠情况。

3.绘制并计算西校区扩张面积

在MapInfo 中新建 2个表, 一个为西校区原有面积, 一个为西校区现在面积,

分别以配准后的地形图与遥感图像为底图, 绘制出西校区原有面积与现在面积区

域,通过“表-更新列”命令计算出面积,单位为亩。

4.测量西校区环形路包围面积并制图

⑴GPS中设置位置格式与地图基准

在GPS中设置通过“菜单-设置-单位”中设置位置格式与地图基准,以与

地形图中的坐标系统与位置格式相一致。位置格式选择“User grid”,输入中央

经线经度为东经114°,比例为1.0,FALSES 输入为500000.00,FALSEN输入为

0.0。编辑完后存储。在“地图基准”选项中选择“User” ,进入“WGS84-Local”

页面,输入相应的△X、△Y、△Z三个转换参数,△A=-108,△F=0.0000005。

GPS 卫星和接收机是在 WGS84 坐标系统中开发运行的,我国目前应用的是

1954年北京坐标系(即BJ54坐标系),这两个坐标系之间存在平移和旋转关系,

在实际应用中,由于坐标系不同的影响能使定位产生80~120m的距离误差。所

以,在我国使用GPS导航仪进行绝对定位必须进行坐标系转换。转换后的绝对定

位精度可由80~120m提高到5~10m。

⑵GPS测量区域拐点坐标

用GPS从测区的一端开始,边走边保存测区的拐点坐标,在直线区域可少测

点,在曲线与弧形区域多测点,共测量20多个点。

⑶GPS数据输入

测回的GPS点,由于通过数据线导入后坐标系统为WGS84坐标,因此必须通

过数据直接输入的方式。建立一新的Excel文件,第一行为点号、X、Y,从第二

行输入数据,输入完毕后保存。

⑷MapInfo中绘制拐点

在MapInfo中选择“文件-打开” ,选择包含GPS数据的Excel文件,如图

在命名范围中,选择“其他” ,设定数据范围,数据从第2行开始到数据尾。

设定好后确定。并在Excel信息窗口中把Excel数据中的第一行作为列标题。

打开 Excel 数据后,通过“表-创建点” ,设置好投影与符号样式,为数据

创建点符号。

⑸MapInfo中绘制区域范围

新建一个表,填加到当前图层,通过图层控制显示出点号,并把缩放到适合

大小, 逐一连点绘制区域范围。 并比较所测区域范围与遥感图像上范围是否一致。

5.图的修整与完善

在绘制好要求的各范围地图后,对点、线、面的样式进行修改,提高图的美

观与易读性,并填加图框、图例、比例尺与指北针。最后结果保存为工作空间。

五、成果提交

提交实习成果与 Word 文档实习报告。实习报告内容包括实习内容、操作步

骤与结果。实习中形成的图件如配准的地形图、遥感图像、西校区原有范围与现

在范围、测量区域要以图片的形式展示在实习报告中。

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