1、土地資源調(diào)查與評價實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書朱雪欣編管理科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)一地形圖的縮放與復(fù)制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾S著電子地圖或數(shù)字地圖的使用，人們已經(jīng)淡化了地圖比例尺的概念，但是對于制圖者 和使用者來說，把握制圖的精度和最小上圖面積，出版紙質(zhì)地圖等工作中，掌握地圖比例尺 和地圖精度要求還是尤為重要的。本實(shí)驗(yàn)是使學(xué)生了解和掌握紙質(zhì)地圖和數(shù)字地圖的縮放和 復(fù)制實(shí)踐，使學(xué)生更好地理解地圖比例尺和地圖精度的基本原理。在土地資源調(diào)查、土地利用總體規(guī)劃和土地整理專項(xiàng)規(guī)劃等使用各種地形圖、現(xiàn)狀圖、 土壤圖、農(nóng)田保護(hù)區(qū)圖、生態(tài)林圖等圖件過程中，由于各圖件成圖精度要求不同，其比例尺 不同，在利用這些成果時應(yīng)特別注意比例尺和地圖精

2、度。因此，了解和熟悉傳統(tǒng)地圖的縮放 和復(fù)制方法有利于電子地圖的制作。二、實(shí)驗(yàn)原理（-）傳統(tǒng)地圖的縮放和復(fù)制L地形圖的縮制：一般用網(wǎng)格法、縮放儀法和照相法等。（1）網(wǎng)格法：是一般常用的方法，先在原圖上畫出同樣的方格，另在繪圖紙上按縮小比 例，劃出相等數(shù)量的正方形網(wǎng)格，而縮小圖上方格的邊長可以按下式求出：原方格長度X （縮 小比例尺子原圖比例尺）二縮圖的方格邊長。方格編繪好后，兩張圖的方格均在縱橫方向標(biāo)上號碼，然后把原圖上各所有地物、地形、 邊界等都用目估法轉(zhuǎn)繪在相同號碼的縮圖紙上的方格內(nèi)，有些地貌、地物可按要求取舍，在 縮小圖上不需要表示或不繪出來，顯而易見，所轉(zhuǎn)繪的格子愈小則縮放愈標(biāo)準(zhǔn)。（2）

3、縮放儀法：縮放儀主要由支架和四根連成平行四邊形ABCD的稈子組成。各稈子都 用錢鏈連結(jié)起來，這就使得可能改變各稈子的相互位置，而同時乂保持平行四邊形形狀，A 為一起的極點(diǎn)，起固定作用?？s放儀能圍繞地圖而轉(zhuǎn)動，F(xiàn)是描針，供描摹所繪的圖形之用。 Z點(diǎn)裝置鉛筆，當(dāng)描針沿原圖移動時，鉛筆就在繪圖紙上繪出相似的縮小的圖形。如欲放大 圖形時，只要將原圖與圖紙、鉛筆與描針互換位置即可，放大及縮小的倍數(shù)可根據(jù)要求調(diào)節(jié) D、Z、C的位置。（3）照相法：利用照相的方法縮放地形圖，能在很短時間內(nèi)得到準(zhǔn)確的縮放圖。比縮放 儀的精確度高，速度快，不過要有一套照相設(shè)備。這種方法有兩種形式，一種是照相縮放儀，另一種是復(fù)照儀

4、，前者只能繪圖，不能放大, 后者為可兼作放大和縮小的大型照相機(jī)。應(yīng)當(dāng)注意：由小圖放大，線條要變粗，如果小圖繪的不精細(xì)，放大后就更顯出它的粗糙 了。不精細(xì)的地圖，不宜放的過大。由大圖縮小時，圖上的線條要稀，符號和注記字要大一 些，縮小后才清楚。2.地形圖的復(fù)制土壤調(diào)查規(guī)劃時，很少直接使用測繪的原圖，而是使用復(fù)制圖來進(jìn)行工作。一般復(fù)制地 形圖的方法有熏曬法、蘭曬法和印刷三種，以前兩種最常用。熏曬法是將重氮化合物與中間體（芬類反磺酸類）的溶液配成的一種氨重紫線圖感光濟(jì) 涂在紙上，形成一種具有感光膜的重氮型曬圖紙，在氨氣的作用下，形成不溶性偶氮色的原 理進(jìn)行的。曬圖時，將透明原圖紙放曬圖紙上，一般夏季

5、1-4分鐘，冬季2-6分鐘即可曝光, 曬圖紙感光部分即行分解，被墨汁遮住部分未感光，感光膜仍留在紙上，用氨氣一熏片刻即 可顯出明晰的紫色白底的圖紙。這種方法感光性能好，乂是正象圖，無須經(jīng)過水洗干燥程序， 曬圖效率高，圖紙的應(yīng)用和修剪都很方便。蘭曬法乂叫負(fù)象蘭曬法，比較簡便其原理是鐵鹽感光后，被還原為亞鐵鹽，亞鐵鹽乂與 赤鐵鹽作用，生成藤氏蘭沉淀（&乂民（CN*?）。曬圖時，在曬圖框內(nèi)，將透明底圖平鋪與感 光紙上，置于日光下暴曬，一般慢性感光紙要曬3-14分鐘，快感光紙曬2-8分鐘，暴曬后用 清水漂洗15-20分鐘后即顯形，顯形后再浸于2%稀鹽酸溶液中短時即可增加蘭色濃度。（二）現(xiàn)代地圖的縮放和

6、復(fù)制電子地圖的縮放可以說是地圖的制圖綜合，主要涉及的是將地圖精度比較高的（大比例 尺）地圖轉(zhuǎn)化為地圖精度比較低的（小比例尺）地圖，就是對地圖內(nèi)容（要素）進(jìn)行概括和 選取。這些內(nèi)容在數(shù)字制圖課程中都有涉及。請參考相關(guān)教材。本實(shí)驗(yàn)涉及的相關(guān)內(nèi)容主要是讓學(xué)生掌握ARCGIS或MAPGIS等專業(yè)軟件中關(guān)于地圖比例 尺轉(zhuǎn)換、不同要素和比例地圖的輸出等的相關(guān)操作。三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法1 .首先熟悉地圖縮放的各種方法；2 .選用其中一種方法對紙質(zhì)地形圖進(jìn)行縮放操作：3 .上機(jī)操作，將1:5萬地圖縮編成1:10萬；（1）原圖是矢量地形圖時，地形圖的縮編主要是區(qū)域的概括。1： 5萬的圖轉(zhuǎn)換成1:10萬的圖的核心

7、就在于地類圖斑的融合。修復(fù)：幾何形狀：使用ArcToolbox/Repair Geometry工具修復(fù)：目的在于修復(fù)破碎圖斑。融合：使用ArcToolbox/dissolve融合二級分類，生成新的Shape文件（二級地類），選擇所需要在字 段：（別鉤 create multipart features,否則會連成一片）Dissolve的操作方法同repair,在生成新的SHP文件時，注意所需要的字段使用ArcTollbox/Eliminate去除小于1000平方米的圖斑，并編輯（制圖綜合）小圖斑，生成符合1： 10萬圖斑大小要求的綜合圖。（Eliminate需要先選擇小圖斑，然后在綜合）。 同

8、 2 輸入 eliminate 進(jìn)入屬性表后，在option下，選擇select by attributes 雙擊面積字段并輸入1000 ArcTollbox/search中刪除面積小于10000平方米的圖斑，同時自動生成新的shp文件 若刪除耕地面積15000,前而步驟同前4步，只是表達(dá)式為“地類編碼”廿01AND”而積“15000若生成的新數(shù)據(jù)中存在碎多邊形，可以用ArcToolbox/Integrate消除。40cm、40cmX50cm或50cmX50cmo 三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法在取得一幅地形圖之后，依照下列步驟讀圖：（-）首先判斷圖的質(zhì)量：一般從圖的精細(xì)、正確、表示方法的顯明，圖幅邊緣的

9、注釋和方向，比例尺、經(jīng)緯度是 否詳盡精確來判讀它的優(yōu)劣，同時了解一切有關(guān)圖幅的說明（在圖幅的邊緣或背面，以增進(jìn) 讀圖效率）。（二）其次進(jìn)行粗讀：從圖上的水系分布和等高線的形式，可以看出一個地形的大概情況，大的河流及其支流 以及一些不重要的水系的位置決定了區(qū)域的水系形式，也決定了不同的地形配列。在等高線 稀疏而圖上的空白較多的地位很易看出為寬廣的河谷及平原所在：在河流上、中游，等高線 密集的地方，表示山地和高地密集的位置。要看出山脈走向、高地范圍、最高峰所在，看有 兒個高山山頂，高度多少，最高次高山頭如何？山地與高地分布的情形乂怎么樣？以上的觀 察對水系平原山地高地的分布有一個概括得了解后，然后

10、在注意各河谷不同的密度，谷坡的 傾斜緩急，河流兩旁階地情況，河谷上下游的比降，山谷區(qū)域急坡緩坡的分布情況，這樣把 各個局部的地形乂建立起一個概念，經(jīng)過以上步驟，對一個區(qū)域的地形配列大勢和局部地形 的大概，基本上想象出它的立體形勢，得到一個輪廓概念。關(guān)于等高線形式認(rèn)識地形圖的內(nèi)容，可參考測量學(xué)講義。（三）詳細(xì)讀圖：在粗讀的基礎(chǔ)上，再仔細(xì)研究和分析圖上所示的詳細(xì)地形，方法如下：L地形圖斷面圖的繪制為了較細(xì)致的了解調(diào)查區(qū)地形的起伏情況，往往在地形圖上沿一直線（也可以是折線） 作地形斷面圖，利用地形斷面圖可以繪制地質(zhì)構(gòu)造，植被、土壤、農(nóng)業(yè)利用等剖面圖，以了 解土壤垂直分布的規(guī)律性，以及土壤與環(huán)境的相互

11、關(guān)系。繪制的方法：（1）在等高線地形圖的底圖上，按要求選好剖而線。Conversion-From Raster-*Raster to TIN,輸入柵格為 DEM 圖層 2,將數(shù) 字高程模型(DEM)由柵格格式(Raster)轉(zhuǎn)化為不規(guī)則三角網(wǎng)格式(TIN)。2 .選擇斷面將遙感影像圖層置于所有圖層頂端，在研究樣區(qū)條帶內(nèi)， 點(diǎn)擊，選擇一條東西向、橫跨研究樣區(qū)的斷面，并用紅線加粗顯示。點(diǎn)擊上3 .斷面地形分析。(1)點(diǎn)擊生成斷面高程變化圖，結(jié)合遙感影像進(jìn)行地形判斷。(2) 在 Arc Toolbox 中選擇 Spatial Analyst Toolsf Surface-*Contour。 四、實(shí)驗(yàn)

12、報告要求1 .找出或計算出給定地形圖的地理坐標(biāo)和直角坐標(biāo)、地圖編號等信息；2 .根據(jù)給定圖上兩點(diǎn)，分別完成：(1)確定給定A、B兩點(diǎn)的座標(biāo)及高程；(2)確定AB兩點(diǎn)間的距離及其方位角；(3)沿AB繪制地形斷面圖。3 .根據(jù)讀圖方法, 地貌、植被、居民地、4 .應(yīng)用DEM數(shù)據(jù),整理讀圖成果。即系統(tǒng)梳理地圖研究區(qū)地理位置，空間范圍，水系、 交通等做綜合評價。分析斷面地形。實(shí)驗(yàn)三土地面積量算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐恋刭Y源調(diào)查的主要任務(wù)是查清土地資源的類型、數(shù)量、質(zhì)量、空間變異等，其中數(shù)量 就是指不同土地資源類型的面積，因而土地面積的量算是土地資源調(diào)查的一項(xiàng)十分重要的工 作。本次實(shí)驗(yàn)的目的就是要掌握土地面積量算

13、的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理預(yù)測是土地利用管理的重要手段，是了解和協(xié)調(diào)時期和區(qū)域土地利用供給量與需求量之 間的關(guān)系的重要內(nèi)容。土地需求量和供給量受一定時期國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展、土地質(zhì)量和區(qū) 位條件等的影響。人口預(yù)測和耕地需求量預(yù)測是土地利用規(guī)劃預(yù)測中最基本的內(nèi)容。 三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法面積量算方法很多，每一種方法都有它的使用條件，步驟和可能達(dá)到的精度。目前通常 采用的方法有方格網(wǎng)法，求積儀法，沙維奇法和計算機(jī)量算法等。在此介紹主要的方法及其 操作步驟。()方格網(wǎng)法乂稱透明方格法，它是利用繪有邊長為一毫米正方形的網(wǎng)格的透明模片或透明紙，覆蓋 于需量算的圖形上，數(shù)出圖形范圍內(nèi)的方格數(shù)，然后乘以每個方格代表的實(shí)

14、地面積，便可測 算出該圖形的面積。其主要步驟如下：1、確定每個方格代表的實(shí)地面積。在量算工具的每個方格大小不同，代表的實(shí)地面積不 同。以透明計算紙為例，不同粗細(xì)的線條相互構(gòu)成面積為1mm二，100mm2, 25cm2, 100cm，等的 方格。不同方格代表的實(shí)地面積二圖上面積*圖件比例尺分母的平方。例如地形圖比例尺為1： 10000,圖上一毫米格為:1 x 10000710002=100M2=0. 15 ffl不同規(guī)格的正方形的方格在各種比例尺上代表的實(shí)地面積見下表方格法面積換算表單位：畝匕例尺 圖盜T隊(duì)1： 100001： 250001： 500001mm-0. 150. 3753. 75l

15、cm:1593. 753752、蒙圖。將透明紙蒙在待量算面積的底圖上，使被測圖形完全置于方格網(wǎng)內(nèi)，調(diào)整方格的位置，使 整厘米格量大限度地落在圖形范圍內(nèi)，使不完整的厘米和亳米格數(shù)為最少。然后固定透明計算紙。3、查方格數(shù)。查方格時，先查整格后查破碎格。整格有厘米格和亳米格，破碎格為亳米格。估算破 碎亳米格的方法有田字法，對角線法等，一般是采用折算法，即視兩個破碎亳米格為一整毫米格；如某一 圖斑有50個破碎亳米格，折算為25個整亳米格。最后匯總格數(shù)，一般以毫米格為單位進(jìn)行統(tǒng)計，記至小數(shù)點(diǎn)后一位。4、計算而積。圖形地實(shí)地面積按下式計算：P=nxS 式中，P為圖形的實(shí)地而積：n圖形內(nèi)的方格數(shù)；S為每個方

16、格所代表的實(shí)地而積 例如：在某一 1： 10000地形圖上，所測圖斑(或圖形)內(nèi)有25個完整的厘米格，47個完整的亳米格， 22.5個破碎亳米格，則總亳米格為：25*100+47+22. 5/2=2558. 252559個亳米格：則該圖斑而積為： 2558. 25*0.15=383.7 畝。注：同一待測圖形從蒙圖到查方格數(shù)應(yīng)進(jìn)行兩遍：第二次蒙圖時應(yīng)將透明計算轉(zhuǎn)換方向，以提高量算 精度兩次量算結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi)時，取其平均值。圖上面積mm相對誤差%圖上面積mm二相對誤差舟501/201000-30001/15050-1001/303000-50001/200100-40050001/25040

17、0-10001/100由于破格估算湊整誤差、方格紙伸縮誤差等，影響其精度；方格法量算小圖斑精度較高，應(yīng)用較廣, 但用于大圖斑量算時，易出錯。（二）沙維奇法沙維奇法又稱控制法。該方法的原理是利用地形圖上公里網(wǎng)格將欲測圖形劃分為整公里格和非整公里 格：整公里格部分的面積，可直接由公里網(wǎng)格理論面積計算而得，非整公里格部分劃分為若干組（一般每 組跨2-4個公里格，）,然后用方格網(wǎng)法或求積儀法等進(jìn)行量測。如下圖所示：由于沙維奇法是采用了以地形圖公里格的理論面積作為控制，因而它不受圖紙變形等因 素的影響，具有較高的精度，一般用作大圖斑面積（XOOcn?或各級控制面積）的量算方法。（三）求積儀法求積儀法包括

18、機(jī)械求積儀和數(shù)字求積儀法；尤其是數(shù)字求積儀，由于采用數(shù)字讀數(shù)，操 作簡便、快速，現(xiàn)以得到廣泛應(yīng)用。求積儀法：在較大面積計算時用求積儀（其原理與用法可參閱測繪出版社大比例尺地形 圖的使用），一般是將極點(diǎn)放在待測地區(qū)的外面，將航標(biāo)順時針方向繞輪廓線一周，在計算盤 上記下讀數(shù)求的面積。 =一2）P：面積（平方厘米）、C：求積儀系數(shù)，勺起始讀數(shù)，%終點(diǎn)讀數(shù)最后按比例尺換算成實(shí)際面積即 X （圖上1厘米相:當(dāng)于地上米數(shù))2sms=平方公里（四）計算機(jī)面積量算法了解屬性數(shù)據(jù)庫中的圖斑面積、圖斑地類面積等的計算和應(yīng)用GIS軟件求取相應(yīng)面積 值。四、實(shí)驗(yàn)報告要求1 .寫出量算面積的方法和具體過程;2 .量算給

19、定區(qū)域面積。實(shí)驗(yàn)四利用DEM數(shù)據(jù)制作坡度分級圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠露戎笜?biāo)是土地資源評價中不可缺少的一個指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生了解如何利用DEM 數(shù)據(jù)，將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)的過程。二、實(shí)驗(yàn)原理將坡度柵格數(shù)據(jù)圖進(jìn)行分級并做矢量化處理，形成坡度分級矢量數(shù)據(jù)，即坡度分級圖。三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法1 .步驟1）對坡度柵格數(shù)據(jù)圖按照第二次全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程中規(guī)定的耕地坡度分級要求進(jìn)行分級, 生成坡度分級柵格數(shù)據(jù)圖；在ArcGis中需采用表面分析工具reclassify實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的量化。其中，坡度級 別見土地利用數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)表35（2）對坡度分級柵格數(shù)據(jù)圖進(jìn)行矢量化，生成坡度分級矢量化數(shù)據(jù)：（3）對矢量化數(shù)據(jù)進(jìn)行圖

20、斑綜合、界線平滑、拓?fù)渲亟?、?shù)據(jù)裁切等處理。2 .要求1）將圖上面積小于30mm2的坡度分級圖斑按坡度級就低不就高原則并入鄰近圖斑。地貌復(fù)雜地區(qū) （如喀斯特地貌、黃土地貌），最小上圖面積可適當(dāng)降低，以反映其特殊地貌特征。（2）將寬度小于或等于1個格網(wǎng)的線狀坡度圖斑按平均配賦原則合并至相鄰圖斑中。3 .方法采用的方法主要是ARCGIS的空間分析方法。四、實(shí)驗(yàn)報告要求1 .寫出利用DEM數(shù)據(jù)制作坡度分級圖的方法和具體過程；2 .利用已給區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)，進(jìn)行坡度分級。實(shí)驗(yàn)五土地集約利用評價一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪軌颡?dú)立收集資料，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽ο薅▍^(qū)域進(jìn)行土地集約利用程度評價。通過選擇 適當(dāng)指標(biāo)和方法對給定

21、區(qū)域進(jìn)行集約利用評價。并將評價結(jié)果表達(dá)到地圖中。二、實(shí)驗(yàn)原理目前，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年來用于土地集約利用評價的新方法，模糊綜合評價法和多因素綜合評價法 是土地集約利用評價的常用方法。本使用就是采用其中的一種或多種方法對某區(qū)域土地集約利用程度進(jìn)行 評價。1.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2 .模糊綜合評價法3 .多因素綜合評價法三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法土地集約利用評價研究區(qū)域范圍大小不同，選擇評價指標(biāo)體系也有很大差異，要根據(jù)自 己的研究區(qū)域，選擇評價指標(biāo)和評價方法。具體評價過程如下：1 .確定評價區(qū)域。盡量選擇學(xué)生熟悉的研究區(qū)域，以便于學(xué)生更深入了解所評價區(qū)域。2 .選擇評價指標(biāo)體系。根據(jù)選擇研究區(qū)域范圍，例如省域范圍、

22、市域范圍、市區(qū)范圍等 選擇不同的評價指標(biāo)體系。3 .評價數(shù)據(jù)收集與整理。收集相關(guān)指標(biāo)和研究區(qū)地理底圖數(shù)據(jù)，對所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和整 理，對所需地理底圖進(jìn)行矢量化。4 .選擇適合的評價方法進(jìn)行評價。根據(jù)學(xué)生個人能力和研究需要選擇適合的評價方法。5 .應(yīng)用GIS相關(guān)空間分析功能，對研究區(qū)進(jìn)行評價并將評價結(jié)果表達(dá)到地理地圖中。6 .成果圖件輸出，完成實(shí)驗(yàn)報告。四、實(shí)驗(yàn)報告要求1 .獨(dú)立收集資料、選擇評價指標(biāo)體系、確定評價方法；2 .利用ArcGIS輸出研究區(qū)土地集約利用評價成果圖。實(shí)驗(yàn)六農(nóng)村居民點(diǎn)區(qū)位適宜性評價一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊阅晨h農(nóng)村居民點(diǎn)區(qū)位適宜性評價為例，掌握土地適宜性評價的方法，該內(nèi)容為土地資源評價的 主要內(nèi)容之一。熟悉土地資源適宜性評價的一般方法，能夠利用ARCGIS的空間分析功能完成評價任務(wù)。二、實(shí)驗(yàn)原理評價因素的選擇是土地適宜性評價的關(guān)鍵性步驟。參