第一篇：上海海洋大學(xué) GIS實(shí)習(xí)報(bào)告

上海海洋大學(xué) GIS實(shí)習(xí)報(bào)告

地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告

10海洋技術(shù)一班

第三小組

組長(zhǎng)：安大略

組員：程天宇、徐涵

2013年1月12日

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一、實(shí)習(xí)目標(biāo)

經(jīng)過(guò)為期一周的GIS實(shí)習(xí)，每天上、下午和晚上在學(xué)院機(jī)房練習(xí)，小組成員掌握了Arcmap軟件的功能原理和基本操作要領(lǐng)。

實(shí)習(xí)的內(nèi)容主要包括：地圖要素及其屬性查詢、專題地圖顯示、屬性維護(hù)、空間鏈接、柵格生成顯示、距離計(jì)算和柵格疊合、臨近區(qū)域查詢、多邊形合并

二、數(shù)據(jù)說(shuō)明

小組使用的Data03數(shù)據(jù)是美國(guó)全境的城市、高速公路、洲和縣的數(shù)據(jù)，如下：

1）城市“Cities.shp”;

2）高速公路“Highways.shp”;

3）洲“States.shp”;第 2 頁(yè)

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三、實(shí)施過(guò)程

（一）、緩沖區(qū)分析和疊置分析

對(duì)美國(guó)全境的高速公路、城市等點(diǎn)、線進(jìn)行緩沖區(qū)分析，在颶風(fēng)發(fā)生時(shí)，能夠及時(shí)對(duì)全境緩沖區(qū)人員財(cái)產(chǎn)進(jìn)行撤出搬離警告等，以使救災(zāi)團(tuán)隊(duì)最快地進(jìn)行救援行動(dòng)。

步驟：打開ArcMap，單擊File|Add Data，把以上四個(gè)數(shù)據(jù)中的“Cities.shp”、“Highways.shp”和“States.shp”三個(gè)數(shù)據(jù)加載進(jìn)來(lái)。加載緩沖區(qū)工具：選擇Tools菜單下的Customize命令，進(jìn)入Command標(biāo)簽、在Command對(duì)話框中（如下圖）：

選中Categorie框中的Tools，然后在右邊的Commands框中選擇Buffer Wizard，將其拖動(dòng)到工具欄上的空處，出現(xiàn)緩沖區(qū)按鈕

1、打開緩沖區(qū)生成對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)如下：

A、The features of a layer: Highways B、確定緩沖區(qū)距離單位：Kilometers C、選擇第一種緩沖區(qū)建立方法（At a specified distance）:50 D、選擇緩沖區(qū)邊界類型（Dissolve barriers between）：YES E、選擇緩沖區(qū)文件的存放路徑和名稱。顯示圖如下：

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高速公路（Highways）緩沖區(qū)的建立。

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2、城市（Cities）緩沖區(qū)的建立。打開緩沖區(qū)生成對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)如下： A、The features of a layer:Cities

B、確定緩沖區(qū)距離單位：Kilometers C、選擇第一種緩沖區(qū)建立方法（At a specified distance）:50 D、選擇緩沖區(qū)邊界類型（Dissolve barriers between）：YES E、選擇緩沖區(qū)文件的存放路徑和名稱。顯示圖如下：

3、洲（States）緩沖區(qū)的建立。

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打開緩沖區(qū)生成對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)如下：

A、The features of a layer: States B、確定緩沖區(qū)距離單位：Kilometers C、選擇第三種緩沖區(qū)建立方法（As multiple buffer rings）: Number of:

3、Distance between:75 D、選擇緩沖區(qū)邊界類型（Dissolve barriers between）：YES E、選擇緩沖區(qū)文件的存放路徑和名稱。顯示圖如下：

4、進(jìn)行疊置分析，求出滿足上述三個(gè)要求的區(qū)域。

A、打開ArcToolbox,選擇Analysis|Overlay|Erase命令，打開圖層擦除操作對(duì)話框。

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B、在Input Features文本中選擇三個(gè)區(qū)域的交集數(shù)據(jù)。C、在Erase Features文本框中選擇高速公路緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。D、指定輸出文件的路徑和名稱。滿足以上條件的區(qū)域顯示如下：

5、對(duì)美國(guó)全境的高速公路、城市、州緩沖區(qū)進(jìn)行區(qū)域疊加。A、打開Arctoolbox,選擇Analyst Tools|Overlay|Union命令，打 開圖層合并操作對(duì)話框。B、依次添加3個(gè)緩沖區(qū)圖層。C、設(shè)定輸出文件的路徑和名稱。D、在JoinAttributes文本框中選擇ALL。三個(gè)區(qū)域的疊加的疊加合并顯示結(jié)果如圖：

在美國(guó)當(dāng)前情況下，影響其遭受外來(lái)災(zāi)害破壞的因素很多，這就要求我們進(jìn)一步

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對(duì)這些緩沖區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查研究。

（二）、最短路徑問(wèn)題分析與應(yīng)用。

1、最佳路徑生成。美國(guó)東西跨度大，在這里我們就選擇兩個(gè)東西兩端比較出名的兩個(gè)城市——波斯頓和洛杉磯來(lái)完成本次最佳路徑生成實(shí)習(xí)操作。

A、啟動(dòng)ArcMap，打開數(shù)據(jù)層，加載Highways_ND_Junctions.shp數(shù)據(jù)項(xiàng)。

Highways_ND.nd

和B、選擇Analysis|Options命令，打開Analysis Options對(duì)話框，確認(rèn)Weights和Weight Filter標(biāo)簽全部是None。

C、在arccatalog中右擊左側(cè)目錄中highway，選用快捷菜單新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，彈出提示選下一步，點(diǎn)擊按鈕connectivity，然后按下一步，選no。直到最后看到和Highways同一路徑下出現(xiàn)Highways_ND.nd和Highways_ND_Junctions.shp數(shù)據(jù)項(xiàng)。生成的最佳路徑圖顯示如下：

2、新的最佳路徑生成。開始這個(gè)任務(wù)之前，我們首先得考慮阻強(qiáng)問(wèn)題。這里的阻強(qiáng)是指高速公路地段中某個(gè)點(diǎn)狀元素或線狀元素因?yàn)槟承┩话l(fā)事件而不可運(yùn)行時(shí)，原來(lái)獲取的最佳路徑就需要進(jìn)行修正。具體操作如下：選中barriers在網(wǎng)絡(luò)分析工具條中選擇create network location tool，在North Platte市上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，設(shè)置障礙（在這里我們假設(shè)美國(guó)的North Platte市正在修路，在這一點(diǎn)狀元素高速公路路段不可運(yùn)行，必須繞道而行。）

用上述1最佳路勁生成方法根據(jù)阻強(qiáng)點(diǎn)位置，生成與阻強(qiáng)點(diǎn)相應(yīng)初步繞道路徑如圖所示：

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A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、選擇Analysis|Options命令。

進(jìn)入Results選項(xiàng)卡，在Results format框中選中Selection,將追蹤工具的結(jié)果傳回作為選擇結(jié)果；單擊確定按鈕。在圖形框口選擇一個(gè)終點(diǎn)，放置旗標(biāo)。

選擇Track Task下拉菜單中Find Path Upstream.單擊Solve按鈕。

現(xiàn)在Analysis|Clear Flags命令。

在ArcMap主菜單上，選擇Selection|Interactive Seletion Method|Add to Current Selection命令。

在圖形窗口選擇一個(gè)起點(diǎn)——波斯頓，放置旗標(biāo)。現(xiàn)在Track Task文本框中Find Downstream.單擊Solve按鈕。

選擇Analysis|Options命令。

進(jìn)入General選項(xiàng)卡，選中Unselected features；單擊確定按鈕。

在ArcMap主菜單上，選擇Selection|Interactive Selection Method|Create New Selection命令。

在圖形窗口選擇一個(gè)終點(diǎn)——洛杉磯，放置旗標(biāo)。選擇Track Task下拉菜單中的Find Path。單擊Solve按鈕。生成的新的最佳路徑如下：

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從上可以看出路段的故障使最佳路徑產(chǎn)生了改變，同時(shí)最近距離也隨之發(fā)生改變。

四、實(shí)習(xí)小結(jié)

1.本次實(shí)習(xí)長(zhǎng)達(dá)半學(xué)期，在學(xué)習(xí)GIS理論的同時(shí)開展，這樣既有助于我們理論聯(lián)系實(shí)際，又加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解。

2.在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們針對(duì)地圖矢量化的實(shí)際問(wèn)題請(qǐng)教老師，使我們的學(xué)習(xí)更有主動(dòng)性，也為我們走上工作崗位打下了基礎(chǔ)。

3.在實(shí)習(xí)的全過(guò)程中，同學(xué)們培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)互助的精神，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，尤其是相鄰圖幅的接邊，更體現(xiàn)了合作的精神。

4.我們實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)目的，對(duì)ArcGIS軟件有了初步的認(rèn)識(shí)。圖的完成不僅增加了我們的成就感，還使我們提高了學(xué)習(xí)GIS的興趣?？傊?，學(xué)習(xí)理論推動(dòng)了實(shí)習(xí)作業(yè)，實(shí)習(xí)作業(yè)又使我們加深了理論的學(xué)習(xí)。感謝老師給我們提供了這樣的一個(gè)平臺(tái)，同時(shí)，我希望以后有更多這樣的機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)。

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第二篇：GIS實(shí)習(xí)報(bào)告

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目錄

? 第一節(jié)：實(shí)習(xí)目的......................................................................................1 ? 第二節(jié)：實(shí)習(xí)要求......................................................................................1 ? 第三節(jié)：實(shí)習(xí)內(nèi)容......................................................................................1

3.1 初識(shí)ArcGIS......................................................................................................1 3.2 農(nóng)田保護(hù)區(qū)域分析..........................................................................................2 3.3 度假村選址......................................................................................................4 3.4 屏幕矢量化及拓?fù)浣◣?kù)..................................................................................6 3.5 投影轉(zhuǎn)換及圖形裁剪........................................................................................7 3.6 注記及屬性編輯與連接..................................................................................8 3.7 燕麥試驗(yàn)田選址..............................................................................................9 3.8 商店選址評(píng)價(jià)................................................................................................11 3.9 土壤肥沃度分析..............................................................................................12 3.10 統(tǒng)計(jì)圖表........................................................................................................14 3.11 網(wǎng)絡(luò)分析........................................................................................................15 3.12 ArcGIS中DEM的應(yīng)用...................................................................................17 ? 第四節(jié)：結(jié)束語(yǔ)..........................................................................................21

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? 第一節(jié)：實(shí)習(xí)目的

地理信息系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了30多年的發(fā)展歷程，目前已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要組成部分，越來(lái)越受到世界各國(guó)和社會(huì)各界的重視，并廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門，如城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、資源環(huán)境管理等領(lǐng)域。隨著人們對(duì)空間信息認(rèn)識(shí)的加深和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)將成為人們科研、生產(chǎn)、學(xué)習(xí)直至生活中不可缺少的技術(shù)工具。

在經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們基本掌握了其運(yùn)用，本次實(shí)習(xí)就是為了進(jìn)一步的提過(guò)和鞏固我們的學(xué)習(xí)成果，從而達(dá)到學(xué)以自用的目的而展開的。

? 第二節(jié)：實(shí)習(xí)要求

按要求完成3.0---3.12的實(shí)踐操作；熟悉軟件運(yùn)行環(huán)境；掌握基本操作技能

? 第三節(jié)：實(shí)習(xí)內(nèi)容

3.1 初識(shí)ArcGIS

ArcMap中的柵格數(shù)據(jù)操作

這一小節(jié)中主要學(xué)習(xí)了有關(guān)ArcMap的啟動(dòng),加載數(shù)據(jù)以及對(duì)圖層的一些添加、擴(kuò)大、縮小、改變顏色等操作。得到的最終圖層3.1-1.圖3.1-1 改變顯示方式后的dsoils圖層

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ArcMap中的矢量數(shù)據(jù)操作

這一小節(jié)中我們學(xué)會(huì)對(duì)矢量數(shù)據(jù)利用ArcCatalog選中打開數(shù)據(jù)、更改地圖顯示比例添加圖層，以及設(shè)置圖層屬性中的地圖符號(hào)參數(shù)等操作。下圖3.1-2是按水管直徑顯示的watermain_arc圖層。此外我們還可以嘗試著改變地圖符號(hào)的顏色、分類數(shù)據(jù)、分類標(biāo)準(zhǔn)等操作。

圖3.1-2按水管直徑顯示的watermain_arc圖

通過(guò)具體實(shí)踐，對(duì)比柵格與矢量數(shù)據(jù)的操作，其基本操作大致相同。這也進(jìn)一步加深了我們對(duì)柵格和矢量的認(rèn)識(shí)。

3.2 農(nóng)田保護(hù)區(qū)域分析

這一節(jié)在通過(guò)找出水壩保護(hù)的農(nóng)田范圍圈定這一實(shí)例，我們學(xué)會(huì)對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類、多個(gè)圖層疊加相交處理來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的GIS分析。主要思路為：

1.首先找出洪水淹沒(méi)的區(qū)域； 2.找出適合耕種的土質(zhì)； 3.面積達(dá)到一定公頃的；

4.對(duì)這三個(gè)圖層進(jìn)行疊加相交，得到一個(gè)新圖層； 5.最后進(jìn)行重分類增加農(nóng)田保護(hù)區(qū)域

首先連接并添加數(shù)據(jù)加載Spatial Analyst工具欄，設(shè)置工具目錄，最后從Spatial Analyst下拉菜單中選擇Raster Calculator激活柵格計(jì)算器，并在彈出的Raster Calculator對(duì)話框中輸入表達(dá)式：“【drelief】<8”

（注：在Calculation圖層中，柵格中只有兩個(gè)值：0和1，其中1表示滿足上一條

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件的柵格，即高程小于8的柵格區(qū)域，其他區(qū)域?yàn)榱?。?/p>

圖3.2-1 提取高程低于8米的區(qū)域

再者利用柵格轉(zhuǎn)換器，確定水壩保護(hù)的可耕區(qū)域?yàn)楦叱痰陀?米的粘土土質(zhì)分布區(qū)域, 用布爾操作“&”就可以給出在兩個(gè)層都為“真”的區(qū)域。在Raster Calculator對(duì)話框中輸入表達(dá)式： “【Calculation】&【Calculation2】”。然后將柵格轉(zhuǎn)為矢量圖層bestarea,設(shè)置地圖單位,打開bestarea圖層的屬性表,并為其添加area字段,最后激活A(yù)rcToolbox, 計(jì)算可耕區(qū)域的面積。選取面積大于1公頃的區(qū)域，最后矢量轉(zhuǎn)柵格化，重分類得到最終結(jié)果如圖所示：

圖3.2-2 最終效果圖

在這個(gè)過(guò)程中遇到了很多困難，首先是在柵格轉(zhuǎn)為矢量時(shí)，改動(dòng)了存儲(chǔ)位置，導(dǎo)致

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柵格—矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果出不來(lái)；其次，由于粗心，在為其area字段賦值的對(duì)話框中將大寫的“I”看成是小寫的“l(fā)”輸入，以至于出現(xiàn)錯(cuò)誤。由此，任何學(xué)習(xí)都必須認(rèn)真仔細(xì)，切不可浮躁馬虎。其中對(duì)于柵格轉(zhuǎn)換器，操作相當(dāng)便捷，只需簡(jiǎn)單的指令即可得到所需的圖層。

3.3 度假村選址

分析是在之前的基礎(chǔ)上，熟悉GIS的疊置分析、緩沖區(qū)分析等操作，對(duì)度假村進(jìn)行選址分析。

首先利用距離計(jì)算公式(istance tool),選取水源大于200m的地區(qū)，重分類后建立緩沖區(qū)結(jié)果如圖所示。

圖3.3-1hydro2的緩沖區(qū)hydrobuff 接著確定Kerri森林以外的區(qū)域，添加圖層，利用reclassify項(xiàng)重分類；利用Surface Analysis→Slope項(xiàng)，在彈出的Slope對(duì)話框中，設(shè)置坡度參數(shù)，在Raster Calculator 對(duì)話框中輸入表達(dá)式：“【slope】<3”,單擊Evaluate按鈕進(jìn)行柵格計(jì)算,其結(jié)果重命名為slope2,如圖所示。

圖3.3-2 slope圖層的柱狀統(tǒng)計(jì)圖

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圖3.3-3slope圖層的柵格計(jì)算結(jié)果slope2 利用回歸方程求取平均溫度分布，提取年平均溫度高于16.5’C的區(qū)域，圖3.3-4 temperature圖層的提取結(jié)果temperature2 在彈出的Raster Calculator對(duì)話框中輸入表達(dá)式：“【hydro3】&【forest2】&【slope2】&【temperature2】”，確定滿足所有4個(gè)條件的區(qū)域,，將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量形式的特征數(shù)據(jù)，面積在30~40公頃的區(qū)域添加標(biāo)識(shí)。最后將特征圖層轉(zhuǎn)換為柵格圖層,再確定其屬性值,得到最終的度假村的選址結(jié)果,如圖3.3-5所示。

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圖3.3-5 度假村的選址結(jié)果

3.4 屏幕矢量化及拓?fù)浣◣?kù)

這一小節(jié)主要如何進(jìn)行屏幕矢量化及拓?fù)浣◣?kù)。首先在工具欄中添加控制點(diǎn)進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，圖3.4-1選擇控制點(diǎn)

添加Editer菜單欄,將CropLine圖層設(shè)定為編輯狀態(tài).確定編輯任務(wù),最后進(jìn)行數(shù)字化.得到的數(shù)字化多邊形線.最終保存數(shù)字化結(jié)果如圖3.4-2.地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告

圖 3.4-2數(shù)字化結(jié)果 在Arccatalog中建立拓?fù)錁?gòu)建，結(jié)果如圖。

圖 3.4-3生成多邊形要素類的CropPoly

在此過(guò)程中，深深地感受到只有生成過(guò)頭線數(shù)字化時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)建立拓?fù)洌簿褪抢蠋熒险n常說(shuō)的，必須保證多邊形閉合。

3.5 投影轉(zhuǎn)換及圖形裁剪

投影轉(zhuǎn)換,坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換；設(shè)定圖層的外邊界，完成圖形裁剪結(jié)果如下；

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圖3.5-1 查看CropPloy_1和 soils_polygon

如圖3.5-2 剪裁結(jié)果CropCov

3.6 注記及屬性編輯與連接

這一小節(jié)主要是學(xué)習(xí)新建純屬性表、連接屬性、修改屬性等操作。最終結(jié)果如下：

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圖3.6-1添加注記后的CropCov圖層

3.7 燕麥試驗(yàn)田選址

這一節(jié)給出了一個(gè)選址的空間分析問(wèn)題，選址的目的是找到一塊試驗(yàn)田進(jìn)行提高燕麥產(chǎn)量的實(shí)驗(yàn)。選址確定后還要根據(jù)該地塊的價(jià)格制定預(yù)算。為了完成選址，進(jìn)一步熟悉檢索、疊加分析、緩沖區(qū)分析等操作。

首先轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)格式，設(shè)置空間參考，然后利用緩沖分析確定公路周圍100m以及河流周圍100m的區(qū)域，結(jié)果如圖

圖3.7—1道路緩沖區(qū)

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利用疊加分析的7種工具進(jìn)行疊加分析，分別是：erase，identify、intersect、spatial、symmetrical、difference、union、update，各種工具結(jié)果各有千秋，根據(jù)要求具體操作結(jié)果如圖所示。

圖3.7—2 疊置分析結(jié)果

最后對(duì)地址進(jìn)行價(jià)格預(yù)算、確定適合燕麥生長(zhǎng)的區(qū)域，先對(duì)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份后，最后得到的選址結(jié)果如圖所示：

圖3.7—3最終選址結(jié)果

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3.8 商店選址評(píng)價(jià)

本節(jié)運(yùn)用屬性數(shù)據(jù)和空間位置數(shù)據(jù)綜合分析，對(duì)商業(yè)選址的優(yōu)劣進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。首先選取盈利商店，如圖：

圖3.8-1盈利商店距離柵格圖

利用reclassify工具設(shè)置重分類結(jié)果如圖：

3.8-2置重分類邊界值

分析消費(fèi)者特征，對(duì)lifestyle圖層重新設(shè)定顯示圖例，利用矢量轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù)，得到

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結(jié)果為：

圖3.8-3liferast圖層

瀏覽recldist柵格數(shù)據(jù)層區(qū)域范圍內(nèi)的value值分布。在Arcmap的下拉菜單中選擇Zonal statistics項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中設(shè)定recldist，Z值設(shè)為VALUE,取值柵格設(shè)定為 liferast等，完成recldist圖層的Z值統(tǒng)計(jì)圖，確定盈利商店服務(wù)范圍內(nèi)的潛在客戶數(shù)。

3.9 土壤肥沃度分析

本節(jié)利用空間分析、地統(tǒng)計(jì)分析等擴(kuò)展分析功能對(duì)某牧場(chǎng)的一組土壤樣本進(jìn)行分析，確定土壤中鉀元素含量和土壤廢物程度之間的大致關(guān)系。

首先，在View菜單下Data Frame Properties菜單項(xiàng)設(shè)置地圖單位，通過(guò)設(shè)置potassium 圖層的顯示圖例來(lái)實(shí)現(xiàn)查看鉀元素的分布

圖3.9-1 改變potasiium圖層的顯示圖例

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以單值符號(hào)的形式顯示soil圖層的土壤類型屬性，再將potassium 圖層的顯示圖例還原，利用Geostatistical Analyst工具對(duì)potassium圖層的K_PPM屬性值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到結(jié)果：

圖3.9-2頻率統(tǒng)計(jì)圖

通過(guò)對(duì)potassium 圖層的K_PPM屬性做分布統(tǒng)計(jì)圖，重復(fù)在soil圖層選出土壤類型為6的區(qū)域再找出potassium圖層落入soil圖層為6的區(qū)域的數(shù)據(jù)點(diǎn)步驟，在計(jì)算potassium圖層的空間平均中心，在建立標(biāo)準(zhǔn)差圓。最終結(jié)果圖如下：

圖3.9-3 最終效果圖

地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告

3.10 統(tǒng)計(jì)圖表

統(tǒng)計(jì)圖表提供了一種屬性信息的圖形化對(duì)比分析的信息表達(dá)方式，可以比屬性表格更加直觀顯示空間要素的統(tǒng)計(jì)特征和要素間的相互關(guān)系。ArcGIS提供了餅狀圖、線狀圖、柱狀圖、曲線圖、冒泡圖、玫瑰圖、散點(diǎn)圖、面狀圖等形式形象表達(dá)數(shù)據(jù)之間的對(duì)比關(guān)系。本節(jié)利用ArcGIS提供的散點(diǎn)圖來(lái)形象表達(dá)數(shù)據(jù)之間的對(duì)比關(guān)系。

利用Tool中的Graphs工具制作散點(diǎn)圖，如下圖：

圖3.10-1散點(diǎn)圖

單擊統(tǒng)計(jì)圖的偏差點(diǎn)，查看統(tǒng)計(jì)偏差點(diǎn)，如下圖：

圖3.10-2統(tǒng)計(jì)偏差點(diǎn)

利用ArcMAp制作最佳匹配圖來(lái)找出相關(guān)變量的最佳匹配關(guān)系，最終得到如下趨勢(shì)線圖：

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圖3.10-3趨勢(shì)線

統(tǒng)計(jì)圖表依賴于屬性表，無(wú)論是外部數(shù)據(jù)文件、還是主題數(shù)據(jù)表，都可以建立相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)圖表。ArcGIS提供多種類型的圖表來(lái)表達(dá)數(shù)據(jù)間對(duì)比關(guān)系。另外由性表制作的圖表可以加載到輸出地圖模板，是輸出地圖更加完整。本案例中，由于ArcGIS不具備回歸分析的功能，所以可以利用ArcMAP制作最佳匹配圖來(lái)找到相關(guān)變量的最近匹配關(guān)系。

3.11 網(wǎng)絡(luò)分析

本節(jié)利用ArcMAP完成常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析功能，如流向分析、追蹤分析等，且完成最短路徑分析。

利用ArcCatalog中地理數(shù)據(jù)庫(kù)NewGeodatabase工具創(chuàng)建一個(gè)幾何網(wǎng)絡(luò)，最終可見(jiàn)Catalog目錄樹中顯示結(jié)果：

圖3.11-1在Catalog目錄樹中的顯示結(jié)果

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打開幾何網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建源結(jié)點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)；利用Set Flow Direction按鈕設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的流向。選擇屬性項(xiàng)設(shè)置不同流向的符號(hào)表示。最后單擊 utility network analyst 的flow下拉菜單，選擇display arrows 項(xiàng)，這樣就得到下圖：

圖3.11-2在地圖中顯示流向箭頭

單擊utility network analyst 工具欄的tool選項(xiàng)，選擇要放置的flag類型，選擇weights選項(xiàng)卡設(shè)置連接點(diǎn)的權(quán)，設(shè)置相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)邊的權(quán)和反向權(quán)。單擊slove按鈕，系統(tǒng)標(biāo)識(shí)出最短路徑，結(jié)果如下圖：

圖3.11-3最短路徑

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3.12 ArcGIS中DEM的應(yīng)用

在ArcGIS中利用Spatial Analyst 和Analyst 工具欄可以進(jìn)行數(shù)字地面模型的應(yīng)用，除了顯示空間位置的X，Y坐標(biāo)外還是顯示第三維的數(shù)據(jù)，通常第三維為高程，可以是溫度、濕度等。這一節(jié)主要學(xué)習(xí)ArcGIS中Spatial Analyst 和Analyst 工具欄的三維應(yīng)用。利用ArcGIS中的3D Analyst 項(xiàng)，選擇Interpolate to Raster的spline項(xiàng)設(shè)置，最終完成網(wǎng)格DEM生成，得到如下圖：

圖3.12-1離散點(diǎn)生成的DEM 利用ArcGIS中的3D Analyst 項(xiàng)，選擇Create/Modify TIN的Create TIN From Feature 項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，可生成離散點(diǎn)生成TIN或者等高線生成TIN，可見(jiàn)等高線生成的TIN的圖如下：

圖3.12-2等高線生成TIN

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利用3D Analyst的Raster to TIN將GRID 轉(zhuǎn)化為TIN，最終效果如下：

圖3.12-3柵網(wǎng)生成TIN

利用ArcMAP的Create Contours 選項(xiàng)單擊DEM數(shù)據(jù)的任何點(diǎn)，立即產(chǎn)生一條過(guò)該點(diǎn)的等高線，如圖所示：

圖3.12-4 單條等高線

利用ArcMAP中Profile Graph，繪制剖面圖，可得下圖：

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圖3.12-5 剖面圖

通過(guò)對(duì)Slope 對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置參數(shù)，可得到坡度圖，在其基礎(chǔ)上再求一次坡度，便可以得到如下的曲率圖：

圖3.12-6 曲率圖

利用Aspect項(xiàng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可得到下圖：

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圖3.12-7 坡向圖

通過(guò)對(duì)Hillshade設(shè)置參數(shù)，可生成山體陰影圖，如下圖所示：

圖3.12-8山體陰影圖

在ArcMAp中打開TIN 或Raster 文件，利用Create Line of Sight進(jìn)行可視性分析，利用Viewshed項(xiàng)進(jìn)行可視域分析，可見(jiàn)進(jìn)行可視域結(jié)果圖如下：

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圖3.12-9 可視域圖效果顯示

? 第四節(jié)：結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，信息產(chǎn)業(yè)獲得空前發(fā)展，信息資源得到爆炸式擴(kuò)張。信息時(shí)代人類對(duì)信息資源采集、管理、分析提出了很高的要求。系統(tǒng)論、信息論、控制論的形成，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、衛(wèi)星遙感等空間技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為信息資源的科學(xué)管理展示了更加廣闊的前景。地理信息系統(tǒng)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣學(xué)科。地理信息系統(tǒng)迅速發(fā)展不僅為地理信息現(xiàn)代化管理提供契機(jī)，而且有利于其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。GIS的用途十分廣泛，不僅涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，如交通、能源、農(nóng)林、水利、測(cè)繪、地礦、環(huán)境、航空、國(guó)土資源綜合利用等等，而且與國(guó)防安全密切相關(guān)。在未來(lái)“數(shù)字地球”的建設(shè)中，GIS將起十分重要的作用。研究GIS的理論與技術(shù)，開發(fā)GIS軟件產(chǎn)品以及推進(jìn)和深化GIS各類應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科技界和產(chǎn)業(yè)界的一大熱點(diǎn)，意義十分重大。GIS在地學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的地位，學(xué)好這門課成為我們必要。

當(dāng)今信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，信息產(chǎn)業(yè)獲得空前發(fā)展，信息資源得到爆炸式擴(kuò)張。信息時(shí)代人類對(duì)信息資源采集、管理、分析提出了很高的要求。系統(tǒng)論、信息論、控制論的形成，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、衛(wèi)星遙感等空間技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為信息資源的科學(xué)管理展示了更加廣闊的前景。地理信息系統(tǒng)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣學(xué)科。地理信息系統(tǒng)迅速發(fā)展不僅為地理信息現(xiàn)代化管理提供契機(jī)，而且有利于其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。GIS的用途十分廣泛，不僅涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，如交通、能源、農(nóng)林、水利、測(cè)繪、地礦、環(huán)境、航空、國(guó)土資源綜合利用等等，而且與國(guó)防安全密切相關(guān)。在未來(lái)“數(shù)字地球”的建設(shè)中，GIS將起十分重要的作用。研究GIS的理論與技術(shù)，開發(fā)GIS軟件產(chǎn)品以及推進(jìn)和深化GIS各類應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科技界和產(chǎn)業(yè)界的一大熱點(diǎn)，意義十分重大。GIS在地學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的地位，學(xué)好這門課成為我們

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必要。

通過(guò)一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們基本掌握了GIS的入門知識(shí)。雖然學(xué)習(xí)的過(guò)程中困難不少，但通過(guò)咨詢老師和同學(xué)們的相互探討，把問(wèn)題一一解決了。GIS在地學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的利用，我們學(xué)好了GIS必定會(huì)促進(jìn)我們自身的發(fā)展。在此非常感謝楊乃老師，感謝您不辭辛苦的奔波于公司與學(xué)校之間為我們授課！

第三篇：gis實(shí)習(xí)報(bào)告

介紹一種資源--------土地資源

---------以中國(guó)為例

0907070066梁晶

土地資源是指已經(jīng)被人類所利用和可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)能被人類利用的土地。土地資源既包括自然范疇，即土地的自然屬性，也包括經(jīng)濟(jì)范疇，即土地的社會(huì)屬性，是人類的生產(chǎn)資料和勞動(dòng)對(duì)象。

一基本概念：

土地資源指目前或可預(yù)見(jiàn)到的將來(lái)，可供農(nóng)、林、牧業(yè)或其它各業(yè)利用的土地，是人類生存的基本資料和勞動(dòng)對(duì)象，具有質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)內(nèi)容。在其利用過(guò)程中，可能需要采取不同類別和不同程度的改造措施。土地資源具有一定的時(shí)空性，即在不同地區(qū)和不同歷史時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，所包含的內(nèi)容可能不一致。如大面積沼澤因漬水難以治理，在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的歷史時(shí)期，不適宜農(nóng)業(yè)利用，不能視為農(nóng)業(yè)土地資源。但在已具備治理和開發(fā)技術(shù)條件的今天，即為農(nóng)業(yè)土地資源。由此，有的學(xué)者認(rèn)為土地資源包括土地的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性兩個(gè)方面。土地資源是在目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下可以被人類利用的土地，是一個(gè)由地形、氣候、土壤、植被、巖石和水文等因素組成的自然綜合體，也是人類過(guò)去和現(xiàn)在生產(chǎn)勞動(dòng)的產(chǎn)物。因此，土地資源既具有自然屬性，也具有社會(huì)屬性，是“財(cái)富之母”。

二分類：

（1）按地形，土地資源可分為高原、山地、丘陵、平原、盆地。這種分類展示了土地利用的自然基礎(chǔ)。一般而言，山地宜發(fā)展林牧業(yè)，平原、盆地宜發(fā)展耕作業(yè)。（2）按土地類型利用，土地資源可分為已利用土地耕地、林地、草地、工礦交通居民點(diǎn)用地等；宜開發(fā)利用土地棗宜墾荒地、宜林荒地。宜牧荒地、沼澤灘涂水域等；暫時(shí)難利用土地棗戈壁、沙漠、高寒山地等。這種分類著眼于土地的開發(fā)、利用，著重研究土地利用所帶來(lái)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。評(píng)價(jià)已利用土地資源的方式、生產(chǎn)潛力，調(diào)查分析宜利用土地資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布以及進(jìn)一步開發(fā)利用的方向途徑，查明目前暫不能利用土地資源的數(shù)量、分布，探討今后改造利用的可能性，對(duì)深入挖掘土地資源的生產(chǎn)潛力，合理安排生產(chǎn)布局，提供基本的科學(xué)依據(jù)。（3）土地資源利用類型，由于中國(guó)自然條件復(fù)雜，土地資源類型多樣，經(jīng)過(guò)幾千年的開發(fā)利用，逐步形成了現(xiàn)今的各種多樣的土地利用類型。土地資源利用類型一般分為耕地、林地、牧地、水域、城鎮(zhèn)居民用地、交通用地、其他用地（渠道、工礦、鹽場(chǎng)等）以及冰川和永久積雪、石山、高寒荒漠、戈壁沙漠等。按《世界資源，1983》一的可比資料，中國(guó)與世界其他國(guó)土規(guī)模較大的國(guó)家相比，農(nóng)業(yè)用地比重偏小。（4）從土地利用類型的組合看，中國(guó)東南部與西北部差異顯著，其界線大致北起大興安嶺，向西經(jīng)河套平原、鄂爾多斯高原中部、寧夏鹽池同心地區(qū)，再延伸到景奉、永登、湟水谷地，轉(zhuǎn)向青藏高原東南緣。東南部是全國(guó)耕地、林地、淡水湖泊、外流水系等的集中分布區(qū)，耕地約占全國(guó)的90%，土地墾殖指數(shù)較高，西北部以牧業(yè)用地為主，80%的草地分布在西北半干旱、干旱地區(qū)，墾殖指數(shù)低。水土資源組合的不平衡也很明顯，長(zhǎng)江、珠江、西南諸河流域以及浙、閩、臺(tái)地區(qū)的水量占全國(guó)總水量的81%，而這些地區(qū)的耕地僅占全國(guó)耕地的35.9%。黃河、淮河及其它北方諸河流域水量占全國(guó)水量的14.4%，而這些半濕潤(rùn)、半干旱區(qū)需用灌溉的耕地卻占全國(guó)耕地的58.3%。西部干旱、半干旱區(qū)，水資源總量只占全國(guó)水量的4.6%。

三土地本身的基本特征：

1．土地資源是自然的產(chǎn)物；

2．土地資源的位置是固定的，不能移動(dòng)；

3．土地資源的區(qū)位存在差異性；

4．土地資源的總量是有限的；

5．土地資源的利用具有可持續(xù)性；

6．土地資源的經(jīng)濟(jì)供給具有稀缺性；

7．土地利用方向變更具有困難性。

四 中國(guó)土地資源的特征：

中國(guó)土地資源有四個(gè)基本特點(diǎn)：絕對(duì)數(shù)量大，人均占有少；類型復(fù)雜多樣，耕地比重小；利用情況復(fù)雜，生產(chǎn)力地區(qū)差異明顯；地區(qū)分布不均，保護(hù)和開發(fā)問(wèn)題突出。

（一）絕對(duì)數(shù)量大，人均占有少

中國(guó)耕地面積居世界第4位，林地居第8位，草地居第2位，但人均占有量很低。世界人均耕地0.37公頃，中國(guó)人均僅0.1公頃，人均草地世界平均為0.76公頃，中國(guó)為0.35公頃。發(fā)達(dá)國(guó)家1公頃耕地負(fù)擔(dān)1.8人，發(fā)展中國(guó)家負(fù)擔(dān)4人，中國(guó)則需負(fù)擔(dān)8人，其壓力之大可見(jiàn)一斑，盡管中國(guó)已解決了世界 1/5人口的溫飽問(wèn)題，但也應(yīng)注意到，中國(guó)非農(nóng)業(yè)用地逐年增加，人均耕地將逐年減少，土地的人口壓力將愈來(lái)愈大。

（二）類型復(fù)雜多樣，山地多，平底少，耕地林地比重小

中國(guó)地形、氣候十分復(fù)雜，土地類型復(fù)雜多樣，為農(nóng)、林、牧、副、漁多種經(jīng)營(yíng)和全面發(fā)展提供了有利條件。但也要看到，有些土地類型難以開發(fā)利用。例如，中國(guó)沙質(zhì)荒漠、戈壁合占國(guó)土總面積的12%以上，改造、利用的難度很大。而對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要的耕地，所占的比重僅10%多些。中國(guó)地跨赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶和寒溫帶，其中亞熱帶、暖溫帶、溫帶合計(jì)約占全國(guó)土地面積的71.7%，溫度條件比較優(yōu)越。從東到西又可分為濕潤(rùn)地區(qū)（占土地面積32.2%）、半濕潤(rùn)地區(qū)（占17.8%）、半干旱地區(qū)（占19.2%）、干旱地區(qū)（占30.8%）。又由于地形條件復(fù)雜，山地、高原、丘陵、盆地、平原等各類地形交錯(cuò)分布，形成了復(fù)雜多樣的土地資源類型，區(qū)域差異明顯，為綜合發(fā)展農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)生產(chǎn)提供了有利的條件。

（三）利用情況復(fù)雜，生產(chǎn)力地區(qū)差異明顯

中國(guó)有相當(dāng)一部分土地是難以開發(fā)利用的。在全國(guó)國(guó)土總面積中，沙漠占

7.4%，戈壁占5.9%，石質(zhì)裸巖占4.8%，冰川與永久積雪占0.5%，加上居民點(diǎn)、道路占用的8.3%，全國(guó)不能供農(nóng)林牧業(yè)利用的土地占全國(guó)土地面積的26.9 %。

資源的開發(fā)利用是一個(gè)長(zhǎng)期的歷史過(guò)程。由于中國(guó)自然條件的復(fù)雜性和各地歷史發(fā)展過(guò)程的特殊性，中國(guó)土地資源利用的情況極為復(fù)雜。例如，在廣闊的東北平原上，漢民族多利用耕地種植高粱、玉米等雜糧，而朝鮮族則多種植水稻。山東的農(nóng)民種植花生經(jīng)驗(yàn)豐富，產(chǎn)量較高，河南、湖北的農(nóng)民則種植芝麻且收益較好。在相近的自然條件下，太湖流域、珠江三角洲、四川盆地的部分地區(qū)就形成了全國(guó)性的桑蠶飼養(yǎng)中心等等。

不同的利用方式，土地資源開發(fā)的程度也會(huì)有所不同，土地的生產(chǎn)力水平會(huì)有明顯差別。例如，在同樣的亞熱帶山區(qū)，經(jīng)營(yíng)茶園、果園、經(jīng)濟(jì)林木會(huì)有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而任憑林木自然生長(zhǎng)，無(wú)計(jì)劃地加以砍伐，不僅經(jīng)濟(jì)效益較低，而且還會(huì)使土地資源遭受破壞。

五 中國(guó)的土地資源問(wèn)題

（1）土地資源退化 主要表現(xiàn)在大面積的土壤侵蝕、土地沙化和鹽堿化不斷發(fā)展，還有分布在工業(yè)比較集中的城鎮(zhèn)附近的大片土地遭到固體廢物和污水的污染。

首先 表現(xiàn)在水土流失愈益嚴(yán)重。據(jù)粗略估計(jì)，建國(guó)之初全國(guó)水土流失面積約為116萬(wàn)平方公里，到90年代初擴(kuò)展到180萬(wàn)平方公里，幾占全國(guó)土地面積的1/6。平均每年增加流失面積500～600萬(wàn)畝。全國(guó)受水土流失危害的耕地超過(guò)6億畝，相當(dāng)于耕地總面積的1/3。據(jù)估計(jì)，全國(guó)每年流失土壤達(dá)50億噸，約占世界總流失量600億噸的1/12，其中注入海洋的泥沙量約20億噸，亦占世界陸地每年入海泥沙總量240億噸的1/12。比較肥沃的表土及其所含大量氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素均隨之流失。情況最嚴(yán)重的是黃土高原和長(zhǎng)江中上游，其次是北方石山區(qū)、華南紅壤丘陵區(qū)和東北黑土區(qū)。黃土高原水土流失面積43萬(wàn)平方公里，占高原總面積的70％，每年土壤侵蝕量高達(dá)16.3億噸，其中在侵蝕最嚴(yán)重的溝壑區(qū)的侵蝕模數(shù)可達(dá)每年每平方公里5000噸。近十多年來(lái)開展小流域綜合治理，情況有所緩和。長(zhǎng)江流域水土流失面積在50年代為36萬(wàn)平方公里，到80年代擴(kuò)展達(dá)74萬(wàn)平方公里，占全流域總面積的41％，創(chuàng)年侵蝕量達(dá)30億噸的驚人記錄。所以益趨嚴(yán)重的原因，一是開墾陡坡，二是超量伐木，三是過(guò)度放牧，四是大型基本建設(shè)缺乏水保措施。現(xiàn)已引起注意，加強(qiáng)了防護(hù)林和水土保持林的營(yíng)建。

其次 是沙漠化面積不斷擴(kuò)大。中國(guó)是沙漠化危害嚴(yán)重的國(guó)家之一。全國(guó)沙漠化土地面積約33.4萬(wàn)平方公里，其中在人類史前早已存在的沙漠化土地約占12萬(wàn)平方公里，近50年來(lái)形成的現(xiàn)代沙漠化土地有5萬(wàn)平方公里，還有潛在沙化危險(xiǎn)的土地約16萬(wàn)平方公里。若和沙漠、戈壁合計(jì)，則有153.3萬(wàn)平方公里，占到全國(guó)土地面積的15.9％。至今，沙漠化危害在繼續(xù)發(fā)展之中，50～70年代沙漠化土地每年平均擴(kuò)大1560平方公里，到了80年代增加到每年2100平方公里。在西北、華北和東北11個(gè)省區(qū)有5900萬(wàn)畝耕地和7395萬(wàn)畝草場(chǎng)經(jīng)常處在沙漠化威脅之下。沙漠化之形成，自然因素（氣候干旱，植被稀少，地表組成物質(zhì)松散等）只是提供了可能，而人為的強(qiáng)度活動(dòng)和不合理利用方式（過(guò)度開墾、過(guò)度放牧、過(guò)度樵

采等），則是主要促成因素。近年來(lái)著力營(yíng)造“三北”防護(hù)林，開始調(diào)整半農(nóng)半牧地帶的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和改進(jìn)土地利用方式，以求遏制沙漠化的惡性蔓延。鹽堿化也是影響土質(zhì)的重要問(wèn)題。全國(guó)鹽漬化土地約有14.87億畝（包括現(xiàn)代鹽漬土壤5.54億畝和潛在鹽漬化土壤2.6億畝）。全國(guó)耕地中受鹽漬化制約的有1億多畝，占5％強(qiáng)。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、工業(yè)的發(fā)展、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的興起以及大量施用農(nóng)藥等原因，土地污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。據(jù)估計(jì)，全國(guó)受大工礦業(yè)“三廢”物質(zhì)污染的耕地達(dá)6000萬(wàn)畝，受鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染的耕地有2800萬(wàn)畝，受農(nóng)藥嚴(yán)重污染的農(nóng)田有2.4億畝，三者合計(jì)達(dá)3.28億畝。若不及早采取措施，土地污染問(wèn)題將造成嚴(yán)重后果。

（2）耕地嚴(yán)重流失 作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，中國(guó)自古以來(lái)有“惜土如金”的傳統(tǒng)，這是因?yàn)椤坝型了褂屑Z”，要滿足人民吃糧，必須愛(ài)惜耕地。但改革開放以來(lái)，由于開發(fā)建設(shè)需要和受市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)影響，各行各業(yè)都伸手要地，在這股洪流沖擊下，全國(guó)各地區(qū)的大量耕地紛紛被轉(zhuǎn)作他用。耕地銳減直接削弱了糧食生產(chǎn)能力。據(jù)調(diào)查，1980～1985年間平均每年減少738萬(wàn)畝；1986～1990年間平均每年流失耕地353萬(wàn)畝；1990年以后由于土地審批權(quán)層層下放，多頭批地，造成管理失控，以致1991～1995年間每年流失量上升到500萬(wàn)畝，主要發(fā)生在東南沿海各省市。總計(jì)，自1980～1995年間共流失耕地約8100萬(wàn)畝，如按75％的耕地用于種糧，畝產(chǎn)以400公斤計(jì)，則相當(dāng)于每年削減糧食生產(chǎn)能力250億公斤之多。

（3）人口和耕地供需矛盾突出。中國(guó)人口占世界22％，而耕地占世界7％，是人口大國(guó)而相對(duì)來(lái)說(shuō)耕地偏少。特別是隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，非農(nóng)業(yè)用地增加，耕地逐年減少，與此同時(shí)人口則逐年增加，于是人口和耕地供需之間的矛盾加劇。

第四篇：GIS實(shí)習(xí)報(bào)告

《GIS軟件應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱：利用R2V與ARCGIS制作中國(guó)政區(qū)圖 專 業(yè)：資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理 班 級(jí)：0902班 姓 名：呂婷婷 學(xué) 號(hào)：0910010214

二零一一年十月二十五日 1.重要概念

矢量數(shù)據(jù)模型：（網(wǎng)絡(luò)查詢得到）它是利用歐里幾得幾何中的點(diǎn)，線，面及其組合體來(lái)表示實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組織方式能最好的逼近實(shí)體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余低，便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，但對(duì)于多層數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。（地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論）用點(diǎn)及其x,y坐標(biāo)構(gòu)造空間要素的數(shù)據(jù)模型。柵格數(shù)據(jù)模型：在GIS中也稱格網(wǎng)，柵格地圖，表面覆蓋或影像。它由行，列，格網(wǎng)組成。行，列由格網(wǎng)左上角起始。在二維坐標(biāo)系統(tǒng)中，行作為y坐標(biāo)，列作為x坐標(biāo)。網(wǎng)格單元由其行，列定義。地理坐標(biāo)：是指用用經(jīng)緯度表示地面點(diǎn)位的球面坐標(biāo)。

地圖：是指按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球表面上的空間信息，經(jīng)綜合概括，以可視化，數(shù)字或觸摸的符號(hào)形式，縮小表達(dá)在一定載體上的圖形模型，用以傳輸，模擬和認(rèn)知客觀世界的空間信息。

地圖投影：是指按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球橢球體上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)化到平面上，使地面點(diǎn)的地理坐標(biāo)與圖上相應(yīng)點(diǎn)的直角坐標(biāo)建立一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，并研究其變形問(wèn)題。

投影變換：是指當(dāng)系統(tǒng)使用來(lái)自不同的地球投影的圖形數(shù)據(jù)時(shí)，需要將該投影的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

投影變形：是指用經(jīng)緯度表示地面點(diǎn)位的球面坐標(biāo)。

拓?fù)洌貉芯吭诶旎驈澢冗m當(dāng)變換下仍維持不變的幾何對(duì)象性質(zhì)的數(shù)學(xué)分支。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握R2V地圖矢量化方法，掌握.shp格式數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，掌握利用ARCGIS進(jìn)行定義投影及投影變化，掌握利用ARCGIS進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系的建立，掌握對(duì)屬性表的相關(guān)操作（添加字段，按屬性值查詢，計(jì)算面積等），掌握地圖的編制、整飾及輸出。3.數(shù)據(jù)來(lái)源

1：400萬(wàn)中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃圖（.jpg格式、含地理坐標(biāo)）,如圖1所示。4.要求

（1）利用R2V矢量化中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃圖，分別建立國(guó)界、?。ㄗ灾螀^(qū)）直轄市界、首都、省會(huì)（首府）、島嶼、主要河流6個(gè)圖層，分別進(jìn)行矢量化。

（2）在圖中左上、左下、右上、右下分別添加4個(gè)控制點(diǎn)，并將屏幕坐標(biāo)改為地理坐標(biāo)。

（3）利用R2V的矢量輸出功能輸出矢量，生成.shp格式數(shù)據(jù)。（4）在ARCMAP中添加.shp格式數(shù)據(jù)，進(jìn)行定義投影、投影轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換成ALBERS等面積投影）；建立拓?fù)潢P(guān)系，添加各?。ㄗ灾螀^(qū)）直轄市、省會(huì)（首府）名稱及河流名稱，添加面積字段并計(jì)算各省（自治區(qū)）直轄市面積。

（5）在ARCMAP中進(jìn)行中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃圖的編制、整飾（自動(dòng)標(biāo)注各?。ㄗ灾螀^(qū)）直轄市、省會(huì)（首府）名稱，手動(dòng)標(biāo)注主要河流，地圖需包含圖名、圖例、指北針、經(jīng)緯網(wǎng)、比例尺、制圖人、姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、專業(yè)）及輸出。5.步驟

（1）打開R2V并添加中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃圖

（2）在R2V中對(duì)中華人民共和國(guó)區(qū)域行政圖進(jìn)行矢量化，添加guojie,shengshijie,shoudu,shengjishi,daoyu,heliu，6個(gè)圖層，在相應(yīng)的圖層對(duì)各要素進(jìn)行繪制（注：guojie,shengshijie，daoyu,heliu為線性要素；shoudu,shengjishi為點(diǎn)狀要素）

（3）對(duì)矢量圖添加4個(gè)控制點(diǎn)

（4）對(duì)繪制好的圖形進(jìn)行矢量輸出，分別記作:城市.shp，邊界.shp，河流.shp（注：輸出文件格式為.shp；guojie,shengshijie，daoyu,heliu為線性要素；shoudu,shengjishi為點(diǎn)狀要素）輸出線狀要素的時(shí)候：

輸出點(diǎn)狀要素的時(shí)候：

（5）在ArcGIS中添加圖層：城市.shp，邊界.shp，河流.shp

（6）對(duì)圖形進(jìn)行投影變換

第一步定義投影：打開ArcToolbox→單擊數(shù)據(jù)管理工具→單擊投影 和變換→選擇定義投影（分別對(duì)邊界，河流，城市進(jìn)行定義投影，選擇合適的地理坐標(biāo)系）

第二步投影：打開ArcToolbox→單擊數(shù)據(jù)管理工具→單擊投影變換→單擊要素→選擇投影（分別對(duì)邊界，河流，城市進(jìn)行投影）

第三步要素轉(zhuǎn)面：打開ArcToolbox→單擊數(shù)據(jù)管理工具→單擊要素→選擇要素轉(zhuǎn)面（對(duì)邊界進(jìn)行要素轉(zhuǎn)面操作，保存文件名為bianjie1),得到投影圖形如下：

（7）對(duì)要素屬性表進(jìn)行編輯

第一步：（計(jì)算ID值）添加圖層bianjie1→打開圖層bianjie1的屬性表→選擇ID字段計(jì)算器→選擇FID進(jìn)行計(jì)算得到ID值

（name字段添加）打開圖層bianjie1的屬性表→在屬性表的菜單欄中選擇添加字段（添加字段name，文本型）→選擇name計(jì)算器→選擇name=“ ”(將對(duì)應(yīng)的省市名稱輸入雙引號(hào)中）

（面積計(jì)算）在屬性表的菜單欄中選擇添加字段（添加字段area，文本型）→選擇計(jì)算幾何（對(duì)面積進(jìn)行計(jì)算，單位為平方千米）

第二步：再打開bianjie1的屬性→選擇符號(hào)系統(tǒng)→選擇唯一值（值字段為ID，選擇添加所有值）

第三步：對(duì)城市進(jìn)行要素標(biāo)記（同上）（在chengshi圖層點(diǎn)擊右鍵點(diǎn)擊標(biāo)注要素就可以顯示在地圖上，如果顯示的不是名稱，則在chengshi圖層點(diǎn)擊右鍵→選擇屬性打開標(biāo)注→將標(biāo)注此圖層中的要素選中并將標(biāo)注字段選擇為name→最后再標(biāo)注要素）得到如下圖

（8）河流的合并：選擇圖層heliu編輯要素→開始編輯→使用Ctrl+Shift鍵選中同一段河流→在編輯器菜單欄中選擇合并（注：合并結(jié)束后停止編輯）

（9）河流的標(biāo)注：右鍵單擊右上角空白處→選擇自定義中的繪圖→在繪圖菜單欄里選擇新建文本中的樣條化文本→沿河流繪制曲線并添加文本（長(zhǎng)江，黃河）

（10）對(duì)地圖進(jìn)行布局標(biāo)注

第一步添加標(biāo)注：在ArcMap的菜單欄中選擇插入菜單→插入指北針，比例尺，圖例（圖例的修改：鼠標(biāo)放在圖例上，點(diǎn)擊右鍵，選擇轉(zhuǎn)換為圖形→再點(diǎn)擊右鍵選擇取消分組，然后分別對(duì)每一個(gè)圖例進(jìn)行屬性修改→最后將圖例全部選中，點(diǎn)擊右鍵選擇組，將其合并）及文本（根據(jù)自己的需要進(jìn)行修改）→再插入標(biāo)題（中華人民共和國(guó)區(qū)域行政圖）

第二步添加經(jīng)緯網(wǎng)：右鍵單擊圖層→選擇屬性→選擇格網(wǎng)→新建一個(gè)格網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）（根據(jù)需要對(duì)網(wǎng)格的屬性進(jìn)行修改）

（11）導(dǎo)出地圖：在ArcMap的菜單欄中選擇文件菜單→選擇導(dǎo)出地圖（注：保存輸出格式為.JPEG）

6.附圖

圖1：中華人民共和國(guó)區(qū)域行政圖

圖2：白水縣DEM

圖3：白水縣等值線分布圖

圖4：白水縣坡度等級(jí)圖

圖5：白水縣坡向等級(jí)圖

圖6：西安市住房等級(jí)分布圖

圖7：學(xué)校選址圖

第五篇：上海海洋大學(xué)研究生開題報(bào)告

上海海洋大學(xué)研究生科研基金

項(xiàng)目申請(qǐng)書

學(xué)號(hào)：

姓名：

學(xué)院：

專業(yè)：

導(dǎo)師：

起止年限：2011.12.1-2013.6.30

課題名稱：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的顎式破碎機(jī)變型優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、立論依據(jù)

1、課題研究目的和意義

隨著“十二五”規(guī)劃的推進(jìn)，農(nóng)村房屋建設(shè)、農(nóng)村軌道交通建設(shè)、水電風(fēng)電發(fā)電等重點(diǎn)項(xiàng)目方向的確立，對(duì)建筑石材、砂土、磚塊等材料的需求越來(lái)越大，這些材料都是由破碎機(jī)破碎后的石料制作而成，破碎機(jī)的需求也隨之增長(zhǎng)。

破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細(xì)碎。常用的破碎機(jī)械可以分為6類，錘式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、立軸沖擊式破碎機(jī)和顎式破碎機(jī)等。

錘式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)用于中碎、細(xì)碎；輥式破碎機(jī)用于超細(xì)粉碎；反擊式破碎機(jī)通常用來(lái)粗碎、中碎脆性物料。沖擊式破碎機(jī)適用于中硬和極硬物料的破碎、整形；顎式破碎機(jī)用于粗破、中破，一般作為低級(jí)破碎設(shè)備[1-6]。

顎式破碎機(jī)是最古老的一種破碎機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠 和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料等工業(yè)部門。然而各種行業(yè)需要的物料硬度各不相同，給料和排料粒度大小也不相同，因此需要根據(jù)不同物料硬度、給料和排料粒度設(shè)計(jì)不同尺寸的各種型號(hào)的破碎機(jī)，滿足不同客戶的個(gè)性化需求。

顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)理論已經(jīng)相當(dāng)成熟，其設(shè)計(jì)思路為工程設(shè)計(jì)思路，即根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，參照國(guó)內(nèi)外已有機(jī)型憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、確定各參數(shù)值，運(yùn)用理論力學(xué)、材料力學(xué)公式計(jì)算其是否符合強(qiáng)度要求。這種設(shè)計(jì)方法工作量大，計(jì)算易錯(cuò)，方法落后，周期長(zhǎng)，當(dāng)遇到客戶的個(gè)性化需求時(shí)，這種設(shè)計(jì)方法很難快速實(shí)現(xiàn)顎式破碎機(jī)的快速變型設(shè)計(jì)（變型設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品工作原理、基本功能定義不變的情況下，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品局部結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)的變異來(lái)滿足不同工作性能的需求）。

本課題就此問(wèn)題開展研究，通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)顎式破碎機(jī)進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，建立顎式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行仿真分析，分析其運(yùn)動(dòng)特性，利用優(yōu)化設(shè)計(jì)思想對(duì)顎式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化。并且開發(fā)基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的顎式破碎機(jī)變型自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程、減少工作量、保證計(jì)算準(zhǔn)確性，減短變型設(shè)計(jì)的開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。

2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

（1）國(guó)內(nèi)外顎式破碎機(jī)的機(jī)型研究狀況

顎式破碎機(jī)是由美國(guó)人E.W.布雷克（Blake）發(fā)明的。自第一臺(tái)顎式破碎機(jī)問(wèn)世以來(lái)，至今已有140余年的歷史。在此過(guò)程中，其結(jié) 構(gòu)得到不斷的完善。

為了改善顎式破碎機(jī)性能和提高工作效率，國(guó)內(nèi)外曾從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改善，研制過(guò)各種異型顎式破碎機(jī)。

國(guó)內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過(guò)一種單軸倒懸掛的雙動(dòng)顎破碎機(jī),其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使破碎機(jī)強(qiáng)制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機(jī)產(chǎn)量，同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少襯板磨損延長(zhǎng)使用壽命。

早年，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)相繼生產(chǎn)了Kue-Ken簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是，動(dòng)顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動(dòng)顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠曾引進(jìn)了這種破碎機(jī)，并在此基礎(chǔ)上研制了Jc顎式破碎機(jī)。

國(guó)外制造過(guò)一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性，提高破碎機(jī)性能。

美國(guó)鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī)。其傳動(dòng)角大約70°以上。它的最大特點(diǎn)是低矮，最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī)，其中最大為900x1200顎式破碎機(jī)。

國(guó)內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國(guó)WB8/26顎式破碎機(jī)。該機(jī)置于皮帶機(jī)上方，借助曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊。實(shí)踐證明使用效果較好。

以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果，并對(duì)國(guó)內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但是，都沒(méi)能得到大面積推廣使用。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場(chǎng)使用的都還是傳統(tǒng)復(fù) 擺顎式破碎機(jī)。[7]

對(duì)于傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的性能改善就顯得尤為重要。保證顎式破碎機(jī)最佳性能的根本因素是動(dòng)顎具有最佳的運(yùn)動(dòng)特性。這個(gè)特性又是借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的。因此，顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳性能的根本方法。（2）優(yōu)化設(shè)計(jì)在顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

顎式破碎機(jī)的破碎機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要有以下兩種： 1)顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及優(yōu)化

對(duì)顎式破碎機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，以排料口處動(dòng)顎特性值最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立其優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。采用各種優(yōu)化算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使破碎機(jī)構(gòu)的性能得到顯著改善 [9-12]。2006年黃冬明[13-15] 等運(yùn)用Adams/View軟件對(duì)已有型號(hào)的顎式破碎機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。2)顎式破碎機(jī)的腔形設(shè)計(jì)

近年來(lái)，腔形設(shè)計(jì)已逐漸被重視，發(fā)表了一些論文，涉及到腔形設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)的圖解法、分折法以及最優(yōu)腔形設(shè)計(jì)等。某些設(shè)計(jì)思想與原理具有工程應(yīng)用價(jià)值有的已在實(shí)踐中嘗試[16-17]。

由上可知，對(duì)顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理研究相當(dāng)多，也已經(jīng)十分成熟，但顎式破碎機(jī)的變型設(shè)計(jì)研究相對(duì)較少，優(yōu)化設(shè)計(jì)在顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)優(yōu)化理論十分成熟，但基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的顎式破碎機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究十分少，以上提及的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是對(duì)已有型號(hào)的顎式破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，并未見(jiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于顎式破碎機(jī)變型設(shè)計(jì)，故 本課題有其研究的意義。

二、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

1、課題來(lái)源： 駱肇蕘基金

2、研究?jī)?nèi)容

（1）顎式破碎機(jī)性能研究

通過(guò)理論分析，研究顎式破碎機(jī)的性能，破碎機(jī)主要考慮的是處理能力與能耗兩大性能，兩者可由破碎機(jī)特征值即排料口行程比體現(xiàn)，排料口水平行程越大，其處理能力越大，垂直行程越大，能耗越大，故兩者的行程比可以體現(xiàn)其性能。但特征值最佳值是個(gè)模糊的經(jīng)驗(yàn)值，故本課題將研究其值為何時(shí)最好，并將以最優(yōu)值作為優(yōu)化目標(biāo)。（2）顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)研究

通過(guò)仿真試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響程度，即靈敏度分析。選擇影響大的參數(shù)作為優(yōu)化變量。通過(guò)比較、擬合數(shù)據(jù)，確定影響程度小的參數(shù)的計(jì)算公式。通過(guò)仿真正交試驗(yàn)、蒙德拉法等試驗(yàn)安排法安排試驗(yàn)，確定優(yōu)化參數(shù)的取值范圍及優(yōu)化初始值。（3）優(yōu)化算法的對(duì)比選擇

對(duì)不同的優(yōu)化算法進(jìn)行比較分析，選擇最合適的優(yōu)化算法，節(jié)約優(yōu)化時(shí)間，保證優(yōu)化精度，得到理想的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化值，使顎式破碎機(jī)得到較高的處理能力和較低的能耗。（4）虛擬樣機(jī)參數(shù)化模型方法研究

針對(duì)虛擬樣機(jī)參數(shù)化模型方法的缺點(diǎn)，提出一種新的方便、計(jì) 算量少，能直接體現(xiàn)參數(shù)的建模方法。用此種方法建立顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)，方便進(jìn)行后續(xù)的靈敏度分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)。（5）顎式破碎機(jī)變型優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)

將運(yùn)用Adams自帶的命令流語(yǔ)句開發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，鑒于Adams無(wú)法直接將數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，故利用vb.net編寫程序?qū)?shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且利用vb.net自動(dòng)輸出優(yōu)化報(bào)告。

3、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)間的影響關(guān)系及對(duì)特征值的影響規(guī)律

破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)間的影響關(guān)系復(fù)雜，對(duì)特征值的影響復(fù)雜，故需要通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)尋找規(guī)律，從而確定參數(shù)的最佳優(yōu)化取值范圍及優(yōu)化初始值。

（2）基于Admas/View的參數(shù)化建模

Adams/view參數(shù)化建模原有方法較為繁瑣且不能直接體現(xiàn)參數(shù)，故其建模比較復(fù)雜，需要探索新的參數(shù)化建模方法。（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)理論在虛擬環(huán)境中的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)今已有多種優(yōu)化算法理論，需比較其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適合顎式破碎機(jī)變型設(shè)計(jì)的優(yōu)化算法，并將其在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

三、研究基礎(chǔ)

1、學(xué)科點(diǎn)前期研究工作積累

（1）通過(guò)查閱搜集大量相關(guān)文獻(xiàn)、書籍資料，對(duì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了相當(dāng)了解。

（2）有合作企業(yè)派遣具有幾十年顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行 指導(dǎo)，提供的具體參數(shù)值和實(shí)踐結(jié)果，可作為分析驗(yàn)證的根據(jù)。（3）指導(dǎo)教師從事CADCAECAM方向研究，同時(shí)有對(duì)機(jī)械軟件二次開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，可以對(duì)仿真分析、自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)等方面給予指導(dǎo)。（4）本人在本科階段就涉及虛擬樣機(jī)技術(shù)，本科畢業(yè)論文題目為波浪能發(fā)電裝置的仿真分析，掌握一定的虛擬樣機(jī)技術(shù)。

2、已具備的實(shí)驗(yàn)條件

具有Adams/View、VB.net等所需軟件。

3、尚缺少的實(shí)驗(yàn)條件和擬解決的途徑

無(wú)

四、實(shí)施方案

1、擬采取的研究方法

通過(guò)理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)、正交實(shí)驗(yàn)等方法研究各參數(shù)對(duì)性能的影響、確定各參數(shù)的合理取值范圍，確定各參數(shù)優(yōu)化初始值。

比較優(yōu)化設(shè)計(jì)的多種方法，選擇最適合的方法對(duì)各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

用理論分析、需求調(diào)研和系統(tǒng)開發(fā)相結(jié)合的方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)。

2、技術(shù)路線

（1）對(duì)研究對(duì)象顎式破碎機(jī)進(jìn)行研究，了解其破碎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，了解其性能指標(biāo)，了解其結(jié)構(gòu)參數(shù)及參數(shù)的計(jì)算公式。

（2）建立破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型，選擇合適的簡(jiǎn)化模型方法對(duì)破碎機(jī)構(gòu)進(jìn)行模型簡(jiǎn)化，在動(dòng)力學(xué)仿真軟件Adams/View中建立 三維模型，添加運(yùn)動(dòng)關(guān)系、驅(qū)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)條件，采用合理的模型參數(shù)化方法對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)化。

（3）采用理論研究方法對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行研究，確定合適的性能值，確定優(yōu)化目標(biāo)，用正交試驗(yàn)等試驗(yàn)方法安排試驗(yàn)，在Adams/View中進(jìn)行仿真試驗(yàn)，研究參數(shù)間的影響關(guān)系、對(duì)性能指標(biāo)的影響規(guī)律，確定需要優(yōu)化的參數(shù)及其取值范圍和優(yōu)化初始值，理論分析優(yōu)化約束條件，比較優(yōu)化算法，選擇合適的優(yōu)化算法，對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。（4）建立自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變型機(jī)型的尺寸計(jì)算、自動(dòng)化優(yōu)化、參數(shù)修改、仿真分析、報(bào)告輸出等功能。

技術(shù)路線框圖如下圖所示：

圖1 技術(shù)路線線框圖

五、可行性分析和預(yù)期目標(biāo)

1、可行性分析

（1）顎式破碎機(jī)理論成熟

對(duì)顎式破碎機(jī)的研究已經(jīng)有多年，研究者對(duì)其破碎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)描述清晰，其結(jié)構(gòu)參數(shù)明確。已有多人就部分結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響展 開研究，得出影響規(guī)律。（2）企業(yè)支持

另外，本課題得到了企業(yè)的幫助，能給予技術(shù)指導(dǎo)，提供實(shí)際已有型號(hào)的參數(shù)值，給本課題找出參數(shù)計(jì)算公式、系統(tǒng)驗(yàn)證提供了資料和依據(jù)。

（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)理論、虛擬樣機(jī)技術(shù)成熟

優(yōu)化設(shè)計(jì)理論、虛擬樣機(jī)技術(shù)也已相當(dāng)成熟，已應(yīng)用到多種對(duì)象的研究中。已有少數(shù)學(xué)者將其應(yīng)用到顎式破碎機(jī)的優(yōu)化、仿真分析中。這些案例將對(duì)本課題應(yīng)用優(yōu)化理論、虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用到顎式破碎機(jī)變型設(shè)計(jì)中提供借鑒對(duì)象。（4）開發(fā)語(yǔ)言體系成熟

系統(tǒng)開發(fā)語(yǔ)言體系已成熟，可以滿足顎式破碎機(jī)變型優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)的需求。

以上可保證課題的順利實(shí)現(xiàn)。

2、預(yù)期目標(biāo)

（1）顎式破碎機(jī)變型優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的完成

設(shè)計(jì)研發(fā)顎式破碎機(jī)變型優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)用戶需求，由計(jì)算機(jī)計(jì)算各結(jié)構(gòu)參數(shù)值，自動(dòng)建立顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)，并且自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)，將之輸出保存，并且輸出完整的顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析報(bào)告。另外該系統(tǒng)還具備修改優(yōu)化后結(jié)構(gòu)參數(shù)的功能，如果優(yōu)化出來(lái)的結(jié)果不滿意，可以進(jìn)行人為修改，再次運(yùn)行分析，多次修改后，可對(duì)多組仿真結(jié)果進(jìn)行 比較，選擇最理想的結(jié)果進(jìn)行保存，輸出完整的分析報(bào)告。（2）系統(tǒng)的驗(yàn)證報(bào)告

完成系統(tǒng)與實(shí)際參數(shù)的比較分析報(bào)告，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。（3）論文發(fā)表

在SCI、EI、ISTP、CSCD或CSSCI收錄期刊發(fā)表（或錄用）至少1篇與課題相關(guān)的研究論文。

六、主要參考文獻(xiàn)

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顎式破碎機(jī)參數(shù)化模型的建立及其研究報(bào)告。3、2012.4.1-2012.4.30

顎式破碎機(jī)性能值的研究及其研究報(bào)告。4、2012.5.1-2012.5.31

顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響及其研究報(bào)告。5、2012.6.1-2012.6.30

參數(shù)取值范圍、優(yōu)化計(jì)算初始值。6、2012.7.1-2012.7.31 優(yōu)化算法選擇，顎式破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及其研究報(bào)告。7、2012.8.1-2012.8.15 系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳遞方案設(shè)計(jì)，確定開發(fā)環(huán)境方案，撰寫方案設(shè)計(jì)文檔。8、2012.8.16-2012.9.15 程序設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)，撰寫程序設(shè)計(jì)說(shuō)明。9、2012.9.16-2012.10.31 程序調(diào)試，撰寫驗(yàn)證報(bào)告。10、2012.11.1-2012.12.31 畢業(yè)論文撰寫。11、2013.1.1-2013.3.30

預(yù)答辯及論文修改。12、2013.4.1-2013.6.30 答辯。

九、經(jīng)費(fèi)預(yù)算

（一）來(lái)源 上海電氣集團(tuán)

（二）預(yù)算

1.購(gòu)買相關(guān)資料及書籍1000元 2.學(xué)術(shù)交流2000元 3.論文發(fā)表版面費(fèi)5000元 4.調(diào)研等費(fèi)用 2000元