发布人:
         孙杰
  发布时间:
         2015-07-02
  阅读:
         355
本科生科研实训项目库

 

序号

项目名称

指导教师

实训周期

实训对象

1

城市不同生境主要气象因子特征比较研究

祁新华

15周

地理教育专业,自然地理与资源环境专业

2

不同城市化阶段城市森林格局与热岛效应的关系

祁新华

12周

地理科学(基地) 专业

3

人工草坪生态系统CO2释放特征对浇水的响应

尹云锋

12周

地理科学(基地) 专业

4

水位流量关系的实验研究

陈兴伟

2周

地理科学(基地) 专业,地理教育专业

5

福建沿海第四纪沉积记录研究

李世忠

3周

自然地理与资源环境专业

6

互花米草入侵对闽江口湿地植物化学计量内稳性影响

仝川

4周

生态学专业

7

普通生态学-生态恢复过程中的先锋种群动态与固碳机制

黄义雄

2周

生态学专业

8

厦门经济特区经济空间格局经验数据收集与分析

韦素琼

2周

人文与城乡规划专业

9

福州市城市空间格局与演变野外实习

王强

2周

人文与城乡规划专业

10

福清市土地利用野外实习

伍世代

3周

自然地理与资源环境专业

11

福州市流动人口社会保护与定居意愿调查

林李月

1周

人文与城乡规划专业

12

福州市国家森林公园游客满意度调查

林岚

2周

人文与城乡规划专业

13

福州市三坊七巷历史街区游客满意度调查

林岚

1周

人文与城乡规划专业

14

福州市三坊七巷历史街区空间布局与制图

王彬

1周

人文与城乡规划专业

15

福州市城乡景观观察野外实习

戴文远

1周

人文与城乡规划专业

16

厦门鼓浪屿基础设施规划与游客满意度调查

林岚

1周

人文与城乡规划专业

17

福清市乡村公共空间建设的空间结构分析

王强

1周

人文与城乡规划专业

18

数字高程模型内插方法比较分析

黄万里

2周

地理信息系统专业

19

基于TerraExplorer Pro的校园三维浏览系统设计与实现

张明峰

4周

地理信息系统专业

20

基于GISRS福州市空间扩展动态监测与分析

丁 

3周

地理信息系统专业,人文与城乡规划专业

21

人口统计数据空间化方法研究

林广发

2周

地理信息系统专业

22

普通相机的标定方法实现

吴勇

1周

地理信息系统专业

23

基于Android手机旅游系统设计与实现

张明峰

2周

地理信息系统专业

24

可定位照片的采集与检索

吴勇

1周

地理信息系统专业

25

建筑物内部动态最优路径模型及其应用

江辉仙

2周

地理信息系统专业

26

影像纠正与电子地图制作

李新通

2周

地理信息系统专业

27

茶叶光谱特征测量与数据分析

陈文惠

2周

地理信息系统专业

 

 

 

自然地理学方向部分项目库内容如下:

项目

名称

城市不同生境主要气象因子特征比较研究

实训目的

了解并掌握自动气象观测系统测定大气温度、湿度、风力、风速、气压等主要气象因素的原理与使用方法;探讨不同生境微环境条件下主要气象因子数值的差异与规律。

实训任务与周期

1、进一步收集文献、优化方案;熟悉气象站观测和数据处理,三个土地覆盖类型选择布设点,并架设自动气象站

90

105

2、定期导数据,学习时间序列分析处理数据。

3、整理研究结果,撰写研究报告,汇报、答辩。

15

实训要求

人员要求:已修过气象与气候学的学生

设备要求:HOBO移动气象站2-3

软件要求: SPSS\Excel统计软件

实训对象

大三学生

实训内容与步骤

在校园内选取3种不同的生境类型,如城市森林、草坪、水泥地面等,安装3部自动气象观测站,并在一个月内,连续测定主要气象因子的变化,包括日变化和一个月上、中、下旬变化不同。

(一) 自动气象站的安装

气象站一般安装于相对空旷的地方。不宜安装于以下地点:峭壁、斜坡、山脊、绝壁或山谷中,也不要靠近大型建筑物。如果必须安装在树木或建筑物附近,那么气象站要保证距离树木、建筑物要超过气象站自身高度的10倍。 

主桅杆的安装应保持垂直。通常用H型支架、三角架或掩埋于地下0.5米深处。其中,三脚架为便携式支架,方便移动,但不适用于气候条件差的环境。 

太阳能面板安装时要注意面板一定要面向南方(适用于北半球)。倾斜角度随纬度变化而调整,以最大程度的利用太阳能。 

一般风向、风速、辐射等传感器安装于主桅杆上面的横杆上;空气温、湿度,大气压等传感器一般安装在传感器保护罩内。雨量桶,土壤温、湿度的测量需要将电缆线从主桅杆引到被测点。这些缆线需要埋在浅层土中(延地表挖10厘米深的沟,将缆线掩埋),并用套管保护,以延长寿命。缆线接头处要用防水胶布或热缩管密封,以防漏水。 

(二) 数据采集

根据仪器说明书所指示的安装相关的应用软件或进行超级终端的设置,然后通过RS232接口与便携式电脑连接,开始数据采集器的初始化和设置。 根据说明书所示的步骤主要进行以下参数的设置:系统日期和时间、传感器的识别和采集时间间隔的设置。设置完毕后仪器即可自动记录气象数据。随后在一定的时间间隔内将自动气象站通过RS232接口与便携式电脑连接,开始数据采集(具体步骤请参见仪器使用说明书)。

(三)成果总结与汇报

数据整理,分析气象因子的时、日、旬动态规律;在不同时间尺度上,对比三种生境气温、地温、土壤和空气湿度,蒸散发的差异;分析气象因子间的关系,提交实训报告、汇报并答辩。

 

 

 

 项目名称

不同城市化阶段城市森林格局与热岛效应的关系

实训目的

用遥感和地理信息系统的方法定量地获取福州市的热岛效应,以及以城市森林为主的土地覆盖景观格局与异质性信息,通过分析福州不同城市化阶段,土地覆盖景观与地表温度空间变化特征,探讨福州市热力场空间格局影响因素和城市森林缓解热岛效应的机制。综合培养学生GISRS的技术应用能力。

实训任务与周期

1、进一步熟悉影像处理和分类方法;土地覆盖解译、地表温度反演与野外核查;

30

90

2、景观格局分析;

30

3、空间数据处理,统计分析,撰写相关论文,整理研究结果,汇报、答辩。

30

实训要求

该项目组由基地班GIS方向的同学组成,至少48名成员,对科研有着浓厚的兴趣。通过两年课程和课外对遥感和地理信息系统专业的学习,已较熟练地掌握ERDASARCGIS等软件操作。

设备:Trimble 2008XH GPSERDASARCGISFRAGSTATS软件,4TM影像和土地利用图。

 

实训对象

大二、大三学生

实训内容与步骤

拟选择1980年、1990年、2000年、2010年福州市区TM影像,结合已有的3期数字化后土地利用图,将福州城市景观分为城市森林、一般绿地、耕地、水体、不透水面(建筑物与道路)。开展以下研究:

1、土地覆盖变化分析

基于ARCGIS9.3,计算19801990199020002000―2010三个不同城市化阶段土地覆盖变化矩阵。

2、景观格局分析

    通过比较相应景观指数值在三个时段的分布和变化情况揭示研究区景观格局动态,景观指数值由基于栅格数据的FRAGSTATS3.3软件计算获得。景观指数亦可分为斑块水平指数(patchlevel index)、斑块类型水平指数(classlevel index)和景观水平指数(landscapelevel index)。斑块水平指数是计算其它景观指数的基础,而其本身对景观格局分析的作用不大;因此,本研究采用斑块类型水平指数和景观水平指数分析景观格局。我们用斑块密度PD、平均斑块面积AREA_MN、最大斑块指数LPI、景观形状指数LSI、平均欧氏邻近距离ENN_MN、面积加权邻近度指数CONTIG_AM来描述斑块水平上景观组成和构成变化;用斑块密度PD、平均斑块面积AREA_MN、形状指数LSI、分离度指数DIVISION、景观多样性指数SHDI、蔓延度指数CONTAG来刻画景观水平上的森林景观破碎化程度和异质性。

3、地面温度反演

地面温度主要根据NASA官方的Landsat 用户手册提供的算法进行计算(Irish2010):采用ERDAS ERMAPPER 2011遥感处理软件对TM6热红外波段进行辐射定标后,将辐射值转换为传感器处温度值(亮温,T),最后对亮温进行比辐射率纠正转成地面温度(LST)(陈云浩,2002 Hardin2007Nichol2005)。

4、不同时相的城市热岛效应比较

由于所用的四幅影像代表的年份和季节可能有所不同,因此难于直接用它们的绝对温度值来比较各年份之间的城市热岛效应变化。因此,不同季相影像之间的城市热岛效应对比,通常采用的是温度正规化技术,将不同季相的温度范围统一到0—1 之间,并在此基础上,对温度进行等级划分,然后再利用城市热岛比例指数URI 来客观地对比不同年份之间的城市热岛变化。温度正规化和URI 的公式如下:

(公式1)

    (公式2)

式中,LST'为象元正规化后的温度值,LSTmin为温度的最小值,LSTmax为温度的最大值; m 为所划分的温度等级数,为城区高于郊区的温度等级数,为城区高于郊区的第个温度等级,为权重值,取第级的级值,为第级的百分比。URI 的值介于0—1 之间,当城区全部由最高温度等级的斑块组成时,URI 达到最大值1;当城区不存在热岛效应时,其值为0。最后将温度分为级,分别为低温、较低温、次中温、中温、次高温、高温、特高温。

5、统计分析

SPSS16.0环境下,采用K-S检验来检验数据是否服从正态分布;在数据正态分布的前提下,采用Person相关分析法分析景观指数与地表温度的相关关系,在显著性水平a=0.05下进行显著性检验;采用主成分分析法提取对景观格局产生主要贡献的景观指数。结合指数与城市地表温度级的分析,筛选出有效的景观指标阐释城市森林景观格局对缓解城市热岛效应的影响。

6、成果总结与汇报

² 不同城市化阶段福州市土地覆被景观格局特征;

² 不同城市化阶段福州市热力空间分布特征;

² 景观尺度上城市热岛强度与城市森林分布格局关系综合分析;

² 提交项目总结报告的纸质和电子版,以及上述成果的表格、图件

 

 

 

项目

名称

人工草坪生态系统CO2释放特征对浇水的响应

实训

目的

以人工草坪为研究对象,监测草坪植被-土壤系统CO2排放动态并原位模拟草坪植被-土壤系统CO2排放通量对浇水措施的响应,分析浇水对草坪植被-土壤系统CO2排放通量的影响。

通过中、短期的监测和模拟试验,培养学生试验设计的能力,以及野外长期定位监测的工作方法和习惯,同时也加深对生态系统C循环过程及影响途径的理解。

实训任务与周期

1、资料收集、本底调查、样地布设;

30

110

2、土壤呼吸日动态观测分析,浇水试验模拟并监测;

60

3、数据处理,整理撰写研究小论文,汇报、答辩。

20

实训

要求

能熟练操作便携式土壤呼吸测定仪LI-8100及相关数据导出处理,土壤体积含水量TDR300,电子地温计操作。

实训

对象

高年级生态方向的基地班学生。

实训内容与步骤

1)样地布设

以福建师范大学闽候校区内的人工草坪为研究对象,根据代表性、典型性原则,在满足监测要求的样地中随机抽取3块样地,每块样地2m×2m, 试验设置保持自然状态的草坪及齐地面剪掉植物两个处理(此工作在每次试验的前一天进行),每个处理设3个重复。

2)原位模拟试验

设置3个浇水强度水平:不浇水,正常浇水,倍浇水,采用LI-8100测定土壤CO2 释放通量对不同浇水量的响应,每个水平设3个重复。

每次浇水后进行连续监测直至稳定,观测时间3个月。

3)数据处理

在统计软件SPSS13.0 的支持下,对CO2通量与水因子进行相关分析,探讨浇水对草坪生态系统呼吸和土壤呼吸的影响。

4成果总结与汇报:

揭示人工草坪植被-土壤系统CO2排放的动态特征(日变化、季节变化);

人工草坪土壤CO2排放通量对浇水措施处理的响应;

预期提交研究小论文,汇报并答辩。

 

 

项目

名称

水位流量关系的实验研究

实训

目的

1、掌握流量测算的流速面积法的基本原理和计算方法。

2、综合应用水位、流速测量的方法,根据流速面积法,测量、计算断面流量。

3、初步分析水槽断面的水位~流量、水位~面积、水位~流速之间的相关关系。

实训任务与周期

利用周末半天至一天时间,学生34人一组共享1套设备,进行独立测量分析。

实训

要求

已掌握水位水深测量,流速测量方法。

实训

对象

大二地理科学专业学生,包括基地和地理教育

实训内容与步骤

1、启动抽水泵,将水抽到水槽中,旋转流量旋钮,设定第一种流量条件(由指导教师操作)。

2、待水流稳定后,利用测针法测量水位。先将测针放入水槽底部,读出槽底读数;再将测针尖自上向下逐渐接近水面,直至针尖与其倒影刚巧重合,读出水面位置的读数;再将二者相减得出水槽的水深值。每组2位同学分别读数,求出水位平均值,再乘以水槽宽度,得到断面面积。

3、打开流速仪电源,首先进行流速仪自检,调整传感器系数,K=2.85, =1.00T=10。检查仪器正常后,将流速传感器固定到所要施测的断面上,准备开始流速测量。由于水槽过水断面流速分布的对称性,本实验在水槽断面的半边布设4条垂线(水槽宽80cm),分别为距离水槽玻璃边壁5cm10cm20cm40cm位置。断面另一半的垂线流速分布可视为与之相同。

4、在某一条垂线方向上,根据垂线平均流速计算的三点法,利用钢尺确定3个测点(0.2H0.6H0.8H)中某一点的具体位置,将流速传感器的旋浆中部的细丝调整到相应的水平位置。开启模型试验浪高测量程序,进入“流速测量—8线测量单机测量”界面,分别进行通讯口设置、流速仪选择、读取参数KCT等操作。各项参数确定后即可开始测量,对该测点连续测量三次取平均值,作为该点的流速值,并进行数据存盘。

5、保持流速传感器高度不变,移动流速仪到另外3条垂线位置,测量该点在不同垂线上的流速值,直接点击“开始测量”即可,将测量结果重新命名进行数据存盘。

6、重复步骤45,分别测量另外2个测点在4条垂线上的流速分布,即可计算出各条垂线的平均流速。

7、根据流量计算的流速面积法,首先,确定各条垂线所代表部分的面积(水槽断面总面积的一半);其次,利用流量数学表达式 ,将各条垂线平均流速作为该垂线所代表面积的平均流速,计算出各条垂线所代表部分的流量,将各部分流量相加,求出半断面实验流量值;最后,得到全断面实验流量值和断面平均流速。

8、改变流量设定值,设置第二种、第三种流量条件(由指导教师操作),重复以上步骤,分别求得不同流量条件下的水位、不同垂线各测点的流速,计算出相应的垂线平均流速、断面面积、实验流量值以及断面平均流速。

9、测量与计算

a、仪器编号:

b、实验数据记录

成果总结与汇报

1、根据实测计算所得数据,绘制水位~流量、水位~面积、水位~流速关系曲线。

2、分析水位与流量、面积、流速之间的相关关系。

3、计算实验流量值与设定流量值之间的误差大小,包括绝对误差和相对误差,并分析误差存在的原因。

4、讨论:当实际河道河床断面形态不规则时,应如何布设断面垂线的位置和数目,才可以利用流速面积法较精确地得出断面流量值?

5、主要考核学生实验数据准确性,结果与讨论,并提交实验报告

 

 

人文方向部分项目库内容如下:

项目

名称

厦门经济特区经济空间格局经验数据收集与分析

实训

目的

传统地理学的空间研究依然在人文地理学教学和科研中占有重要位置,通过大尺度经验数据获取和室内分析,是研究区域或空间格局的重要途径之一。通过本实训项目达到以下目的:1、掌握经验数据获取过程和统计方法; 2、通过经验数据分析,了解区域或空间格局特征; 3、解读空间差异或空间相关性的原因分析,并熟练运用部分软件操作或模型运用方法。

实训任务与周期

1、厦门市历年分类型经济数据采集

3

10

2、应用不同模型,解读区域经济差异分析

3、对比分析不同模型方法对区域经济差异的影响,总结各种方法的优缺点。

5

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

2

实训

要求

人员要求:已选高数和人文地理学相关课程的学生

设备要求:个人计算机

软件要求:熟悉ArcGIS软件、SPSS\Excel统计软件和回归模型等

实训

对象

大二学生

实训内容与步骤

l 厦门市分类经济数据采集:

利用统计年鉴、相关文献和网络资源,开展福建省分类经济数据采集和统计,建立全省历年分类经济数据库;

l 模型构建:

通过ArcGIS软件,通过SPPSEXCEL等软件,利用回归、主成份分析、线性方程、层次分析法或聚类模型方程等,开展数据处理;

l 厦门市经济空间格局及原因比较分析:

1、通过ARCGIS生成全省分类经济空间分布图,并分析形成原因。

2、通过比较分析,总结各种内插方法的优缺点,归纳各种方法对厦门市经济差异的影响。

 

 

项目

名称

福州市城市空间格局与演变野外实习

实训

目的

野外景观观察与记录是传统地理学学习和研究的主要方法之一,而景观或景观格局的形成受制于自然和人文双重因素的制约。通过本实训项目达到以下目的:1、了解福州城市景观空间格局特征,并记录不同时期空间演变过程;2、通过直观观察,分析和总结影响福州城市景观格局的因素;3、熟悉人文地理学中城市景观评价内容、原理与方法,熟练掌握PhotoshopArcGIS等画图软件的操作。

实训任务与周期

1、福州城市主要景观和空间特征

3

10

2、绘制不同时期城市景观空间分布图

3、对比分析不同时期福州城市景观差异及特征,总结其主要影响因素。

4

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

5

实训

要求

人员要求:已选修过自然地理相关课程的学生

设备要求:个人计算机

软件要求:熟悉PhotoshopArcGIS画图软件和Excel统计软件

实训

对象

大二学生

实训内容与步骤

l 福州城市景观观察与记录:

借用录相设备,通过文献查阅和参观、访问及观察,记录福州不同时期城市主要景观及分布;

l 绘制福州市不同时期主要城市景观分布图:

利用PhotoshopCoredrawArcGIS等软件,绘制并生成相应的城市景观分布图;

l 城市景观空间分布分析:

解读福州市不同时期城市主要景观形成和分布原因

 

 

项目

名称

福清市土地利用野外实习

实训

目的

土地利用是人文地理研究的主要内容之一。通过野外实地调查福清土利用现状,分析其影响土地利用类型的变化的因素。通过本实训项目达到以下目的:1、规范掌握地籍调查内容和方法;2、通过土地利用评价,从区域上了解土地利用的影响因素;3、熟悉土地调查、评价原理与方法,熟练掌握相关统计软件、ArcGIS等的操作。

实训任务与周期

1、福清市土地利用现状调查(类型、数量、利用方式、权属及空间分布等)

5

15

2、规范绘制福清不同类型土地利用分布图

3、评价福清不同类型土地利用现状,总结和分析福清土地利用影响因素。

7

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

3

实训

要求

人员要求:已选修过高数、自然和人文地理学相关课程的学生

设备要求:个人计算机和野外测量、记录工具

软件要求:熟悉ArcGIS软件、SPSS\Excel统计软件

实训

对象

大三学生

实训内容与步骤

l 福清土地利用现状数据采集:

1.利用绘图和统计软件,通过相关统计年鉴和政府工作报告、总结及文献资料,收集各类福清市土地利用现状数据及属性特征;

2、绘制和叠加不同类型和属性的土地利用分布图;

l 土地利用现状评价:

利用ArcGIS软件,通过回归和线性方程,以SPSSExcel等统计软件进行统计和评价,分析和解读福清市土地利用优缺点;

l 原因分析:

通过比较分析,总结各种土地利用存在的问题,归纳各种影响。

 

 

项目

名称

福州市流动人口社会保护与定居意愿调查

实训

目的

随着经济和社会发展,人口流动已成为未来社会发展趋势。而人口流动的空间特征和社会保护与迁移意愿已为成学术术关注的焦点之一。通过本实训项目达到以下目的:1、掌握福州市流动人口规模、类型、分布等相关社会属性;2、通过相关分析,总结福州市流动人口社会保护现状和定居意愿现状和趋势及影响因素;3、熟悉流动人口调查和问卷调查与社会访谈原理与方法,熟练掌握SPSSExcel等软件的操作和回归、线性方程等模型运用。

实训任务与周期

1、福州市流动人口问卷调查设计与实施;

5

15

2、数据统计与分析:应用不同模型方法,分析和总结流动人口社会保护和定居意愿特征;

3、对比分析不同流动群体社会保护和定居意愿空间差异及影响因素,提出解决流动人口社会保护和管理措施;

7

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

3

实训

要求

人员要求:已选修过高数和人文地理学相关课程的学生

设备要求:个人计算机、录音及摄像设备

软件要求:熟悉ArcGIS软件、SPSS\Excel等统计软件

实训

对象

大三学生

实训内容与步骤

l 流动人口相关数据采集:

1、利用Excel软件,开展流动人口社会调查问卷和社会访谈问题设计;

2、在福州市流动人口相对密集的新店、白湖亭和五里亭等空间展开问卷调查和社会访谈;

l 数据汇总和统计:

利用ArcGIS软件,通过SPSS等软件和回线性方程等进行计算,绘制流动人口空间分布图和总结流动人口社会保护及定居意愿特征;

l 比较分析:

1、根据自然和人文背景,分析福州市流动人口社会保护和定居意愿现状影响因素和发展趋势; 

2、根据国内外研究和实践,总结并提出福州市流动人口管理措施。

 

 

项目

名称

福州市国家森林公园游客满意度调查

实训

目的

旅游地理学的游客满意度调查与研究依然在人文地理学教学和科研中占有重要位置,通过小尺度社会调查、获取和室内分析,是研究景区未来规划和管理的重要途径之一。通过本实训项目达到以下目的:1、游客满意度数据获取过程和统计方法; 2、通过数据分析,了解区域或景区旅游发展现状入特征; 3、解读区域或景区游客满意度的差异或相关性原因,并熟练运用部分软件操作或模型运用方法。

实训任务与周期

1、历年分类型游客数据和满意度问卷调查数据采集

3

10

2、应用不同模型,解读福州国家森林公园游客满意度原因分析

3、对比分析不同模型方法对游客满意度评价的影响,总结各种方法的优缺点。

5

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

2

实训

要求

人员要求:已选高数和人文地理学相关课程的学生

设备要求:个人计算机、录音和记录设备

软件要求:熟悉ArcGIS软件、SPSS\Excel统计软件和回归模型等

实训

对象

大三学生

实训内容与步骤

l 福州市国家森林公园游客数据和满意度数据采集:

利用统计年鉴、相关文献和网络资源,开展福州市国家森林公园游客及满意度分类数据采集和统计,特别是问卷调查和社会访谈问题的设计;

l 模型构建:

通过ArcGIS软件,通过SPPSEXCEL等软件,利用回归、主成份分析、线性方程、层次分析法、菲尔特法等、聚类分析等,开展数据处理;

l 福建省经济空间格局及原因比较分析:

通过比较分析,总结各种评价方法的优缺点和影响因素。

 

地理信息系统方向部分项目库内容如下:

项目

名称

数字高程模型内插方法比较分析

实训

目的

DEM的数据精度主要依赖于原始数据的精度和数据内插方法。其中内插方法的选取对最终DEM数据精度与地形描述精度具有十分重要的作用。通过本实训项目达到以下目的:1、掌握数字高程模型采样点布设原则及数据获取过程;2、通过分析总结各种内插方法的优缺点,并从本质上理解各种内插方法对DEM精度的影响;3、熟悉精度评价原理与方法,熟练掌握MatLabArcGIS等软件的操作。

实训任务与周期

1、数字高程模型采样点布设与采集

5

15

2、应用不同内插方法构建DEM

3、对比分析不同内插方法对DEM提取坡度、坡向等因子精度的影响,总结各种内插方法的优缺点。

7

4、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

3

实训

要求

人员要求:已选修过数字地形分析学生

设备要求:个人计算机

软件要求:熟悉ArcGIS软件、MatLab软件、SPSS\Excel统计软件

实训

对象

大三学生

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实训

内容

步骤

l DEM数据采集:

1、利用Matlab 软件,通过高斯曲面函数构建地形表面,并将生成的地形表面认为是无误差原始表面。

2、利用Matlab软件提取等值线工具,提取原始表面的等高线,并生成JPG图像。

3、以上述生成的图像为基础,通过网格采样方式进行高程点采集,在格网采点的基础上,同时采集特征点(山顶点)、特征线(山脊、山谷线)数据,并将采样点输出。

l DEM构建:

利用ArcGIS软件,通过IDWKrigingSpline以及TIN四种内插方法对上述采样点进行插值,各自生成相应的DEM

l DEM精度比较分析:

1、将利用高斯数学曲面5m分辨率的格网点值输出为ASC格式后生成的DEM看作真值,提取标准差(S T D)、中误差(R MSE)与平均误差参数,与其余四种通过采样点内插而成的DEM提取的参数相比较。

2、原始DEM与内插DEM提取坡度、坡向因子,计算其标准差(S T D)、中误差(R MSE)与平均误差参数,从统计学角度对派生因子进行比较分析。

3、原始DEM与内插DEM提取坡度、坡向因子,通过SPSS/Excel统计软件实现相应的坡度、坡向频率图,从频率分布规律角度派生因子进行比较分析。

4、通过比较分析,总结各种内插方法的优缺点,归纳各种内插方法对精度影响规律。

 

项目

名称

基于TerraExplorer Pro的校园三维浏览系统设计与实现

实训

目的

校园三维浏览系统是以航空影像数据为基础,基于三维可视化和地理信息系统等技术建立三维校园景观模型,与校园地理信息和其他校园信息结合,从而真实地反映校园自然景观和人文建筑风格,充分展示美丽的校园风貌的信息系统,是校园三维地理信息系统的重要组成部分。通过本实训项目达到以下目的:1、掌握三维模型建模方法;2、按照地理信息系统软件工程思想与方法进行系统的分析、设计、实现系统功能;3、将三维建模、面向对象程序设计、软件工程课程所学知识融会贯通建设一个三维地理信息系统;4、强化学生动手能力,熟练掌握SketchUpSkylineC#等平台;5、培养学生培养良好的团队协作能力。

实训任务与周期

1、获取地形、建筑物等基础数据,构建地表、地面三维模型

12

30

2、三维浏览系统需求分析、系统模块设计、系统功能实现

15

4、编写系统功能手册、PPT,进行成果汇报

3

实训

要求

人员要求:具有Erdas图像处理

设备要求:个人计算机

软件要求:熟悉PhotoShop等图像处理软件、3dMax\SketchUp等三维建模软件、Skyline三维系统平台、Visual Studio.NET编程环境

实训

对象

大二(建模工作)、大三(编程工作)学生,至少有两名大三学生

 

 

 

 

 

 

 

实训

内容

步骤

l 地表、地面三维模型构建:

1、获取校园影像/航片数据和DEM 数据;将影像或者航片数据和DEM 数据甚至矢量数据添加到TerraBuilder ,并且利用其提供的数据处理工具对原始数据进行裁剪、调色等处理;将影像或者航片数据和DEM 数据进行融合;最后生成地形数据库( *.mpt)

     2、利用3dmax\Sketchup软件对建筑、绿化景观及设施进行精细建模、纹理贴图, 将构建的模型导出为.x.xpl格式,并于步骤1中的地形数据库合并,生成校园地面、地表三维模型。

l 三维浏览系统实现:

1、系统总体设计,采用B /S三层架构模式,前端浏览器作为客户端中间是W ebG IS 服务器( TerraGate) 作为应用层服务器,后台是数据库服务器以及文件服务器提供数据的存储。

     2、系统功能模块划分,包括三维显示主界面模块、三维浏览模块、飞行路线设置模块、飞行参数设置模块和飞行控制模块。基于Skyline +  C#平台对上述模块进行代码设计、集成。

     3、系统网络发布

l 系统测试与完善:

     验证系统是否满足需求功能,对于系统测试发现问题,经过调试找出错误原因和位置,然后进行改正。

l 成果总结与汇报:

      编写系统使用手册,准备汇报PPT

 

 

 

项目

名称

基于GISRS福州市仓山区空间扩展动态监测与分析

实训

目的

遥感动态监测就是从不同时期的遥感数据中,定量地分析和确定地表变化的特征与过程,获取地物的空间分布及其变化的定性和定量信息。采用遥感技术进行土地利用动态监测是一条行之有效的方法,本实训项目利用多时相的TMSPOT卫星遥感影像,结合地理信息系统(GIS)空间分析技术,对福州市1959年、1988年、2000年和2003年仓山区扩展状况进行研究,并对福州市扩展方向进行预测分析。通过实训项目达到以下目的:1、理解遥感图像几何校正、图像融合、图像增强、图像解译的基本原理与意义,掌握其基本方法与步骤;2、运用GIS空间分析方法及统计分析方法对城市动态变化情况进行分析,锻炼学生分析问题、解决问题能力;3、熟练掌握Erdas遥感处理软件及ArcGIS空间分析软件。

实训任务与周期

1、基于Erdas软件进行遥感图像前期处理

3

20

1、 城市用地解译、城市用地变化预测分析

15

4、成果整理,准备汇报PPT

2

实训

要求

人员要求:单独或1-2人团队,需野外调查

设备要求:个人计算机

软件要求:熟悉Erdas遥感图像处理软件、ArcGIS软件

实训

对象

大二下、大三学生;若是团队需有一个大三学生

 

 

 

 

 

 

 

实训

内容

步骤

l 遥感图像前期处理:

1、影像几何精校正,利用Erdas软件对福州市不同时期的SPOT 5TM图像的全色波段数据截取所要研究区(福州市),并用地形图数据对截取的研究区进行配准。

2、影像融合处理:对TM图像进行重采样,使其像元大小等于SPOT5高分辨率影像,再对其进行主成分变换,接着用SPOT5高分辨影像与第一主成分进行直方图匹配并用匹配后的高分辨率影像代替第一主成分,最后将代换后的所有波段作一次主成分逆变换,实现TM影像融合。

l 城市用地解译,城市用地变化分析:

1、城市用地解译,将处理好的不同时期的假彩色影像,导入ArcGIS软件。建立面状图层,勾绘出城市建成区的边界。在进行城市边界提取时,遵循以下原则:城市实体保持空间上的连续性,将城市内部较小的、非城市用地的地块以及城市内部的水体都划到城市实体内,较大的其它地块(如大片林地、菜地)予以排除。

     2、通过ArcGIS软件计算勾绘出不同时期城市图斑面积,计算1959-19881988-20002000-2003三个不同阶段城区面积平均增长面积、年均增长率等参数,获取福州市仓山区城区动态变化情况。

     3、将福州市仓山区城区平分为八个方向,利用ArcGIS的空间分析功能,分别研究城区在各个方向上的扩展速度及扩展面积,并对上述结果进行分析,总结其扩展模式。

4、在总结扩展模式的基础上,对福州市仓山区未来的城区发展进行预测。

l 成果总结与汇报:

      对成果进行梳理,编写实训报告书,准备汇报PPT

 

 

 

 

项目

名称

人口统计数据空间化方法研究

实训

目的

从局地到全球尺度,人口空间分布数据对于人口地理学、人文社会科学、环境科学等领域的研究都具有重要意义。基于遥感的人口统计数据空间化研究解决了传统人口统计数据时空分辨率低、不利于多源数据融合分析等缺点,是当今人口空间分布研究的热点。本实训项目以选定的一个行政单元区域为例,分析距离区域政治经济中心的远近、道路交通的便利性以及居民地的分布等影响人口空间分布的主要因素,基于遥感与GIS相结合的技术,利用区域内部各单元(如各街道、乡镇)的人口统计数据,辅助以同年份的高分辨率遥感影像解译出的居民地和道路交通要素图层作为影响人口空间分布的指标,实现人口统计数据空间化。通过实训项目达到以下目的:1、与人口分布有关的人文地理田野调查方法;2、统计数据的分析方法;3、遥感影像目视解译技术及解译标志数据库建立方法;4、基于GIS的人口地理学、经济地理学理论的建模技术;5GIS数据库建库方法;6、常用的空间分析技术;7、常用GIS与遥感软件的操作技术;7、文献检索、总结方法;8、学术论文撰写的规范。

实训

任务

周期

1、遥感数据预处理

5

15

2、建立人口密度模型,人口数据空间化

7

3、编写实训报告书、PPT,进行成果汇报

3

实训

要求

人员要求:具备GIS、人文地理学、数学建模、空间分析基础。

硬件要求: 个人计算机。

软件要求: ArcGIS软件、SPSS统计软件、Erdas软件。

数据要求:研究区遥感影像、人口统计数据、实地调查数据。

实训对象

一般需二年级下学期之后的学生

实训

内容

步骤

1. 文献检索,学习与该项目相关的背景知识;撰写研究现状。

2. 数据预处理

p 从解译遥感影像,建立地表覆盖数据库。

p 查找研究区的人口统计数据,录入建立数据库,与行政区划图联接,建立空间数据库。

p 对研究区的政治、经济及交通空间格局进行分析,初步建立人口空间分布特征的基本概念;确定人口分布重心和选择适当的空间化单元尺度。

3. 根据初步的概念作出田野调查计划,如在地图上画出调查样区。

4. 田野调查的实施,主要是调查样区内的建筑密度、层数、单体建筑内的居民数量、居民特征。

5. 根据人口空间分布特征建立初步的人口密度模型,并用统计数据进行检验。

6. 建立解译标志数据库,对之前的目视解译结果进行验证和修正。

7. 基于GIS实现人口空间分布模型的计算,评价计算结果并修正模型;如此迭代。

8. 对建模分析结果,利用之前调查的样区进行精度评价,或者再次验证。

9. 撰写总结报告、学术论文。