第一篇：上海海洋大學 GIS實習報告

上海海洋大學 GIS實習報告

地理信息系統實習報告

10海洋技術一班

第三小組

組長：安大略

組員：程天宇、徐涵

2013年1月12日

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一、實習目標

經過為期一周的GIS實習，每天上、下午和晚上在學院機房練習，小組成員掌握了Arcmap軟件的功能原理和基本操作要領。

實習的內容主要包括：地圖要素及其屬性查詢、專題地圖顯示、屬性維護、空間鏈接、柵格生成顯示、距離計算和柵格疊合、臨近區域查詢、多邊形合并

二、數據說明

小組使用的Data03數據是美國全境的城市、高速公路、洲和縣的數據，如下：

1）城市“Cities.shp”;

2）高速公路“Highways.shp”;

3）洲“States.shp”;第 2 頁

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三、實施過程

（一）、緩沖區分析和疊置分析

對美國全境的高速公路、城市等點、線進行緩沖區分析，在颶風發生時，能夠及時對全境緩沖區人員財產進行撤出搬離警告等，以使救災團隊最快地進行救援行動。

步驟：打開ArcMap，單擊File|Add Data，把以上四個數據中的“Cities.shp”、“Highways.shp”和“States.shp”三個數據加載進來。加載緩沖區工具：選擇Tools菜單下的Customize命令，進入Command標簽、在Command對話框中（如下圖）：

選中Categorie框中的Tools，然后在右邊的Commands框中選擇Buffer Wizard，將其拖動到工具欄上的空處，出現緩沖區按鈕

1、打開緩沖區生成對話框，設置參數如下：

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

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高速公路（Highways）緩沖區的建立。

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2、城市（Cities）緩沖區的建立。打開緩沖區生成對話框，設置參數如下： A、The features of a layer:Cities

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

3、洲（States）緩沖區的建立。

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打開緩沖區生成對話框，設置參數如下：

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

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

4、進行疊置分析，求出滿足上述三個要求的區域。

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

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B、在Input Features文本中選擇三個區域的交集數據。C、在Erase Features文本框中選擇高速公路緩沖區數據。D、指定輸出文件的路徑和名稱。滿足以上條件的區域顯示如下：

5、對美國全境的高速公路、城市、州緩沖區進行區域疊加。A、打開Arctoolbox,選擇Analyst Tools|Overlay|Union命令，打 開圖層合并操作對話框。B、依次添加3個緩沖區圖層。C、設定輸出文件的路徑和名稱。D、在JoinAttributes文本框中選擇ALL。三個區域的疊加的疊加合并顯示結果如圖：

在美國當前情況下，影響其遭受外來災害破壞的因素很多，這就要求我們進一步

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對這些緩沖區進行進一步的調查研究。

（二）、最短路徑問題分析與應用。

1、最佳路徑生成。美國東西跨度大，在這里我們就選擇兩個東西兩端比較出名的兩個城市——波斯頓和洛杉磯來完成本次最佳路徑生成實習操作。

A、啟動ArcMap，打開數據層，加載Highways_ND_Junctions.shp數據項。

Highways_ND.nd

和B、選擇Analysis|Options命令，打開Analysis Options對話框，確認Weights和Weight Filter標簽全部是None。

C、在arccatalog中右擊左側目錄中highway，選用快捷菜單新網絡數據集，彈出提示選下一步，點擊按鈕connectivity，然后按下一步，選no。直到最后看到和Highways同一路徑下出現Highways_ND.nd和Highways_ND_Junctions.shp數據項。生成的最佳路徑圖顯示如下：

2、新的最佳路徑生成。開始這個任務之前，我們首先得考慮阻強問題。這里的阻強是指高速公路地段中某個點狀元素或線狀元素因為某些突發事件而不可運行時，原來獲取的最佳路徑就需要進行修正。具體操作如下：選中barriers在網絡分析工具條中選擇create network location tool，在North Platte市上點擊鼠標左鍵，設置障礙（在這里我們假設美國的North Platte市正在修路，在這一點狀元素高速公路路段不可運行，必須繞道而行。）

用上述1最佳路勁生成方法根據阻強點位置，生成與阻強點相應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。

進入Results選項卡，在Results format框中選中Selection,將追蹤工具的結果傳回作為選擇結果；單擊確定按鈕。在圖形框口選擇一個終點，放置旗標。

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

現在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起點——波斯頓，放置旗標。現在Track Task文本框中Find Downstream.單擊Solve按鈕。

選擇Analysis|Options命令。

進入General選項卡，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終點——洛杉磯，放置旗標。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生了改變，同時最近距離也隨之發生改變。

四、實習小結

1.本次實習長達半學期，在學習GIS理論的同時開展，這樣既有助于我們理論聯系實際，又加深了我們對理論知識的理解。

2.在實習過程中，我們針對地圖矢量化的實際問題請教老師，使我們的學習更有主動性，也為我們走上工作崗位打下了基礎。

3.在實習的全過程中，同學們培養了團結互助的精神，形成了良好的學習氛圍，尤其是相鄰圖幅的接邊，更體現了合作的精神。

4.我們實現了實習目的，對ArcGIS軟件有了初步的認識。圖的完成不僅增加了我們的成就感，還使我們提高了學習GIS的興趣。總之，學習理論推動了實習作業，實習作業又使我們加深了理論的學習。感謝老師給我們提供了這樣的一個平臺，同時，我希望以后有更多這樣的機會學習。

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第二篇：GIS實習報告

地理信息系統實習報告[鍵入文字] [鍵入文字] [鍵入文字]

目錄

? 第一節：實習目的......................................................................................1 ? 第二節：實習要求......................................................................................1 ? 第三節：實習內容......................................................................................1

3.1 初識ArcGIS......................................................................................................1 3.2 農田保護區域分析..........................................................................................2 3.3 度假村選址......................................................................................................4 3.4 屏幕矢量化及拓撲建庫..................................................................................6 3.5 投影轉換及圖形裁剪........................................................................................7 3.6 注記及屬性編輯與連接..................................................................................8 3.7 燕麥試驗田選址..............................................................................................9 3.8 商店選址評價................................................................................................11 3.9 土壤肥沃度分析..............................................................................................12 3.10 統計圖表........................................................................................................14 3.11 網絡分析........................................................................................................15 3.12 ArcGIS中DEM的應用...................................................................................17 ? 第四節：結束語..........................................................................................21

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地理信息系統實習報告

? 第一節：實習目的

地理信息系統經過了30多年的發展歷程，目前已經成為信息產業中不可或缺的重要組成部分，越來越受到世界各國和社會各界的重視，并廣泛用于國民經濟的許多部門，如城市規劃設計、資源環境管理等領域。隨著人們對空間信息認識的加深和計算機網絡技術的發展，地理信息系統將成為人們科研、生產、學習直至生活中不可缺少的技術工具。

在經過一個學期的學習，我們基本掌握了其運用，本次實習就是為了進一步的提過和鞏固我們的學習成果，從而達到學以自用的目的而展開的。

? 第二節：實習要求

按要求完成3.0---3.12的實踐操作；熟悉軟件運行環境；掌握基本操作技能

? 第三節：實習內容

3.1 初識ArcGIS

ArcMap中的柵格數據操作

這一小節中主要學習了有關ArcMap的啟動,加載數據以及對圖層的一些添加、擴大、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中的矢量數據操作

這一小節中我們學會對矢量數據利用ArcCatalog選中打開數據、更改地圖顯示比例添加圖層，以及設置圖層屬性中的地圖符號參數等操作。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的顏色、分類數據、分類標準等操作。

圖3.1-2按水管直徑顯示的watermain_arc圖

通過具體實踐，對比柵格與矢量數據的操作，其基本操作大致相同。這也進一步加深了我們對柵格和矢量的認識。

3.2 農田保護區域分析

這一節在通過找出水壩保護的農田范圍圈定這一實例，我們學會對得到的數據進行重分類、多個圖層疊加相交處理來進行簡單的GIS分析。主要思路為：

1.首先找出洪水淹沒的區域； 2.找出適合耕種的土質； 3.面積達到一定公頃的；

4.對這三個圖層進行疊加相交，得到一個新圖層； 5.最后進行重分類增加農田保護區域

首先連接并添加數據加載Spatial Analyst工具欄，設置工具目錄，最后從Spatial Analyst下拉菜單中選擇Raster Calculator激活柵格計算器，并在彈出的Raster Calculator對話框中輸入表達式：“【drelief】<8”

（注：在Calculation圖層中，柵格中只有兩個值：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的柵格區域，其他區域為零。）

圖3.2-1 提取高程低于8米的區域

再者利用柵格轉換器，確定水壩保護的可耕區域為高程低于8米的粘土土質分布區域, 用布爾操作“&”就可以給出在兩個層都為“真”的區域。在Raster Calculator對話框中輸入表達式： “【Calculation】&【Calculation2】”。然后將柵格轉為矢量圖層bestarea,設置地圖單位,打開bestarea圖層的屬性表,并為其添加area字段,最后激活ArcToolbox, 計算可耕區域的面積。選取面積大于1公頃的區域，最后矢量轉柵格化，重分類得到最終結果如圖所示：

圖3.2-2 最終效果圖

在這個過程中遇到了很多困難，首先是在柵格轉為矢量時，改動了存儲位置，導致

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柵格—矢量數據轉換結果出不來；其次，由于粗心，在為其area字段賦值的對話框中將大寫的“I”看成是小寫的“l”輸入，以至于出現錯誤。由此，任何學習都必須認真仔細，切不可浮躁馬虎。其中對于柵格轉換器，操作相當便捷，只需簡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上，熟悉GIS的疊置分析、緩沖區分析等操作，對度假村進行選址分析。

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

圖3.3-1hydro2的緩沖區hydrobuff 接著確定Kerri森林以外的區域，添加圖層，利用reclassify項重分類；利用Surface Analysis→Slope項，在彈出的Slope對話框中，設置坡度參數，在Raster Calculator 對話框中輸入表達式：“【slope】<3”,單擊Evaluate按鈕進行柵格計算,其結果重命名為slope2,如圖所示。

圖3.3-2 slope圖層的柱狀統計圖

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圖3.3-3slope圖層的柵格計算結果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的區域，圖3.3-4 temperature圖層的提取結果temperature2 在彈出的Raster Calculator對話框中輸入表達式：“【hydro3】&【forest2】&【slope2】&【temperature2】”，確定滿足所有4個條件的區域,，將柵格數據轉換為矢量形式的特征數據，面積在30~40公頃的區域添加標識。最后將特征圖層轉換為柵格圖層,再確定其屬性值,得到最終的度假村的選址結果,如圖3.3-5所示。

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圖3.3-5 度假村的選址結果

3.4 屏幕矢量化及拓撲建庫

這一小節主要如何進行屏幕矢量化及拓撲建庫。首先在工具欄中添加控制點進行圖像配準，圖3.4-1選擇控制點

添加Editer菜單欄,將CropLine圖層設定為編輯狀態.確定編輯任務,最后進行數字化.得到的數字化多邊形線.最終保存數字化結果如圖3.4-2.地理信息系統實習報告

圖 3.4-2數字化結果 在Arccatalog中建立拓撲構建，結果如圖。

圖 3.4-3生成多邊形要素類的CropPoly

在此過程中，深深地感受到只有生成過頭線數字化時，系統才會自動建立拓撲，也就是老師上課常說的，必須保證多邊形閉合。

3.5 投影轉換及圖形裁剪

投影轉換,坐標系轉換；設定圖層的外邊界，完成圖形裁剪結果如下；

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圖3.5-1 查看CropPloy_1和 soils_polygon

如圖3.5-2 剪裁結果CropCov

3.6 注記及屬性編輯與連接

這一小節主要是學習新建純屬性表、連接屬性、修改屬性等操作。最終結果如下：

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圖3.6-1添加注記后的CropCov圖層

3.7 燕麥試驗田選址

這一節給出了一個選址的空間分析問題，選址的目的是找到一塊試驗田進行提高燕麥產量的實驗。選址確定后還要根據該地塊的價格制定預算。為了完成選址，進一步熟悉檢索、疊加分析、緩沖區分析等操作。

首先轉化數據格式，設置空間參考，然后利用緩沖分析確定公路周圍100m以及河流周圍100m的區域，結果如圖

圖3.7—1道路緩沖區

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

圖3.7—2 疊置分析結果

最后對地址進行價格預算、確定適合燕麥生長的區域，先對之前的數據進行備份后，最后得到的選址結果如圖所示：

圖3.7—3最終選址結果

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3.8 商店選址評價

本節運用屬性數據和空間位置數據綜合分析，對商業選址的優劣進行分析評價。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工具設置重分類結果如圖：

3.8-2置重分類邊界值

分析消費者特征，對lifestyle圖層重新設定顯示圖例，利用矢量轉柵格數據，得到

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結果為：

圖3.8-3liferast圖層

瀏覽recldist柵格數據層區域范圍內的value值分布。在Arcmap的下拉菜單中選擇Zonal statistics項，在彈出的對話框中設定recldist，Z值設為VALUE,取值柵格設定為 liferast等，完成recldist圖層的Z值統計圖，確定盈利商店服務范圍內的潛在客戶數。

3.9 土壤肥沃度分析

本節利用空間分析、地統計分析等擴展分析功能對某牧場的一組土壤樣本進行分析，確定土壤中鉀元素含量和土壤廢物程度之間的大致關系。

首先，在View菜單下Data Frame Properties菜單項設置地圖單位，通過設置potassium 圖層的顯示圖例來實現查看鉀元素的分布

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potassium圖層的K_PPM屬性值進行統計，得到結果：

圖3.9-2頻率統計圖

通過對potassium 圖層的K_PPM屬性做分布統計圖，重復在soil圖層選出土壤類型為6的區域再找出potassium圖層落入soil圖層為6的區域的數據點步驟，在計算potassium圖層的空間平均中心，在建立標準差圓。最終結果圖如下：

圖3.9-3 最終效果圖

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3.10 統計圖表

統計圖表提供了一種屬性信息的圖形化對比分析的信息表達方式，可以比屬性表格更加直觀顯示空間要素的統計特征和要素間的相互關系。ArcGIS提供了餅狀圖、線狀圖、柱狀圖、曲線圖、冒泡圖、玫瑰圖、散點圖、面狀圖等形式形象表達數據之間的對比關系。本節利用ArcGIS提供的散點圖來形象表達數據之間的對比關系。

利用Tool中的Graphs工具制作散點圖，如下圖：

圖3.10-1散點圖

單擊統計圖的偏差點，查看統計偏差點，如下圖：

圖3.10-2統計偏差點

利用ArcMAp制作最佳匹配圖來找出相關變量的最佳匹配關系，最終得到如下趨勢線圖：

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圖3.10-3趨勢線

統計圖表依賴于屬性表，無論是外部數據文件、還是主題數據表，都可以建立相應的統計圖表。ArcGIS提供多種類型的圖表來表達數據間對比關系。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制作最佳匹配圖來找到相關變量的最近匹配關系。

3.11 網絡分析

本節利用ArcMAP完成常規的網絡分析功能，如流向分析、追蹤分析等，且完成最短路徑分析。

利用ArcCatalog中地理數據庫NewGeodatabase工具創建一個幾何網絡，最終可見Catalog目錄樹中顯示結果：

圖3.11-1在Catalog目錄樹中的顯示結果

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打開幾何網絡，創建源結點和終結點；利用Set Flow Direction按鈕設置網絡的流向。選擇屬性項設置不同流向的符號表示。最后單擊 utility network analyst 的flow下拉菜單，選擇display arrows 項，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，選擇要放置的flag類型，選擇weights選項卡設置連接點的權，設置相關的網絡邊的權和反向權。單擊slove按鈕，系統標識出最短路徑，結果如下圖：

圖3.11-3最短路徑

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3.12 ArcGIS中DEM的應用

在ArcGIS中利用Spatial Analyst 和Analyst 工具欄可以進行數字地面模型的應用，除了顯示空間位置的X，Y坐標外還是顯示第三維的數據，通常第三維為高程，可以是溫度、濕度等。這一節主要學習ArcGIS中Spatial Analyst 和Analyst 工具欄的三維應用。利用ArcGIS中的3D Analyst 項，選擇Interpolate to Raster的spline項設置，最終完成網格DEM生成，得到如下圖：

圖3.12-1離散點生成的DEM 利用ArcGIS中的3D Analyst 項，選擇Create/Modify TIN的Create TIN From Feature 項進行設置，可生成離散點生成TIN或者等高線生成TIN，可見等高線生成的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 轉化為TIN，最終效果如下：

圖3.12-3柵網生成TIN

利用ArcMAP的Create Contours 選項單擊DEM數據的任何點，立即產生一條過該點的等高線，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

通過對Slope 對話框進行設置參數，可得到坡度圖，在其基礎上再求一次坡度，便可以得到如下的曲率圖：

圖3.12-6 曲率圖

利用Aspect項進行參數設置，可得到下圖：

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圖3.12-7 坡向圖

通過對Hillshade設置參數，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進行可視性分析，利用Viewshed項進行可視域分析，可見進行可視域結果圖如下：

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圖3.12-9 可視域圖效果顯示

? 第四節：結束語

當今信息技術突飛猛進，信息產業獲得空前發展，信息資源得到爆炸式擴張。信息時代人類對信息資源采集、管理、分析提出了很高的要求。系統論、信息論、控制論的形成，計算機技術、通信技術、衛星遙感等空間技術、自動化技術的應用，為信息資源的科學管理展示了更加廣闊的前景。地理信息系統是一門集計算機科學、信息科學、現代地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學為一體的新興邊緣學科。地理信息系統迅速發展不僅為地理信息現代化管理提供契機，而且有利于其他高新技術產業的發展。GIS的用途十分廣泛，不僅涉及國民經濟的許多領域，如交通、能源、農林、水利、測繪、地礦、環境、航空、國土資源綜合利用等等，而且與國防安全密切相關。在未來“數字地球”的建設中，GIS將起十分重要的作用。研究GIS的理論與技術，開發GIS軟件產品以及推進和深化GIS各類應用已經成為國內外科技界和產業界的一大熱點，意義十分重大。GIS在地學領域發揮越來越重要的地位，學好這門課成為我們必要。

當今信息技術突飛猛進，信息產業獲得空前發展，信息資源得到爆炸式擴張。信息時代人類對信息資源采集、管理、分析提出了很高的要求。系統論、信息論、控制論的形成，計算機技術、通信技術、衛星遙感等空間技術、自動化技術的應用，為信息資源的科學管理展示了更加廣闊的前景。地理信息系統是一門集計算機科學、信息科學、現代地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學為一體的新興邊緣學科。地理信息系統迅速發展不僅為地理信息現代化管理提供契機，而且有利于其他高新技術產業的發展。GIS的用途十分廣泛，不僅涉及國民經濟的許多領域，如交通、能源、農林、水利、測繪、地礦、環境、航空、國土資源綜合利用等等，而且與國防安全密切相關。在未來“數字地球”的建設中，GIS將起十分重要的作用。研究GIS的理論與技術，開發GIS軟件產品以及推進和深化GIS各類應用已經成為國內外科技界和產業界的一大熱點，意義十分重大。GIS在地學領域發揮越來越重要的地位，學好這門課成為我們

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必要。

通過一學期的學習，我們基本掌握了GIS的入門知識。雖然學習的過程中困難不少，但通過咨詢老師和同學們的相互探討，把問題一一解決了。GIS在地學領域有著廣泛的利用，我們學好了GIS必定會促進我們自身的發展。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校之間為我們授課！

第三篇：gis實習報告

介紹一種資源--------土地資源

---------以中國為例

0907070066梁晶

土地資源是指已經被人類所利用和可預見的未來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，也包括經濟范疇，即土地的社會屬性，是人類的生產資料和勞動對象。

一基本概念：

土地資源指目前或可預見到的將來，可供農、林、牧業或其它各業利用的土地，是人類生存的基本資料和勞動對象，具有質和量兩個內容。在其利用過程中，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空性，即在不同地區和不同歷史時期的技術經濟條件下，所包含的內容可能不一致。如大面積沼澤因漬水難以治理，在小農經濟的歷史時期，不適宜農業利用，不能視為農業土地資源。但在已具備治理和開發技術條件的今天，即為農業土地資源。由此，有的學者認為土地資源包括土地的自然屬性和經濟屬性兩個方面。土地資源是在目前的社會經濟技術條件下可以被人類利用的土地，是一個由地形、氣候、土壤、植被、巖石和水文等因素組成的自然綜合體，也是人類過去和現在生產勞動的產物。因此，土地資源既具有自然屬性，也具有社會屬性，是“財富之母”。

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。一般而言，山地宜發展林牧業，平原、盆地宜發展耕作業。（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、工礦交通居民點用地等；宜開發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、利用，著重研究土地利用所帶來的社會效益、經濟效益和生態環境效益。評價已利用土地資源的方式、生產潛力，調查分析宜利用土地資源的數量、質量、分布以及進一步開發利用的方向途徑，查明目前暫不能利用土地資源的數量、分布，探討今后改造利用的可能性，對深入挖掘土地資源的生產潛力，合理安排生產布局，提供基本的科學依據。（3）土地資源利用類型，由于中國自然條件復雜，土地資源類型多樣，經過幾千年的開發利用，逐步形成了現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、城鎮居民用地、交通用地、其他用地（渠道、工礦、鹽場等）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，中國與世界其他國土規模較大的國家相比，農業用地比重偏小。（4）從土地利用類型的組合看，中國東南部與西北部差異顯著，其界線大致北起大興安嶺，向西經河套平原、鄂爾多斯高原中部、寧夏鹽池同心地區，再延伸到景奉、永登、湟水谷地，轉向青藏高原東南緣。東南部是全國耕地、林地、淡水湖泊、外流水系等的集中分布區，耕地約占全國的90%，土地墾殖指數較高，西北部以牧業用地為主，80%的草地分布在西北半干旱、干旱地區，墾殖指數低。水土資源組合的不平衡也很明顯，長江、珠江、西南諸河流域以及浙、閩、臺地區的水量占全國總水量的81%，而這些地區的耕地僅占全國耕地的35.9%。黃河、淮河及其它北方諸河流域水量占全國水量的14.4%，而這些半濕潤、半干旱區需用灌溉的耕地卻占全國耕地的58.3%。西部干旱、半干旱區，水資源總量只占全國水量的4.6%。

三土地本身的基本特征：

1．土地資源是自然的產物；

2．土地資源的位置是固定的，不能移動；

3．土地資源的區位存在差異性；

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性；

6．土地資源的經濟供給具有稀缺性；

7．土地利用方向變更具有困難性。

四 中國土地資源的特征：

中國土地資源有四個基本特點：絕對數量大，人均占有少；類型復雜多樣，耕地比重小；利用情況復雜，生產力地區差異明顯；地區分布不均，保護和開發問題突出。

（一）絕對數量大，人均占有少

中國耕地面積居世界第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，中國人均僅0.1公頃，人均草地世界平均為0.76公頃，中國為0.35公頃。發達國家1公頃耕地負擔1.8人，發展中國家負擔4人，中國則需負擔8人，其壓力之大可見一斑，盡管中國已解決了世界 1/5人口的溫飽問題，但也應注意到，中國非農業用地逐年增加，人均耕地將逐年減少，土地的人口壓力將愈來愈大。

（二）類型復雜多樣，山地多，平底少，耕地林地比重小

中國地形、氣候十分復雜，土地類型復雜多樣，為農、林、牧、副、漁多種經營和全面發展提供了有利條件。但也要看到，有些土地類型難以開發利用。例如，中國沙質荒漠、戈壁合占國土總面積的12%以上，改造、利用的難度很大。而對中國農業生產至關重要的耕地，所占的比重僅10%多些。中國地跨赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶和寒溫帶，其中亞熱帶、暖溫帶、溫帶合計約占全國土地面積的71.7%，溫度條件比較優越。從東到西又可分為濕潤地區（占土地面積32.2%）、半濕潤地區（占17.8%）、半干旱地區（占19.2%）、干旱地區（占30.8%）。又由于地形條件復雜，山地、高原、丘陵、盆地、平原等各類地形交錯分布，形成了復雜多樣的土地資源類型，區域差異明顯，為綜合發展農、林、牧、副、漁業生產提供了有利的條件。

（三）利用情況復雜，生產力地區差異明顯

中國有相當一部分土地是難以開發利用的。在全國國土總面積中，沙漠占

7.4%，戈壁占5.9%，石質裸巖占4.8%，冰川與永久積雪占0.5%，加上居民點、道路占用的8.3%，全國不能供農林牧業利用的土地占全國土地面積的26.9 %。

資源的開發利用是一個長期的歷史過程。由于中國自然條件的復雜性和各地歷史發展過程的特殊性，中國土地資源利用的情況極為復雜。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。山東的農民種植花生經驗豐富，產量較高，河南、湖北的農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就形成了全國性的桑蠶飼養中心等等。

不同的利用方式，土地資源開發的程度也會有所不同，土地的生產力水平會有明顯差別。例如，在同樣的亞熱帶山區，經營茶園、果園、經濟林木會有較高的經濟效益和社會效益，而任憑林木自然生長，無計劃地加以砍伐，不僅經濟效益較低，而且還會使土地資源遭受破壞。

五 中國的土地資源問題

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

首先 表現在水土流失愈益嚴重。據粗略估計，建國之初全國水土流失面積約為116萬平方公里，到90年代初擴展到180萬平方公里，幾占全國土地面積的1/6。平均每年增加流失面積500～600萬畝。全國受水土流失危害的耕地超過6億畝，相當于耕地總面積的1/3。據估計，全國每年流失土壤達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、鉀等營養元素均隨之流失。情況最嚴重的是黃土高原和長江中上游，其次是北方石山區、華南紅壤丘陵區和東北黑土區。黃土高原水土流失面積43萬平方公里，占高原總面積的70％，每年土壤侵蝕量高達16.3億噸，其中在侵蝕最嚴重的溝壑區的侵蝕模數可達每年每平方公里5000噸。近十多年來開展小流域綜合治理，情況有所緩和。長江流域水土流失面積在50年代為36萬平方公里，到80年代擴展達74萬平方公里，占全流域總面積的41％，創年侵蝕量達30億噸的驚人記錄。所以益趨嚴重的原因，一是開墾陡坡，二是超量伐木，三是過度放牧，四是大型基本建設缺乏水保措施。現已引起注意，加強了防護林和水土保持林的營建。

其次 是沙漠化面積不斷擴大。中國是沙漠化危害嚴重的國家之一。全國沙漠化土地面積約33.4萬平方公里，其中在人類史前早已存在的沙漠化土地約占12萬平方公里，近50年來形成的現代沙漠化土地有5萬平方公里，還有潛在沙化危險的土地約16萬平方公里。若和沙漠、戈壁合計，則有153.3萬平方公里，占到全國土地面積的15.9％。至今，沙漠化危害在繼續發展之中，50～70年代沙漠化土地每年平均擴大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個省區有5900萬畝耕地和7395萬畝草場經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，地表組成物質松散等）只是提供了可能，而人為的強度活動和不合理利用方式（過度開墾、過度放牧、過度樵

采等），則是主要促成因素。近年來著力營造“三北”防護林，開始調整半農半牧地帶的產業結構和改進土地利用方式，以求遏制沙漠化的惡性蔓延。鹽堿化也是影響土質的重要問題。全國鹽漬化土地約有14.87億畝（包括現代鹽漬土壤5.54億畝和潛在鹽漬化土壤2.6億畝）。全國耕地中受鹽漬化制約的有1億多畝，占5％強。隨著城市規模的擴大、工業的發展、鄉鎮企業的興起以及大量施用農藥等原因，土地污染問題日益嚴重。據估計，全國受大工礦業“三廢”物質污染的耕地達6000萬畝，受鄉鎮企業污染的耕地有2800萬畝，受農藥嚴重污染的農田有2.4億畝，三者合計達3.28億畝。若不及早采取措施，土地污染問題將造成嚴重后果。

（2）耕地嚴重流失 作為一個農業大國，中國自古以來有“惜土如金”的傳統，這是因為“有土斯有糧”，要滿足人民吃糧，必須愛惜耕地。但改革開放以來，由于開發建設需要和受市場經濟驅動影響，各行各業都伸手要地，在這股洪流沖擊下，全國各地區的大量耕地紛紛被轉作他用。耕地銳減直接削弱了糧食生產能力。據調查，1980～1985年間平均每年減少738萬畝；1986～1990年間平均每年流失耕地353萬畝；1990年以后由于土地審批權層層下放，多頭批地，造成管理失控，以致1991～1995年間每年流失量上升到500萬畝，主要發生在東南沿海各省市。總計，自1980～1995年間共流失耕地約8100萬畝，如按75％的耕地用于種糧，畝產以400公斤計，則相當于每年削減糧食生產能力250億公斤之多。

（3）人口和耕地供需矛盾突出。中國人口占世界22％，而耕地占世界7％，是人口大國而相對來說耕地偏少。特別是隨著經濟建設的發展，非農業用地增加，耕地逐年減少，與此同時人口則逐年增加，于是人口和耕地供需之間的矛盾加劇。

第四篇：GIS實習報告

《GIS軟件應用》實驗報告

實驗名稱：利用R2V與ARCGIS制作中國政區圖 專 業：資源環境與城鄉規劃管理 班 級：0902班 姓 名：呂婷婷 學 號：0910010214

二零一一年十月二十五日 1.重要概念

矢量數據模型：（網絡查詢得到）它是利用歐里幾得幾何中的點，線，面及其組合體來表示實體空間分布的一種數據組織方式。這種數據組織方式能最好的逼近實體的空間分布特征，數據精度高，數據存儲冗余低，便于進行網絡分析，但對于多層數據的疊合分析比較困難。（地理信息系統導論）用點及其x,y坐標構造空間要素的數據模型。柵格數據模型：在GIS中也稱格網，柵格地圖，表面覆蓋或影像。它由行，列，格網組成。行，列由格網左上角起始。在二維坐標系統中，行作為y坐標，列作為x坐標。網格單元由其行，列定義。地理坐標：是指用用經緯度表示地面點位的球面坐標。

地圖：是指按照一定的數學法則，將地球表面上的空間信息，經綜合概括，以可視化，數字或觸摸的符號形式，縮小表達在一定載體上的圖形模型，用以傳輸，模擬和認知客觀世界的空間信息。

地圖投影：是指按照一定的數學法則，將地球橢球體上的經緯網轉化到平面上，使地面點的地理坐標與圖上相應點的直角坐標建立一一對應的函數關系，并研究其變形問題。

投影變換：是指當系統使用來自不同的地球投影的圖形數據時，需要將該投影的數據轉換為所需要的坐標數據。

投影變形：是指用經緯度表示地面點位的球面坐標。

拓撲：研究在拉伸或彎曲等適當變換下仍維持不變的幾何對象性質的數學分支。2.實驗目的 掌握R2V地圖矢量化方法，掌握.shp格式數據的創建，掌握利用ARCGIS進行定義投影及投影變化，掌握利用ARCGIS進行拓撲關系的建立，掌握對屬性表的相關操作（添加字段，按屬性值查詢，計算面積等），掌握地圖的編制、整飾及輸出。3.數據來源

1：400萬中華人民共和國行政區劃圖（.jpg格式、含地理坐標）,如圖1所示。4.要求

（1）利用R2V矢量化中華人民共和國行政區劃圖，分別建立國界、省（自治區）直轄市界、首都、省會（首府）、島嶼、主要河流6個圖層，分別進行矢量化。

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

（3）利用R2V的矢量輸出功能輸出矢量，生成.shp格式數據。（4）在ARCMAP中添加.shp格式數據，進行定義投影、投影轉換（轉換成ALBERS等面積投影）；建立拓撲關系，添加各省（自治區）直轄市、省會（首府）名稱及河流名稱，添加面積字段并計算各省（自治區）直轄市面積。

（5）在ARCMAP中進行中華人民共和國行政區劃圖的編制、整飾（自動標注各省（自治區）直轄市、省會（首府）名稱，手動標注主要河流，地圖需包含圖名、圖例、指北針、經緯網、比例尺、制圖人、姓名、班級、學號、專業）及輸出。5.步驟

（1）打開R2V并添加中華人民共和國行政區劃圖

（2）在R2V中對中華人民共和國區域行政圖進行矢量化，添加guojie,shengshijie,shoudu,shengjishi,daoyu,heliu，6個圖層，在相應的圖層對各要素進行繪制（注：guojie,shengshijie，daoyu,heliu為線性要素；shoudu,shengjishi為點狀要素）

（3）對矢量圖添加4個控制點

（4）對繪制好的圖形進行矢量輸出，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為點狀要素）輸出線狀要素的時候：

輸出點狀要素的時候：

（5）在ArcGIS中添加圖層：城市.shp，邊界.shp，河流.shp

（6）對圖形進行投影變換

第一步定義投影：打開ArcToolbox→單擊數據管理工具→單擊投影 和變換→選擇定義投影（分別對邊界，河流，城市進行定義投影，選擇合適的地理坐標系）

第二步投影：打開ArcToolbox→單擊數據管理工具→單擊投影變換→單擊要素→選擇投影（分別對邊界，河流，城市進行投影）

第三步要素轉面：打開ArcToolbox→單擊數據管理工具→單擊要素→選擇要素轉面（對邊界進行要素轉面操作，保存文件名為bianjie1),得到投影圖形如下：

（7）對要素屬性表進行編輯

第一步：（計算ID值）添加圖層bianjie1→打開圖層bianjie1的屬性表→選擇ID字段計算器→選擇FID進行計算得到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計算器→選擇name=“ ”(將對應的省市名稱輸入雙引號中）

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

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

第三步：對城市進行要素標記（同上）（在chengshi圖層點擊右鍵點擊標注要素就可以顯示在地圖上，如果顯示的不是名稱，則在chengshi圖層點擊右鍵→選擇屬性打開標注→將標注此圖層中的要素選中并將標注字段選擇為name→最后再標注要素）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：合并結束后停止編輯）

（9）河流的標注：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（長江，黃河）

（10）對地圖進行布局標注

第一步添加標注：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：鼠標放在圖例上，點擊右鍵，選擇轉換為圖形→再點擊右鍵選擇取消分組，然后分別對每一個圖例進行屬性修改→最后將圖例全部選中，點擊右鍵選擇組，將其合并）及文本（根據自己的需要進行修改）→再插入標題（中華人民共和國區域行政圖）

第二步添加經緯網：右鍵單擊圖層→選擇屬性→選擇格網→新建一個格網（經緯網）（根據需要對網格的屬性進行修改）

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

6.附圖

圖1：中華人民共和國區域行政圖

圖2：白水縣DEM

圖3：白水縣等值線分布圖

圖4：白水縣坡度等級圖

圖5：白水縣坡向等級圖

圖6：西安市住房等級分布圖

圖7：學校選址圖

第五篇：上海海洋大學研究生開題報告

上海海洋大學研究生科研基金

項目申請書

學號：

姓名：

學院：

專業：

導師：

起止年限：2011.12.1-2013.6.30

課題名稱：基于虛擬樣機技術的顎式破碎機變型優化設計

一、立論依據

1、課題研究目的和意義

隨著“十二五”規劃的推進，農村房屋建設、農村軌道交通建設、水電風電發電等重點項目方向的確立，對建筑石材、砂土、磚塊等材料的需求越來越大，這些材料都是由破碎機破碎后的石料制作而成，破碎機的需求也隨之增長。

破碎作業常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細碎。常用的破碎機械可以分為6類，錘式破碎機、輥式破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機、立軸沖擊式破碎機和顎式破碎機等。

錘式破碎機、圓錐式破碎機用于中碎、細碎；輥式破碎機用于超細粉碎；反擊式破碎機通常用來粗碎、中碎脆性物料。沖擊式破碎機適用于中硬和極硬物料的破碎、整形；顎式破碎機用于粗破、中破，一般作為低級破碎設備[1-6]。

顎式破碎機是最古老的一種破碎機，由于其結構簡單、工作可靠 和能破碎堅硬物料等優點而被廣泛應用于選礦、建筑材料等工業部門。然而各種行業需要的物料硬度各不相同，給料和排料粒度大小也不相同，因此需要根據不同物料硬度、給料和排料粒度設計不同尺寸的各種型號的破碎機，滿足不同客戶的個性化需求。

顎式破碎機設計理論已經相當成熟，其設計思路為工程設計思路，即根據設計目標，參照國內外已有機型憑經驗進行設計、確定各參數值，運用理論力學、材料力學公式計算其是否符合強度要求。這種設計方法工作量大，計算易錯，方法落后，周期長，當遇到客戶的個性化需求時，這種設計方法很難快速實現顎式破碎機的快速變型設計（變型設計是在產品工作原理、基本功能定義不變的情況下，通過對現有產品局部結構形式和參數的變異來滿足不同工作性能的需求）。

本課題就此問題開展研究，通過虛擬樣機技術對顎式破碎機進行變型設計，建立顎式破碎機運動機構的虛擬樣機，并對其進行仿真分析，分析其運動特性，利用優化設計思想對顎式破碎機運動機構尺寸進行優化。并且開發基于虛擬樣機技術的顎式破碎機變型自動優化設計系統。從而簡化設計過程、減少工作量、保證計算準確性，減短變型設計的開發周期、降低開發成本。

2、國內外研究現狀分析

（1）國內外顎式破碎機的機型研究狀況

顎式破碎機是由美國人E.W.布雷克（Blake）發明的。自第一臺顎式破碎機問世以來，至今已有140余年的歷史。在此過程中，其結 構得到不斷的完善。

為了改善顎式破碎機性能和提高工作效率，國內外曾從結構上進行改善，研制過各種異型顎式破碎機。

國內上海某學院曾研制過一種單軸倒懸掛的雙動顎破碎機,其動顎同步運轉，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉數增加破碎機產量，同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。

早年，美國、英國、德國相繼生產了Kue-Ken簡擺顎式破碎機。該機特點是，動顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招遠黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎上研制了Jc顎式破碎機。

國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內有幾家設計院和制造廠生產了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。

美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式顎式破碎機。其傳動角大約70°以上。它的最大特點是低矮，最適于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產了幾個規格的這種破碎機，其中最大為900x1200顎式破碎機。

國內山西某煤礦引進德國WB8/26顎式破碎機。該機置于皮帶機上方，借助曲柄連桿機構驅動動顎壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。

以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果，并對國內破碎機行業的發展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內絕大多數制造廠生產的和現場使用的都還是傳統復 擺顎式破碎機。[7]

對于傳統復擺顎式破碎機的性能改善就顯得尤為重要。保證顎式破碎機最佳性能的根本因素是動顎具有最佳的運動特性。這個特性又是借助機構優化設計所得到的。因此，顎式破碎機機構優化設計是保證破碎機有最佳性能的根本方法。（2）優化設計在顎式破碎機設計中的應用

顎式破碎機的破碎機構優化設計主要有以下兩種： 1)顎式破碎機破碎機構運動分析及優化

對顎式破碎機四連桿機構進行運動分析，以排料口處動顎特性值最小為優化目標，建立其優化設計數學模型。采用各種優化算法對其進行優化設計，使破碎機構的性能得到顯著改善 [9-12]。2006年黃冬明[13-15] 等運用Adams/View軟件對已有型號的顎式破碎機的四連桿機構進行了優化計算。2)顎式破碎機的腔形設計

近年來，腔形設計已逐漸被重視，發表了一些論文，涉及到腔形設計原則、設計的圖解法、分折法以及最優腔形設計等。某些設計思想與原理具有工程應用價值有的已在實踐中嘗試[16-17]。

由上可知，對顎式破碎機的結構、工作機理研究相當多，也已經十分成熟，但顎式破碎機的變型設計研究相對較少，優化設計在顎式破碎機破碎機構優化理論十分成熟，但基于虛擬樣機技術的顎式破碎機優化設計的研究十分少，以上提及的優化設計都是對已有型號的顎式破碎機進行優化，并未見優化設計應用于顎式破碎機變型設計，故 本課題有其研究的意義。

二、研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題

1、課題來源： 駱肇蕘基金

2、研究內容

（1）顎式破碎機性能研究

通過理論分析，研究顎式破碎機的性能，破碎機主要考慮的是處理能力與能耗兩大性能，兩者可由破碎機特征值即排料口行程比體現，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其性能。但特征值最佳值是個模糊的經驗值，故本課題將研究其值為何時最好，并將以最優值作為優化目標。（2）顎式破碎機結構參數研究

通過仿真試驗研究結構參數對性能的影響程度，即靈敏度分析。選擇影響大的參數作為優化變量。通過比較、擬合數據，確定影響程度小的參數的計算公式。通過仿真正交試驗、蒙德拉法等試驗安排法安排試驗，確定優化參數的取值范圍及優化初始值。（3）優化算法的對比選擇

對不同的優化算法進行比較分析，選擇最合適的優化算法，節約優化時間，保證優化精度，得到理想的結構參數優化值，使顎式破碎機得到較高的處理能力和較低的能耗。（4）虛擬樣機參數化模型方法研究

針對虛擬樣機參數化模型方法的缺點，提出一種新的方便、計 算量少，能直接體現參數的建模方法。用此種方法建立顎式破碎機破碎機構虛擬樣機，方便進行后續的靈敏度分析、優化設計。（5）顎式破碎機變型優化設計系統的開發

將運用Adams自帶的命令流語句開發優化設計系統，鑒于Adams無法直接將數據存入到數據庫中，故利用vb.net編寫程序將數據存入到數據庫中，并且利用vb.net自動輸出優化報告。

3、擬解決的關鍵問題

（1）破碎機結構參數間的影響關系及對特征值的影響規律

破碎機結構參數間的影響關系復雜，對特征值的影響復雜，故需要通過仿真實驗尋找規律，從而確定參數的最佳優化取值范圍及優化初始值。

（2）基于Admas/View的參數化建模

Adams/view參數化建模原有方法較為繁瑣且不能直接體現參數，故其建模比較復雜，需要探索新的參數化建模方法。（3）優化設計理論在虛擬環境中的實現

現今已有多種優化算法理論，需比較其優缺點，選擇最適合顎式破碎機變型設計的優化算法，并將其在虛擬環境中進行實現。

三、研究基礎

1、學科點前期研究工作積累

（1）通過查閱搜集大量相關文獻、書籍資料，對的結構已經有了相當了解。

（2）有合作企業派遣具有幾十年顎式破碎機設計經驗的工程師進行 指導，提供的具體參數值和實踐結果，可作為分析驗證的根據。（3）指導教師從事CADCAECAM方向研究，同時有對機械軟件二次開發的經驗，可以對仿真分析、自動化實現等方面給予指導。（4）本人在本科階段就涉及虛擬樣機技術，本科畢業論文題目為波浪能發電裝置的仿真分析，掌握一定的虛擬樣機技術。

2、已具備的實驗條件

具有Adams/View、VB.net等所需軟件。

3、尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑

無

四、實施方案

1、擬采取的研究方法

通過理論分析、仿真實驗、正交實驗等方法研究各參數對性能的影響、確定各參數的合理取值范圍，確定各參數優化初始值。

比較優化設計的多種方法，選擇最適合的方法對各參數進行優化設計。

用理論分析、需求調研和系統開發相結合的方法進行優化設計系統開發。

2、技術路線

（1）對研究對象顎式破碎機進行研究，了解其破碎機構的結構，了解其性能指標，了解其結構參數及參數的計算公式。

（2）建立破碎機破碎機構的虛擬樣機模型，選擇合適的簡化模型方法對破碎機構進行模型簡化，在動力學仿真軟件Adams/View中建立 三維模型，添加運動關系、驅動等運動條件，采用合理的模型參數化方法對模型進行參數化。

（3）采用理論研究方法對性能指標進行研究，確定合適的性能值，確定優化目標，用正交試驗等試驗方法安排試驗，在Adams/View中進行仿真試驗，研究參數間的影響關系、對性能指標的影響規律，確定需要優化的參數及其取值范圍和優化初始值，理論分析優化約束條件，比較優化算法，選擇合適的優化算法，對參數進行優化。（4）建立自動化系統，實現變型機型的尺寸計算、自動化優化、參數修改、仿真分析、報告輸出等功能。

技術路線框圖如下圖所示：

圖1 技術路線線框圖

五、可行性分析和預期目標

1、可行性分析

（1）顎式破碎機理論成熟

對顎式破碎機的研究已經有多年，研究者對其破碎機構的結構描述清晰，其結構參數明確。已有多人就部分結構參數對性能的影響展 開研究，得出影響規律。（2）企業支持

另外，本課題得到了企業的幫助，能給予技術指導，提供實際已有型號的參數值，給本課題找出參數計算公式、系統驗證提供了資料和依據。

（3）優化設計理論、虛擬樣機技術成熟

優化設計理論、虛擬樣機技術也已相當成熟，已應用到多種對象的研究中。已有少數學者將其應用到顎式破碎機的優化、仿真分析中。這些案例將對本課題應用優化理論、虛擬樣機技術應用到顎式破碎機變型設計中提供借鑒對象。（4）開發語言體系成熟

系統開發語言體系已成熟，可以滿足顎式破碎機變型優化設計系統開發的需求。

以上可保證課題的順利實現。

2、預期目標

（1）顎式破碎機變型優化設計系統的完成

設計研發顎式破碎機變型優化設計系統，該系統根據用戶需求，由計算機計算各結構參數值，自動建立顎式破碎機破碎機構的虛擬樣機，并且自動進行優化設計，得到優化后的結構參數，將之輸出保存，并且輸出完整的顎式破碎機破碎機構動力學分析報告。另外該系統還具備修改優化后結構參數的功能，如果優化出來的結果不滿意，可以進行人為修改，再次運行分析，多次修改后，可對多組仿真結果進行 比較，選擇最理想的結果進行保存，輸出完整的分析報告。（2）系統的驗證報告

完成系統與實際參數的比較分析報告，驗證系統的可行性。（3）論文發表

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

六、主要參考文獻

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顎式破碎機參數化模型的建立及其研究報告。3、2012.4.1-2012.4.30

顎式破碎機性能值的研究及其研究報告。4、2012.5.1-2012.5.31

顎式破碎機破碎機構參數對性能的影響及其研究報告。5、2012.6.1-2012.6.30

參數取值范圍、優化計算初始值。6、2012.7.1-2012.7.31 優化算法選擇，顎式破碎機破碎機構參數優化及其研究報告。7、2012.8.1-2012.8.15 系統架構、數據存儲傳遞方案設計，確定開發環境方案，撰寫方案設計文檔。8、2012.8.16-2012.9.15 程序設計與功能實現，撰寫程序設計說明。9、2012.9.16-2012.10.31 程序調試，撰寫驗證報告。10、2012.11.1-2012.12.31 畢業論文撰寫。11、2013.1.1-2013.3.30

預答辯及論文修改。12、2013.4.1-2013.6.30 答辯。

九、經費預算

（一）來源 上海電氣集團

（二）預算

1.購買相關資料及書籍1000元 2.學術交流2000元 3.論文發表版面費5000元 4.調研等費用 2000元