石大《地理信息系統(tǒng)》實(shí)習(xí)指導(dǎo)

PAGE4PAGE《地理信息系統(tǒng)》實(shí)習(xí)指導(dǎo)地理系前言地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡(jiǎn)稱GIS）是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科。四十幾年的發(fā)展歷程中，GIS極大地拓寬了信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度，特別隨計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的快速發(fā)展，目前正處在一個(gè)極快的發(fā)展階段，其應(yīng)用已不僅限于測(cè)繪、地礦、制圖、資源與環(huán)境管理等傳統(tǒng)領(lǐng)域，其在設(shè)施管理、交通管理、工程建設(shè)、城市規(guī)劃、災(zāi)害防治及評(píng)估、軍事戰(zhàn)略分析、商業(yè)策劃、文化教育和文物考古等領(lǐng)域中也愈來(lái)愈扮演著重要的角色。此外，地理信息系統(tǒng)還進(jìn)入了軍事戰(zhàn)略分析、商業(yè)策劃和文化教育等更為廣泛的領(lǐng)域，甚至還和其他科學(xué)技術(shù)結(jié)合，進(jìn)入了普通人的生活。本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書內(nèi)容涉及GIS數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、空間分析等GIS主要的基本操作，旨在幫助GIS初學(xué)者理解GIS理論、技術(shù)和應(yīng)用，初步掌握ArcGIS軟件，培養(yǎng)利用GIS解決地學(xué)科學(xué)問(wèn)題和諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。石河子大學(xué)師范學(xué)院地理系《地理信息系統(tǒng)》課程面向地理信息系統(tǒng)方向?qū)W生開設(shè)。地理信息系統(tǒng)課程組在師資隊(duì)伍、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)資料積累方面均有很大投入，為課程打下了良好的基礎(chǔ)。目前網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)開發(fā)方面的書籍較少，適合教學(xué)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)書更少。有鑒于此，根據(jù)教學(xué)需要和近幾年從事GIS科研和應(yīng)用的實(shí)際，筆者編譯了這本參考書籍，可作為本科網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)課程的教學(xué)輔助材料和學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)的參考用書，可與有關(guān)教材、手冊(cè)配合使用。本書主要以ArcGIS9.2為平臺(tái)和工具設(shè)計(jì)所有實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，使用數(shù)據(jù)來(lái)源于石河子大學(xué)師范學(xué)院地理系GIS教學(xué)資源庫(kù)。由于時(shí)間緊迫，缺乏筆者水平和經(jīng)驗(yàn)所限，書中難免存在紕漏之處，懇求讀者批評(píng)指正。編者目錄第一章GIS概述…………4一、什么是地理信息系統(tǒng)…………4二、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生……………………4三、當(dāng)代GIS的發(fā)展趨勢(shì)……………………6四、GIS相關(guān)軟件及功能概述……………………8第二章ArcGIS9概述………………12一、ArcGIS9簡(jiǎn)介……………12二、ArcGIS采用的數(shù)據(jù)……………………17三、怎樣學(xué)習(xí)ArcGIS？……………………19第三章ArcGIS基本操作……………………21一、ArcGIS安裝……………22二、ArcMap應(yīng)用基礎(chǔ)…………33三、ArcCatalog應(yīng)用基礎(chǔ)………………………40四、ArcToolbox應(yīng)用基礎(chǔ)………………………43第四章圖形配準(zhǔn)及矢量化…………………45一、圖形配準(zhǔn)……………………45二、圖形矢量化…………………50第五章空間數(shù)據(jù)處理………………………53一、空間數(shù)據(jù)處理………………55二、投影定義及轉(zhuǎn)換……………58第六章多邊形疊合分析…………………61第七章緩沖區(qū)分析………………54第八章網(wǎng)絡(luò)分析………………………61第九章三維分析…………70第一章GIS概述一、什么是地理信息系統(tǒng)在信息化高速發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，至少在知識(shí)界，人們對(duì)“信息系統(tǒng)”都不感陌生，各種各樣的管理信息系統(tǒng)、咨詢服務(wù)系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)乃至專家系統(tǒng)在夜以繼日地幫助著人們進(jìn)行著規(guī)劃、管理、決策、事務(wù)處理及信息咨詢，極大地提高了人們的工作效率和方便了人們的生活。但在更多的時(shí)候，人們規(guī)劃、管理、決策、事務(wù)處理及信息咨詢的信息內(nèi)容常常要求必須與周圍的地理環(huán)境和地理位置相聯(lián)系，就像人們經(jīng)常使用的地圖或圖紙，不僅要求能表達(dá)事件發(fā)生的過(guò)程和結(jié)果，還要求能表達(dá)事件發(fā)生的地點(diǎn)、周圍環(huán)境、以及與其它事物之間的空間相互關(guān)系等，這就產(chǎn)生了地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem，簡(jiǎn)稱GIS）。從地理信息系統(tǒng)的專業(yè)角度看，可以將人們經(jīng)常使用的信息劃分為兩類信息—即空間信息和非空間信息，所謂空間信息，就是信息內(nèi)容本身就包含有形狀、分布、空間定位、空間相互關(guān)系等內(nèi)容的信息。如一條道路，一座橋梁，或一幢建筑物，一個(gè)行政區(qū)，一個(gè)天體等的幾何形狀及其所處的空間位置等。地理信息是人們應(yīng)用最多的空間信息，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們?nèi)粘Ｊ褂玫男畔?0%以上都是地理信息。遠(yuǎn)在四千多年前，人們就知道了使用地圖，從而掌握與地理空間信息打交道的直觀、簡(jiǎn)易的方法。而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已將人們帶入了一個(gè)以前從未想象到的高速發(fā)展的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)的使用和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的快速發(fā)展更使得人們學(xué)會(huì)了用信息系統(tǒng)管理和使用信息。地理信息系統(tǒng)就是能夠輸入、存儲(chǔ)、管理并處理分析地理空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展到高級(jí)階段的產(chǎn)物，這不僅是隨機(jī)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展的“應(yīng)運(yùn)而生”，其實(shí)在很大程度上也得益于計(jì)算機(jī)硬件水平的發(fā)展，試想，一個(gè)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的地理信息系統(tǒng)少則幾十兆、大則數(shù)十G（1G=109）字節(jié)或更大規(guī)模的圖形或圖像信息，其存儲(chǔ)、顯示和快速的處理分析，對(duì)早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是早期的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是多么的不可思義！二、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生地理信息系統(tǒng)最早萌芽于北美，上世紀(jì)60年代初，加拿大的RogerF.Tomlinson和美國(guó)的DuaneF.Marble在不同的地方、從不同角度提出了地理信息系統(tǒng)的構(gòu)想。Tomlinson于1962年提出利用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理和分析大量的土地利用數(shù)據(jù)，編建議加拿大土地調(diào)查局建立加拿大地理信息統(tǒng)（CGIS）。到1972年，CGIS全面投入運(yùn)行，成為世界上第一個(gè)運(yùn)行的地理信息系統(tǒng)。CGIS提出的地理數(shù)據(jù)模型、柵格-矢量數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換、空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)連接及空間數(shù)據(jù)空間上分塊、內(nèi)容上分層等基本的設(shè)計(jì)思想，為地理信息系統(tǒng)技術(shù)的后來(lái)發(fā)展起到了奠基的作用。幾乎在同一時(shí)間，DuaneF.Marble在美國(guó)的西北大學(xué)研究了利用數(shù)字計(jì)算機(jī)研制數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，以支持大規(guī)模城市交通研究，并提出了地理信息系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的思想。來(lái)此美國(guó)西北技術(shù)研究所的HowardFisher教授在福特基金的資助下，建立了哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形與空間分析實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)了SYMAP\ODYSSEY等軟件包，其中，SYMAP對(duì)當(dāng)今的柵格地理信息系統(tǒng)有相當(dāng)影響，而ODYSSEY則被認(rèn)為是當(dāng)代矢量地理信息系統(tǒng)的原型。其實(shí)，地理信息系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)地理制圖和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。在上世紀(jì)60年代，隨世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)地形圖的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高要求，一般的手工作業(yè)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足地形圖生產(chǎn)的要求，也不能對(duì)地面日新月異的發(fā)展變化及時(shí)更新，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，就使得使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行地圖制圖成為了客觀上的必然。而另一方面，航空和航天遙感技術(shù)的發(fā)展，又使得人們必須尋找遙感資料的快速與高精度的處理方法，這同樣要用到計(jì)算機(jī)，這幾方面的共同要求，就必然刺激到計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)地理制圖和計(jì)算機(jī)圖像處理均主要是對(duì)地面地理對(duì)象進(jìn)行的，兩者之間必然有相同的基礎(chǔ)和存在著許多共同的部分，如投影、誤差、控制點(diǎn)、比例尺等基本制圖信息，以及地名、行政界、交通、河流、居民點(diǎn)等基本地理信息，更重要的一點(diǎn)，是兩者又往往是同一技術(shù)過(guò)程的不同階段，也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖像處理和計(jì)算機(jī)地理制圖往往是同一批人，從事同一項(xiàng)研究而進(jìn)行的不同階段的工作，所以，人們很自然地會(huì)將它們結(jié)合起來(lái)。隨著技術(shù)的發(fā)展，將兩者基礎(chǔ)的部分和共同的部分統(tǒng)一為一致的理論與一致的方法，從而產(chǎn)生了地理信息系統(tǒng)。當(dāng)由計(jì)算機(jī)地理制圖和計(jì)算機(jī)圖像處理產(chǎn)生了地理信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)就不再是純淬的計(jì)算機(jī)地理制圖系統(tǒng)或純淬的計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)，并也再不是此兩者功能的簡(jiǎn)單加和，它有了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和更深層的用途。三、當(dāng)代GIS的發(fā)展趨勢(shì)地理信息系統(tǒng)自上世紀(jì)60年代產(chǎn)生以來(lái)，發(fā)展已接近四十年的歷程，其極大地拓寬了信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度，特別隨計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的快速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術(shù)也發(fā)生著日新月異的變化，目前正處在一個(gè)極快的發(fā)展階段，其應(yīng)用已不僅限于測(cè)繪、地礦、制圖、資源與環(huán)境管理等傳統(tǒng)領(lǐng)域，其在設(shè)施管理、交通管理、工程建設(shè)、城市規(guī)劃、災(zāi)害防治、災(zāi)害評(píng)估、文物考古等領(lǐng)域中也愈來(lái)愈扮演著重要的角色。此外，地理信息系統(tǒng)還進(jìn)入了軍事戰(zhàn)略分析、商業(yè)策劃和文化教育等更為廣泛的領(lǐng)域，甚至還和其他科學(xué)技術(shù)結(jié)合，進(jìn)入了普通人的生活，其目前的發(fā)展趨勢(shì)，主要集中在以下幾點(diǎn)：1.面向大型的應(yīng)用和面向公眾的應(yīng)用均加速發(fā)展在大型工程方面，如美國(guó)內(nèi)務(wù)部土地管理局的自動(dòng)土地與礦產(chǎn)資源系統(tǒng)（ALMRS）和森林局615工程，僅硬件和軟件的耗資就高達(dá)12億多美元，美國(guó)海軍的海圖計(jì)劃，建庫(kù)的費(fèi)用也在數(shù)億美元。另一方面，一些面向公眾的應(yīng)用，如城市交通咨詢、旅游景點(diǎn)咨詢等也通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將各種空間信息傳送到千家萬(wàn)戶。如美國(guó)已有城市試驗(yàn)通過(guò)電視有線網(wǎng)向公眾發(fā)布城市交通、市政設(shè)施等空間信息，香港地政署與香港旅游協(xié)會(huì)（TA）也正著手建立香港旅游信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)直接來(lái)源于地政處的大型數(shù)據(jù)庫(kù)，旅游信息則由旅游部門提供。計(jì)劃首先在尖沙嘴等旅游熱點(diǎn)安裝觸摸屏，游客可以通過(guò)觸摸屏直接了解香港的地理和旅游信息。2.GIS應(yīng)用的微機(jī)化隨計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，使原來(lái)主要運(yùn)行于圖形工作站上的地理信息系統(tǒng)大都轉(zhuǎn)而面向個(gè)人電腦和微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這一變化的實(shí)踐意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了它在技術(shù)上的進(jìn)步，由于微機(jī)、個(gè)人電腦的數(shù)量之多，分布之廣遠(yuǎn)非任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之可比，這實(shí)際上也就使得GIS這一新穎的技術(shù)可以迅速地普及到千家萬(wàn)戶和社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，成為“尋常百姓”可以共享的技術(shù)，這無(wú)疑極大地拓寬了GIS的市場(chǎng)，也同時(shí)刺激了GIS技術(shù)的快速發(fā)展。3.GIS的網(wǎng)絡(luò)化和WebGIS隨計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及普及，基于網(wǎng)絡(luò)的分布式地理信息系統(tǒng)已成為大、中型地理信息工程的必然選擇。特別是基于政府的，或基于大、中行業(yè)的信息系統(tǒng)要求能實(shí)時(shí)、快速地連接各行政組織和基層單位快速變化著的各種信息，以便及時(shí)調(diào)整方案或做出決策，就必須建立全組織的基于網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)。而有的地理信息系統(tǒng)，如城市交通管理信息系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)等，其環(huán)境就必須是基于網(wǎng)絡(luò)的。另一方面，Intenet的快速普及也極大地改變了人們的工作和生活，基于IntenetBrowser/Server的應(yīng)用形式已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛地應(yīng)用于信息的發(fā)布、檢驗(yàn)等諸多領(lǐng)域，成為世界上最大的信息網(wǎng)。因而在Intenet上發(fā)布和傳輸?shù)乩硇畔?，使人們也能像在地理信息系統(tǒng)中一樣用瀏覽器瀏覽和查詢地理信息，甚至進(jìn)行簡(jiǎn)單的地理分析，也成為眾所向往的一種趨勢(shì)。4.GIS與遙感及GPS的結(jié)合遙感實(shí)時(shí)、快速和大范圍獲得地面變化著的各種地理信息的能力使得遙感和GIS相結(jié)合的系統(tǒng)在許多關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家中、長(zhǎng)期戰(zhàn)略規(guī)劃的應(yīng)用中表現(xiàn)出了無(wú)可比擬的優(yōu)越性。如在農(nóng)作物估產(chǎn)、水土資源利用規(guī)劃、交通能源規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)預(yù)警、干旱洪澇災(zāi)害防治等領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相互配合、互為補(bǔ)充，就能及時(shí)、準(zhǔn)確地將遙感實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)與GIS中的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、DEM、地名數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相綜合，并通過(guò)GIS各種預(yù)設(shè)的空間分析模型的計(jì)算分析，獲得各種需要的分析結(jié)果和決策信息。GPS（GlobalPositionSystem，即“全球定位系統(tǒng)”）也是一種快速、高精度的獲得地面定位信息的新技術(shù)，GIS和GPS相結(jié)合的系統(tǒng)在城市交通管理、智能化交通指導(dǎo)系統(tǒng)中顯示了強(qiáng)大的功能，如通過(guò)車載GPS系統(tǒng)，出租車公司就可以對(duì)全公司的車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并可以在車內(nèi)進(jìn)行路線選擇；GPS用于野外調(diào)查，可以大大提高野外調(diào)查的工作效率等等，GIS與GPS的結(jié)合，也是GIS當(dāng)前應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一。5.GIS的智能化GIS的智能化，也就是GIS與專家系統(tǒng)的結(jié)合。隨當(dāng)前地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛和深入，大型應(yīng)用中要求處理或要求決策的問(wèn)題愈來(lái)愈復(fù)雜，其中相當(dāng)一部分問(wèn)題是數(shù)學(xué)模型或其它模型也難以勝任的，這就要求地理信息系統(tǒng)與專家系統(tǒng)相結(jié)合，以借助于專家們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，模擬專家們的決策方法，從而使復(fù)雜的決策問(wèn)題簡(jiǎn)化。四、GIS相關(guān)軟件及功能概述目前世界上大概有300多種GIS專業(yè)軟件，除具備核心GIS功能外，各有優(yōu)缺點(diǎn)。就我國(guó)GIS領(lǐng)域，使用的國(guó)外GIS軟件主要有ARCGIS系列（見第二章）、MAPINFO、GEOMEDIA和AUTODESK，國(guó)產(chǎn)GIS軟件主要有MAPGIS、SUPERMAP、Geostar、方正智繪圖。1、MAPINFOMapInfo是一個(gè)全球性的軟件公司，總部在美國(guó)特洛伊。1986年MapInfo公司成立并推出了第一個(gè)版本—MapInfoforDOSV1.0及其開發(fā)工具M(jìn)apBasic，此后又推出了DOS平臺(tái)的2.0和3.0版。1995年底MapInfo發(fā)布了MapInfoProfessional，是一個(gè)以Windows95和WindowsNT為平臺(tái)的桌面地理信息系統(tǒng)。目前該軟件的最新版本是MapInfoProfessional9.5及MapInfo2008系列軟件,目前Professional已打包開發(fā)工具M(jìn)apBasic。MapInfoProfessional是一套功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)便的基于Windows平臺(tái)的地圖化解決方案，具有圖形的輸入與編輯、圖形的查詢與顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)操作、空間分析和圖形的輸出等基本操作。系統(tǒng)采用菜單驅(qū)動(dòng)圖形用戶界面的方式，為用戶提供了5種工具條(主工具條、繪圖工具條、常用工具條、ODBC工具條和MapBasic工具條)。用戶通過(guò)菜單條上的命令或工具條上的銨鈕進(jìn)入到對(duì)話狀態(tài)。系統(tǒng)提供的查看表窗口為：地圖窗口、瀏覽窗口、統(tǒng)計(jì)窗口，及幫助輸出設(shè)計(jì)的布局窗口，并可將輸出結(jié)果方便地輸出到打印機(jī)或繪圖儀。它可以方便地將數(shù)據(jù)和地理信息的關(guān)系直觀的展現(xiàn)，其復(fù)雜而詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析能力可幫助用戶從地理的角度更好地理解各種信息；可以增強(qiáng)報(bào)表和數(shù)據(jù)表現(xiàn)能力，找出以前無(wú)法看到的模式和趨勢(shì)，創(chuàng)建高質(zhì)量的地圖以便做出高效的決策；憑借其新特性和增強(qiáng)功能，MapInfoProfessional使得桌面地圖化和分析功能更快和更容易-并可延伸至整個(gè)企業(yè)。2、GeoMediaGeoMedia是INTERGRAPH公司推出的應(yīng)用空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的GIS平臺(tái)。GeoMedia利用空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)形象化地展示了空間數(shù)據(jù)的全方位關(guān)系，這種關(guān)系是分布式GIS計(jì)算的基礎(chǔ)，基于這些關(guān)系的算法便于建立地理空間目標(biāo)的自動(dòng)綜合?？臻g數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)通過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一動(dòng)態(tài)的管理，還可以實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程、多線程、內(nèi)存緩沖、快速索引、數(shù)據(jù)的完整性、一致性、分布性、并發(fā)控制、安全與恢復(fù)等特性。3、AUTODESKAutodesk是世界領(lǐng)先的設(shè)計(jì)軟件和數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建公司，用于建筑設(shè)計(jì)、土地資源開發(fā)、生產(chǎn)、公用設(shè)施、通信、媒體和娛樂(lè)。AutoCADMap3D是一個(gè)靈活的開發(fā)平臺(tái)，面向?qū)I(yè)地圖繪制、土地規(guī)劃和技術(shù)設(shè)施管理應(yīng)用。您可以通過(guò)AutoCADMap3D平臺(tái)，充分利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具和技術(shù)來(lái)開發(fā)應(yīng)用。它支持直接訪問(wèn)來(lái)自各類資源的CAD、GIS和光柵數(shù)據(jù)格式，無(wú)需數(shù)據(jù)拷貝或轉(zhuǎn)換。4、MAPGISMAPGIS是武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司開發(fā)的，新一代面向網(wǎng)絡(luò)超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。系統(tǒng)具備海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理能力，矢量、柵格、影像、三維四位一體的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，高效的空間索引，支持真三維建模與可視化，能進(jìn)行三維海量數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)和管理，三維專業(yè)模型的快速建立，三維數(shù)據(jù)的綜合可視化和融合分析。采用面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想、多層體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了面向空間實(shí)體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織、高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與索引、大尺度多維動(dòng)態(tài)空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)、三維實(shí)體建模和分析，具有TB級(jí)空間數(shù)據(jù)處理能力、可以支持局域和廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下空間數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算、支持分布式空間信息分發(fā)與共享、網(wǎng)絡(luò)化空間信息服務(wù)，能夠支持海量、分布式的國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。5、SUPERMAP北京超圖軟件股份有限公司是亞洲領(lǐng)先的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件企業(yè)，從事地理信息系統(tǒng)軟件的研究、開發(fā)、推廣和服務(wù)。依托中國(guó)科學(xué)院強(qiáng)大的科研實(shí)力，超圖軟件立足技術(shù)創(chuàng)新，研制了新一代地理信息系統(tǒng)軟件——SuperMapGIS，形成了全系列GIS軟件產(chǎn)品。超圖公司為用戶提供地圖數(shù)字化、遙感圖像處理、電子地圖制作、綜合空間數(shù)據(jù)建庫(kù)、各種數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換與編輯、各類工程項(xiàng)目用圖的整體方案設(shè)計(jì)、圖紙影像掃描和噴繪等服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，提供綜合電子政務(wù)、數(shù)字國(guó)土、數(shù)字統(tǒng)計(jì)、設(shè)施管理、軍事和公安等領(lǐng)域的應(yīng)用軟件平臺(tái)、項(xiàng)目開發(fā)與咨詢服務(wù)?；赟uperMap，各地合作伙伴成功建立了數(shù)以百計(jì)的大型應(yīng)用系統(tǒng)，如中國(guó)民航、日本國(guó)家鐵路、臺(tái)北市都市計(jì)劃局、香港九廣鐵路等系統(tǒng)。SuperMap被來(lái)自亞洲的十余個(gè)世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)選為其GIS開發(fā)平臺(tái)，成為亞洲著名的GIS品牌。6、GeostarGeoStar是武大研發(fā)的大型國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，是吉奧之星系列軟件的核心，在吉奧之星系列軟件中負(fù)責(zé)矢量、影像、數(shù)字高程模型等空間數(shù)據(jù)的建庫(kù)、管理、應(yīng)用和維護(hù)。GeoStar分為三個(gè)部分：桌面應(yīng)用系統(tǒng)GeoStarDesktop、獨(dú)立處理工具和組件開發(fā)平臺(tái)GeoStarObjects。主要功能包括：數(shù)據(jù)建庫(kù)、數(shù)據(jù)表現(xiàn)、數(shù)據(jù)分發(fā)、圖形編輯、空間分析、空間查詢、普通圖制圖、專題圖制圖、符號(hào)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、打印輸出。7、方正智繪方正智繪由北大方正集團(tuán)推出,是一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與地圖出版工具,既滿足專業(yè)化地圖制作、出版的需要，同時(shí)也是建立基本地理屬性庫(kù)的工具。

第二章ArcGIS9概述一、ArcGIS9簡(jiǎn)介ESRI（美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所公司）成立于1969年，是全球最大的地理信息系統(tǒng)技術(shù)提供商。作為GIS的拓荒者及當(dāng)今GIS技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，一直致力于為全球各行各業(yè)的用戶提供先進(jìn)的GIS技術(shù)和全面的GIS解決方案。ESRI緊跟主流IT技術(shù)，不斷更新和完善產(chǎn)品線，為用戶提供多層次、可擴(kuò)展、功能強(qiáng)大和開放性強(qiáng)的ArcGIS產(chǎn)品。目前ArcGIS系列產(chǎn)品已遍布全球二百多個(gè)國(guó)家、超過(guò)百萬(wàn)個(gè)用戶單位、涵蓋幾乎所有的GIS應(yīng)用領(lǐng)域。在美國(guó)ESRI被認(rèn)為是緊隨微軟、Oracle和IBMAA之后的、美國(guó)聯(lián)邦政府最大的軟件供應(yīng)商之一。作為ESRI的主打產(chǎn)品ArcGIS9系列產(chǎn)品于2004年被推出。ArcGIS作為一個(gè)可伸縮的平臺(tái)，無(wú)論是在桌面、服務(wù)器、野外還是通過(guò)Web，為個(gè)人用戶也為群體用戶提供GIS的功能。ArcGIS9是一個(gè)建設(shè)完整GIS的軟件集合，它包含了一系列部署GIS的框架：DesktopGISDesktopGIS包含諸如ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox以及ArcGlobe等在內(nèi)用戶界面組件，其功能可以分為三個(gè)級(jí)別：ArcView、ArcEditor和ArcInfo，而ArcReader則是一個(gè)免費(fèi)地圖瀏覽器組件。其中ArcView、ArcEditor、ArcInfo是三個(gè)級(jí)別不同的桌面軟件系統(tǒng)，公用通用的結(jié)構(gòu)、通用的編碼基數(shù)、通用的擴(kuò)展模塊和統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，功能由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。ArcMap、ArcCatalog和Geoprocessing是ArcGIS的基礎(chǔ)模塊。

ArcMap是ArcGIS桌面系統(tǒng)的核心應(yīng)用程序，用于顯示、查詢、編輯和分析地圖數(shù)據(jù)，具有地圖制圖的所有功能，提供了數(shù)據(jù)視圖和版面視圖兩種瀏覽數(shù)據(jù)方式，在此環(huán)境中可完成一系列高級(jí)GIS任務(wù)。

ArcCatalog是一個(gè)空間數(shù)據(jù)資源管理器，以數(shù)據(jù)為核心，用于定位、瀏覽、搜索、組織和管理空間數(shù)據(jù)，還可以創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫(kù)，定制和應(yīng)用元數(shù)據(jù)，從而大大簡(jiǎn)化用戶組織、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)工作。

Geoprocessing空間處理框架具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理和分析工具，框剪主要包括兩個(gè)部分：ArcToolbox和ModelBuilder，ArcToolbox包括了數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、Coverage處理、矢量分析、地理編碼以及統(tǒng)計(jì)分析等多種復(fù)雜的空間處理工具。2ServerGIS

ArcGIS9所包含的三種服務(wù)端產(chǎn)品：ArcSDE、ArcIMS、和ArcGISServer。ArcSDE是管理地理信息的高級(jí)空間數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)。ArcIMS則是一個(gè)可伸縮的，通過(guò)開放的Internet協(xié)議進(jìn)行GIS地圖、數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)發(fā)布的地圖服務(wù)器。ArcGISServer是應(yīng)用服務(wù)器，用于構(gòu)建集中式的企業(yè)GIS應(yīng)用，基于SOAP的Webservices和Web應(yīng)用，包含在企業(yè)和Web框架上建設(shè)服務(wù)器GIS應(yīng)用的共享GIS軟件對(duì)象庫(kù)。3EmbeddedGIS

在嵌入式GIS支持方面，Arcgis9提供了ArcGISEngine，是應(yīng)用于ArcGISDesktop應(yīng)用框架之外的嵌入式ArcGIS組件。使用ArcGISEngine，開發(fā)者在C++、COM、.NET和Java環(huán)境中使用簡(jiǎn)單的接口獲取任意GIS功能的組合老構(gòu)建專門的GIS應(yīng)用解決方案。4MobileGIS

在移動(dòng)GIS方面，ArcGIS9提供了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單GIS操作的ArcPad和實(shí)現(xiàn)高級(jí)GIS復(fù)雜操作的MobileArcGISDesktopSystem。ArcPad是ArcGIS實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單移動(dòng)GIS和野外計(jì)算的解決方案；ArcGISDesktop和ArcGISEngien集中組建的MobileArcGISDesktopSystems，一般在高端平板電腦上執(zhí)行，以執(zhí)行GIS分析和決策分析的野外工作任務(wù)。圖1.1ArcGIS9體系一覽圖圖1.1ArcGIS9體系一覽圖圖1.2ArcView、ArcEditor、ArcInfo功能構(gòu)成對(duì)比圖1.2ArcView、ArcEditor、ArcInfo功能構(gòu)成對(duì)比除基本模塊外，還提供桌面GIS擴(kuò)展模塊（DesktopGISExtensions）：圖1.3圖1.3（a）ArcGIS9桌面GIS擴(kuò)展模塊圖1.3圖1.3（b）ArcGIS9桌面GIS擴(kuò)展模塊二、ArcGIS采用的數(shù)據(jù)2.1支持文件和數(shù)據(jù)庫(kù)中的GIS數(shù)據(jù)ArcGIS很大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用任何格式的GIS數(shù)據(jù)，并且可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件。ArcGIS用一個(gè)高級(jí)的通用的地理數(shù)據(jù)模型來(lái)表示空間信息，包括空間要素，遙感數(shù)據(jù)以及其他的空間數(shù)據(jù)類型。ArcGIS同時(shí)支持基于文件的空間數(shù)據(jù)類型和基于數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)類型。基于文件的空間數(shù)據(jù)類型包括對(duì)多種GIS數(shù)據(jù)格式的支持，如coverage，shapefile，grid，image和TIN。Geodatabase數(shù)據(jù)模型也可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理同樣的空間數(shù)據(jù)類型，這樣，可以利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)已有的優(yōu)點(diǎn)。2.2Geodatabase中的GIS數(shù)據(jù)概念Geodatabase是一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型。Geodatabase支持在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）表中存儲(chǔ)和管理地理信息。Geodatabase支持多種DBMS結(jié)構(gòu)和多用戶訪問(wèn)，且大小可伸縮。從基于MicrosoftJetEngine的小型單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)，到工作組，部門和企業(yè)級(jí)的多用戶數(shù)據(jù)庫(kù)，Geodatabase都支持。目前有兩種geodatabase結(jié)構(gòu)：個(gè)人Geodatabase和多用戶Geodatabase（multiusergeodatabase）。個(gè)人Geodatabase，對(duì)于ArcGIS用戶是免費(fèi)的，它使用MicrosoftJetEngine數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)，將GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在小型數(shù)據(jù)庫(kù)中。個(gè)人geodatabase更像基于文件的工作空間，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)量最大為2GB。個(gè)人geodatabase使用微軟的Access數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)屬性表。對(duì)于小型的GIS項(xiàng)目和工作組來(lái)說(shuō)，個(gè)人Geodatabase是非常理想的工具。通常，GIS用戶采用多用戶Geodatabase來(lái)存儲(chǔ)和并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。個(gè)人Geodatabase支持單用戶編輯，不支持版本管理。多用戶Geodatabase通過(guò)ArcSDE支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，包括IBMDB2，Informix，Oracle（有或沒(méi)有OracleSpatial都可以）和SQLServer。多用戶Geodatabase使用范圍很廣，主要用于工作組、部門和企業(yè)，利用底層DBMS結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）支持海量的，連續(xù)的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)；（2）多用戶的并發(fā)訪問(wèn)；（3）長(zhǎng)事務(wù)和版本管理的工作流。表1.表1.2個(gè)人和多用戶geodatabase總結(jié)GeodatabaseDBMS注釋個(gè)人geodatabaseMicrosoftJetEngine（Access）單用戶編輯2GB大小限制不支持版本管理多用戶，版本管理geodatabaseOracleOraclewithSpatial或者LocatorIBMDB2IBMInformixMicrosoftSQLServer需要ArcSDE多用戶編輯基于版本管理的工作流數(shù)據(jù)庫(kù)大小和用戶數(shù)限制依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)三、怎樣學(xué)習(xí)ArcGIS？3.1參考書：湯國(guó)安.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程.科學(xué)出版社，2006；黨安榮.ArcGIS8Desktop地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南，2003；趙軍.地理信息系統(tǒng)ArcGIS實(shí)習(xí)教程.氣象出版社，2005;湯國(guó)安.ArcView地理信息系統(tǒng)空間分析方法.科學(xué)出版社，20023.2網(wǎng)絡(luò)資源/ESRI北京官網(wǎng)/ESRI/ESRI中國(guó)社區(qū)/地理信息系統(tǒng)論壇/GIS空間站/中國(guó)GIS咨訊網(wǎng)/bbs/GIS帝國(guó)論壇地理空間網(wǎng)絡(luò)/國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心/GIS大學(xué)論壇/GIS動(dòng)力實(shí)習(xí)安排：時(shí)間：4-5、11-12周；地點(diǎn)：地理系GIS綜合實(shí)驗(yàn)室（會(huì)一西）考核：上機(jī)占總成績(jī)30%；提交：實(shí)習(xí)報(bào)告（word），結(jié)果圖（ppt）；

第三章ArcGIS基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握ArcGIS軟件安裝2.認(rèn)識(shí)ArcMap圖形用戶界面；3.理解ArcCatalog、ArcMap和ArcToolbox基礎(chǔ)應(yīng)用；4.掌握GIS數(shù)據(jù)瀏覽、基本查詢和顯示操作，加深對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理的理解；二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備軟件準(zhǔn)備：確保已經(jīng)正確安裝了ArcGISDesktop9.3軟件(ArcView,ArcEditor,或ArcInfo)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：Elev.shp三、預(yù)備知識(shí)：理解GIS的三種角度（1）GIS就是空間數(shù)據(jù)庫(kù)：GIS是一個(gè)包含了用于表達(dá)通用GIS數(shù)據(jù)模型（要素、柵格、拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)等等）的數(shù)據(jù)集的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。（2）GIS就是地圖：從空間可視化的角度看：GIS是一套智能地圖，同時(shí)也是用于顯示地表上的要素和要素間關(guān)系的視圖。底層的地理信息可以用各種地圖的方式進(jìn)行表達(dá)，而這些表現(xiàn)方式可以被構(gòu)建成“數(shù)據(jù)庫(kù)的窗口”，來(lái)支持查詢、分析和信息編輯。（3）GIS是空間數(shù)據(jù)處理分析工具集：從空間處理的角度看，GIS是一套用來(lái)從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集獲取新數(shù)據(jù)集的信息轉(zhuǎn)換工具。這些空間處理功能從已有數(shù)據(jù)集提取信息，然后進(jìn)行分析，最終將結(jié)果導(dǎo)入到數(shù)據(jù)集中。這三種觀點(diǎn)在ESRIArcGISDesktop中分別用ArcCatalog（GIS是一套地理數(shù)據(jù)集的觀點(diǎn)）、ArcMap（GIS是一幅智能的地圖）和ArcToolbox（GIS是一套空間處理工具）來(lái)表達(dá)。這三部分是組成一個(gè)完整GIS的關(guān)鍵內(nèi)容，并被用于所有GIS應(yīng)用中的各個(gè)層面。ArcMap是ArcGISDesktop中一個(gè)主要的應(yīng)用程序，具有基于地圖的所有功能，包括制圖、地圖分析和編輯。主要原理：查詢數(shù)據(jù)，根據(jù)位置查詢要素屬性或通過(guò)屬性來(lái)查詢要素的功能。三、實(shí)驗(yàn)步驟及方法1、ArcGISLicenseManager和Desktop的安裝ArcGISDesktop包含ArcMap、ArcCatalog、ArcToobox、ArcScene以及ArcGlobe等在內(nèi)的用戶組件。其中ArcCatalog主要用于數(shù)據(jù)管理和轉(zhuǎn)換等，類似于Windows的資源管理器，ArcMap主要用于地理信息數(shù)據(jù)的編輯、分析等，ArcScene主要用于地理信息數(shù)據(jù)分析以及三維顯示等，ArcToobox是ArcGIS的工具箱軟件，它里面包含很多數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、分析功能，ArcGlobe主要用于全球地理信息數(shù)據(jù)分析顯示等。這些組件都是在建立、編輯和分析地理信息數(shù)據(jù)中最基礎(chǔ)、最重要的部分。總的來(lái)說(shuō)，這些組件之間有著密切的聯(lián)系，所以建議在安裝時(shí)選擇完全安裝。1.1ArcGISLicenseManager安裝ArcGISLicenseManager是ArcGISDesktop的前提和關(guān)鍵，具體安裝步驟如下：（1）首先，打開ArcGISDesktop9.2的安裝光盤；（2）雙擊ESRI.exe應(yīng)用程序文件，出現(xiàn)安裝軟件界面，選擇ArcGISLicenseManager：（3）（非常重要）如果有正版許可文件，點(diǎn)擊Browse瀏覽許可文件（下圖）。如果沒(méi)有（即是破解版），則利用破解文件指定的安裝方法順序安裝。①將crack中的license文件用記事本方式打開，將第一行的計(jì)算機(jī)名（如S001）替換為本機(jī)計(jì)算機(jī)名（我的電腦—右鍵—計(jì)算機(jī)名—完整的計(jì)算機(jī)名稱，注意不要復(fù)制最后面的點(diǎn)），保存；②隨后next-next-install-（不要重啟）no，Iwill……-OK-Finish。③crack文件夾中的三個(gè)文件復(fù)制到C:\ProgramFiles\ESRI\License\arcgis9x，替換原有文件。④【開始】【程序】中找到ArcGIS-LicenseManager(9.x)-LicenseManagerTools⑤Service/LicenseFile中點(diǎn)擊ConfigurationusingServices，選中ArcGISLicenseManager。⑥ConfigureServices中點(diǎn)擊Pachtothelmged.exefile對(duì)應(yīng)的Browse，找到剛才替換的文件：C:\ProgramFiles\ESRI\License\arcgis9x\lmgrd.exe，C:\ProgramFiles\ESRI\License\arcgis9x\license.dat，C:\ProgramFiles\ESRI\License\arcgis9x\ARCGIS_LM.LOG點(diǎn)擊SaveService，選擇“是”⑦Start/Stop/Reread中先點(diǎn)擊StopServer，再點(diǎn)擊StartServer，⑧點(diǎn)擊ReReadLicenseFile：Utilities中點(diǎn)擊PerformCheckSum，如下方出現(xiàn)的提示全部含有666，說(shuō)明License已激活，如下圖。1.2ArcGISDesktop安裝（1）在界面選擇ArcGISDesktop，在出現(xiàn)的歡迎界面上點(diǎn)擊next，開始安裝（2）單擊Next。該界面上有三種的選擇：ArcView是ArcGIS的早期產(chǎn)品，功能不及后面兩種軟件強(qiáng)大；ArcEditor功能介于ArcView和ArcInfo之間；ArcInfo功能最強(qiáng)大，銷售價(jià)格也遠(yuǎn)高于前兩者。在這里選擇安裝選擇“ArcInfo”（3）單擊Next，選擇安裝形式。選擇完全安裝，選擇“Complete”。（4）單擊下一步Next，定義安裝路徑。最好就在默認(rèn)情況下安裝在“C:\ProgramFiles\ArcGIS\”目錄下，點(diǎn)擊“Browse……”可以選擇軟件的安裝路徑，如下圖（5）軟件成功安裝后，將出現(xiàn)如下圖所示界面，單擊“Finish”完成安裝?？刹恢貑?。2、ArcMap應(yīng)用基礎(chǔ)2.1啟動(dòng)ArcMap（1）啟動(dòng)ArcMap：執(zhí)行菜單命令：開始>>程序>>ArcGIS>>ArcMap（2）認(rèn)識(shí)ArcMap的操作界面：當(dāng)出現(xiàn)ArcMap對(duì)話框時(shí),點(diǎn)擊"一個(gè)新的空地圖"單選按鈕，然后點(diǎn)擊OK.確定，現(xiàn)在將可以看到ArcMap的操作界面：窗口標(biāo)準(zhǔn)工具窗口標(biāo)準(zhǔn)工具數(shù)據(jù)源顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)選擇狀態(tài)要素顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示工具數(shù)據(jù)視圖版面視圖版面視圖輸出顯示工具當(dāng)你在ArcMap中進(jìn)行各種操作時(shí)，你的操作對(duì)象是一個(gè)地圖文檔。一個(gè)地圖文檔可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)框架，根據(jù)數(shù)據(jù)集依次形成數(shù)據(jù)框架。一個(gè)地圖文檔是存儲(chǔ)在擴(kuò)展名為.mxd文件中。（3）新地圖文檔創(chuàng)建：①啟動(dòng)ArcMap進(jìn)入地圖編輯環(huán)境②若已經(jīng)進(jìn)入了ArcMap工作環(huán)境：?jiǎn)螕鬘ewMapFile按鈕直接創(chuàng)建一個(gè)空白新地圖。若希望應(yīng)用已有地圖模板創(chuàng)建新地圖，單擊主菜單中的File選項(xiàng)，打開File菜單。單擊New選項(xiàng)，在New對(duì)話框里確定當(dāng)前創(chuàng)建的文件類型為Document。進(jìn)入General選項(xiàng)卡，選擇古典景觀地圖版式LandScapeClassic.mxt。單擊OK按鈕，進(jìn)入地圖編輯環(huán)境。2.2.數(shù)據(jù)層的加載（1）直接在新地圖文檔上加載數(shù)據(jù)層三種方式：①File>>AddData②標(biāo)準(zhǔn)工具（2）通過(guò)ArcCatalog加載數(shù)據(jù)層ArcCatalog主要用來(lái)瀏覽和管理數(shù)據(jù)文件，相當(dāng)于一個(gè)資源管理器，借助ArcCatalog來(lái)加載數(shù)據(jù)層更方便，直觀，只需將需要加載的數(shù)據(jù)層直接拖放到ArcMap的圖形顯示器中即可，具體操作如下：①點(diǎn)擊標(biāo)準(zhǔn)工具啟動(dòng)ArcCatalog，在其中瀏覽，找到要加載的數(shù)據(jù)層。②將鼠標(biāo)移至ArcCatalog窗口中需加載的數(shù)據(jù)層，拖曳到ArcMap窗口完成加載。2.3.數(shù)據(jù)層基本操作：（1）數(shù)據(jù)層更名和數(shù)據(jù)層順序（2）數(shù)據(jù)層的復(fù)制與刪除（3）數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)定義ArcMap中數(shù)據(jù)層大多是具有地理坐標(biāo)系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新地圖并加載數(shù)據(jù)層時(shí)，第一個(gè)被加載的數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)系統(tǒng)被作為該數(shù)據(jù)組的默認(rèn)坐標(biāo)系統(tǒng)，隨后被加載的數(shù)據(jù)層，無(wú)論其原有的坐標(biāo)系如何，只要滿足坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的要求，都將被自動(dòng)轉(zhuǎn)換為該數(shù)據(jù)組的坐標(biāo)系統(tǒng)，而不影響數(shù)據(jù)層所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)本身。對(duì)于沒(méi)有足夠坐標(biāo)信息的數(shù)據(jù)層，一般情況下由操作人員來(lái)提供坐標(biāo)信息。若沒(méi)有操作人員提供坐標(biāo)信息，ArcMap有一種默認(rèn)處理辦法：先判斷數(shù)據(jù)層的X坐標(biāo)是否在-180到180之間，Y坐標(biāo)是否在-90到90之間，若判斷為真，則按照經(jīng)緯度大地坐標(biāo)來(lái)處理；若判斷不為真，就認(rèn)為是簡(jiǎn)單的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。若不知道所加載數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)組屬性或者數(shù)據(jù)層屬性進(jìn)行查閱，并進(jìn)一步根據(jù)需要來(lái)修改：①查閱數(shù)據(jù)組坐標(biāo)A.View>>DateFrameProperties命令，或右擊>>DateFrameProperties。B.CoordinateSystem>>CoordinateSystem選項(xiàng)卡，顯示該地圖的數(shù)據(jù)組的坐標(biāo)信息。②變換和修改數(shù)據(jù)組坐標(biāo)A.DateFrameProperties>>CoordinatingSystem>>雙擊Predefined目錄，包含有系統(tǒng)定義的大量地圖投影類型，逐級(jí)目錄搜索需要的地圖投影類型，選擇投影類型。B.單擊“確定”按鈕，數(shù)據(jù)組中所有數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)系統(tǒng)都將變換為新的類型。數(shù)據(jù)層顯示雙擊圖層名或右鍵點(diǎn)擊“圖層屬性”>>符號(hào)化，可以對(duì)圖層進(jìn)行單一值、唯一屬性值、漸變色、漸變符號(hào)、比例符號(hào)、餅圖、條形\柱狀圖、堆積圖、多個(gè)屬性等多種方式的符號(hào)化顯示，如下圖：2.4數(shù)據(jù)比例尺設(shè)置2.5數(shù)據(jù)編輯2.5.1圖形編輯：ArcGIS提供多種圖形編輯工具，具有很多與AutoCAD類似的工具，可以幫助用戶快速、方便的繪制地圖?；揪庉嫞篍ditor>>StartEditing包括：要素復(fù)制（CopeParallel、buffer、MirrorFeatures）、合并（Meger、Union）、分割（任意點(diǎn)分割、按長(zhǎng)度分割Split、布點(diǎn)分割Divide、多邊形分割CutPologonFeatures）、變形（ResshpeFeatures）與縮放，節(jié)點(diǎn)編輯；也可右鍵點(diǎn)擊工具條空白處，調(diào)用，進(jìn)行工具條的自定制。1.5.2屬性編輯借助ArcMap編輯工具，對(duì)單要素或多要素屬性進(jìn)行添加、刪除、修改、復(fù)制和粘貼等多種編輯操作，而應(yīng)用數(shù)據(jù)層屬性表，可以實(shí)現(xiàn)更多的編輯操作?？赏ㄟ^(guò)以下三種方式：?jiǎn)螕?，在圖形窗口選擇需要編輯的要素（可多選），單擊右鍵選擇Attributes，打開Attributes對(duì)話框。左窗口顯示被選擇的要素，右窗口顯示其屬性字段及其屬性值。左窗口上右擊要素，包含Hightlight、ZoomTo、Copy、Paste、Unselect、Dlete五個(gè)命令，如下圖：可通過(guò)數(shù)據(jù)顯示工具條按鈕，打開IdentifyResults對(duì)話框，瀏覽和編輯屬性數(shù)據(jù)，如下圖：（3）右擊圖層，選擇OpenAttributesTable命令，打開圖層屬性表，單擊Options按鈕，可以屬性查詢、增加字段、關(guān)聯(lián)表、創(chuàng)建圖表、屬性表導(dǎo)出、屬性表外觀設(shè)置等操作。1.6數(shù)據(jù)層的保存工具條，或保存編輯：Editor>>SaveEdit：見下圖File>>save，保存為一個(gè)*.mxd文件。3.ArcCatalog應(yīng)用基礎(chǔ)當(dāng)ArcCatalog與文件夾、數(shù)據(jù)庫(kù)或GIS服務(wù)器建立連接后，用戶可通過(guò)ArcCatalog來(lái)瀏覽地圖和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建元數(shù)據(jù)，搜索地圖數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)源等。3.1文件類型顯示和增刪（1）文件夾類型顯示操作：Tools>>Options>>Gengeral（2）文件夾類型增刪操作：Tools>>Options>>FileType>>ChangeIcon或ImportFileTypeFromRegistry。3.2內(nèi)容瀏覽：（1）目錄內(nèi)容瀏覽：Contents，Preview，Metadata（2）屬性數(shù)據(jù)瀏覽和操作：3.3數(shù)據(jù)搜索：Edit—search3.4ArcCatalog中創(chuàng)建文件（1）File>>New>>創(chuàng)建的文件類型（2）右鍵點(diǎn)擊空白處，新建文件3.5地理數(shù)據(jù)輸出（1）輸出為Shapefile①在ArcCatalog目錄樹或者內(nèi)容欄中,右鍵②鼠標(biāo)指針指向菜單中的Export，單擊ToShapefile命令,打開FeatureClasstoShapefile(multiple)對(duì)話框。③在列表框中選擇要素類.在OutputShapefile文本框中鍵入文件名(包括路徑)，單（2）輸出為Coverage右擊數(shù)據(jù)>>Export>>ToCoverage命令>>出現(xiàn)FeatureClasstoCoverage對(duì)話框,選擇要素類>>Output文本框中鍵入文件名(包括路徑)>>OK按鈕，輸出Coverage文件。（3）屬性表輸出右鍵點(diǎn)擊要輸出的地理數(shù)據(jù)表>>0utputtable選項(xiàng)中選擇Info或者dBASE>>在0utputINFOordBASEtable文本框中鍵入文件名(包括路徑)。4.ArcToolbox應(yīng)用基礎(chǔ)地理處理的工具很多，包括overlay、buffer和數(shù)據(jù)管理等常見的GIS操作處理，以及影像處理，拓?fù)浜湍Ｊ蕉x等高級(jí)的操作。4.1ArcToolbox激活擴(kuò)展工具：Tools菜單>>Extension>>勾選4.2簡(jiǎn)要介紹（1）3D分析工具(3DAnalystTools)：使用3D分析工具可以創(chuàng)建和修改TIN以及面，并從中抽象出相關(guān)信息和屬性。（2）分析工具(AnalysisTools)：對(duì)于所有類型的矢量數(shù)據(jù)，分析工具提供了一整套的方法，來(lái)運(yùn)行多種地理處理框架。主要實(shí)現(xiàn)有聯(lián)合，裁剪，相交，判別，拆分；緩沖區(qū)，近鄰，點(diǎn)距離；頻度，加和統(tǒng)計(jì)等。（3）制圖工具(CartographyTools)：制圖工具與ArcGIS中其他大多數(shù)工具有著明顯的目的性差異；（4）轉(zhuǎn)換工具(ConversionTools)：包含了一系列不同數(shù)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，主要有柵格、shapefile,Coverage,table,dBase數(shù)字高程(Geodatabase)的轉(zhuǎn)換等。（5）Coverage工具(CoverageTools)：提供了一系列強(qiáng)大工具實(shí)現(xiàn)地理處理過(guò)程，輸入輸出都是Coverage；（6）數(shù)據(jù)管理工具(DataManagementTools)：提供了豐富且種類繁多的工具用來(lái)管理和維護(hù)要素類，數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)層以及柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（7）地理編碼工具(GeocodingTools)：地理編碼又叫地址匹配，是一個(gè)建立地理位置坐標(biāo)與給定地址一致性的過(guò)程。（8）地統(tǒng)計(jì)分析工具(GeostatisticalAnalystTools)：地統(tǒng)計(jì)分析工可以創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)表面或者地圖，用于可視化及分析，并且可以更清解空間現(xiàn)象。（9）線性要素工具(LinearReferencingTools)：生成和維護(hù)實(shí)現(xiàn)由線狀Coverage到路徑(Route)的轉(zhuǎn)換.（10）空間分析工具(SpatialAnalystTools)：空間分析工具提供了很豐富的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)基于柵格的分析。在GIS三大數(shù)據(jù)類型中，柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了用于空間面的模型（11）空間統(tǒng)計(jì)工具(SpatialStatisticsTools)：空間統(tǒng)計(jì)工具包含了分析地理要素分布狀態(tài)的一系列統(tǒng)計(jì)工具，這些工具能夠?qū)崿F(xiàn)多種適于地理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析PAGE90PAGE四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求做出手寫書面報(bào)告，包括原理、過(guò)程和結(jié)果。具體內(nèi)容如下：1.學(xué)習(xí)本實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)相關(guān)材料，結(jié)合GIS原理總結(jié)ArcGISDesktop主要特點(diǎn)。2.ArcCatalog、ArcMap和ArcToolbox的功能是什么？

第四章圖形配準(zhǔn)及矢量化一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.利用影像配準(zhǔn)(Georeferencing)工具進(jìn)行影圖形、影像數(shù)據(jù)的地理配準(zhǔn)2.編輯器的使用（點(diǎn)要素、線要素、多邊形要素的數(shù)字化）。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：石河子市1:50000地形圖shz1:50000.jpg；rectifysqure.tif軟件準(zhǔn)備：ArcGISDesktopArcMap三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、圖形配準(zhǔn)1.1加載數(shù)據(jù)和影像配準(zhǔn)工具所有圖件掃描后都必須經(jīng)過(guò)掃描配準(zhǔn)，對(duì)掃描后的柵格圖進(jìn)行檢查，才能確保后續(xù)矢量化工作順利進(jìn)行。打開ArcMap，右擊菜單欄空白處，添加“影像配準(zhǔn)”工具欄。把需要進(jìn)行配準(zhǔn)的影像shz1:50000.jpg添加到ArcMap中，“影像配準(zhǔn)”工具欄被激活。1.2輸入控制點(diǎn)在配準(zhǔn)中必須知道一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)。通過(guò)讀圖，我們可以得到一些控件點(diǎn)――圖廓四周的經(jīng)緯度范圍或圖中均勻分布的公里網(wǎng)格的交點(diǎn)，我們可以從圖中均勻的取6~8個(gè)點(diǎn)。一般在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該能夠勻分布。（1）“柵格配準(zhǔn)”>>取消“自動(dòng)校正”；點(diǎn)擊“添加控制點(diǎn)”按鈕。使用該工具在掃描圖上精確到找一個(gè)控制點(diǎn)點(diǎn)擊，然后鼠標(biāo)右擊輸入該點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置，如下圖所示：用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)（大于7個(gè)），輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)，完成后“柵格配準(zhǔn)”>>勾選“自動(dòng)校正”。點(diǎn)擊“影像配準(zhǔn)”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕。（2）在連接表對(duì)話框中點(diǎn)擊“保存”按鈕，可以將當(dāng)前的控制點(diǎn)保存為磁盤上的*.txt文件，以備后續(xù)使用。（3）檢查控制點(diǎn)的殘差和RMS，刪除殘差特別大的控制點(diǎn)并重新選取控制點(diǎn)。轉(zhuǎn)換方式設(shè)定為“一次多項(xiàng)式”；1.3設(shè)定數(shù)據(jù)框的屬性“影像配準(zhǔn)”>>“UpdateDisplay”更新顯示；執(zhí)行菜單命令“視圖”－“數(shù)據(jù)框?qū)傩浴?，設(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩裕凇俺Ｒ?guī)”選項(xiàng)頁(yè)中，將地圖顯示單位設(shè)置為“米”；在“坐標(biāo)系統(tǒng)”選項(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系統(tǒng)為：“BeiJing_1954坐標(biāo)系，高斯-克里格投影，東經(jīng)87度中央經(jīng)線），或選擇“BeiJing_1954_3_Degree_GK_CM_87E”，與掃描地圖的坐標(biāo)系一致注：在CoordinateSystems\ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Beijing1954目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式：Beijing19543DegreeGKCM75E.prj北京54三度分帶，中央經(jīng)線東75度標(biāo)，橫坐標(biāo)前不加帶號(hào)Beijing19543DegreeGKZone25.prj北京54三度分帶，分帶號(hào)為25，橫坐標(biāo)前加帶號(hào)Beijing1954GKZone13.prj北京54六度分帶法，分帶號(hào)為13，橫坐標(biāo)前加帶號(hào)Beijing1954GKZone13N.prj北京54六度分帶法，分帶號(hào)為13，橫坐標(biāo)前不加帶號(hào)在CoordinateSystems\ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Xian1980目錄中，文件命名方式又有所變化：

Xian19803DegreeGKCM75E.prjXian19803DegreeGKZone25.prjXian1980GKCM75E.prj

Xian1980GKZone13.prj（3）更新后，就變成真實(shí)的坐標(biāo)。1.4矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚碌臇鸥裎募?）”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“校正”，選用“雙線性內(nèi)插”對(duì)配準(zhǔn)的影像根據(jù)設(shè)定的變換公式重新采樣為一個(gè)新的影像文件，并“另存”為一個(gè)新的TIF影像文件。（2）加載重新采樣后得到的柵格文件，并將原始的柵格文件從數(shù)據(jù)框中刪除。后續(xù)的數(shù)字化工作是針對(duì)這個(gè)配準(zhǔn)和重新采樣后的影像進(jìn)行操作的。矢量化——石河子市世紀(jì)廣場(chǎng)2.1ArcMap中加載rectifysqure.tif，觀察影像中的各類型要素（市政大樓、植被、道路、水體小品等）2.2在ArcCatalog中新建一個(gè)面層（Polygon）；2.2設(shè)定間參考信息：點(diǎn)“Edit”通過(guò)“導(dǎo)入”或“新建”設(shè)定各層的空間參考信息；2.3圖形編輯：將地圖放大到合適的比例下：“編輯器”>>“開始編輯命令”，確認(rèn)編輯器中：任務(wù)為――新建要素，目標(biāo)為――buinding，跟蹤影像，添加并輸入name和Type字段及其屬性；在ArcMap中對(duì)所加載的數(shù)據(jù)的圖形要素可以進(jìn)行各種編輯，矢量化過(guò)程中靈活掌握以下工具：平行線復(fù)制、緩沖區(qū)生成、鏡面反射、拼接處理、結(jié)點(diǎn)刪除、結(jié)點(diǎn)添加、線的延長(zhǎng)和裁剪、線與多邊形的分割和縮放與拉伸等。2.4添加并輸入name和Type字段及其屬性；（1）使圖層處于非編輯狀態(tài)之下；（2）右鍵點(diǎn)擊圖層“OpenAttributeTable”，打開圖層屬性表：（3）屬性表“Options”—AddField，添加并輸入name和Type字段（4）添加各字段的屬性值：使圖層處于非編輯狀態(tài)之下，雙擊屬性表空格，鍵入即可（5）用“唯一值”顯示圖層：參看P37。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求完成世紀(jì)廣場(chǎng)的矢量化，并做出書面報(bào)告，包括原理、過(guò)程和結(jié)果。具體內(nèi)容如下：（1）總結(jié)屏幕跟蹤數(shù)字化過(guò)程的基本步驟及每一步驟的必要性。（2）分析數(shù)字化過(guò)程中誤差的來(lái)源及減小誤差的相關(guān)方法。

第五章空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換方法2、熟悉ArcGIS中投影的應(yīng)用及投影變換的方法、技術(shù)，掌握地圖投影變換的基本原理與方法，了解地圖投影及其變換在實(shí)際中的應(yīng)用；3、掌握ArcGIS中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的方法、應(yīng)用；4、掌握空間數(shù)據(jù)內(nèi)插方法實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)軟件：ArcGIS9.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：ex5/data1/云南縣界.shp、luccpoly.e00；ex5/data2/氣溫.shp、YNBoundary.shp三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟3.1背景知識(shí)（1）ArcToolboxArcToolbox內(nèi)嵌在ArcCatalog和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用，它具有許多復(fù)雜的空間處理功能，具體見P44；（2）地理坐標(biāo)系（GeogrpahicCoordinateSystem）地理坐標(biāo)系使用基于經(jīng)緯度坐標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)描述地球上某一點(diǎn)所處的位置。某一個(gè)地理坐標(biāo)系是基于一個(gè)基準(zhǔn)面來(lái)定義的?；鶞?zhǔn)面是利用特定橢球體對(duì)特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個(gè)國(guó)家或地區(qū)均有各自的基準(zhǔn)面在ArcGIS中基于這三個(gè)橢球，建立了我國(guó)常用的三個(gè)基準(zhǔn)面和地理坐標(biāo)系：GCS_WGS1984(基于WGS84基準(zhǔn)面)GCS_BEIJING1954(基于北京1954基準(zhǔn)面)GCS_XIAN1980(基于西安1980基準(zhǔn)面)（3）投影坐標(biāo)系（ProjectedCoordinateSystems）投影坐標(biāo)系使用基于X,Y值的坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)描述地球上某個(gè)點(diǎn)所處的位置。這個(gè)坐標(biāo)系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對(duì)應(yīng)于某個(gè)地理坐標(biāo)系。投影坐標(biāo)系由以下參數(shù)確定：地理坐標(biāo)系（由基準(zhǔn)面確定，比如：北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯－克呂格、Lambert投影、Mercator投影）在ArcGIS中提供了幾十種常用的投影方法，北京1954投影坐標(biāo)系和西安1980坐標(biāo)系都是應(yīng)用高斯－克呂格投影，只是基準(zhǔn)面、橢球、大地原點(diǎn)不同。（4）地理變換地理變換是一種在地理坐標(biāo)系（基準(zhǔn)面）間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方法，當(dāng)將矢量數(shù)據(jù)從一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)變換到另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)下時(shí)，如果矢量數(shù)據(jù)的變換涉及基準(zhǔn)面的改變時(shí)，需要通過(guò)地理變換來(lái)實(shí)現(xiàn)地理變換或基準(zhǔn)面平移。主要的地理變換方法有：三參數(shù)和七參數(shù)法。（5）投影變換當(dāng)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來(lái)自不同地圖投影的圖幅時(shí)，需要將一種投影的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種投影的地理數(shù)據(jù)，這就需要進(jìn)行地圖投影變換；3.2空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換基于文件的空間數(shù)據(jù)類型包括對(duì)多種GIS數(shù)據(jù)格式的支持。ArcGIS（包括ArcView，ArcEditor和ArcInfo）中支持的數(shù)據(jù)類型有：Shapefiles、Geodatabases、ArcInfocoverages、ArcIMSfeatureservices、ArcIMSmapservices、GeographyNetworkconnections、PCARC/INFOcoverages、SDElayers、TIN、DXF、DWG(throughv2004)、DGN(throughv8)、VPF、文本文件（*.txt）、OLEDB表、SDC；各種柵格數(shù)據(jù)類型。3.2.1CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換CAD數(shù)據(jù)是一種常用的數(shù)據(jù)類型，例如大多數(shù)的工程圖、規(guī)劃圖都是CAD格式。借助ArcToolbox，ArcGIS中的要素類、Shapefile數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成CAD數(shù)據(jù)，CAD數(shù)據(jù)也可以轉(zhuǎn)換成要素類和地理數(shù)據(jù)庫(kù)。（1）Shape文件轉(zhuǎn)為CAD①加載Shape文件“云南縣界.shp”；②展開ArcToolbox→ConversionTools→ToCAD→ExporttoCAD，打開ExporttoCAD對(duì)話框：InputFeatures選擇“squre_all.shp”（可多選）；OutputType選擇輸出CAD文件的版本（如箭頭所指）；IgnorePathsinTables為可選按鈕，輸出單一格式的CAD文件；AppendtoExistingFiles為可選按鈕，選擇狀態(tài)下，可將輸出的數(shù)據(jù)添加到已有的CAD文件中。單擊OK按鈕，執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作：（2）CAD的輸入轉(zhuǎn)換①加載上步生成的CAD文件“云南縣界_ExportCAD”；②展開ArcToolbox→ConversionTools→ToGeodatabase→ImporttoCAD，打開ImporttoCAD對(duì)話框：InputFeatures選擇剛才輸出的CAD文件“squre_all_ExportCAD.DWG”（可多選）；OutputStagingGeodatabase文本框鍵入輸出的地理數(shù)據(jù)庫(kù)的路徑與名稱；③SpatialReference用于設(shè)置輸出地理數(shù)據(jù)庫(kù)的空間參考信息，點(diǎn)擊選擇“云南縣界.shp”；。單擊OK按鈕，執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作。轉(zhuǎn)換完成后可加載至ArcMap顯示。3.2.2ArcInfo中間交換格式（.E00）數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換（1）啟動(dòng)ArcCatalog，單擊View>Toolbars>ArcView8xTools。（2）單擊ConversionTools下拉菜單，選擇ImportfromInterchangeFile，如下圖。（3）輸入文件“l(fā)uccpoly.e00”，指定輸出文件，“OK”，輸出一個(gè)coverage文件。注意：要輸入的.E00文件路徑和要輸出的位置中不能含有空格。3.3空間數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換3.3.1空間數(shù)據(jù)投影定義（1）添加“云南縣界.shp”，右鍵點(diǎn)擊圖層，在屬性對(duì)話框中點(diǎn)擊“源”source選項(xiàng)卡，查看此圖層的空間信息：（2）打開ArcToolbox，執(zhí)行命令“定義投影”命令（3）點(diǎn)擊“選擇按鈕”，從預(yù)定義的坐標(biāo)系中選擇（坐標(biāo)系統(tǒng)\GeographicCoordinateSystems\Asia\Beijing1954.prj）右鍵點(diǎn)擊“云南縣界.shp”，查看屬性，在屬性對(duì)話框中，點(diǎn)擊“源”選項(xiàng)頁(yè)，查看這個(gè)圖層的坐標(biāo)系是否已經(jīng)被指定為“北京1954地理坐標(biāo)系”。3.2.2投影變換――地理坐標(biāo)系：北京1954坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換→西安80投影（1）打開ArcToolbox，執(zhí)行命令“Feature”“Project”命令（2）在“投影”對(duì)話框中，依次設(shè)定：輸入要素類為“云南縣界”，輸出要素類為――“云南縣界_PRJ_Xian80.shp,輸出坐標(biāo)系選擇：從預(yù)定義的坐標(biāo)系中選擇（坐標(biāo)系統(tǒng)\ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Xian1980\Xian1980GKZone17.prj）（3）確定后，完成由地理坐標(biāo)系GCS_BEJING_1954到投影坐標(biāo)系Xian_1980_GK_ZONE_17的變換。4.空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換：矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)4.1矢量數(shù)據(jù)→柵格數(shù)據(jù)許多數(shù)據(jù)如行政邊界、交通干線、土地利用類型、土壤類型等都是用矢量數(shù)字化的方法輸人計(jì)算機(jī)或以矢量的方式存在計(jì)算機(jī)中，表現(xiàn)為點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)。然而，矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復(fù)合分析等處理將比較復(fù)雜，特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準(zhǔn)，尋找交點(diǎn)并進(jìn)行分析。相比之下利用柵格數(shù)據(jù)模式進(jìn)行處理則容易得多。加之土地覆蓋和土地利用等數(shù)據(jù)常常從遙感圖像中獲得，這些數(shù)據(jù)都是柵格數(shù)據(jù)，因此矢量數(shù)據(jù)與它們的疊置復(fù)合分析更需要把其從矢量數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)闁鸥駭?shù)據(jù)的形式。（1）加載矢量數(shù)據(jù)“云南縣界.shp”；（2）利用ArcToolbox中ConversionTools（方法1），或右擊工具條調(diào)用SpatialAnalyst工具條（方法2），都可以打開FeaturetoRaster對(duì)話框。結(jié)果如下圖，可見矢量數(shù)據(jù)的柵格化一般伴隨數(shù)據(jù)精度的降低：4.2柵格數(shù)據(jù)→矢量數(shù)據(jù)柵格向矢量轉(zhuǎn)換處理的目的，是為了將柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，通過(guò)矢量繪圖裝置輸出，或者為了數(shù)據(jù)壓縮的需要，將大量的面狀柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由少量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界，但是主要目的是為了能將自動(dòng)掃描儀獲取的柵格數(shù)據(jù)加入矢量形式的數(shù)據(jù)庫(kù)。（1）加載剛才生成的云南縣界柵格數(shù)據(jù)；（2）利用ArcToolbox中ConversionTools（方法1），或右擊工具條調(diào)用SpatialAnalyst工具欄（方法2），都可以打開RastertoFeature對(duì)話框。結(jié)果如下圖，與原始的矢量圖（云南縣界.shp）比較，可見柵格數(shù)據(jù)的矢量化一般伴隨數(shù)據(jù)的模擬，精度較低：5.空間數(shù)據(jù)內(nèi)插（空間插值）空間插值常用于將離散點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，以便與其它空間現(xiàn)象的分布模式進(jìn)行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法?？臻g內(nèi)插算法是一種通過(guò)已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其它未知點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法；空間外推算法則是通過(guò)已知區(qū)域的數(shù)據(jù)，推求其它區(qū)域數(shù)據(jù)的方法。5.1加載空間分析模塊此部分許多操作都涉及空間分析，所以首先要添加空間分析模塊。添加的前提是，安裝完整ArcGIS版本。添加并激活后，以后不必每次添加，可以一直使用。（1）在ArcMap中執(zhí)行菜單命令<工具>－<擴(kuò)展>，在擴(kuò)展模塊管理窗口中，將“空間分析”前的檢查框打勾。在ArcMap工具欄的空白區(qū)域點(diǎn)右鍵，在出現(xiàn)的右鍵菜單中找到“空間分析”項(xiàng)，點(diǎn)擊該項(xiàng)，在ArcMap中顯示“空間分析”工具欄。5.2數(shù)據(jù)：氣溫.shp中有兩個(gè)字段Y01、Y02記錄的是16個(gè)氣象觀測(cè)站2001年和2002年的年平均氣溫，下面要通過(guò)空間內(nèi)插的方法將點(diǎn)上的數(shù)據(jù)擴(kuò)展到連續(xù)的空間上，得到氣溫空間分布圖；YNBoundary.shp是云南省的邊界；5.3設(shè)置空間分析的范圍參數(shù)：在常規(guī)選項(xiàng)中設(shè)定一個(gè)工作目錄。因?yàn)樵诳臻g分析的過(guò)程種會(huì)產(chǎn)生一些中間結(jié)果，默認(rèn)的情況下這些數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在Windows系統(tǒng)的臨時(shí)路徑下（C:\temp），當(dāng)設(shè)置了工作目錄后，這些中間結(jié)果就會(huì)保存在指定的路徑下。為了保證空間分析生成的數(shù)據(jù)范圍一致，先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：SpatialAnalyst→Option,打開Options對(duì)話框，將數(shù)據(jù)范圍Extent設(shè)定為“”:5.3空間數(shù)據(jù)插值：（1）加載圖層氣溫.shp，執(zhí)行菜單命令：空間分析→內(nèi)插成柵格→樣條，“Z值字段”分別選擇Y01和Y02；（2）“ok”得到2001年和2002年氣溫空間分布圖；此時(shí)生成的文件是默認(rèn)顯示符號(hào)；（3）更改顯示符號(hào)：右擊圖層→LayerProperties→Display→Stretched(拉伸)，得到連續(xù)漸變色顯示的圖像。數(shù)據(jù)裁剪：以云南省行政區(qū)劃為邊界，裁剪得到云南省的溫度空間分布圖。數(shù)據(jù)裁剪有2種方法，其一是矢量數(shù)據(jù)裁剪，其二是柵格數(shù)據(jù)裁剪（1）矢量數(shù)據(jù)裁剪：具體操作：ArcToolbox→SpatialAnalystTools→Extraction→用掩膜提取：（2）柵格數(shù)據(jù)裁剪①執(zhí)行命令：SpatialAnalystTools→Convert→FeatertoRaster，生成YNBoundary云南省的柵格行政區(qū)劃圖；②執(zhí)行命令：SpatialAnalystTools→RasterCaculator，分別構(gòu)造表達(dá)式：[temp01]*[YNBoundary_g-ynboundary_g]，[temp02]*[YNBoundary_g-ynboundary_g]執(zhí)行兩柵格圖層的相乘運(yùn)算；③得到云南省2001年和2002年氣溫內(nèi)插分布圖：5.5柵格單元統(tǒng)計(jì)（CellStatistic）目的：根據(jù)2001年和2002年的年平均氣溫得到多年平均氣溫空間分布圖：方法：SpatialAnalystTools→CellStatistics（像素統(tǒng)計(jì))，云南省2001年和2002年氣溫內(nèi)插分布圖，得到2年平均氣溫空間分布圖：四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：做出手寫實(shí)習(xí)報(bào)告，包括原理、過(guò)程和結(jié)果。嘗試不同各種空間插值方法（IDW、Kring等），對(duì)“氣溫.shp”進(jìn)行插值，比較插值的結(jié)果有何異同。

第六章疊合分析一、實(shí)習(xí)目的1、理解ArcGIS空間分析功能；2、了解基于矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)基本空間分析的原理和操作；3、掌握柵格重分類(RasterReclassify)、、面積制表（TabulateArea）、分區(qū)統(tǒng)計(jì)(ZonalStatistic)、鄰域統(tǒng)計(jì)（Neighborhood）等空間分析基本操作和用途。4、為選擇合適的空間分析工具求解復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ)。二、實(shí)習(xí)準(zhǔn)備2.1預(yù)備知識(shí)：2.1.1空間分析空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)的空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，其目的在于提取空間信息或者從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)派生出新的數(shù)據(jù)，是將空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒌倪^(guò)程?？臻g分析賴以進(jìn)行的基礎(chǔ)是地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)。空間分析是GIS的主要特征。空間分析能力（特別是對(duì)空間隱含信息的提取和傳輸能力）是GIS區(qū)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評(píng)價(jià)一個(gè)GIS的主要指標(biāo)?？臻g分析運(yùn)用的手段包括各種幾何的邏輯運(yùn)算、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，代數(shù)運(yùn)算等數(shù)學(xué)手段?？臻g分析可以基于矢量數(shù)據(jù)或柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行，具體是情況要根據(jù)實(shí)際需要確定。2.1.2空間分析步驟空間分析實(shí)際上是一個(gè)地理建模過(guò)程，涉及以下基本步驟。2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：Ex6/data1：云南縣界.shp；Clip.shp；西雙版納森林覆蓋.shp；西雙版納縣界.shp；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.矢量數(shù)據(jù)疊合分析疊加操作是空間分析中使用最廣泛和頻繁的空間分析方法，其中涉及多種圖形操作和屬性疊加，能夠獲取2個(gè)圖層的交叉信息。1.1圖層合并（Union）不同圖層的Union操作，執(zhí)行結(jié)果將保留所有產(chǎn)生的新圖形和新屬性（如圖），是其他空間疊加操作的基礎(chǔ)。（1）在ArcMap中加載數(shù)據(jù)西雙版納森林覆蓋.shp和西雙版納縣界.shp；（2）打開ArcToolbox，執(zhí)行ArcToolbox→AnalysisTools→Overlay→“Union”命令；輸入要素：依次添加“西雙版納森林覆蓋”“西雙版納縣界”兩個(gè)圖層；輸出要素類：設(shè)置為Union.shp；（3）查看輸出要素類：Union的的屬性表，并檢查屬性“Type”，其中為“Y”的表示有植被覆蓋的區(qū)域，右鍵點(diǎn)擊圖層Union,修改屬性－>符號(hào)（設(shè)置為唯一值圖例，字段設(shè)置為TYPE）思考：勐?？h的總面積是多少平方公里？其中有森林覆蓋的區(qū)域面積是多少？沒(méi)有森林覆蓋的區(qū)域面積是多少？1.2圖層相交：（1）在ArcMap中加載數(shù)據(jù)西雙版納森林覆蓋.shp和西雙版納縣界.shp；（2）執(zhí)行ArcToolbox→AnalysisTools→Overlay→“Intersect”命令輸出要素類InterSect，并與“Union”進(jìn)行比較，并進(jìn)一步思考這類操作適合求解哪一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。1.3要素擦除（1）在ArcMap中加載數(shù)據(jù)西雙版納森林覆蓋.shp和西雙版納縣界.shp；（2）執(zhí)行ArcToolbox→AnalysisTools→Overlay→Erase1.4裁剪要素（1）在ArcMap中，添加數(shù)據(jù)云南縣界.shp和Clip.shp（2）激活Clip圖層。選中Clip圖層中的一個(gè)要素，注意確保不要選中“云南縣界”中的要素！（3）點(diǎn)擊，打開ArcToolbox，雙擊“Clip”；依次選中Clip主題中其它三個(gè)要素，重復(fù)以上的操作步驟，完成操作后將得到共四個(gè)圖層（“云南縣界_Clip1”,“云南縣界_Clip2”，“云南縣界_Clip3”，“云南縣界_Clip4”2.拼接圖層（1）加載生成的“云南縣界_Clip1”“云南縣界_Clip2”“云南縣界_Clip3”“云南縣界_Clip4”（2）執(zhí)行ArcToolbox→DataManagement→GeneralTools→“Append”（附加）命令；（3）右鍵點(diǎn)擊圖層“云南縣界_Clip1”，在出現(xiàn)的右鍵菜單中執(zhí)行Data→Export(導(dǎo)出數(shù)據(jù))，以YN_Append.shp命名。（4）觀察輸出圖層YN_Append.shp，可見App