上机七 空间数据的准确度和质量

上机七空间数据的准确度和质量
一、目的与任务
1. 熟悉并掌握ArcGIS环境下基本编辑工具的使用。

2. 熟悉并掌握利用拓扑规则进行数据编辑的基本操作。

二、实验准备
1. 人员组织：以班为单位由教师进行操作上的讲解演示。

2. 仪器资料：计算机、多媒体、已安装的ArcGIS软件、上机实验指导书。

3. 数据：包含扫描的土壤界线的TIFF文件hoytmtn.tif，rect_hoytmtn.tif，spot-pan.bil和road.shp。

三、内容与方法
本章有4个习作。

习作1用基本编辑工具对Shapefile文件进行编辑。

习作2运用地图拓扑和集聚容差对两个Shapefile的数字化错误进行修正。

习作3和4运用拓扑规则：习作3修正悬挂弧段，习作4修正轮廓边界线。

习作1：编辑一个Shapefile文件
所需数据：editmap2.shp和editmap3.shp。

习作1包括三个基本操作：合并多边形、分割多边形和整形多边形边界。

你将对editmap2.shp进行编辑，而editmap3.shp用来说明编辑后的editmap2.shp 有何变化。

1.启动ArcCatalog连接到chap7数据。

启动ArcMap，重命名数据帧为Task1。

将editmap2.shp和editmap3.shp添加到Task1。

以editmap3.shp为参照编辑
editmap2.shp（二者用不同的外框表示）。

在editmap2.shp的快捷菜单中选择Properties，在Symbology标签中，将symbol改为Hollow，将Outline Color 设为黑色。

在Labels标签，勾选label features in this layer，并选择LANDED_ID为标识字段。

然后在目录表中，单击editmap3.shp的符号，选择为Hollow，Outline Color设为红色。

右击editmap2，指向Selection（选择），单击Make This The Only Selectable Layer（将此图层设为唯一可选图层）。

2.检查编辑工具条是否被选中。

单击Editor下拉箭头，选择Start Editing。

editmap2高亮显示在Create Features窗口。

关闭窗口。

第一步，合并编号为74和75的多边形：单击Editor Toolbar上的Edit工具，在75号多边形内单击左键，按下Shift键，单击74号多边形。

两个多边形以青色高亮显示。

单击Editor下拉箭头，选择Merge（合并）。

在出现的对话框中，选择最上面的一个要素，单击OK。

多边形74、75合并成一个多边形，标记为75。

3.第二个操作是分割71好多边形。

放大图层至多边形71包含在视窗中。

单
击Edit工具，用它单击多边形内部选中71号多边形。

单击Editor Toolbar 上的Cut Polygon工具（裁剪面工具）。

要分割多边形时，分割线必须横穿多边形边界。

在你准备开始绘制分割线之处，单击鼠标左键，单击组成分割线的每一个节点，在终节点双击鼠标。

多边形71被分成两部分，每个多边形都标记为71。

4.第三个操作，是把73号多边形的矩形南边向下拉伸，以改变其形状。

因
为多边形73和59有公共边界，需要使用地图拓扑修改边界。

单击Editor
的下拉箭头，指向More Editing Tools（更多编辑工具），选中Topology（拓扑）。

在Topology工具条上，单击Map Topology（选择拓扑）按钮。

在出现的对话框中，选中editmap2，单击OK。

使拓扑任务变为Modify Edge。

在Topology工具条上，单击Topology Edit Tool；然后双击多边形73的南面边界线。

现在，多边形73的轮廓线变成紫红色、节点成暗绿色、终点为红色。

Edit Vertices（编辑折点）工具条同样显示在屏幕上。

5.对该多边形进行整形的方法：添加3个新的节点，并拖曳节点，形成新的
形状。

在Edit Vertices工具条上单击Add Vertex（插入节点）工具。

用它单击73号多边形南边边界的中央，拖曳到新边界的中央（以editmap3为参考），松开鼠标键。

（此时，多边形73的原始边界线作为参考仍保留，当单击多边形73以外的任何位置，原始边界消失。

）
6.下一步，用Add Vertex（插入节点）工具沿着节点1与多边形73原先东
南角的连线，添加另一个节点（节点2）：即将鼠标指针移到节点2。

指针改变时，将其拖曳至新边界的东南角。

以相同方法形成新边界的西南角。

修正玩边缘线后，鼠标右键单击边缘，选择Finish Sketch。

7.从Editor下拉列表中选择Stop Editing，保存编辑。

习作2：用聚集容差修正两个Shapefile之间的数字化误差
所需数据：land_dig.shp，参考Shapefile文件；trial_dig.shp、land_dig.shp 是数字化后的Shapefile文件。

由于数字化误差，trial_dig.shp和land_dig.shp之间存在差异。

这里将运用聚集容差使trial_dig.shp与land_dig.shp的边界线重合。

两个图层要素的单位都是m，UTM坐标系。

1.插入一个新的数据帧，命名为Task2。

将trial_dig.shp和land_dig.shp添加
到Task2。

用不同颜色的外框符号显示两个Shapefile。

把trial_dig的标识字段选择为LAND_DIG_I。

在目录中的Selection栏中，不勾选land_dig。

放大图并用Measure工具检查两幅图之间的偏差。

大多数偏差都小于1m。

2.第一步，在两个Shapefiles之间建立地图拓扑。

单击Customize菜单，在
Toolbar中勾选Editor（编辑器）和Topology（拓扑）。

从Editor下拉菜单选择Start Editing。

在Topology工具条中单击Map Topology（选择拓扑）按钮工具。

在弹出的对话框中，选择trial_dig和land_dig为地图拓扑图层，并输入1（m）为聚集容差。

点击OK，关闭对话框。

3.trial_dig有5个多边形，其中3个是独立多边形，2个在空间上相邻。

在
右下方开始编辑多边形，假设这个多边形与land_dig中73号多边形重叠。

放大多边形所在区域。

单击Topology工具条中的Topology Edit Tool，用鼠标双击多边形的边界。

边界线变成可编辑的虚线框，并以绿色方框表示顶点，红色方框表示节点。

把鼠标指针放在节点上直到指针变为方形符号；
在十字箭头上单击右键，在快捷菜单上，选择Move。

按Enter键，关闭对话框（此时，你在使用指定的容差值接合节点和边缘）。

在多边形范围之外，单击任意点取消选中多边形的边界线。

该多边形应与land_dig中的73号多边形完全重合。

选择trial_dig中的其他多边形，用相同的步骤修正数字化错误。

4.除76号多边形外，trial_dig和land_dig之间的错误都要修正。

剩下的误差
是因为其值大于指定的聚合容差（1m）。

使用基本编辑操作修正这个较大的误差，而不再通过设置较大的聚合容差值，因为那样会扭曲部分要素。

使用基本编辑操作修正大误差的方法：使用Edit Tool双击不一致的边界线，放大至不一致的区域，用Edit工具双击trial_dig的边界线，当边界变成可编辑虚框，把一个节点拖至与目标线段接合。

5.当你把5个多边形都编辑完之后，在Editor下拉菜单选择Stop Editing，
并保存编辑。

习作3：用拓扑规则修订悬挂弧段
所需数据: idroads.shp爱达荷州道路的shapefile文件；mtroads_idtm.shp，与idroads.shp具有相同坐标系的蒙大拿州道路的shapefile文件：Merge_ result.shp由爱达荷州和家大拿州合并道路的shapefile文件。

从网上下载的这两个道路shapefiles，在州界没有正好连接。

所以，Merge_ result.shp图层存在缝隙。

如果不消除缝隙，该图层不能用于网络分析，比如寻找最短路径。

本习作要求用拓扑规则对缝隙所在处以符号表示：然后，用编排工其消除缝隙。

1.第一步，准备一个个人geodatabase和一个要素数据集，在ArcCatalog中，
把Merge_result.shp作为一个要素分类导入到要素数据集。

为避免锁定模式，先退出ArcMap。

在Catalog目录树中，右键单击Chap7数据库，指向New，选择Personal Geodatabase。

重命名新数据库为MergeRoads.mdb，右键单击MergeRoads.mdb，指向New，选择Feature Dataset（要素数据集），命名为Merge，单击Next。

在弹出的对话框中，单击Projected Coordinate System，然后单击Import按钮进入idroads.shp的坐标系统，作为要素数据集的坐标系统。

在垂直坐标系统上选择None，把XY容差改为lm，然后单击Finish。

在Catalog目录树中右键单击Merge，指向Import，选择
Feature Class(single)。

在弹出的对话框中,输入要素选择Merge_result.shp，并输入Merge_result作为输出要素类型名称。

单击OK，导入该shapefile。

关闭ArcCatalog，启动ArcMap。

2.这一步是要建立一个新的拓扑。

右键单击Catalog目录树中的Merge，指
向New，选择Topology。

在前两个面板单击Next。

第三个面板，把Merge_result旁边的小框里打钩。

在第四个面板单击Next。

在第五个面板单击Add Rule。

在出现的Add Rule对话框的Rule下拉菜单，选择“Must Not Have Dangles”（不能有悬挂点），单击OK。

单击Next，完成拓扑规则的设置。

创建新的拓扑后，单击Yes，使之生效。

3.确认结果保存在Merge要素数据集的名为Merge_Topology拓扑图层中。

在Merge_Topology的下拉菜单选择Properties，拓扑属性对话框有四个栏标。

General（常规）、Feature Classes（要素类）和Rules（规则）栏定义了拓扑规则。

单击Errors（错误）栏和Generate Summary（生成汇总信息）。

汇总报告中显示有96个错误,意味着Merge result有96个悬挂节点。

4.在Arcmap中插入一个新的数据顿，重命名为Task3。

Merge_Topology的
点错误是那96个悬挂节点，其中大多数为沿着两个州边界的节点，且都是可接受的悬挂节点。

只有这些沿着两个州公共边界的节点需做检查和必要情况下的修正。

把Merge要素数据集添加到Task3，同时把idroads. shp 和mtroads idm.shp两个图层也加载到Task3，这两个shapefiles都将作为检查和修正错误时的参考图层。

用不同颜色表示Merge_result，idroads 和mtroads_idtm，以便容易区分。

右击Merge_result，指向Selection，然后单击Make This The Only Selectable Layer。

5.现在，准备检查和修正Merge_result的错误。

确认Editor和Topology工
具条可以使用。

从Editor菜单选择Start Editing,选择MergeRoads.mdb作为数据库编辑数据。

有5个地方道路横穿蒙大拿-爱达荷的边界，这些地方以点错误的形式显示。

放大地图上部的第一个交叉口区域，直到看到一对悬挂弧段，弧段之间的距离大约是5.5m（用标准工具条上的Measure 工具测量距离）。

单击Topology工具条的Fix Topology Error Tool（修正拓扑错误工具），然后单击红色正方形，选中之后变为黑色。

单击Topology 工具条的Error Inspector，出现一个显示错误类型的报告单（如Must Not Have Dangles）。

使用Fix Topology Error Tool，并且右键单击黑色正方形。

下拉菜单有Snap、Extend、Trim工具修订错误。

选择Snap，出现Snap Tolerance方框，输入6m，两个正方形被接合到一起，形成一个正方形。

再次用右键单击正方形，选择Snap，正方形现在应消失。

注意：在Edit 菜单以及标准工具条中还可以使用Undo和Redo工具。

6.放大时，第二个点错误显示有125m的缝隙。

至少有两种方法修正该错误。

第一种是使用Fix Topology Error Tool的Snap命令，接合容差至少要设定为125m。

这里使用第二种方法，即常规编辑工具。

首先，设置编辑环境。

在Editor菜单里指向Snapping，选中并打开Snapping工具条。

其次，从Snapping下拉菜单选择Options，在General栏中，输入10为接合容差值，确认Snapping下拉菜单里Use Snapping被打钩。

在Editor工具条上单击Create Features按钮。

在Create Features窗口单击Merge_result，并选择Line 作为Construction工具，右键单击右边的正方形，指向Snap to Feature，选择Endpoint。

然后右键单击正方形选择Finish Sketch。

此时，缝隙被新的
线段桥接。

单击Topology工具条的Current Extent里的Validate Topology。

正方形符号消失，意味着被编辑点错误不存在了。

7.你可以用上述的两个选项来修正其他的点错误。

8.当穿越州界的所有不连接的点错误都被修正之后，在Editor菜单上选择
Stop Editing，保存编辑。

习作4：用拓扑规则确保两个多边形图层重合
所需数据：landuse.shp和soils.shp，基于UTM投影系统的两个多边形shapefile文件。

因为数字化的源地图不同，这两个shapefile文件的轮廊不完全重合。

该习作展示如何运用拓扑规则，用符号表示这两个shapefile之间的差异，以及如何用编辑工具修正不重合。

1.和习作3相似,第一步要准备一个个人geodatabase和要素数据集，在
ArcCatalog中，把landuse.shp和soils.shp作为要素类型导入要素数据集。

为避免锁定模式，先退出ArcMap，在ArcCatalog中，鼠标右键单击Catalog 目录树中的Chap7文件夹，指向New，选择Personal Geodatabase，把该geodatabase重命名为Land.mdb。

右键单击Land.mdb，指向New，选择Feature Dataset。

输入LandSoil作为该数据集的文件名，单击Next。

在弹出的对话框中选择Projected Coordinate System，导入landuse.shp作为新要素数据集的坐标系统。

选择None作为垂直坐标系，设置XY容差为
0.001m，并单击Finish。

右键单击LandSoil，指向Import，选择择Fcature
Class( multiple)，在弹出的对话框中，添加输入要素landuse. shp和soils. shp 为输入要素。

单击OK，并导入要素类( Feature Classes)。

关闭ArcCatalog，
启动ArcMap。

2.这一步是要建立新的拓扑。

在Catalog目录树里，右键单击LandSoil，指
向New，选择Topology。

在前两个面板单击Next，在第三个面板选中landuse和soils参与拓扑。

第四个面板让你为要素设置等级。

要素等级中高级别的要素移动的可能性小。

单击Next（因为该习作接下来的编辑操作不受等级的影响）。

在第五个面板中，单击Add Rule按钮，在上部的下拉列表中选择landuse；在Rule下拉列表选择“Must Cover Each Other”；在下部的下拉列表中选择soils，单击OK，退出Add Rule对话框。

依次单击Next和Finish，完成拓扑规则的设置。

新的拓扑已经建立，单击Yes，使之生效。

3.在ArcMap中插入一个新的数据帧，并重命名为Task4。

两个shapefiles
不能完全重合的区域即存在面积错误。

在Task4添加LandSoil用不同颜色的轮廓符号显示landuse和soils。

放大显示区域错误，两个要素类之间的差异大多在1m之内。

4.在Editor菜单选择Start Editing，再在Topology工具条，单击Fix Topology
Error Tool，拖动方框选择每个区域错误，所有的区域错误变黑。

右键单击任一黑色区域，选择Subtract。

该命令通过消除两要素类型的非公共区域。

换言之，编辑之后，该命令确保被LandSoil图层覆盖的区域范围都有来自于两个要素类型的属性数据。

5.在Editor下拉菜单选择Stop Editing，保存编辑。