ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程(汤国安,杨昕编著)思维导图
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第3章 空间数据的采集与组织解析
图3.11 利用Clean来建立拓扑关系
3.2.3 定义Coverage的坐标系统
在Coverage Properties对话框（Projection选项卡） 中，通过Define按钮定义或修改坐标系统。
a 图3.12 定义Coverage的坐标系统
b
3.2.4 Coverage维护操作
维护操作包括修改Coverage的控制点和范围、设置 Coverage的容限、添加、修改、删除属性项、添加和去除 索引、创建Coverage的关系类等。
在Shapefile Properties对 话框（ Indexes 选项卡）中， 选中要建立索引的属性，删除此 索引只要取消属性的选中即可。 如果Shapefile还没有空间 索引，在Spatial Index选项组 中单击Add按钮创建空间索引， 如果需要删除已有的空间索引， 单击Delete按钮。单击Update按 钮，可以更新空间索引。
图3.9 选择新建拓扑操作的地理要素类
（1）Build
Build在确定Coverage的同时，需要选择建立拓扑关 系的空间要素类型。Bulid后的Coverage仍保持原来属性 表中的数据项，但不保留关联特性。 在Build对话框中，根据需要改变建立拓扑关系的 Feature class或者Anno subclass即可。
当创建一个新的shapefile时，必须定义它将包含的 要素类型、这些要素是否表示路线以及这些要素是否将是 三维的。在shapefile 创建之后，这些性质不能被修改。
汤国安简介
汤国安
汤国安，男，1961年6月出生，浙江宁波人。教授，博士生导师。1982
年本科毕业于西北大学地理系自然地理专业，而后获西北大学地图学与遥感专业硕士学位并留校任教，1995年赴奥地利萨尔茨堡大学留学并于1998年获该校地理信息系统专业博士学位，2001-2003年在西北大学地质学系从事博士后研究，现任南京师范大地理科学学院副院长，地理信息科学江苏省重点实验室副主任，虚拟地理环境教育部重点实验室副主任，兼任中国地理信息系统协会教育专业专业委员会主任，中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会副主任委员等学术职务。
汤国安教授的主要研究方向为GIS空间分析技术、数字地面模型及数字地形分析、空间数据不确定性以及黄土高原地形信息图谱等。主要科研成果主要表现在：（1）基于GIS与DEM的数字地形分析。提出了一整套利用DEM进行数字地形分析的理论、方法与技术路线；（2）空间数据不确定性研究。对DEM 地形描述误差的形成条件、空间分布特征、数学模拟方法等一系列问题进行了深入的研究，分析了DEM 分辨率及地形复杂度对地形描述及应用精度的影响。（3）黄土高原数字地貌研究。提出了黄土高原地形信息图谱研究的理论方法，并以地面坡谱为切入点，深入研究黄土高原地面坡谱的组成、类型与坡谱的尺度效应，深化DEM 在地貌模式识别中的应用；汤国安教授先后主持了包括一项国家自然科学基金重
点项目、多项面上项目，国家863项目在内的多项国家级的科学研究项目。在科学出版社、Springer Press出版了7部研究著作，在国内外重要的学术刊物与高等级国际会议论文集上发表研究论文80余篇，其中SCI、EI索引20余篇。获得包括国家教学成果奖二等奖、省部级科学技术奖在内的多项科研教学奖励，所主持的《地理信息系统课程》获国家级精品课程及国家双语教学示范课程，2009年获国家教学名师称号。
基于ArcGIS实现农村乱占耕地建房摸排图斑的提取
1 引言
耕地是人类赖以生存和发展的基础，然而城镇化扩张、大型重点项目工程招商引资、村民建房、养殖场建设都要占用一定的耕地，对耕地实施最严格的保护是眼前的一项重要工作。中央领导同志对农村乱占耕地建房问题多次作出重要批示，自然资源部印发《农村乱占耕地建房问题摸排工作方案》，各省市紧急研究开展工作，山西省各市、县（区）利用2020年中秋节日，外出人员返乡，利于开展工作的时间段，全面开展摸排工作。省、部级未下发摸排图斑，县自然资源局需要根据已有的二调数据、三调数据、农村宅基地数据、用地管理信息等先提取出疑似图斑，先做摸排工作，并按省级要求的时间公示。县级技术支撑单位要快速提取疑似农村乱占耕地建房图斑，为此，制定了实施方案，采用ArcGIS 软件中多种工具组合实现了疑似图斑提取，供乡镇和村级开展初步摸排工作。
2 农村乱占耕地建房整治专项行动摸排图斑的定义
占用的耕地是指2013年以来占地建房之前的地籍数据为耕地。即第二次全国土地调查成果为耕地且未依法依规变更用途或现状为应按耕地管理的土地，以及二调后各年度通过土地整理复垦开发等途径新增加的耕地或按耕地管理的土地。
乱占耕地建房指没有合法合规用地手续或用地手续不全，占用上述各类耕地建设房屋。摸排对象类型分为住宅
类、公共管理和公共服务类、产业类。
摸排图斑为全县范围内2013年以来各类占用耕地建设的没有合法用地手续的房屋。设置住宅类、公共管理和公共服务类、产业类三张信息采集表，通过国土调查云平台外业采集要素照片，按照属地管理，各级要切实履行主体责任，实行市、县、乡、村四级主要领导“双签字”负责制，从严审核把关摸排结果，确保摸排成果全面、真实和准确。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》
3）建立一个给定环个数和间距的分级缓冲区 （An multiple buffer rings ）
一、缓冲区分析
1） 2） 3）
图7.2 缓冲区建立的三种方式
一、缓冲区分析
在ArcGIS中完成缓冲区的建立时需要注意的：
图7.11 均匀插值操作
二、叠置分析
5）图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持 来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用 的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应 该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学 角度来表示就是：
{x x AUB}
第七章 矢量数据的空间分析
主要内容
• 缓冲区分析 • 叠置分析 • 网络分析
一、缓冲区分析
1. 缓冲区的基础
缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务 范围在尺度上的表现，是给定空间对象或集合后获得 的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区 建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓 冲区可以定义为：
三、网络分析
4. 网络分析的基本功能
1）应用方面——一般网络分析的基本功能 2）原理方面——ArcGIS中网络分析的基本功能
实验4-1 GIS空间分析(空间分析基本操作)
实验4-1、空间分析基本操作
一、实验目的
1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。
2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、 栅格重分类(Raster Reclassify)、 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、 面积制表（Tabulate Area）、 分区统计(Zonal Statistic)、 缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、 栅格单元统计（Cell Statistic）、 邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。
3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。
二、实验准备
预备知识：
空间数据及其表达
空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分 。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。
在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。
空间分析
空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。
[ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程实习教材].汤国安.扫描版
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实例与练习
练习1：某地区地块的拓扑关系建立
1． 背景：拓扑关系对于数据处理和空间分析具有重要意义，拓扑经常应用于地块查询、
土地利用类型更新等。
2． 目的：通过本例，让读者掌握创建一个要素数据集的拓扑关系的整个流程，并对创建
拓扑后的一些工作，如拓扑错误检测、拓扑错误修改、拓扑编辑等基本操作有一个较全面的了解。
3． 要求：在Topology 数据集中导入上述两个Shapefile ，建立该要素数据集的拓扑关系，
使拓扑生效后检测拓扑错误，修改拓扑错误，最后进行拓扑编辑。
4． 数据：Blocks.shp 、Parcels.shp ，存放在…/ChP3/Ex1中,请将其拷贝到E ：/ChP3/Ex1。
结果数据存放于…/ChP3/Ex1/Result 中。
5． 操作步骤：
（1）创建地理数据库
1） 在ArcCatalog 树中，右键单击Result 文件夹，单击New ，单击Personal Geodatabase ，
输入所建的地理数据库名称：NewGeodatabase 。如图1所示。在新建的地理数据
库中创建要素数据集，如图2所示。
打开New Feature Dataset 对话框，如图3所示。将数据集命名为：Topology 。 图1创建地理数据库 图2创建要素数据集
2）
3）单击Edit按钮，打开Spatial Reference属性对话框，如图4所示。
图3 New Feature Dataset对话框图4 Spatial Reference属性对话框
4）单击Import按钮，选择要与之具有相同坐标系统的数据集：Blocks.shp或Parcels.shp，如图5所示。
地理信息系统-第一章-导论
安徽农业大学林学与园林学院
理论方面：
参考教材
1. 地理信息系统，陆守一，高等教育出版社，2004 2. 地理信息系统，邬伦等，科学出版社，2001 3. 地理信息系统基础，龚健雅，科学出版社，2001 4. 地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社，2002 5. 地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社， 2009
10/16/2020
2. 地理信息的特征
空间特征
信息与坐标位置联系在一起，使 信息具有空间维（二维、三维）
。
空间数据、几何数据、图形数据
属性特征 属性数据
同一XY位置上具 有多个专题的信息 结构（属性维）。
时序特征
10/16/2020
随时间而动态变化 （时间维）。
1) 空间特征
是GIS区别于其它系统的根本特征
10/16/2020
一、地理信息
1. 定义 地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地表
物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。
人类活动所接触到的信息中，约有80%信息与地理位置和空间 分布有关； 在政府部门所接触到的信息中，有85%信息与地理位置和空间 分布有关。
GIS在国家信息化中将扮演着非常重要的角色。
信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数字、符号、声音、图象等形式 记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
ArcGIS空间分析最新版本ppt课件
.
一个输入的高程数据集和一个输出的 等值线数据集。其中等值线密集的地 区表明了地势的陡峭。它们对应的地 区拥有较高的高程（在输入的高程数 据集中的白色部分）。
表面生成 的坡度图
高程点插值成高程表面
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统计分析
统计分析功能 单元统计cell statistics 邻域统计 neighborhood statistics 分区统计 zonal statistics
三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间 查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、 体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山脊、山谷及可视域分 析等。
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ArcGIS空间分析模块
ArcGIS空间分析模块
空间分析模块 （spatial analysis）
3D分析模块 3D analyst
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缓冲区分析
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缓冲区分析
距离或邻近分析 缓冲距离参数可以是常数或变量
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缓冲区分析
.
缓冲区分析
ArcToolbox 界面
.
矢量数据空间分析
矢 量 分 析
缓冲区 分析
空间 处理
（buffer）
(Geoprocessing)
叠置分析 (overlay)
数据融合 数据合并 数据裁切 图层擦除 识别叠加 交集操作 图层合并 (dissolve)（merge） （clip） （Era. se）（Identity（）Intersect）（Union）
arcgis地理信息系统空间分析实验教程第1章导论
• 考核办法
– 出勤+作业+上机考试
主要内容
• 地理信息系统 • GIS空间分析 • ArcGIS9概述
一、地理信息系统
• 基本概念
– 在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层 空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、 运算、分析、显示和描述的技术系统
三、ArcGIS9概述
• 体系结构 • 数据模型 • ArcGIS9新功能 • ESRI简介
ArcGIS简介
• ArcGIS是一个全面的、可伸缩的GIS平台， 为用户构建一个完善的GIS系统提供完整的解 决方案，ArcGIS9由ESRI在2004年推出 ， 由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成
基于SOAP的Web services和Web应用，包含在企业和Web框架 上建设服务端GIS应用的共享GIS软件对象库
• 嵌入式GIS：ArcGIS Engine，应用于ArcGIS Desktop 应用框架之外的嵌入式ArcGIS组件
• 移动GIS：实现简单GIS操作的ArcPad和实现高级GIS复 杂操作的Mobile ArcGIS Desktop System
– 桌面GIS（ Desktop GIS ） – 服务器GIS (Server GIS) – 嵌入式GIS（ Embedded GIS ） – 移动GIS (Mobile GIS)
《GIS空间分析》课件
案例启示：GIS空间分析 在环境保护与生态修复 中具有重要作用，可以 帮助我们更好地保护生 态环境。
案例背景：某城市发生重大突发事件，需要快速响应和处置 应用GIS空间分析：利用GIS技术进行灾害评估、救援路线规划、资源调配等 案例效果：提高了应急响应效率，降低了灾害损失 案例启示：GIS空间分析在公共安全与应急管理中具有重要应用价值
物流业：利用GIS分析，优化 运输路线和配送时间
零售业：通过GIS分析，优化 门店选址和商品配送
房地产：通过GIS分析，评估 地块价值和投资回报
城市规划：利用GIS分析，优化 城市布局和基础设施建设
ArcGIS：全球领先的GIS 软件，提供丰富的空间分 析工具，如缓冲区分析、 网络分析等。
QGIS：开源的GIS软件， 功能强大，支持多种数据格 式，适合中小型企业和个人 使用。
城市规划：用于城市规划、交通规划、土地利用规划等 环境监测：用于环境监测、生态保护、灾害预警等 资源管理：用于资源管理、矿产资源勘探、水资源管理等 商业应用：用于商业选址、市场分析、客户分析等
空间数据采集： 通过遥感、地理 信息系统等手段 获取空间数据
空间数据处理： 对空间数据进行 整理、分析、处 理，形成可用的 空间数据
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汇报人：PPT
01
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程(汤国安,杨昕编著)思维导图
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程重点
《A r c G I S地理信息系统空间分析实验教程》重点(自制)(总5页)
--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--
--内页可以根据需求调整合适字体及大小--
第一章
1.地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
2.地理信息系统的主要组成部分：硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。
功能分为以下五个方面：
①数据采集与输入；②数据编辑与更新；
③数据存储与管理；④空间数据分析与处理；
⑤数据与图形的交互显示。
世纪GIS应用新的发展趋势：网络GIS、组件式GIS、虚拟现实GIS、时态GIS、互操作GIS、3S集成。
5.对基于GIS的空间分析的理解不同的角度和层次：
①按空间数据结构类型；②按分析对象的维数；
③按分析的复杂性程度。
第二章
的基础模块：ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing。
地理处理框架：具有强大的空间数据处理和分析工具，包括地理处理工具的集合和模型构建器。
第三章
1.空间数据采集：是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以识别处理的数字形式。
2.数据组织：就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程，
中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。
4.地理数据库：是按照层次型的数据对象来组织地理数据。
5.要素类：是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。
汤国安《地理信息系统》(第2版)笔记和典型题(含考研真题)详解
汤国安《地理信息系统》（第2版）笔记和典型题详解第1章绪论
一、地理信息系统的基本概念
1信息、地理信息
（1）信息和数据
①信息
信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，是生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
②数据
数据是一种未经加工的原始资料。数字、文字、符号、图像都是数据。
③信息和数据的关系
信息具有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。信息来源于数据。
（2）地理信息
①地理信息的定义
地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
②地理数据的定义
地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。
③地理空间分析的三大基本要素
空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素
a．空间位置数据描述地物所在位置。
b．属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。c．时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。
（3）地理信息的特征
地理信息除了具有信息的一般特性外，还具有以下独特特性：
①空间分布性
地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式的特点，其属性表现为多层次，因此地理数据库的分布或更新也应是分布式的。
②数据量大
地理信息既有空间特征，又有属性特征，此外地理信息还随着时间的变化而变化，具有时间特征，因此其数据量很大。
第二讲ACGIS空间数据的可视化表达
1. ArcMap制图版面设置
在此对话框中进行一系列的设置。 注意：如果选中了Use Printer Paper Setting复选框，我们的设置是按照打印机或绘图机的纸张来设置地图的图名尺寸。如果不选，就是按照标准图纸尺寸或用户要求进行自由设置。
1. ArcMap制图版面设置
3. 分级符号标示数据
3. 分级符号标示数据
完成设置后，点确定得到的结果如图：
比率符号、点值符号的设置过程同分级符号化相似。
4. 组合符号来标示地图
在实际应用中，仅针对单个要素属性进行符号设置是不够的，比如道路数据层中既包含了道路的等级，又包含了道路的运输量；城镇数据层中既有城镇的人口数量，又包含了城镇的行政等级、绿化面积等。此情况下就需要使用组合符号表示方法。操作步骤如下： 在内容表上右击Province图层，点取Properties命令。 点取Symbology标签。 点击Multiple Attributes下面的Quantity by category，在Value Field中选择Area，将全部Area值加进来。
3. 地理坐标格网设置
4. 地图整饰操作
地图整饰操作主要包括图名、图例、比例尺、指北针等。具体操作如下： （1）在窗口主菜单，单击Insert命令，打开下拉菜单。
（2）分别点取需要加入的要素，进行具体的设置操作。 （3）如果需要对它们进行修改，在需要修改的要素上双击左键，弹出对话框，进行修改。在此不作赘述。
2024版《ArcGIS教程》PPT课件
01 ArcGIS
Chapter
软件背景及功能
01
02
03
04
用于城市空间布局、交通规划、公共设施
选址等。
城市规划
应用于环境监测、生态评估、自然保护区规划等。
环境保护
支持灾害风险评估、应急响应、灾后重建等。
灾害管理
用于精准农业、农业资源管理、农业气候分析等。
农业领域
应用领域与案例
01
ArcGIS界面包括菜单栏、工具栏、图层窗口、属性窗口等部分。020304
常用操作习惯包括
使用快捷键、定制
工具栏、保存工作
空间等。
图层管理是关键操
作之一，涉及添加、
删除、调整图层顺
序和透明度等。
属性表编辑也是常
用操作，用于查看
和编辑空间数据的
属性信息。
界面布局及操作习惯
02数据管理与处理
Chapter
数据类型及格式支持
栅格数据
矢量数据以像素为单位的图像数据，支持
GeoTIFF、ERDAS Imagine
式。
属性数据
导入数据
导出数据
数据转换
03
02
01
数据导入与导出方法
数据编辑与整理技巧
编辑工具
属性表编辑
拓扑处理
数据裁剪与合并
03
地图制作与可视化Chapter
图层操作
包括图层的添加、删除、重命名、调整顺序、设置可见性等基本操作，以及图层的属性设置、符号
化、标注等高级操作。
图层概念
图层是地图的基本组成单元，用于组织和管理空间数据，每个图层代表一种地理要素或现象。
图层属性
图层属性包括空间范围、坐标系统、数据格式、字段信息等，可以通过图层属性窗口进行查看和
修改。
地图图层概念及操作
符号化表达方法
符号类型
ArcGIS提供了丰富的符号库，包括点
符号、线符号、面符号等，用于表达
不同地理要素的形状、颜色、大小等
特征。
符号设置
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