ArcGIS实验指导

ArcGIS实验指导
实验1使用ArcMap浏览地理数据
一、实验类型
验证型
二、实验目的与要求
1、实验目的
熟悉ArcGIS系列软件的构成，学习地理数据浏览及查询的方法
2、实验要求
(1)了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。

(2)认识ArcMap 图形用户界面。

(3)通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。

(4)掌握GIS中的基本查询操作，加深对其实现原理的理解。

(5)初步了解设置图层显示方式－图例的使用。

三、上机准备
1、实验室安装ArcGIS9.0。

2、熟悉ArcGIS课堂演示的相关部分内容。

四、实验内容
1、显示图层,了解地图文档、数据组和图层的概念。

2、查询地理要素
3、根据属性选择要素
4、使用空间关系选择地理要素
五、实验步骤
1、启动ArcMap；
2、打开提供的实验1数据中的Redlands.mxd(File>>Open);
3、显示没有打开的图层；
4、通过图形点击的方式查询地理要素；
5、打开图层的属性表；
6、设置并显示地图提示信息;
在图层列表中(TOC), 右键点击图层－Donut Shops 的名字，然后点击“属性”命令。

在出现的属性对话框中，点击“字段”选项页。

通过设置主显示字段来设定地图提示信息的对应字段。

你可以指定任一个属性字段作为地图提示字段。

默认情况下，ArcGIS使用字段“Name”作为地图提示字段。

你可以改变为其它的字段。

7、根据要素属性设置图层渲染样式；
在图层列表(TOC)中，右键点击图层－Streets，点“属性”菜单命令。

在出现的图层属性对话框中，点击“符号”选项页。

在对话框的左边区域，有地图渲染方式列表。

点击“类别”，依次点击“唯一值”。

在“值字段”下的下拉列表中，选择字段“CLASS”。

8、根据属性选择要素
执行菜单命令<选择>－> <通过属性选择>。

通过构造表达式：Select * From Street WHERE ”STR_NAME”=”I 10”, 可以从数据库中找出第10号州际公路。

9、使用空间关系选择地理要素
执行菜单命令“选择”>>“通过位置选择”。

在“位置选择”对话框中，对过选择操作，形成如下的一个表达式，“我想要从图层――Donut Shops 中选择要素，这些要素位于距图层――Street 中被选中的要素1000米的区域内”。

选中检查框“对要素进行缓冲区操作”，
缓冲距离设为1000米。

10、退出ArcMap
执行菜单命令File>>Exit 关闭ArcMap。

点击No ，如果系统提示保存修改(save changes)。

六、实验报告
做出书面报告，包括原理、过程和结果。

具体内容如下：
1. 学习本实验预备知识相关材料，结合GIS原理总结ArcGIS Desktop 主要特点。

2. GIS 中两种基本查询的原理是什么？
3. 回答如下问题：
a) 在ArcMap中, 打开Redlands.mxd。

街道名称为“NEW YORK”的是什么类型的道路？Local street（本地街道）Minor street（次要街道）Interstate（州际道路）Major street （主要街道）
b) 在ArcMap中, 打开Redlands.mxd 。

在Railroads图层中有多少条铁路线？
实验2 空间数据库管理及属性编辑
实验2 空间数据库管理及属性编辑
一、实验类型
验证型
二、实验目的与要求
1、实验目的
学习空间数据的数据库存储、属性编辑及点坐标文件生成矢量图层的方法。

2、实验要求
(1)利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabase空间数据库模型的有关概念。

[font=ˎ]
(2)掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。

[font=ˎ]
(3)掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。

三、上机准备
1、实验室安装ArcGIS9.0。

2、熟悉ArcCatalog基本操作及Geodatabase相关内容。

四、实验内容
学习空间数据的数据库存储、属性编辑及点坐标文件生成矢量图层的方法
五、实验步骤
1、启动ArcCatalog打开一个地理数据库(实验2数据中的National.mdb)；
2、预览地理数据库中的要素类;
3、创建缩略图，并查看元数据；
4、创建个人地理数据库(world.mdb，将esri自带的cities和country两个主题数据导入)；
5、在数据库中，创建一个feature class（公交站点pot）和一个table（公交线路line），并添加一些点要素（在pot中，其中一个字段为站点的名称）和公交线路信息（在line中，添加一些记录，一个字段为公交站点，另一个为公交线路）。

6、创建关系类：在world.mdb中，创建国家和城市的关系类，并创建公交站点和公交线路的关系类，并通过查询验证所建关系的正确性。

选做：
（1）关系类的应用
A 在ArcMap中浏览一个要素的关联对象
B在要素属性表中浏览一个对象的相关联对象（Option>>Related Tables）
C在ArcMap中使用关联字段。

在要素类和相关的要素类或表中创建一个连接，就可以使用
相关联的要素类或表中的字段添加到要素层中，并可对地图进行标注、符号化及要素查询。

（在TOC中右键单击要素层，选择Joins and Relates中的Join命令，进行相关设置。

）（2）创建注释类和产生连接要素的注释，体会注释（注记）和标注的区别。

7、导入GPS数据，生成图层。

[工具] >>[添加XY数据]，在“添加XY数据”窗口中，选择已添加的XY数据表，指定X 坐标字段（东经）和Y坐标字段（北纬），按“编辑”按钮，选择坐标系统。

一般GPS系统采用的坐标系统为WGS_1984。

在图层控制面板（TOC）中，右键选中根据GPS数据文件生成的事件图层。

在出现的菜单中，执行[数据]>>[导出数据]命令。

六、实验报告
实验报告应包括以下内容：
1) 阐述基本原理和概念(要素类、要素数据集)
2) Geodatabse 空间数据库模型的特点。

3) 1:M 空间查询的实现原理及应用实例。

实验3 影像配准及矢量化
实验3 影像配准及矢量化
一、实验类型
验证型
二、实验目的与要求
1、实验目的
学习地图数字化及其编辑的方法。

2、实验要求
(1)利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准
(2)编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。

三、上机准备
1、实验室安装ArcGIS9.0。

2、熟悉地图数字化的一般流程。

四、实验内容
地图配准；地图分层数字化。

五、实验步骤
1、地形图的配准－加载数据和影像配准工具；
所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。

l 打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。

l 把需要进行配准的影像增加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具栏中的工具被激活。

在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。

通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。

一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。

l 在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。

l 使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如下图所示：
l 用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。

点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。

注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以
备使用。

实验4 空间数据处理
实验4 空间数据处理
一、实验类型
验证型
二、实验目的与要求
1、实验目的
学习空间数据处理的常用方法及ArcGIS中地图投影的设置、变换和应用
2、实验要求
(1)掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。

领会其用途。

(2)掌握地图投影变换的基本原理与方法。

(3)了解地图投影及其变换在实际中的应用。

三、上机准备
1、实验室安装ArcGIS9.0。

2、了解空间数据处理的概念，具备地图投影的基础知识。

四、实验内容
1、裁剪要素。

（ArcToolbox>>Analysis Tools>>Extract>>Clip）
2、拼接图层。

（ArcToolbox>>Data Management Tools>>General>>Append）
3、要素融合。

（ArcToolbox>>Data Management Tools>>Generalization>>Dissolve）
4、矢量数据叠置分析：图层擦除(Erase)、识别图层(Identity)、交集操作(Intersect)、对称区别(Symmetrical Difference)、图层合并(Union)、修正更新(Update)。

（ArcToolbox>>Analysis Tools>>overlay）
5、定义地图投影。

（ArcToolbox>>Data Management Tools>>Projection and Transfermations）。

五、实验步骤
1、启动ArcMap，执行菜单命令：<工具>－><选项>，在“空间处理”选项页里，点击“环境变量”按钮，在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为某一目录，如e:\gisdata；
2、在ArcMap中，添数据GISDA TA\XXX.shp，添加数据GISDA TA\Clip.shp （Clip 中有若干个要素）激活Clip图层。

选中Clip图层中的一个要素。

ArcToolbox>>Analysis Tools>>Extract>>Clip。

3、在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的几个图层，拼接图层ArcToolbox>>Data Management Tools>>General>>Append，结果为app。

4、在拼接图层的基础上继续，执行“融合”命令，输入要素：指定为app。

融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，app图层中“所属州”相同的要素将合并成一个要素；ArcToolbox>>Data Management Tools>>Generalization>>Dissolve。

5、图层合并（ArcToolbox>>Analysis Tools>>overlay>>union）
（1）在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据GISDATA\西双版纳森林覆盖.shp 和GISDA TA\西双版纳县界.shp
（2）调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方
（3）打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“联合”命令
在联合对话框中
输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层
输出要素类：设置为Union.shp
在实验报告中说明：勐海县的总面积是多少平方公里？其中有森林覆盖的区域面积是多少？
没有森林覆盖的区域面积是多少？
6、图层相交（ArcToolbox>>Analysis Tools>>overlay>>intersect），对以上操作执行相交操作，体会不同。

7、自己创建数据，练习图层擦除（Erase）、识别叠置（Identity）、对称区别（Symmetrical Difference）、修正更新（Update）操作的含义，在报告中说明。

补充：
（1）栅格数据的裁切（ArcToolbox>>Spatial Analyst Tools>>Extraction>>可以用圆形、点、多边形、矩形、已有的数据来裁切栅格数据）。

（2）栅格数据的提取（Data Management Tools>>Raster>>Mosaic To New Raster）。

（3）根据属性，对栅格数据提取（Spatial Analyst Tools>>Extraction>>Extraction by Attributes）和矢量数据提取（Analysis Tools>>Extract>>Select）。

8、数据处理及定义地图投影的一个综合应用
A 背景
由于空间数据（包括地形图与DEM）都是分幅存储的，某一特定研究区域常常跨越不同图幅。

当要获取有特定边界的研究区域时，就要对数据进行裁切、拼接、提取等操作，有时还需要进行相应的投影变换。

B 要求
白水县跨两个1：25万图幅，要求提取白水县行政范围内的DEM数据，将数据转换成高斯-克吕格投影系统（Xi`an 1980 GK Zone 19）。

C 工作流程
[font=ˎ]
在实验报告中说明菜单、工具等的调用情况。

六、实验报告
将实验步骤地要求写入实验报告。