7 地理信息系统练习教程第七章
地理信息系统(第二版)-第七章
行政区划专题图
6、立体透视显示 GIS的立体透视显示可以实现多种地形 的三维表达，常用的包括立体等高线图、 线框透视图、立体透视图以及各种地形模 型与图像数据叠加而形成的地形景观等。 • 立体等高线模型 • 三维线框透视模型 • 地形三维表面模型
三维模型
叠加河流网络后的三维模型
第四节、电子地图系统简介
第七章
地理信息可视化及GIS产品 输出
桂林理工大学博文管理学院建筑工程系
地理信息系统可视化是以地理信息科 学、计算机科学、地图学、认知科学、信 息传输学与地理信息系统为基础，并通过 计算机技术、数字技术、多媒体技术，动 态、直观、形象地表现、解释、传输地理 空间信息并揭示其规律，是关于信息表达 及传输的理论、方法与技术的一门学科。
4、图面配置 图面配置是指图面内容的安排。 在一幅完整的地图上，图面内容包括 图廓、图名、图例、比例尺、指北针、制 图时间、坐标系统、主图、副图、符号、 注记、颜色和背景等内容。 一般情况下，图面配置应该主题突出、 图面均衡、层次清晰、易于阅读，以求美 观和逻辑的协调统一而又不失人性化。
可视化表现形式
地形剖面图
5、专题地图显示
专题地图，是在地理底图上，按照地图主题 的要求，突出、完善地表示与主题相关的一种 或几种要素，使地图内容专题化、形式各异、 用途专门化的地图。 专题地图有下列三个特点： 1. 专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素 特别完备而详细地显示，而其他要素的显示较 为概略，甚至不予显示。 2. 专题地图的内容广泛，主题多样。 3. 专题地图不仅可以表示现象的现状及其分布， 而且能表示现象的动态变化和发展规律。
非空间信息可采用统计图表表示。 统计图将实体的特征和实体间与空间 无关的相互关系采用图形表示，将与空间 无关的信息传递给使用者，使得使用者对 这些信息有全面、直观的了解。 统计图常用的形式有柱状图、扇形图、 直方图、折线图和散点图等。
“地理信息系统教程”习题
“地理信息系统教程”习题第一章绪论1.什么是地理信息系统?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?2.地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些?3.地理信息系统中的数据都包含哪些?4.地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么来区分的?5.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的?6.地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为一门科学?7.试举例说明地理信息系统的应用前景。
（2005年复试时考过，大题25分）8.GIS近代发展有什么特点? （2005年复试时考过）9．城市发展规划中应用GIS的意义有哪些?10．城市公用事业管理中应用GIS的迫切性有哪些?11．你认为地理信息系统在社会中最重要的几个应用领域是什么？给出一些项目例子。
12．你认为地理信息系统与自己的生活有关系吗？请举例说明。
13．你认为地理信息系统在政府决策中应该起什么作用？GIS应该具备什么条件？14．地籍GIS有些什么特点？GIS功能应如何扩展？第二章空间数据结构1．GIS的对象是什么? 地理实体有什么特点? （2004年时考过名词解释）2．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据. （2004年时考过名词解释）3．空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构描述。
4．矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？（九几年时考过，忘了哪一年了）5．矢量数据在结构表达方面有什么特色？6．矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。
7．栅格数据的运算具有什么特点？（2005年时考过，和另一个一起出的）8．栅格与矢量运算相比较各有什么特征？（九几年时考过，忘了哪一年了）9．矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？10．请说明八*树表示三维数据的原理。
11．三维空间的边界如何表示？你还能给出其它方法吗？第三章空间数据库1．数据库主要有哪几个主要的结构成分？2．数据库是如何组织数据的？（2005年考过）3．DBMS的作用是什么？4．地理实体如何存放在数据库里？5．请简要说明层次模型、网状模型、和关系模型的结构特点。
地理信息系统第七章
7.1 空间信息与可视化
是指地理空间的信息. 可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技 术，它的过程是一种转换，它的目的是将原始数据转 化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把握住 地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递 和接收它们。
地理信息系统第七章
一、空间信息可视化 是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术， 将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数 据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、 文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互 处理的理论、方法和技术。
地理信息系统第七章
示。
二、专题地图的分类
地图分类的标志很多,就专题地图而言,主要有按内容、 按数据特征、按内容概括程度和按用途分类。
1、按内容分类
专题地图按其内容的专题性质,通常可分为三个基 本类型:即自然地图、人文地图和其它专题地图。 每一类地图又可细分为若干种。
(1) 自然地图可分为:
地势图、地质图、地球物理图、地貌图、气象气候图、 水文图、土壤图、植被图、动物地理图、 综合自然
紫色的联想
具象联想
葡萄 茄子 紫丁香 紫罗兰
抽象联想
病态、幽婉、优雅气质、 女性化的、 浪漫情调、 高贵、权威、内向、 神秘、文静、
地理信息系统第七章
黑色的联想
具象联想 黑夜 煤炭 墨 丧事 黑伞
抽象联想
庄重、科技、重量感、 严肃、 深沉、 压迫感、 死亡、黑暗、罪恶 恐怖、悲哀、坚实 忧郁
地理信息系统第七章
▪合成型图
▪综合型图
地理信息系统第七章
二、专题内容的表示方法
1、点状分布要素的表示方法—定点符号法 概念：是采用不同的形状、颜色和大小的符号，表
地理信息系统教程答案
“地理信息系统教程"习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息?它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别：信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算,数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
即不随载体的物理设备形式的改变而改变。
信息可以离开信息系统而独立存在,也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关,并随载荷它的物理设备的形式而改变。
数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。
不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息.2.什么是地理信息系统(GIS）?与地图数据库有什么异同？与地理信息的关系是什么?GIS定义：GIS是一个发展的概念。
不同领域、不同专业对GIS的理解不同,目前没有完全统一的被普遍接受的定义.定义①:是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科,它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。
定义②：是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题为主要任务的计算机系统.定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。
CH7-B
关系指的是实体之间的联结。
一般地，实体和属性是数据库的存储对 象，而关系是数据库所要进行的查询操作。
（3）、E-R图示例(大学数据库 )
多值属性 联系型 姓名 性别 讲授课程 年龄 职称 教师 名称 编号 地点 邮编 工资 市 地址 学校 信箱 单位 所属教研室
返回
所属系
N
T_S_C T_D 1 学生 姓名 年龄 性别 N 年级 S_D 1 名称 编号 系 地点
教研室
N B_D 1
系主任
3、空间E-R方法
1）、空间实体及其表达
Calkins 定 义 了 三 种空间实体类型
一般空间实体
用单个特定 矩形框表示
多空间尺度表达的实体
如道路既可以表达 为线，也可以表达 为面，用两个交叠 的特定矩形框表示
多时段表达的实体
如10年的土地利用， 用三个重叠的特定 矩形框表示
层次模型
网状模型
关系数据模型
它将数据的逻辑结构归结为 满足一定条件的二维表（关 系），一个实体由若干关系 组成，而关系表的集合就构 成了关系模型。
主要用来进行属性 数据表的设计。
二、混合数据模型
混合数据模型指在空间数据库建设中，采用将空间图形数据和相关联的 属性数据分离开来管理的模式，空间数据与属性数据通过关键字连接。
多边形编号 Polygon1 Polygon2 …… 线段编号 Line1 Line2 …… 线段编号 Line1、2、3、…… Line5、6、7、…… …… 结点编号 Node1、2、3、…… Node3、4、5、…… …… 结点编号 X坐标 Y坐标 属性项
Node1
Node2 …… ……
由于关系连接运算相当费时，该方 法在空间对象处理显示方面效率很低。
地理信息系统实习教程第七章
第七章栅格数据生成和显示1 栅格型数字高程模型的生成打开地图文档\gis_ex09\ex07\ex07.mxd，激活data frame1，可见到二个图层：线状图层“边界”和点状图层“高程点”（见图7-1），高程点为地形高程的样本点，打开要素属性表“Attribute of 高程点”，该表有HEIGHT 字段存储样本点的高程值，关闭属性表。
选用主菜单Tools / Extensions…，勾选Spatial Analyst，按Close 键结束，栅格分析模块Spatial Analyst 被加载，在主菜单View / Toolbars 下勾选Spatial Analyst，窗口中增加了一个栅格分析工具条。
图7-1 data frame1 显示选用菜单Spatial Analyst / Options…，设置Spatial Analyst 的初始化选项，分别有General，Extents，Cell Size 三个标签：（1）General 标签Working：D:\gis_ex09\ex07\temp\ 鼠标展开选择Spatial Analyst 的工作路径Analysis mask：<None> 不选，本练习暂不考虑Analysis Coordinate System：● Analysis output will be saved in the same coordinate system as the input (or first raster input if there are multiple…点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同（2）Extents 标签Analysis extent：Same as Layer：“边界”下拉选择图层。
新产生栅格限定在该图层的空间范围内（3）Cell size 标签Analysis cell：As Specified Below 下拉选择Cell size：25 键盘输入栅格单元的大小Number of Rows: 200 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数Number of Columns: 280 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数按“确定”键，完成初始化设置。
7.地理信息系统
中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍1.课程描述（中英文）：本课程为地球信息科学与技术专业的专业知识课程。
课程主要讲授地图学的基本理论和地理信息系统的基本概念，地理信息系统的组成、空间查询与空间分析方法以及地理信息的表达与输出。
This course is a professional knowledge course for geo-information science and technology major. The course will introduce the basic theories of cartography, the basic theories and composition of Geographic Information Systems (GIS), spatial query and spatial analysis methods, expression and output of geographic information.2.设计思路：随着计算机技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”、“数字城市”在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。
对于地球信息科学与技术而言，地图既是开展地质工作的重要基础资料又是地质成果的主要展示手段，地理信息系统是现代高新技术—“3S”技术的重要组成部分，二者之间有着密不可分的关系。
地图既是地理信息系统的数据源又是地理信息的主要表现形式，现代地图制图离不开地理信息系统；本课程以基本理论和基本方法为主要授课内容，让学生了解地图、GIS之间的关系，培养学生的基本地学素养，为今后在资源、环境和城市规划等应用领域研究和工作奠定基础。
- 1 -课程主要内容为：地图学的基本概念、地图的数学基础，地图的概括方法、原则以及普通地图与专题地图的编制和设计原理； GIS的基本概念、系统组成，空间数据采集处理、空间查询与空间分析方法。
地理信息系统应用知到章节答案智慧树2023年海南师范大学
地理信息系统应用知到章节测试答案智慧树2023年最新海南师范大学第一章测试1.地理信息系统之父是（）参考答案:Tomlinson2.地理信息系统区别于其它信息系统的主要标志是（）参考答案:空间分析3.GIS所包含的数据均与( ) 相联系。
参考答案:空间位置4.下面关于GIS数据的描述，错误的是（）参考答案:GIS数据的质量在很大程度上取决于数据源的质量，对于不满足精度要求的数据源，我们可以在数据采集后进行高精度误差校正。
5.在GIS数据中，把非空间数据称为（）参考答案:属性数据6.ArcMap文档的扩展名是：（）参考答案:.mxd7.GIS与机助制图的差异在于：（）参考答案:具有强大的空间分析功能8.以下( )不是GIS的输出设备参考答案:键盘9.GIS的主要组成部分包括：（）参考答案:计算机软硬件系统、地理数据和用户10.下列不属于ARCGIS的数据格式的是：（）参考答案:CAD第二章测试1.地球的自然表面是（）参考答案:起伏不平的不规则表面2.1985国家高程基准水准原点的起算高程为（）m。
参考答案:72.26043.在小比例尺地图上最好不用哪种比例尺参考答案:直线图解比例尺4.常用的参考椭球体不包括哪一项（）参考答案:1954椭球5.我国采用的1954年北京坐标系应用的是（）参考答案:克拉索夫斯基椭球参数6.方位投影属于（）参考答案:几何投影7.我国基本比例尺地形图（1:1000）使用的投影是（）参考答案:高斯投影8.水准面有无数多个，其中通过平均海水面的那一个，称为（）参考答案:大地水准面9.适合与表现中纬度延东西方向延伸的投影是（）参考答案:圆锥投影10.下列哪个比例尺不属于国家基本比例尺参考答案:1：2万11.地图投影就是将地球椭球面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面。
参考答案:对第三章测试1.下面哪个不属于空间数据的概念模型（）参考答案:多态模型2.逻辑模型的设计不包括（）参考答案:实体规则的逻辑建模3.描述地理实体本身位置、形状和大小等的数据为（）参考答案:图形数据4.以下表示方向空间关系的有（）参考答案:上下左右5.以下不属于拓扑关系的有（）参考答案:图书馆在教学楼的北面6.京沪铁路线上有很多站点，这些站点和京沪线之间的拓扑关系是（）参考答案:拓扑关联7.空间图形中同类元素之间的拓扑关系是（）参考答案:邻接关系8.土壤湿度模型通常用场模型来表示。
地理信息系统_p7
计算机地图制图与GIS 计算机地图制图与GIS
地理信息系统和计算机地图制图系统的主要 区别在于：计算机地图制图系统侧重于可 见实体的显示和处理，而对可见实体可能 存在的非图形属性不太注重；地理信息系 统既注重实体的空间分布又强调它们的显 示方法和显示质量。地理信息系统的发展 确实需要很好的计算机地图制图系统，但 计算机地图制图系统本身并不能充分完成 用户要求完成的最终给出分析评价结果的 任务。
高分辨彩显 屏幕像元点阵 行式打印机 胶片拷贝机 字符点阵 光栅
西北大学城市与资源学系 谢元礼
地理信息系统输出产品类型
地图 图像 统计表 三维多媒体虚拟现实
西北大学城市与资源学系 谢元礼
计算机地图制图与GIS 计算机地图制图与GIS
计算机地图制图是GIS采集、贮存、处理空间 计算机地图制图是GIS采集、贮存、处理空间 数据的有力工具和手段。严格地讲，计算 机地图制图是以传统的地图制图原理为基 础，利用电子计算机及其连结的输入、输 出装置作为主要工具，采用数据库技术和 图形数字处理方法，实现地图信息的获取、 变换、传输、识别、存贮、处理、显示和 绘图输出。它是一门正在迅速发展的应用 技术学科。计算机地图制图又称机助制图。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
计算机地图制图与GIS 计算机地图制图与GIS
地理信息系统的发展最初是从计算机地图制图和地 籍管理起步的。对于所有的GIS，地图是一个中心， 籍管理起步的。对于所有的GIS，地图是一个中心， 它既是输入数据的来源，又是系统输出的一种形 式。 地理信息系统既提供信息服务(如查询、检索) 地理信息系统既提供信息服务(如查询、检索)，又 提供综合分析(空间分析、系统分析) 提供综合分析(空间分析、系统分析)，它的博才 (资源和技术)取胜和运筹帷幄的优势是计算机地 资源和技术) 图制图所不及的。计算机地图制图为地理信息的 时空分布和产品输出提供了先进的手段，但对于 区域综合、方案优选和战略决策等重大目标的管 理只能依赖于地理信息系统。
地理信息系统教程答案
“地理信息系统教程"习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息?它们有何联系和区别?定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别:信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据,只有经过解释才有意义，才成为信息;就本质而言，数据是客观对象的表示,而信息则是数据内涵的意义,只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
即不随载体的物理设备形式的改变而改变。
信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。
数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。
不同知识、经验的人，对于同一数据的理解,可得到不同信息。
2。
什么是地理信息系统（GIS)?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?GIS定义：GIS是一个发展的概念。
不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。
定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素,包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析,并在管理、规划与决策中应用。
定义②:是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
定义③:是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
定义④:地理信息系统是一种决策支持系统。
北师大地理信息系统原理与应用课件第7章 空间数据编辑
地理信息系统
➢ Coverage的拓扑编辑
编辑过程始于拓扑关系的建构 • 悬挂长度 ——悬挂弧段的最小长度
如：如果一条悬挂弧段比设定的悬挂长度短，则该弧段将被删除
• 模糊容差 ——两个节点之间最小距离
如：双重线间的缝隙小于容差值，则模糊容差就能接合双重线生成一条线
REC
地理信息系统
若过伸长度小于悬挂长度时过伸被消除,例如a ,反之保留,例如b
地理信息系统
第七章 空间数据编辑
定位错误 拓扑错误 拓扑编辑 非拓扑编辑 其他编辑操作
REC
地理信息系统
空间数据编辑
• 对数字化图层的要素进行增加、删除、修改的过程； • 消除数字化的错误； • 修正和更新
数字化错误的类型： ✓ 定位错误——如多边形缺失，弧段扭曲 ✓ 拓扑错误——如悬挂弧段，未闭合多边形
➢ 线要素的简化和平滑
线的简化是指通过消除线条上的某些点，简化线条的过 程，类似于压缩数据。
经典方法： 道格拉斯-普克法(Douglas-Peucker)
REC
地理信息系统
➢ 道格拉斯-普克法（Douglas-Peucker）
基本思想：对每条曲线的首末点虚连一条直线，求所有点与直线的距离，并找 出最大距离值dmax，用dmax与容差D相比：dmax<D，这条曲线上的中间点全部 舍去；dmax≥D，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分， 对这两部分重复使用该方法。
REC
地理信息系统
➢用拓扑规则编辑
Geodatabase具有25种针对点、线、面要素的拓扑规则 编辑过程分3步： • 创建新的拓扑 • 验证拓扑关系 • 修正误差和在特例情况下接受错误
REC
地理信息系统教程及参考答案
1. 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。
一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
2. TIN即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。
TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。
如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。
3. 元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。
元数据的内容包括对数据集的描述、）对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。
4. 信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别：信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
李建松《地理信息系统原理》第2版笔记和课后习题(含考研真题)详解-第七章至第八章【圣才出品】
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c．在计算时，可能仅知道某个位置的值，对其进行处理； d．这些处理都是基于栅格单元一个一个被独立处理的，需要计算每个单元的值； e．一些算子和函数允许重新定义邻域的大小。 （2）运算符和函数 ①局部函数 处理单个栅格单元位置的值，输出生成一个新的栅格数据层，每个栅格单元的值是与这 个位置相关的一个或多个其他栅格数据层数值的函数。局部运算函数有 4 种类型： a．数学函数运算； b．分类函数； c．选择函数； d．统计函数。 ②焦函数或邻域函数 处理邻域内栅格单元的值，根据近邻的栅格大圆计算输出值。 ③分区函数 处理分区内栅格单元的值，是基于邻域的思想的。 ④块函数 处理移动窗口内的单元值。 ⑤全局函数 处理栅格数据集的所有栅格单元的值。 ⑥执行一个特定的应用分析 如水文分析函数等。 （3）栅格单元分析的几个问题
图 7-1 水平和垂直成本距离计算
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图 7-2 对角线成本距离计算 5．栅格数据的提取方法 （1）通过属性提取：根据设置的属性值，提取大于、小于或等于该值的栅格单元。 （2）通过形状提取：根据设定的图形形状，提取位于图形内的栅格单元。 （3）通过掩膜栅格数据提取：以掩膜栅格单元的值与源栅格数据的值做逻辑运算，真 值提取出来，将原值赋给该栅格；非真的其他栅格赋给无值。 6．栅格数据的概括分析 栅格数据的概括分析的目的是清理栅格数据中小的错误，或对数据进行综合，去掉小的 不必要的细节，获得概括的数据。 7．水文分析 （1）汇流盆地的概念 汇流盆地是水流和其他物质共同出口的一个区域。
（2）问题分解
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通过将问题分解为一系列的目标，发现为实现分析目的需要的一系列必要的处理步骤。
地理信息系统实习
第七章空间要素的输入、编辑1 输入、编辑线状专题1．1输入线状要素的基本操作启动项目\gis_ex\student\ex07.apr，进入View1，其中已经有了一个经扫描的简单道路图。
选择菜单View / New Theme，表示新建一个专题，根据系统提示，在点（Point）、线（Line）、面（Polygon）三种要素中选择Line（线），再将新建的数据称为theme1.shp，存放在\gis_ex\ex07\temp路径下，按OK键返回。
可以看到在图例框内增加了一个专题theme1，在Check Box周围出现一圈虚线，表示该专题正处于编辑状态。
点击绘图（Drawing）工具板中的线状要素图标，表示开始输入线要素，在专题显示框内，光标变成了小十字，第一次单击鼠标就输入了一条线段的起结点（Start Node），再单击鼠标，就输入该线的中间拐点（Vertex），双击鼠标就输入了终结点（End Node）。
注意：ESRI产品的软件中每条线段都是由起结点、终结点和若干中间拐点组成的。
ArcView 3.x的鼠标右键和Windows的常规不同，单击右键，表示撤消最近一次编辑操作（Undo Feature Edit）。
如果按下右键不松手，就根据当前的状态，弹出一个常用菜单让用户进一步选择，例如，可以删除最近输入的一个拐点（Delete Last Vertex）。
输入道路图时，如果未将道路交叉口作为结点，即使两条道路在几何图形上是交叉的，但在数据库中仍表示他们互不相交，不存在交叉口。
如果要求处理成交叉口，须采用分解式输入（Line Split），在绘图板中点击线状要素工具，选择图标（Line Split）后，用该工具输入线状要素，凡是和该线相交的线段，在交叉点上双方都会自动打断，产生结点，有关的线段都成为相互独立的要素。
被分解的线段也可以合并。
先点击要素选择按钮，配合<Shift>键，选择要合并的线段，再选择菜单Edit / Union Featues，就可以将分解的线段合为一体，如果选中的线段实际上并不相连，合并操作也起作用，他们成为空间上互不相连的线簇。
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第七章栅格数据生成和显示1 栅格型数字高程模型的生成打开地图文档\gis_ex09\ex07\ex07.mxd，激活data frame1，可见到二个图层：线状图层“边界”和点状图层“高程点”（见图7-1），高程点为地形高程的样本点，打开要素属性表“Attribute of 高程点”，该表有HEIGHT 字段存储样本点的高程值，关闭属性表。
选用主菜单Tools / Extensions…，勾选Spatial Analyst，按Close 键结束，栅格分析模块Spatial Analyst 被加载，在主菜单View / Toolbars 下勾选Spatial Analyst，窗口中增加了一个栅格分析工具条。
图7-1 data frame1 显示选用菜单Spatial Analyst / Options…，设置Spatial Analyst 的初始化选项，分别有General，Extents，Cell Size 三个标签：（1）General 标签Working：D:\gis_ex09\ex07\temp\ 鼠标展开选择Spatial Analyst 的工作路径Analysis mask：<None> 不选，本练习暂不考虑Analysis Coordinate System：● Analysis out put will be saved in the same coordinate system as the input (or first raster input if there are multiple…点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同（2）Extents 标签Analysis extent：Same as Layer：“边界”下拉选择图层。
新产生栅格限定在该图层的空间范围内（3）Cell size 标签Analysis cell：As Specified Below 下拉选择Cell size：25 键盘输入栅格单元的大小Number of Rows: 200 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数Number of Columns: 280 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数按“确定”键，完成初始化设置。
选用菜单Spatial Analyst / Interpolate to Raster/ Inverse Distance Weighted…，启动空间插值功能，采用距离倒数权重法，出现Inverse Distance Weighted 对话框：Input points: 高程点下拉选择，图层“高程点”为插值的数据来源Z value field: HEIGHT 下拉选择，Z 坐标来自高程点属性表中HEIGHT 字段Power：2 距离的权重加2 次幂Search radius type: Variable 按距离相邻进行计算，不设固定搜寻半径Number of points: 10 计算每个单元时搜寻相邻10 个样本点Maximum distance: 不设最大搜寻距离，保持空白□Use Barrier polylines: 不勾选，地表没有特殊障碍物，保持空白Output cell size：25 栅格的单元大小已在初始化时设定，默认Output raster：surface1 键盘输入产生栅格数据的名称，不指定路径，使用初始设置，General 标签中的Working 项已设定为D:\gis_ex09\ex07\temp\确定上述空间插值参数后按OK 键，ArcMap 按距离倒数权重法作空间插值处理，产生一个新的栅格图层surface1，用默认的方式显示，在目录表中用鼠标右键点击该图层名，打开Layer Properties 对话框，选择Symbology 标签，左上角Show 定义区中选Classified，在Classification 定义区点击Classfy…按钮，调出分类定义对话框：Method: Equal Interval 下拉选择，等距分类法Classes: 7 下拉选择或键盘输入，分为7 类图7-2 高程栅格的显示按OK 键返回，在Color Ramp 下拉表中选择一种单色渐变色系，按“确定”键，关闭图层特征设置对话框（见图7-2），将图层的显示放大到一定程度，可以看出栅格的形状（见图7-3）。
鼠标选择图层surface1，点击属性查询工具，可以在窗口中查询某个栅格单元的取值（Pixel Value），处于分类显示的哪个区间内（Class）。
图7-3 栅格图层放大显示选用菜单Spatial Analyst / Surface Analysis / Contour…，生成等值线，出现Contour 设置对话框：Input surface: surface1 下拉选择栅格图层名Contour interval: 0.5 键盘输入，等高线的间距为0.5Base contour：0 键盘输入，等高线从高程0 起算Z factor：1 Z 方向比例不夸张Output features：D:\gis_ex09\ex07\temp\cntour 鼠标选择路径，键盘输入数据名称，按Save 键确认按OK 键后，自动生成并加载等高线图层cntour。
本练习使用了典型的距离倒数权重法，练习者可能看到等高线和一般规律稍有出入（有一些很小的圆），这是由于选用的计算方法、相关参数对该地形不是太适合所致（见图7-4）。
图7-4 等高线图层的显示2 高程栅格转换成坡度选择菜单Spatial Analyst / Surface Analysis / Slope…，调出坡度参数设置对话框：Input surface：surface1 下拉选择产生坡度的栅格Output measurement：●Percent 坡度的计量单位，这里选用百分比Z factor：1 纵向比例不夸张Output cell size：25 栅格单元的大小，初始化设定Output raster：slope1 只输入栅格数据名称，路径为初始设置中的Working 项确定上述插值参数后按OK 键，系统产生一个新的栅格图层slope1，用默认方式显示，选择栅格图层slope1，打开Layer Properties 对话框，激活Symbology 标签，在Classification 定义区点击Classfy…按钮，调出分类定义对话框：Method: Equal Interval 下拉选择，等距分类法Classes: 4 下拉选择或键盘输入，分为4 类Method: Manual 再选分类方法，改为手工方式Break Values 在右下侧属性框内输入分类界限值0.10.20.30.4按OK 键，返回Symbology 对话框，在Color Ramp 项，下拉选择一种单色渐变色系，在Label 项，输入对坡度的中文解释：“平坡，缓坡，中坡，陡坡”（见图7-5），按“应用”键后，可以观察到显示效果，按“确定”键后，还可调整显示顺序，等高线图层放在最上，坡度放在下面，并扩大坡度图和等高线图之间的颜色对比差异，可以观察到等高线密的地方坡度大，等高线疏的地方坡度小（见图7-6）。
图7-5 坡度图图例表的设置图7-6 从高程栅格产生的坡度图3 密度图的生成用矢量数据计算人口密度，除了掌握人口数的分布，还要确定人口统计范围的边界，根据边界计算面积，有了面积才可计算密度，如果人口统计的边界不确切，在矢量模型中，可使用泰森多边形（详见第12 章），本练习使用一种矢量数据向栅格转换的方法，也可认为是一种特殊的栅格空间插值法，处理的结果是使栅格单元获得密度值。
当前地图文档中激活data frame2，可看到矢量点状图层“人口调查”和矢量线状图层“道路”，后者仅用于分析范围的确定和背景显示（见图7-7），打开属性表“Attribute of 人口调查”，该属性表字段POPU 为调查人口数。
图7-7 data frame2 的显示鼠标双击data frame2 名称，调出Data Frame 特征定义对话框，激活General标签，在units 定义区用下拉式菜单将Map Unites 和Display Units 从Unknown Units 改为Meters（米），完成后按“确定”键关闭窗口。
如果Spatial Analyst 扩展模块未加载，用菜单Tools / Extensions…加载，选用菜单Spatial Analyst / Options…，作Spatial Analyst 的初始化设置：（1）GeneralWorking：D:\gis_ex09\ex07\temp\ 鼠标指定工作路径Analysis mask：<None> 不考虑Analysis Coordinate System：选择上侧圆点，用输入数据的坐标系（2）Extents 标签Analysis extent：Same as Layer“道路”下拉选择图层，决定栅格空间范围（3）Cell size 标签Analysis cell：As Specified Below 下拉选择Cell size：50 键盘输入栅格单元的大小Number of Rows: 82 自动确定栅格行数Number of Columns: 136 自动确定栅格列数按“确定”键，完成Spatial Analyst 初始化设置，选择菜单Spatial Analyst /Density…，出现Density 参数设置对话框：Input data：人口调查下拉选择图层名，该图层的要素作为样本点Population field：POPU 下拉选择“人口调查”要素属性表的字段名Density Type：●Kernel 用核心式计算方法Search Radius：600 键盘输入密度计算的搜索半径Area Units: Square Map Units 面积单位为地图单位的平方Output cell size：50 输出栅格的单元大小，按初始化设置Output raster：density1 键盘输入栅格数据名，路径使用初始化设置按OK 键，按既定算法产生大致的人口密度分布图density1，读者可以改变它的显示符号（见图7-8），还可参考产生等高线的方法，产生人口等密度线。
Spatial Analyst 有2 种密度图的计算方法：Simple：简单计算法，由样本点为圆心，由搜索半径产生圆，组成该圆的栅格面积为分母，样本点的属性值为分子，两者相除得到密度值，搜索圆内每个栅格单元的密度值相同。
Kernel：核心式计算法，由样本点为圆心，由搜索半径产生圆，圆心处的栅格单元密度值最高，离开圆心越远，密度越低，边界处的密度值为零。