实验一 空间数据输入与编辑
实验空间数据库管理及属性编辑实验报告
实验报告一、实验名称二、实验目的三、实验准备四、实验内容及步骤五、实验后思考题班级：资工（基）10901姓名：魏文风序号：28实验二、空间数据库管理及属性编辑一、实验目的1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabse空间数据库模型的有关概念。
2.掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。
3.掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。
4.理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。
二、实验准备预备知识：ArcCatalog 用于组织和管理所有GIS 数据。
它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。
ArcCatalog 应用模块帮助你组织和管理你所有的GIS 信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。
它包括了下面的工具：●浏览和查找地理信息。
●记录、查看和管理元数据。
●创建、编辑图层和数据库●导入和导出geodatabase 结构和设计。
●在局域网和广域网上搜索和查找的GIS 数据。
管理ArcGIS Server。
ArcGIS 具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。
基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。
Geodatabase 数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式－称为Personal Geodatabase，另一种是基于Oracle或SQL Server等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。
GeoDatabase是geographic database 的简写，Geodatabase 是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。
Geodatabase是ArcGIS软件中最主要的数据库模型。
实训四 空间数据录入与编辑
一、实训目的
掌握林业矢量数据录入与编辑的方法，灵活应用编辑器、高级编辑工具、捕捉等工具完成数据录入。
二、实训准备
数据准备：
学院后山影像图
三、实训内容及步骤：
1.添加数据
启动ArcMap，点击 按钮，添加影像图数据（位于实训－实训项目二），结果如图1-4-7所示。
2.创建道路、小班区划等图层
利用Arccatalog模块创建图层：
（1）打开Arccatalog模块，找到文件夹“实训－实训项目二”，选中“实训项目二”右击，弹出快捷菜单，选择【新建】－【shapefile(s)】，如图1-4-8所示。
（2）创建并设置道路和小班区划图层
①名称：道路；要素；类型：折线；坐标系统，点击【编辑】按钮进入坐标设置系统，点击【导入】按钮，导入与加载的栅格数据一致的坐标系统，点击两次【确定】，新建道路图层直接添加到内容列表中。
②名称：小班区划；要素类型：面；坐标系统，点击【编辑】按钮进入坐标设置系统，点击【导入】按钮，导入与加载的栅格数据一致的坐标系统，点击两次【确定】，新建道路图层直接添加到内容列表中。
3.矢量数据录入与编辑
（1）添加编辑器工具：点击 图标，打开编辑器工具栏。
（2）点击 ，打开下拉菜单，选择【开始编辑】，进入编辑状态。详见图1-4-9所示。
4.属性数据录入与编辑
（1）在内容列表中选择“小班区划”图层，右击弹出快捷菜单，选择【打开属性表】，如图1-4-11所示。
（2）点击 ，打开下拉菜单，选择【保存编辑内容】，然后选择【停止编辑】，停止矢量数据录入。
（3）在打开的属性表窗口，打开【表选项】下拉菜单，选择【添加字段】，进入小班字段设置窗口，如图1-4-12所示，完成字段名称、类型及字段属性设置。字段包括林班号（短整型）、小班号（短整型）、小班面积（双精度型，保留两位小数位）、优势树种（文本型，长度为20）、权属（文本型，长度为20）等小班因子。属性表结果如图1-4-13所示。
实训四空间数据输入与编辑
实训四空间数据输入与编辑日期周次星期学时 2一、实验目的1．掌握点、线、区输入方法和相应参数的设置2．掌握线的交互式矢量化方法。
3．掌握点、线的常用编辑方法。
二、实验准备1．实验数据：本实验数据保存于文件夹Exercise-04中。
2．预备知识：空间数据的组织方式及文件的管理方式；点、线、面的输入方式；点、线、面的编辑操作。
三、实验步骤与内容1．将实验数据复制，粘贴至各自文件夹内。
2．启动MAPGIS主菜单，调用输入编辑功能。
在输入编辑系统中新创建一空工程文件，保存工程文件名为“输入编辑”，将Exercise-04中的“南涧镇地形地质图.msi”添加进该工程文件，通过读图分层并逐一创建各项目文件。
㈠点输入与编辑本实验中点对象的参数进行设置。
1．上下标的输入，输入注释过程中，上标的输入方式为“#+”与“#=”把上标内容括起来，下标的输入方式为“#－”与“#=”把下标内容括起来。
2．特殊符号的输入，在输入地层代号的过程中要用到很多特殊符号，可以通过在中文输入法状态下打开软键盘来进行输入。
3．输入图签中的版面，输入“图签.WT”中的版面时，先设置字高、字宽、字色号，通过拖动鼠标确定位置，输入内容，再通过修改点参数来修改版面的高度和宽度。
4．输入图例注释，输入“图例注释.WT”过程中，点对象输入中注意“阵列复制”和“对齐坐标”两功能的使用，特别采用“对齐坐标”功能时可结合CRTL键的使用来进行点对象的选取。
最终按上述参数要求逐一完成图中各点状要素的输入。
㈡线输入与编辑本实验中线对象进行设置。
1．在“工程文件窗口”添加实验素材中的FRAM1000.WT和FRAM10000.WL文件。
2．按上表参数设置要求逐一完成各图层的数据输入（通过交互式矢量化来进行输入），在交互式矢量化的过程中，结合F5（放大）、F6（移动）、F7（缩小）、F8（加点）、F9（退点）、F11（改向）的使用，尤其是在跟踪错误的时候用F8来加点F9来退点，还要注意等高线与地层界线与内图廓一定要相互交接，建议采用如下三种方式之一进行处理：a．要相交的时候把光标移动到母线上再按F12键，这个时候再选择在母线上加点来连接。
数据输入与编辑
EX04：数据输入与编辑本实验包含2种数据输入的方法与2项编辑任务。
任务1使用屏幕数字化，任务2使用包含x，y 坐标的文件。
除了以上方法之外还存在多种数据输入方法。
任务3要求利用基本编辑工具对一个shapefile进行编辑。
任务4要求使用地图拓扑关系和集群容差修正两个shapefile中之间的数字化错误。
任务1：在ArcMap中作屏幕数字化所需数据：land_dig.shp，数字化的背景图。
land_dig.shp基于UTM坐标系统，单位为米。
屏幕数字化在技术上与手扶跟踪数字化相似，所不同的是：①在数字化时用鼠标替代数字化仪的游标。
②屏幕数字化时，需要一个图层、shapefile或影像作为背景。
③在数字化时需要经常进行放大或者缩小操作。
本任务要求从land_dig.shp中数字化几个多边形，并成为一个新的shapefile。
在此假设land_dig.shp是一幅与DRG或者DOQ类似的影像（在实际屏幕数字化任务中，背景底图一般为扫描后的地形图或者遥感、航测影像图，不会是矢量地图）。
本任务要求将影像作为背景采用“free hand”模式数字化一个新的shapefile。
1.在ArcCatalog中连接到EX04，首先为数字化创建一个shapefile。
在EX04上单击右键，指向New，然后选择shapefile。
在下面的对话框中，输入trial1作为名称，选择要素类型（Feature Type）为Polygon，然后点击编辑空间参考信息，由land_dig.shp中为trial1导入坐标系统（图4.1）。
图4.1 创建新的shapefile2.在ArcMap中打开将数据框命名为Task1，并保存文档为EX04.mxd。
将trial1和land_dig.shp添加到Task1。
确保内容表中trial1位于land_dig.shp的上层。
数字化之前需要改变这两个shapefile 的符号、设置可选择图层、设置数字化环境。
空间数据的编辑与处理
第二部分 空间数据的编辑与处理一、 误差或错误的检查与编辑通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据，都不可避免的存在着错误或误差，属性数据在建库输入时，也难免会存在错误，所以，对图形数据和属性数据进行一定的检查、编辑是很有必要的。
图形数据和属性数据的误差主要包括以下几个方面：1、空间数据的不完整或重复：主要包括空间点、线、面数据的丢失或重复、区域中心点的遗漏、栅格数据矢量化时引起的断线等；2、空间数据位置的不准确：主要包括空间点位的不准确、线段过长或过短、线段的断裂、相邻多边形结点的不重合等；3、空间数据的比例尺不准确；4、空间数据的变形；5、空间属性和数据连接有误；6、属性数据不完整；图5-4是几种数字化误差的示例。
为发现并有效消除误差，一般采用如下方法进行检查：1、叠合比较法，是空间数据数字化正确与否的最佳检核方法，按与原图相同的比例尺用把数字化的内容绘在透明材料上，然后与原图叠合在一起，在透光桌上仔细的观察和比较。
一般，对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出来，对于空间数据的位置不完整和不准确则须用粗笔把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。
如果数字化的范围比较大，分块数字化时，除检核一幅(块)图内的差错外还应检核已存入计算机的其它图幅的接边情况；2、目视检查法，指在屏幕上用目视检查的方法，检查一些明显的数字化误差与错误，如图 所示，包括线段过长或过短、多边形的重叠和裂口、线段的断裂等；3、逻辑检查法，如根据数据拓扑一致性进行检验，将弧段连成多边形，进行数字化误差的检查。
有许多软件已能自动进行多边形结点的自动平差。
另外，对属性数据的检查一般也最先用这种方法，检查属性数据的值是否超过其取值范围。
属性数据之间或属性数据与地理实体之间是否有荒谬的组合。
对于空间数据的不完整或位置的误差，主要是利用GIS的图形编辑功能，如删除（目标、属性、坐标），修改（平移、拷贝、连接、分裂、合并、整饰），插入等进行处理。
《空间数据的编辑》课件
未来展望
1 A I在空间数据编辑中的应用
2 云端空间数据编辑的趋势
自动分析和修改数据，提高效率和准确性。
通过云技术和协作工具实现共享和访问。
总结
空间数据编辑工具及其优缺点
空IS Ed ito r：功能强大，学习曲线陡峭。
• Q G IS ：开源免费，易于上手。 • G eo JS O N ：轻量级，易于共享。
1
编辑几何形状
2
修改点、线、面的位置、大小和形状。
3
删除数据
4
删除不需要的数据。
添加数据
将新的数据导入到项目或图层中。
修改属性数据
更新数据表中的属性数据。
具体案例
铁路建设规划
编辑区域地图，确定车站位置 和铁路线路。
自然资源管理
编辑自然保护区的界限和环境 数据。
土地利用规划
编辑农业用地图，确定土地用 途和边界。
• 精准的空间数据可以有效支持各种决策 和方案。
• 应用场景：城市规划、资源管理和农业等。
分析
用各种方式分析空间数据来揭 示新洞见。
展示
将空间数据可视化并在地图上 展示，以便其他人更容易理解。
常用的空间数据编辑工具
ArcGIS Editor
具有大量功能和编辑选项，可以编辑各种空间数据格式。
QGIS
免费的开源软件，可用于多种平台，易于上手。
GeoJSON
轻量级的格式，易于共享和集成。
空间数据的编辑操作
空间数据的编辑
了解空间数据的重要性和学习编辑工具，以提高地理信息的有效性和准确性。
什么是空间数据？
1 定义
空间数据是地理位置相关的数据，包括点、线和面。
2 来源
空间数据库数据输入与编辑
3.2.1 地理参考原理
• 原理
y x
x f x (u, v) y f y (u, v)
扫描坐标系 转换公式
v
u
空间参照系
3.2.1 地理参考原理
• 地理参考常用方法
方法 公式 x = Au+ Bv + C y = Du + Ev+ F x = (Au + Bv + C) / (Gu + Hv+ 1) y= (Du + Ev + F) / (Gu + Hv + 1) x’= Au + Bv + C y = -Bu + Av + F 见后 功能 旋转、平移、缩放、线性扭曲 适用于遥感影像 至少控制点 3 4
3.2.1 地理参考原理
• 地理参考——重采样
x u
y
v 校正
引入： （x，y）对应的（u，v）可能不在原图像的格网中 心，怎样求取栅格图像的值！
3.2.1 地理参考原理
• 地理参考——重采样 – 最临近法（Nearest）
z
双线性（Bilinear）内插
f(i,y)
y
三次卷击（Cubic）
3.4.1 等高线数据的后处理
• 融合弧段——Clean
弧段求交
消除悬挂弧段
dangle_length
3.4.1 等高线数据的后处理
• 融合弧段——Clean
融合弧段 fuzzy_tolerance
构建多边形拓扑 (选择poly)
3.4.1 等高线数据的后处理
• 融合弧段 – 使用Clean融合弧段的步骤 • 转换手工编辑后的Shapefile为Coverage • 在ArcMap中量测适当融合值 • ArcCatalog-Coverage属性-Clean
空间数据库_实验指导
《空间数据库》实验指导实验一学生基本信息数据表的建立和查询一实验类型本实验为验证性实验。
二实验目的通过该实验，要求学生掌握在SQL Server 2000中建立数据库表和SQL语言的基础知识。
三实验内容和步骤1、实验内容：1) 熟悉SQL Server 2000 企业管理器环境。
2）熟悉SQL Server 2000 查询分析器环境。
2) 在查询分析器中创建数据库。
3) 在新建的数据库中创建学生信息表。
4) 对于学生信息表实现简单的查询。
2、实验步骤：方法一：通过企业管理器创建数据库、表格，添加修改删除记录。
1) 启动SQL Server企业管理器，打开“SQL Server Enterprise Mananger”窗口，并在左边的目录树结构中选择“数据库”文件夹。
2) 选择“操作”菜单中的“新建数据库”命令，打开“数据库属性” 对话框，并在“名称”框内输入数据库名称。
3) 单击“确定”按钮，完成数据库的创建。
4) 打开刚才创建的数据库文件夹，并在“SQL Server Enterprise Mananger”窗口的右边窗口中选择“表”对象。
5) 选择“操作”菜单中的“新建表”命令，打开SQL Server的表编辑器窗口。
6) 根据表1-1所示的表结构增加新列。
表1-1 学生基本信息表的结构单击“确定”按钮，关闭表编辑器窗口，完成新表的创建。
8) 打开“表”对象，在“SQL Server Enterprise Manager”窗口的右边窗口创建数据库、表格，添加修改删除记录。
中选择刚才创建的“XS JBXX”表。
方法二：通过查询分析器9) 选择“操作”菜单中的“打开表”子菜单下的“返回所有行”命令，打开表的数据记录窗口。
10) 输入的学生情况数据记录。
11）使用SELECT语句查询城环系学生的基本信息，查看信息是否正确。
12）使用SELECT语句查询全校学生中姓“张”的女生的基本信息，检查结果是否正确。
地理信息系统基础与实验教程空间数据的输入与处理
填充，赋予多边形的属性值。
(x,y)
b
0
c
a
Xm1in
f
O
d
(x1,y1) e
0
0
0
01
0
01 0
10
01
Ymin
1
0
0
Xmax
0
10 10
0
1
X0
000000000000 000000011000 000100111000 000111111100 001111111100 001111111110 000111111111 000000000000
坐标转换
数据裁切
格式转换
处 理
数据拼接
结构转换
数据提取
空间数据的坐标转换
空间数据的坐标转换是空间数据处理的 基本内容之一，其实质是建立两个空间 中点之间的一一对应关系。
坐标转换
几何纠正
地形图的纠正 遥感影像的纠正
Байду номын сангаас
四点纠正法 逐网格纠正法
正解变换
投影变换 反解变换
数值变换
其他方法
3.3 空间数据的处理
1.逐要素输入法
2.计算法 ArcGIS :F只ie对ld 满Ca足lcu某l通a些to过r条公件共的字要段素，输将入外属部性表值格。中的数
3.条件输入法
据连接到属性表中。
4.外部表格连接法 ( Join )
3.2 空间数据的编辑
➢图形编辑 ➢属性数据的编辑 ➢拓扑查错与拓扑编辑
图形编辑
是指纠正数据采集中出现的各种空间位置错误， 主要包括图形位置编辑及图形间关系的编辑。
✓ 外部数据交换模式 ✓ 直接数据访问模式 ✓ 数据互操作模式 ✓ 空间数据共享平台模式
空间数据库实验报告
实验一拓扑规则实验题目：拓扑规则实验准备：相关概念解释1、拓扑关系：是指图形要素之间几何上的相互关系，图形在保持连续状态下即使变形，相互之间的关系依然不变。
2、Geodatabase的拓扑规则包括点拓扑规则、线拓扑规则、多边形拓扑规则。
3、拓扑结构:即反映拓扑关系的结构，利用拓扑关系的空间数据结构，不仅要记录要素的空间位置（坐标），而且记录不同要素在空间上的相互关系。
4、Geodatabase 用一系列的拓扑规则（Rule ,Topology Rule）,在空间要素之间建立起相互关系，即拓扑结构。
5、悬结点(Dangle)：仅和一个线要素相连，孤立的结点6、伪结点（Pseudo）：两个线要素相连、共享一个结点7、普通结点：三个或者三个以上的线要素交汇、共享一个结点8、线簇容差（Cluster Tolerance）：不相连的要素拐点之间的最小距离9、问题区（Dirty Area）：建立拓扑关系后，又被编辑过的空间范围，该范围很可能存在不符合拓扑规则的要素。
10、差错（Error）：不符合拓扑规则的地方，用红点、方块、线表示。
实验内容：1、拓扑规则用于同一图层内数据质量检验。
2、拓扑规则用于不同一图层内数据质量检验。
实验过程：1、拓扑规则用于同一层内数据质量检验1.1 建立线要素拓扑规则启动ArcCatalog ,将路径定位到c:\gis_ex09\ex22.mxd,利用拓扑规则Must Not Have Dangles(不能出现悬节点)为Geo_DB22\dataset1\lotlines建立拓扑关系Dataset1_Topology，建立后，成果如图1-1，意思是有三个悬节点，不符合预定义的拓扑规则图1-11.2修改拓扑错误关闭ArcCatalog，启动ArcMap，打开ex22.mxd，激活Data frame1,除了已经存在的lotlines以外，加入Dataset1_Topology,可以看出有三处拓扑错误——线过长、线过短、线多余，调动Editor,打开Topology拓扑工具条和Advanced Editing 高级编辑工具条，Start Editing开始编辑辑，此处例举线过短时的编辑情况，选中参考边界，在Advanced Editing高级编辑工具条中选择Extention工具，点击需要延长的线，如图1-2，过短的线就延伸到参照线——图1-2当将当前窗口的拓扑关系错误一一修改后，需要验证刚才编辑过的地方是否还有错误，则需勾取Dataset1_Topology图层中Properties中Symbology Dirty Areas （问题区）,则地图上刚刚编辑过的地方有三个蓝色区域，如图1-3图1-3则只需再对Dirty Areas进行拓扑关系验证，即利用Vilidate Topology In Specified Area工具进行质量验证，无拓扑错误后，如图1-4——（如若有错，仍需进一步修改）图1-41.3生成地块多边形启动ArcCatalog，右击Geo_DB22\dataset1，选用New\Polygon Feature FromLines（从线要素产生多边形），生成一个新的多边形要素类lotspolygons ,预览如图1-5 图1-52、拓扑规则用于不同图层之间数据检测2.1 建立不同要素之间的拓扑关系在ArcCatalog中Geo_DB22\dataset2下为Road、Parcel建立拓扑关系Topology22.2修改拓扑错误在ArcMap中利用Topology2对Road、Parcel进行拓扑查错并修改，此处的拓扑关系主要是多边形共同边界的错误和线多余的错误，正确修改后结果如图1-6 图1-6实验小结：1、Geodatabase可以有多种线、点、多边形规则，用于控制要素类之间的特定空间关系。
地图学实验报告
地图学实验报告————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ＧIＳ软件菜单功能的熟悉实验一一、实验目的：使学生熟悉GIS软件的菜单,通过对已有电子图的操作，了解GIS软件对空间数据的编辑、存储、查询、显示等基本功能。
通过实验使学生掌握GＩS的特点。
二、主要实验材料：台式电脑,GIＳ软件三、实验步骤:(1)ＭAPGIS软件的安装MAPGIＳ软件的安装主要包括两个部分,首先需要安装软件加密狗或虚拟狗(启动DogServer6７．ｅxe（狗）)，具体安装根据操作系统不同而有所差别。
第二部分是安装MAPGIS系统软件,一般情况下安装缺省方式安装即可。
(2)系统设置在运行各子系统前，最好先进性系统设置,即设置好工作目录、矢量字库目录、系统库目录和系统临时目录。
(3)MＡＰGＩS常用文件类型WT：点文件 WL:线文件 WP:区文件MPJ：工程文件CLN：工程图例文件ＤEＴ：高程数据明码文件(ASCI Ｉ码)ＴIＮ：三角剖分文件（二进制) GRD:规则网数据文件（二进制）(4)空间数据的编辑、存储、查询、显示等基本功能1)首先,启动DogＳerｖｅｒ６７.exe（狗）,再启动ＭＡＰGIS，通过进入输入编辑子系统进行空间数据的建立、编辑、查询和显示等基本功能。
2)可以对电子地图任意漫游，Ｆ5键(放大屏幕)：以当前光标为中心放大屏幕内容。
F6键（移动屏幕)：以当前光标为中心移动屏幕。
Ｆ7键(缩小屏幕)：以当前光标为中心缩小屏幕内容。
对矢量电子地图进行空间数据修改编辑和属性数据查询。
四、实验结果对地图有初步认识，特别是对电子地图有了一定感性认识，并可利用GIS 软件对进行电子数据进行简单的操作,了解了GIS软件各菜单的基本功能。
栅格数据的配准实验二一、实验目的：使学生掌握地图的相关投影坐标知识、栅格底图的配准方法。
二、主要实验材料:台式电脑，GIS软件三、实验步骤:(１)图像分析系统是一个32位专业图象处理软件,本系统以MＳI图象为处理对象。
GIS实验一 ——空间数据获取与处理
GIS实验一——空间数据获取与处理实验工具：计算机，SuperMap Deskrop 2008 软件，实验数据实验步骤及结果：一、屏幕数字化1.配准。
启动超图软件，新建数据库“data”，点击【数据集】导入数据集“b078084812”。
双击“b078084812”打开地图，点击【数据处理】—【配准】—【新建配准窗口】，如下图所示：在配准操作窗口中将配准方法选择为【线性配准（至少4个控制点）】；放大地图的左下角，在选取相应的刺点，双击序号1的数据行，在弹出的窗口中输入控制点的坐标；按此方法依次选取其他的三个点后，点击【计算误差】，结果如下所示：点击【配准】。
2.裁剪打开配准后的地图，点击【地图】—【地图裁剪】—【矩形裁剪】，按住鼠标左键不放，在地图上画一个矩形框。
点击鼠标左键则在地图窗中绘制一个矩形框；弹出的“地图裁剪”对话框中设置参数：点击“裁剪区域设置”页，修改矩形的的X、Y 坐标值（如下），点击【修改】；点击“数据裁剪设置”页，图层名称：打√，保存为数据集：命名为clip，点击【确定】。
裁剪后的地图没有了图框，如下图所示：3.新建数据集和修改属性表结构（1）点击【数据集】—【新建数据集】—【混合批量创建数据集】，分别创建面数据集“房屋”、线数据集“道路”、文本数据集“注记”如下所示：（2）右键点击“房屋数据集”—【属性】—【数据表结构】—【新建】，新建内容如下所示：（2）屏幕矢量化和录入属性值打开“b078084812Result”，将“房屋”数据集拖到地图窗口中，右键点击图例中的房屋@data将其设为可编辑状态；在空白窗口处单击右键后点击【对象绘制】，点击【绘制多边形】，在窗口上放大要跟踪的房屋，然后根据图上的显示绘制多边形；双击房屋面，在弹出的窗口中录入房屋面的属性数据。
二、空间数据编辑1.绘制点对象2.绘制多段线和平行线3.面对象绘制（1）构建岛洞多边形鼠标左键双击打开“region”数据集，设为可编辑状态，选择“绘制多边形”按钮和“绘制圆心圆”按钮，在地图窗口上绘制一个多边形和一个圆形两个以上的面对象（面对象要相交），同时选中两个多边形，选择“构建带洞多边形”按钮，结果如下所示：(2)画面分割在面图层（或线图层）可编辑状态下，选择一个面对象。
空间数据的输入与处理
其二 是地图投影处理，确定原图的投影 类型，并获取相应的投影参数，如果是在 已经存在的数字地图中添加要素，还需要 确定数字图与原图是否属于相同的投影、 是否需要转换，并确定转换参数；
其三 是控制点确定，控制点是建立数字 地图地理坐标系统的基础，对于有坐标 格网或经纬格网的地图，可以直接应用 格网点作为控制点，而对于没有格网点 的地图来说，就需要选择可以标识的明 显的地物点，诸如河流交叉点、道路交 叉点等作为控制点。
注意：由于数字化过程不可能一次完成， 在两次输入之间地图的位置可能相对于数 字化板发生错动，这样前后两次录入的坐 标就会偏移或旋转。 解决该问题的办法就是在每次录入之前， 先输入控制点，这些点相对于地图的位置 是固定的，这样两次输入的内容就可以根 据定位点坐标之间的关系进行匹配。
（3）数字化仪采用的两种数字化方式 1.点方式（Point Mode）
点方式是当录入人员按下游标(Puck)的按键时， 向计算机发送一个点的坐标。 a.点状地物：必须使用点输入方式； b.线和多边形地物的录入可以使用点方式，在输入 时，输入者可以有选择地输入曲线上的采样点，而 采样点必须能够反映曲线的特征。
2.流方式（Stream Mode）
流方式录入能够加快线或多边形地物
数字化错误类型
空间数据编辑涉及两类错误： 定位错误,与地图要素定位有关的错误。诸如 多边形缺失、线条扭曲等 拓扑错误,如悬挂弧段和未闭合多边形等，是 与地图要素拓扑关系有关的错误。
拓扑错误类型
1.未及或欠线头（undershoot）与过伸（overshoot）
(b)不及
(a)实际地物 (c)过头
扫描矢量化以及处理流程
纸地图 扫描转换 拼接子图块 裁剪地图
p3-1空间数据输入
1 2 3 4 5
河长：一组—— 1公里以下 二组—— 2公里以下 三组—— 5公里以下 四组——10公里以下 五组——10公里以上
1 2 3 4 5 6 7 8
河宽：一组—— 5～10 米 二组—— 10～20 米 三组—— 20～30 米 四组—— 30～60 米 五组—— 60～120米 六组——120～300米 七组——300～500米 八组——500米以上
标 志 编 号
分 类
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
1 2 3
平原河 过渡河 山地河
1 2 3
常年河 时令河 消失河
1 2
通航河 不通航河
1 2 3 4 5 6
数据源种类
图形图像数据： 地图 工程图 规划图 照片 航空与遥感影像等 文字数据： 调查报告 文件 统计数据 实验数据 野外调查的原始记录等
图形图像数据
文字数据
第一手数据
第二手数据
非电子数据
电子数据
全站仪、GPS数据 地球物理、地球化学 遥感数据
地图 专题地图 统计图表
平板测量数据 工程测量数据 笔记 航空、遥感相片 人口普查 社会经济调查 各种统计资料
GIS A
数据交换标准
Open GIS
Internet / Intranet
大尺寸卷滚式图像扫描仪
矢量图层下的栅格背景影像
栅格数据 使用扫描仪获取栅格数据 在GIS中，扫描地图和文件通常作为背景地图和数据保存
空间数据采集——方案
随机采样
系统采样
系统随机采样
可变系统采样
蔟聚采样
空间数据的输入与处理
• 针对一些特殊的需要，还可以调整亮度、对比度、色调等值。 （3）图形扫描 扫描参数设置完毕后，进行图形预览，并设定扫描范围，然 后进行扫描。 （4）图像装入 进入输入子系统，系统读入该图像的数据，并显示在图像数 据的窗口内。 （5）采集控制点 选择系统的这一功能项时，系统会弹出一对话框，在此对 话框中可设置投影、坐标单位。用鼠标采集控制点，控制点采集完成后，系统会提 示输入点的坐标，并计算误差值。 （6）分层矢量化 分析扫描地图，进行分层。选择矢量化方式，在矢量化工 具箱中点取相应按钮开始矢量化工作。 （7）检查和修改数字化错误 将数字化后的矢量图与原扫描图像叠置，检查 数字化过程中出现的错误或误差，并逐个予以改正。
（1）扫描准备 准备要数字化的原图，最好为不易变形的聚酯薄膜图，并把
它正确装入扫描仪。 （2）扫描参数设置 扫描参数的设置包括： • 扫描模式的设置：扫描模式分二值、灰度和百万种彩色等，对单色地图一般
采用二值或灰度扫描；对黑白航空像片或卫星像片采用灰度扫描；对彩色地图可采 用灰度扫描或百万种彩色扫描；对彩色航空像片或卫星像片采用百万种彩色扫描。
X = f1(x,y) Y = f2（x,y） 式中 f1，f2 为定域内单值、连续的函数。 （2）反解变换 将资料地图的投影坐标数据 x,y 反解出地理坐标φ，λ，然后再将地理坐标代入 到目标地图的投影坐标公式中，从而实现投影坐标的转换。 对前后两种地图投影，可分别有如下表达形式：
x = f1(φ，λ) y = f2(φ，λ) X = f3(φ，λ) Y =f4(φ，λ) 根据资料地图的投影公式求反解，对前一投影则有：
y0
(x
地理信息系统-景海涛-空间数据编辑实验
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二、创建新要素
在 编 辑 图 层 上 创 建 新 要 素
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XY
二、创建新要素
要根 素据
绝 对 ， 坐 标 创 建 点
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右击
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二、创建新要素
创建线要素 创建面要素 复制要素
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三、修改要素
几何要素编辑）
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五、注记编辑
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五、注记编辑
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本周实验内容
一、空间数据编辑 二、空间数据的拓扑处理
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空间数据编辑是ArcGIS系统的基本功能， 包括图形数据编辑、属性数据编辑、网络 编辑、拓扑编辑
该实验内容包括：要素编辑、创建新要素、 修改要素、属性编辑、注记编辑
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一、熟悉[标准]工具条中，编辑器工具
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空间数据采集与编辑
实习一、空间数据采集与编辑一、目的1.了解ArcGIS的体系结构，认识ArcMap 图形用户界面，了解地理数据的组织与显示方式。
2.掌握利用ArcCatalog创建要素数据集、要素类的方法。
3.熟悉扫描影像配准的原理与方法，了解编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）方法，初步具有地图矢量化的技能。
二、步骤及方法1. Arcmap图形用户界面的认识第1步启动ArcMap启动ArcMap。
. 执行菜单命令：开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcMap当出现ArcMap 对话框时, 点击"An existing map" 单选按钮，即选择一个已存在的地图，中），如“ex01”，点击打开，即弹出ArcMap操作界面。
左侧目录表（TOC ）中有二个数据框架（Data Frame ），他们是data frame1 和data frame2。
如果data frame1 呈加粗字体显示，表示该数据框架被激活，处于可操作状态，点击data frame1 左边的“+”号，就可展开显示data frame1 的内容（通常是专题图层、独立属性表），再点击则关闭。
如果要激活Data frame2数据框架，用鼠标右键点击该数据框架名，在随之弹出的快捷菜单中选择Activate （激活）。
在目录表窗口（Table Of Contents ）中有每个专题图层（Layer ）的名称，图层前面有个小方框，若为，表明可见；若想从视窗中隐藏，点击该方框即可。
此时改图层从视窗中消失，但仍存在于内存中。
若想彻底移除，鼠标移至该图层名，右键选中Remove 即可。
若想添加新图层或将移除的图层再次添加到当前窗口中，可点击“+”，选择需添加的图层，按确定键即可。
目录表第2步地图缩放、平移在基本工具条中选择图形放大工具（Zoom In，象一个放大镜），在地图上点击一下，地图按默认的系数放大。
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件，它包含了不同的要素图层（图 2 所示），根据基本形状地图要素可分为三类：点数据， 线数据和区数据（亦即面数据）。与之相对应，文件的基本类型也分为三类：点文件（*.WT）， 线文件(*.WL)和区文件(*.WP)。
在建立数据库时，我们需要将各种类型的空间数据转换为数字数据，数据输入是 GIS 的关键之一。MAPGIS 提供的数据输入有数字化仪输入、扫描矢量化输入、GPS 输入和其它 数据源的直接转换。 数据处理
输入计算机后的数据及分析、统计等生成的数据在入库、输出的过程中常常要进行数
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GIS 实验指导书
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（二）
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MAPGIS 图形数据输入
一、实验目的
1、掌握图形数据输入前的准备工作； 2、掌握扫描矢量化输入的主要流程； 3、掌握数字化主要操作方法；
二、实验主要内容 图形数据输入的前期准备工作 读图、分层
1、读图、分层是工程管理文件的基础，一般按照地理要素进行分层，把同类地理要素存放 到同一文件中。如根据地图要素，可分为不同的要素图层，如水系、道路、等高线等 新建工程 新建工程图例
程项目排序”对话框，选择“按类型”，单击“确定”按钮（或者可以通过直接拖动文 件改变图层顺序）
（注：在 MAPGIS 软件中，一般按照区文件、线文件、点文件的顺序排列） 显示不同图层（以中国.wp 为例）
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GIS 实验指导书 8、在视图的 TOC 窗口中，右键单击“中国 .WP”图层，在弹出的菜单中，单击“打开或
图例的主要作用在于方便的提供拾取固定参数，避免输入不同图元时频繁修改图元的默 认参数，从而提高工作效率。 2、在工程视图中单击右键，在弹出的菜单中选择“新建工程图例”，系统弹出“工程图例
编辑器”对话框，选择某种“图例类型”，单击“插入或添加”按钮，将所选图例类型 添加到右边的列表框中
3、用鼠标选中需修改的图例，单击“编辑”按钮，或用鼠标双击列表框中的图例，弹出“修 改图例参数”对话框。在该对话框中可以对图例信息进行修改，包括名称、编号、分类
设置矢量化范围 8、MAPGIS 编辑子系统→矢量化→设置矢量化范围
修改工程文件中的文件状态
9、在工程编辑平台（左窗口）中，右键弹出菜单中选“编辑”，此时文件处于编辑状态 ，
可以进行修改，如删除、移动、添加等，但在添加新图元时，应标明那个文件处于当前
编辑状态
，此时文件状态图标为
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如何将 GIS 的各种成果变成产品供各种用途的需要，或与其它系统进行交换，是 GIS 中不可缺少的一部分。GIS 的输出产品是指经系统处理分析，可以直接提供给用户使用的各 种地图、图表、图象、数据报表或文字报告。MAPGIS 的数据输出可通过输出子系统、电 子表定义输出系统来实现文本、图形、图象、报表等的输出。
5、选择“是”按钮，系统弹出下图所示对话框
6、在“工程文件项目编辑”对话框中，选择“全部选中”按钮→“修改路径”按钮。在弹
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GIS 实验指导书 出的对话框中，把路径修改到文件所在的目录，确定即可。则打开如下图所示中国地图
工程编辑平台
改变图层显示顺序 7、在工程编辑平台（左窗口）窗口中，右键单击 文件名→定制排序，系统弹出“定制工
输入子系统 数字化输入 扫描矢量化 文件转换、外业测量 GPS 及其它数据源
空间分析子系统 空间分析 图像分析 网络分析 DTM 分析
图形编辑子系统 图形编辑及建拓扑
图象镶嵌配准 投影变换 误差校正
输出子系统 版面定义 矢量输出 栅格输出 文件转换
空间数据 属性数据
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库管理子系统 数据库管理 属性库管理 地图库管理 影像库管理
工程中的地图参数”以获取所建工程的地图参数，或者直接单击“确定”按钮
（注：系统要求在新建工程时，先设置好一个图幅的地图参数（实际上，它只对地图进行
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GIS 实验指导书 描述，并没有对图形进行控制），作为以后在文件添加时的比较标准。如果要添加文件的地 图参数与先设置好的不一样，系统要求进行投影变换或修改地图参数，以保证工程中所有 的地图参数一致。） 12、在“定制新建项目内容”对话框中，选择“不生成可编辑项”，单击“确定”按钮，生
读图、分层
编辑层名字点
装入光栅文件
设置当前层、设置缺 省参数、设置矢量化 参数
设置矢量化范围
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可用二值扫描、灰度扫描或彩色扫描 一般情况下，先矢量化后对矢量图形 数据进行校正，但有时需要与已有的 图型套何时，即需要先将扫描的图像 与已有的图像配准，后进行矢量化
抽稀因子就是控制线在抽稀后与 原光栅中心线之间的最大偏差值， 实际上就是控制数据精度要求
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注：① 抽稀因子：是经验值。为了减少数据冗余，在矢量化的过程中，系统在不影响数据 精度的条件下自动进行抽稀。改抽稀因子就是控制线在抽稀后与原光栅中心线之间的最大 偏差，实际上就是控制数据精度要求，默认情况下为一个像素。 ② 同步步数：在矢量化过程中，搜索光栅线的中心点时，允许向前搜索的最大像素个数。 若在给定的允许范围内，搜索不到中心线，则系统自动结束当前线的跟踪。 ③ 最小 线长：自动矢量化时，小于最小线长的线将被舍去。
选择图例板中的图例，拾取图元的参数 输入某类图元（如点、线、面）时，应先选择输入图标，切到输入状态。然后，在图板 中选择图例，实际上是拾取控制点的参数过程
10、在工具栏选择“点输入工具” ，然后在图例板中拾取点图元参数
MAPGIS 是具有国际先进水平的完整的地理信息系统，它分为“输入”、“图形编辑”、“库 管理”、“空间分析”、“输出”以及“实用服务”六大部分，如图 1。根据地学信息来源多种 多样、数据类型多、信息量庞大的特点，该系统采用矢量和栅格数据混合的结构，力求矢 量数据和栅格数据形成一整体的同时，又考虑栅格数据既可以和矢量数据相对独立存在， 又可以作为矢量数据的属性，以满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需要。 4、MAPGIS 的主要功能 数据输入
实用服务子系统 图形裁剪 报表定义
工程
GIS 实验指导书 图 1 MAPGIS 系统的总体结构图
点文件
点文件 1 线文件 点文件 2
............
线文件
线文件 1 线文件 2 ............
图层 1 图层 2 ..........
图层 1 图层 2 ..........
区文件 线文件
成一个“空的”工程文件
13、在“工程编辑平台”（左窗口）中，单击右键，在弹出的菜单中，选择“新建点\线\面” （以建立线文件为例），弹出“输入新建项目文件名”对话框
14、在上图中，在新文件名编辑框中，输入等高线，单击“创建”按钮，系统在左窗口将
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添加等高线文件
GIS 实验指导书
15、利用相同的方法创建点图层
文件修改”对话框，选择与工程文件相匹配的图例文件
打开图例板 5、在工程视图中单击右键，在弹出的菜单中选择“打开图例板”，系统弹出“图例板”对
话框
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扫描矢量化
矢量化简介 扫描矢量化即扫描输入法是通过扫描仪直接扫描原图，以栅格形式存贮于图像文件中(如
*.TIF 等)，然后经过矢量化转换成矢量数据，存入到线文件(*.WL)或点文件(*.WT)中，再进 行编辑、输出。 矢量化流程
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GIS 实验指导书 码、图形参数、属性结构等，修改完后，单击“确定”按钮，系统提示保存图例文件，保
存为Байду номын сангаасtest.cln.
关联工程图例 只有将工程文件与图例文件进行关联，才能在编辑中运用图例板中的内容，一个工程文
件只能有一个工程图例文件，关联工程图例可以使当前工程与制定的工程图例文件相匹配。 4、在工程视图中单击右键，在弹出的菜单中选择“关联图例文件”，系统弹出“工程图例
交互矢量化
保存文件
装入光栅文件 6、MAPGIS 编辑子系统，打开已建立的工程文件，在菜单栏选择 矢量化→装入光栅文件
（本系统可以直接处理 TIFF(非压缩)格式的图像文件，也可接受经过 MAPGIS 图象处理 系统处理得到的内部格式(RBM)文件）
设置矢量化参数 7、MAPGIS 编辑子系统→矢量化→设置矢量化参数
据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等工作。MAPGIS 通过图形编辑子系统及投 影变换、误差校正等系统来完成。 数据库管理
MAPGIS 数据库管理分为网络数据库管理、地图库管理、属性库管理和影象库管理四个 子系统。 空间分析
地理信息系统与机助制图的重要区别就是它具备对中间数据和非空间数据进行分析和 查询的功能，它包括矢量空间分析、数字高程模型（DTM）、网络分析、图像分析、电子沙 盘五个子系统。 数据的输出
3、单击 图形处理→输入编辑→打开已有的工程文件→更多的文件，单击“确定”按钮
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GIS 实验指导书 4、在“打开工作文件”对话框中，改变驱动器和文件夹到 C:\MapGIS65\sample\拓扑演示
数据\中国地图.mpj
（注意：工程文件本身记录者其中文件的绝对路径，也就是说不管*.mpj 存放或移动到何处， 对打开工程没有影响。但是，当工程中的文件被移动到另一个目录中后，再打开工程就有 所变化，此时系统会弹出下图所示对话框）
前期准备工作→校正图像（可选）→装入光栅文件→设置矢量化参数→设置矢量化范 围→修改工程文件中的文件状态→选择图例板中的图例，拾取图元参数→数据输入→重复 前面两步→保存项目 （注：具体的流程参见下图）
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将图纸扫描存于 TIFF 文件
有必要时进行图像校正，为 了显示速度可存 RBM 格式