GIS实验指导书

一、实验目的
1、熟悉GIS软件——ArcGIS的体这种系结构，掌握ArcMap用于地图数据的编辑、显示、查询和分析等功能，了解ArcCatalog对数据的管理，在此基础上进一步理解GIS软件应具备的基本功能。

2、掌握地图扫描矢量化的基本原理、方法和步骤，进而掌握地图数字化的过程。

3、掌握利用ArcMap对数据的获取及存储，熟悉ArcMap的空间查询、叠加、缓冲区分析等常用的地图分析功能，能有效解决一些实际问题。

4、掌握地图渲染方法及制图输出。

二、实验任务
（1）搜集数据，通过网络等途径，搜集地理地图及对应的属性数据。

（2）完成对应区域的地图矢量化、属性数据录入，建立数据库。

（3）空间分析，对GIS数据进行空间查询、叠加、缓冲区分析等空间分析。

（4）进行地图编制，制作专题地图并进行渲染输出。

三、实验内容
1、shp文件的创建
2、矢量化
3、属性数据录入
4、空间查询、面积计算
5、面转栅格、重分类、缓冲区分析
6、地图渲染
7、制图输出
四、实验要求
（1）纪律要求
准时上课，不得迟到。

严禁在实验机房内打游戏。

（2）工作量要求
每人各自完成一份。

（3）成果要求
在自己的文件夹（用自己的名字命名）下完成指定内容、规定要求的实验科目；
提交最终实验成果与实验报告。

五、实验步骤
1.ArcGIS体系结构
2.创建.SHP 文件
(1) 首先新建一个文件夹，以便将自己的数据集中保存。

然后打开ArcCatalog ，在目录树下
的“文件夹连接”上右键，选择“连接到文件夹”连接到刚才新建的文件夹，如图：
ArcMap 是ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的模块，包含一个复杂的专业制图和编辑系统。

ArcCatalog 是以数据为核心，用于定位、浏览和管理空间数据的模块，是用户规划数据库表，用于定制和利用元数据的环境。

利用ArcCatalog 可以组织、发现和使用GIS 数据，使用标准化的元数据对数据进行说明，创建和管理用户所有的GIS 信息。

（2）在目录树下，选择要保存文件的文件夹（即刚刚连接进来的文件夹），点击右键，选择“新建”然后在下拉菜单中选择shapefile，如下图所示，创建shp文件。

如下图，在弹出的对话框中，设置要创建shp文件的名称、要素类型等特征（本次实验主要建立点要素和面要素，且不用设置坐标系）。

根据以上步骤，依次建立点和线的.SHP文件，如下图所示。

3.矢量化
（1）打开Arcmap，点击“添加数据”，找到对应文件夹，将地理底图添加进来，如下图所示：
（2）打开ArcCatalog，将之前建立的点、面.SHP文件，拖到ArcMap里的图层里，如下图所示：
（3）点的矢量化
选择点图层，并右键，在弹出的菜单里选择“编辑要素”，再在弹出的菜单上选择“开始编辑”，编辑器工具条就出现了，如图所示：
选择编辑器工具条上的“创建要素”在弹出的对话框中选择“城市”点要素，就可以
对点进行矢量化了，如图所示：
在ArcMap 视图界面上，用鼠标分别点击山东省各市中的呈点状的城市（即描地理底图上的点状要素），如图所示：
（注意在退出编辑的时候，要保存编辑内容）点的矢量化结果如下图所示：
（4）面的矢量化
退出编辑状态，在图层框里右键“各区”图层，选择“打开属性表”，点击表的左上方第一
个下拉三角，选择“添加字段”，在弹出的对话框里分别填写字段名称、类型等，如下图所示：
添加完“名称”字段后，属性表就多了“名称”一列，如下图所示：
选择编辑器工具条上的“编辑器上的下拉三角”在下拉菜单中选择“捕捉”然后再选择“捕捉工具条”，这样捕捉功能就打开了。

（为什么要打开捕捉？在对面状要素进行矢量化的时候，我们画出的必须是封闭的面，如果不封闭，将无法在后面进行分析操作，此外，面和面之间的公共边界要完全重合，不能出现小碎多边形，打开捕捉之后，ArcGIS将自动捕捉线的折点，这样就能避免错误的发生。

）
选择“编辑器”再选“开始编辑”，选择编辑器工具条上的“创建要素”在弹出的对话框中选择“各区”面要素，就可以对面进行矢量化了，如图所示：
按照地理底图上面的分化，依次对每个市的面状区域进行矢量化，比如矢量化日照市，将其整个区域放大，沿着它的边界，点击鼠标，点击一次鼠标就会生成一个折点，折点越密，矢量化后的面越精细，依次点击，直到回到起始点，并在起始点上双击，这样整个面就矢量化
完成了，如下图所示：
然后，点击编辑工具条上的“”，在弹出的对话框里填写这个面对应的市的名称，（在“名称”对应的行填写“日照”）如下图所示：
最后，分别对其他各市的区域进行矢量化并填写对应的各市的名称，直到完成整个山东省的矢量化，矢量化结果如下图所示：
4.属性信息录入
属性录入就是把下图Excel表中的数据输入到ArcGIS属性表中。

打开ArcMap，点击“添加数据”将Excel表添加进来，选择图层框里的“各区”图层，并右键，选择“连接和关联”，在弹出的对话框内设置属性，按下图所示的内容进行设置就可以了。

点击“确定”之后，再打开“各区”图层的属性表，就会发现，Excel表里的内容已经全部连接到属性表里了，如图所示：
5.空间查询
（1）按属性查询
单击“选择”菜单，并单击“按属性选择”弹出一个对话框，可以根据自己的需要选择相应的属性信息进行查询，例如要查询位置位于沿海的各市区，首先在“方法”下的空白处选择
，然后最下边的空白处就会出现，点击“获取唯一值
点击，再点击，在最下方的空白处就会形成一个表达式，
这就是我们的查询条件，即位于沿海的各市区。

查询结果如下图所示，所有沿海的地区都高亮显示出来了：
（2）按图形查询
点击“识别”，在ArcMap界面上点击你要查询的图形数据，例如点击德州市，它对应
的属性信息就会显示出来，如图所示：
6.缓冲区分析
缓冲区就是在输入要素周围某一指定距离内创建缓冲区多边形。

缓冲区分析针对的是点状要素，将“城市”点图层加载到ArcMap中，点击“地理处理”菜单，选择“缓冲区”，在弹
出的对话框中做如下设置：
点击确定之后，点的缓冲区就建好了，其中缓冲半径为10米，结果如下图所示。

7.面转栅格
面转栅格对应的是“各区”面状要素，打开“分析工具箱”，选择“转换工具”然后选择“转为栅格”最后选择“面转栅格”，设置对话框如下图所示：
点击确定，面就转换为了栅格数据，转换结果如下图所示：
8.重分类
我们还可以对上述栅格数据进行重分类，将它的17个类重分成4个类。

同样在分析工具箱里找到“”选择“”再选择“重分类”，设置对话框如下图所示：
点击确定后，重分类就完成了，结果如下图所示：
9.面积计算
右键图层框里的“各区”面状图层，选择“打开属性表”，给属性表添加一个“面积”字段，然后选中“面积”这一列，并右键，选择“计算几何”，弹出一个对话框，如下图所示：
属性选面积，点击确定之后，各个区的面积就计算出来了，如下图所示：
10.专题图制作
（1）分级统计图法
分级统计图法是在制图区域内按行政区划或自然区划区分出若干制图单元，根据各单元的统计数据并对他们分级，用不同的色阶或晕线网纹反映各分区现象的集中程度或发展水平的方法。

（例如：将各区域的面积进行分级，用不同的颜色表达他们的面积，通过颜色的深浅反映面积的大小。

）
在图层框内右键“各区”面状图层，选择“属性”，弹出属性对话框，选择“符号系统”，在“显示（S）”栏里选“数量”，再选“分级色彩”，“值”选“面积”，“类”自己定义，这里是分了4类，色带也是自己定义，但要选由浅到深的颜色，如下图所示：
分级效果如下图所示，其中颜色越深代表面积越大。

当然也可以按照同样的方法，将各区的“测绘产值”进行分级表达，效果如下图所示：
（2）分区统计图法
在各分区单元内按统计数据描绘成不同形式的统计图表，置于相应的区划单元内，以反映各区划单元内现象的总量、构成和变化。

表示方法：利用图形符号的大小与个数来表示现象的数量差异，并可在图形内划分几个部分表示其内部结构，同时还可通过不同时相图形对比反映一定时期内现象的发展动态。

一般多用来表示制图区域单元之间绝对数量差异。

（例如：各区的总测绘产值已知，其中地信、遥感、工测、其他测绘产值也都已知，我们就可以通过饼图或者条形图来反映各区每种测绘产值占总测绘产值的比重。

）
在图层框内右键“各区”面状图层，选择“属性”，弹出属性对话框，选择“符号系统”，在“显示（S）”栏里选“图表”，再选“饼图”，“字段选择”分别双击选择“地信”、“遥感”、
“工测”和“其他”，“配色方案”自己定义，单机“大小”在对话框里选择“使用字段值的总和更改大小”，如下图所示：
分区统计图效果如下所示：
其中，饼图的大小代表的是各区总测绘产值的多少。

当然也可以利用柱状图来表示，如下图所示：
（3）成图制作
a.显示地名
右键“各区”图层，选择“属性”，然后选择“显示”，将“显示表达式中”的“字段”改为“名称”，如下图所示：
点击确定后，再右键“各区”图层，选择“标注要素”，这样地名就显示出来了，如图：
b.地图制版
选择“视图”菜单，再选择“布局视图”，然后在视图框里右键，选择“全图”，这样整个地图就完好的落在框里啦，如图所示：
c.插入标题
点击“插入”菜单，选择“标题”，然后输入图名，图名自己定义，（比如：山东省测绘产值专题图）
d.插入指北针
点击“插入”菜单，选择“指北针”，在弹出的对话框里选择一种指北针，插入到视图里就可以啦，如图：
e.插入比例尺
点击“插入”菜单，选择“比例尺”，在弹出的对话框里选择一种比例尺，插入到视图里就可以啦，如图：
f.插入图例
点击“插入”菜单，选择“图例”，在弹出的对话框里一律点击“下一步”，最后就把图例插进来了，如图：
当然也可以再对图例进行编辑，选中插入进来的图例，右键单击，在弹出的菜单里选择“转换为图形”，然后再选中插入进来的图例，右键单击，选择“取消分组”，这样就可以编辑图例了（比如：将“图例、各区”这几个字去掉，将“字段总数”改为“各类测绘产值”等），改后如图：
g.插入文本
点击“插入”菜单，选择“文本”，在文本框里输入自己的学号和姓名就可以啦，如图：
这样，一张专题图就制作完成啦，如图：
h.地图输出
选择“文件”菜单，选择“导出地图”，在弹出的对话框设置好保存路径和图片名称，点击保存就可以啦，导出来的专题图如图所示：。