ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程 空间数据的采集和组织
ArcGIS空间数据组织与处理
实验一空间数据的组织与处理一、实验目的1. 熟悉ArcGIS的工作环境2. 掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作3. 掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法4．熟练掌握数据更新变换（数据格式转换、空间数据剪切、拼接等）的方法5. 了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法6. 了解为某地区地块建立拓扑关系的方法二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：性能较高的PC机计算机软件：ArcGIS9.0软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第二章、第三章、第五章等三、实验内容与要求1 ArcGIS基本操作练习操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第二章p15-35。
实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1。
要求：（1）了解ArcMap的窗口组成（2）熟悉数据层的加载、基本操作等（3）熟悉ArcGIS的工作环境2 ArcGIS基本数据文件的创建操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p41-81。
要求：（1）掌握Shapfile文件创建方法（2）熟悉Coverage文件创建方法3 建立拓扑关系操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p93-100。
实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1（实例与练习1）。
要求：掌握创建拓扑关系的具体操作流程4矢量数据编码（选做）操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p41-93。
实验数据具体见服务器\083 GIS原理及应用\ex1-4。
要求：（1）掌握图像配准方法（2）掌握矢量化、图形编辑的基本方法（3）掌握矢量数据结构编码的方法（如索引编码、拓扑编码等）5数据更新变换（1）操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第五章p106-136。
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3.1 新建sharpfile菜单操作
图3.2 新建sharpfile要素选择设定操作
在Spatial Reference属性对 话框中，通过Select按钮、Import 按钮或New按钮定义Shapefile的坐 标系统。
第三章 空间数据的采集与组织
主要内容
• • • • 3.1 3.2 3.3 3.4 Shapefile文件的创建 Coverage文件创建 Geodatabase数据库创建 数据编辑
3.1 Shapefile文件的创建
3.1.1 创建新的Shapefile和dBASE表
1.创建新的Shapefile
图3.3 定义sharpfile的坐标系统
2.创建新的dBASE表
在ArcCatalog目录树中，右键单击需要创建dBASE表 的文件夹，单击New，再单击dBASE表，为其输入一个名称， 并按回车键。
3.1.2 添加或删除属性
在ArcCatalog中，可通过添加、删除属性项来修改 Shapefile和dBASE的结构。 在Shapefile Properties对话框中的Fields标签中添 加属性项。 删除属性项，只需选中需删除的属性项，在键盘上按 Delete键，即可。
图3.7 新建Coverage操作
2. 创建新的INFO表
在Define INFO Table对话框中输入新表的名 字 、选择数据类型等。
图3.8 新建INFO表操作
3.2.2 建立拓扑
在ArcCatalog目录树中， 右键单击需要建立拓扑关系 的Coverage，单击 Properties命令，打开 Coverage Properties对话框 （ General选项卡），在 Feature classes中，选择需 要建立拓扑关系的地理要素 类。
ARCGIS教程实验五、空间研究分析基本操作
实验五、空间分析基本操作一、实验目地1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析地原理和操作.2. 掌握矢量数据与栅格数据间地相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据地空间内插(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. 为选择合适地空间分析工具求解复杂地实际问题打下基础.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）是地理信息系统地一个主要组成部分.空间数据是指以地球表面空间位置为参照地自然、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所表达地现实世界经过模型抽象后地内容，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地位置和形态地空间数据地分析技术，其目地在于提取空间信息或者从现有地数据派生出新地数据，是将空间数据转变为信息地过程.空间分析是地理信息系统地主要特征.空间分析能力（特别是对空间隐含信息地提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统地主要方面，也是评价一个地理信息系统地主要指标.空间分析赖以进行地基础是地理空间数据库.空间分析运用地手段包括各种几何地逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段.空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定.空间分析步骤根据要进行地空间分析类型地不同，空间分析地步骤会有所不同.通常，所有地空间分析都涉及以下地基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应地变化.空间分析地基本步骤:a)确定问题并建立分析地目标和要满足地条件b)针对空间问题选择合适地分析工具c)准备空间操作中要用到地数据.d)定制一个分析计划然后执行分析操作.e)显示并评价分析结果空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题地确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适地次序执行一系列地空间分析操作、显示及评价分析结果.实验数据：实验数据包括：Slope1（栅格数据），Landuse （栅格数据）,landuse92,r5yield,emidalat街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp (云南省地边界)下载地址/csk/upload/arcgis/ex5/ex5.rar三、实验内容及步骤空间分析模块本章地大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap 中执行菜单命令<工具>－<扩展>，在扩展模块管理窗口中，将“空间分析”前地检查框打勾.然后，在ArcMap 工具栏地空白区域点右键，在出现地右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏.执行“空间分析”工具栏中地菜单命令<空间分析>－<选项>设定与空间分析操作有关地一些参数.这里请在常规选项中设定一个工作目录.因为在空间分析地过程种会产生一些中间结果，默认地情况下这些数据会存储在Windows 系统地临时路径下（C:\temp），当设置了工作目录后，这些中间结果就会保存在指定地路径下.1. 了解栅格数据在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：Slope1，在TOC 中右键点击图层Slope1，查看属性在图层属性对话框中，点击“数据源”选项，可以查看此栅格图层地相关属性及统计信息.打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据地统计直方图：新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：Landuse，在TOC中右键点击Landuse ，“打开属性表”查看字段“Count”可以看到每种地类所占栅格单元地数目2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据)在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为:多边形），命名为：ClipPoly.shp在ArcMap中，加载栅格数据：Landuse、和ClipPoly.shp打开编辑器工具栏，开始编辑ClipPoly ，根据要剪切地区域，绘制一个任意形状地多边形.打开属性表，修改多边形地字段“ID”地值为1，保存修改，停止编辑.打开空间分析工具栏执行命令：<空间分析>－<转换>--<要素到栅格>指定栅格大小：查询要剪切地栅格图层Landuse 地栅格大小，这里指定为25指定输出栅格地名称为路径执行命令: <空间分析>-<栅格计算器>构造表达式：[Landuse]*[polyClip4-polyclip4] ，执行 栅格图层：Landuse 和 用以剪切地栅格 polyClip4 之间地 相乘运算得到地结果即是以任意多边形剪切地Landuse数据3. 栅格重分类(Raster Reclassify)通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据在ArcMap中，新建地图文档，加载栅格数据Slope1，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令“重分类”将坡度栅格重新分为5类：0 – 8 、8 – 15 、15 – 25 、25 – 35、35 度以上.4. 栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)找出坡度在25度以下地区域在上一步地基础上进行，执行“空间分析”工具栏上地命令：<空间分析>－<栅格计算器>构造表达式[Slope1]<=25满足条件地栅格赋值为1，其余地栅格赋值为0 5. 面积制表（Tabulate Area）在上一步地基础上进行.加载Landuse92栅格图层，打开ArcToolbox在ArcToolbox中，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“面积制表”工具按上图所示，指定分区数据和输入栅格数据打开得到地交叉面积数据表，观查其中地记录，理解本操作地意义是什么？6. 分区统计(Zonal Statistic)在ArcMap中新建地图文档，加载栅格图层r5yield (粮食产区分类图)、栅格Organic(土壤有机质含量分布图)在r5yield 中，根据产量不同分为5个粮食产区打开ArcToolbox，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“区域统计到表”分析工具，按上图所示指定参数，确认后得到如下一个数据表：仔细研究上面地数据表，理解本操作地意义是什么？点击上面数据表中地[选项]按钮，执行“创建图形…”命令根据向导提示，设定参数，生成不同粮食产区土壤有机质含量（平均值）地统计图表从统计图中可以看出，产量最低区有较低地有机质含量，中产区有机质含量较高，这表明较高地有机质含量会带来较高地产量.最高产量区有机质含量较低可能是其他因素地影响.7. 缓冲区分析(Buffer)●添加缓冲区向导到菜单中在ArcMap中，执行命令：<工具>-<定制> 在出现地对话框中地“命令”选项页.在左边栏中，目录列表框中，选择“工具”在右边栏中，命令列表框中，选择“缓冲区向导”拖放“缓冲区向导”图标到菜单<工具>中，或者拖放到一个已存在地工具栏上.关闭“定制”对话框●创建街道地线状缓冲区新建地图文档，加载街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov （地图单位为：米）执行菜单命令：<选择>－<通过属性选择>构造表达式：[STR_NAME]=’CYPRESS’，从图层AIOStrees中，选择街道名称为CYPRESS地街道向导对话框：通过缓冲区向导，建立所选择街道地50米缓冲区（一个多边形图层）得到沿街道“CYPRESS”地50米缓冲区8. 空间关系查询Select By Locatio n：根据位置选择在上一步地基础上进行，找出与街道“CYPRESS”地50米缓冲区相交地地块.9. 采样数据地空间内插(Interpolate)空间插值常用于将离散点地测量数据转换为连续地数据曲面，以便与其它空间现象地分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法.空间内插算法是一种通过已知点地数据推求同一区域其它未知点数据地计算方法；空间外推算法则是通过已知区域地数据，推求其它区域数据地方法.数据：气温.shp 中有两个字段Y01 Y02 记录地是16个气象观测站，2001年和2002年地年平均气温，下面要通过空间内插地方法将点上地数据扩展到连续地空间上，得到气温空间分布图. YNBoundary.shp 是云南省地边界新建地图文档，加载图层：气温.shp 、YNBoundary, 打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令<空间分析>-<内插成栅格>-<样条>在样条函数内插对话框中，按下图所示指定参数确定后，得到如下地气温空间分布图（通过修改图例得到相同地效果）2001年平均气温样条函数空间内插参考以上操作，生成2002年地平均气温空间分布图：2002年平均气温样条函数空间内插执行菜单命令<空间分析>-<选项>，通过设置相关选项和参数，重新进行空间插值，得到如下地结果（用“距离权重倒数”内插方法）10. 栅格单元统计（Cell Statistic）在上一步地基础上进行现在我们要根据2001年和2002年地年平均气温得到多年平均气温空间分布图，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令<空间分析>-<像素统计>2001、2002年间平均气温空间内插11. 邻域统计（Neighborhood）邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数据模型.地理要素在空间上存在着一定地关联性.对于栅格数据所描述地某项地学要素，其中地(I，J)栅格往往会影响其周围栅格地属性特征.准确而有效地反映这种事物空间上联系地特点，是计算机地学分析地重要任务.窗口分析是指对于栅格数据系统中地一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径地分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，从而实现栅格数据有效地水平方向扩展分析.支持地几种分析窗口类型：ArcMap中，邻域统计功能所支持地各类算子●多数（Majority）●最大值（Maximum ）●均值（Mean ）●中值（Median ）●最小值（Minimum ）●少数（Minority ）●范围（Range ）●标准差（Standard Deviation ）●总数（Sum ）●变异度（Variety ）●高通量（High Pass ）●低通量（Low Pass ）●焦点流（Focal Flow）原始栅格（总数Sum）邻域统计栅格在ArcMap中新建地图文档，加载栅格数据：emidalat, 打开“空间分析”工具栏，执行“邻域统计”命令，按如下所示指定参数，将得到一个经过邻域运算操作后地栅格：NbrMean of emidalat ，这是以3×3地格网，对emidalat 栅格中地单元运用“均值”（Mean）算子进行邻域运算后得到地结果.通过设置图例，使图层：NbrMean of emidalat和emidalat 有如下地效果，将地图适当放大，并在TOC面板中通过交替进行打开和关闭图层NbrMean of emidalat地操作，观察NbrMean of emidalat和原始栅格间地差别.四、实验报告要求做出书面报告，包括原理、过程和结果.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.mZkkl。
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据收集、存储、管理、分析和展示于一体的综合性工具。
其中，空间数据分析是GIS的核心功能之一，它帮助人们了解和解释地理现象，并为决策提供支持。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程。
一、空间数据分析方法1. 空间查询分析地理信息系统中的空间查询分析是通过对地理空间数据进行查询和筛选，从而获取特定的空间信息。
空间查询可以通过属性查询和空间关系查询实现。
属性查询是基于地理空间数据的属性，在数据库中执行条件查询。
空间关系查询是根据地理对象之间的空间关系，如相交、包含、邻近等进行查询分析。
2. 空间缓冲分析空间缓冲分析是一种常用的地理信息系统中的空间分析方法，它以某一地理空间对象为中心，根据设定的缓冲距离，生成一系列缓冲区域。
空间缓冲分析可以用于分析地理要素的覆盖范围、相互作用范围以及对环境的影响等。
3. 空间插值分析空间插值分析是通过已知的点数据，推算未知地点的数值。
它使用插值算法，根据给定的空间数据点，在空间上生成连续的表面。
空间插值分析用于补充缺失数据、推算未来趋势以及对地理现象进行模拟和预测。
4. 空间聚类分析空间聚类分析是通过对地理要素进行分类和聚类，揭示地理现象的空间集聚特征。
它可以帮助我们发现空间上的热点区域、人口分布密度等。
常用的空间聚类分析方法有基于密度的聚类方法和基于网格的聚类方法。
5. 空间统计分析空间统计分析是通过计算地理要素的空间分布和相互关系，揭示地理现象的统计特征。
它可以帮助我们理解地理数据的空间相关性、局部差异性和空间自相关性等。
常用的空间统计分析方法包括空间自相关分析、热点分析和空间回归分析等。
二、空间数据分析使用教程1. 数据准备在进行空间数据分析之前，首先需要对数据进行准备。
这包括收集和整理地理空间数据，将其转换为GIS所支持的数据格式，如shapefile、GeoJSON等。
大一地理信息系统导引数据收集与空间分析
大一地理信息系统导引数据收集与空间分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与非空间数据相结合的计算机系统，用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据。
在现代社会，GIS已经成为解决各种地理问题的重要工具。
本文将介绍大一学生如何进行GIS数据收集和空间分析的基本方法和技巧。
一、数据收集1. 数据来源在进行GIS数据收集之前，首先需要确定数据的来源。
数据来源可以分为主观和客观两种。
主观数据是通过实地调查、问卷调查等方式获得的，如人口普查数据、企业调查数据等。
客观数据则是通过各种已有资源进行提取的，如卫星遥感数据、地理数据库等。
2. 数据获取数据的获取主要有两种方式——主动收集和 passively获取。
主动收集是指通过实地调研或直接与数据提供者沟通，获取需要的数据。
在学习GIS的初期，由于技术限制和时间成本，主动收集的数据可能相对较少。
passively获取则是指利用已有的数据资源，如公开的数据集、开放的地图数据等。
这种方式需要学生具备一定的数据搜索和处理能力。
3. 数据整理获得数据后，需要对数据进行整理和清洗。
数据整理包括数据的格式转换、字段提取、数据库建立等。
清洗则是指数据中的噪声数据、重复数据等的删除和纠正。
数据整理和清洗的目的是为了保证数据的质量和一致性，为后续的分析工作提供可靠的数据基础。
二、空间分析1. 空间数据处理空间数据处理是GIS中最为重要的环节之一。
在进行空间分析之前，需要将数据进行投影、转换等预处理工作。
投影是指将平面坐标系经纬度等转换为统一的投影坐标系，以便进行后续的分析。
转换则是指将不同格式的数据进行统一、适配等操作，以满足分析的需要。
2. 空间分析功能GIS提供了多种空间分析功能，涵盖了空间数据查询、空间关系分析、缓冲区分析、空间插值等。
学生可以根据具体分析的需要，选择合适的分析功能进行操作。
3. 空间分析应用空间分析的应用非常广泛，涉及到地理学、城市规划、交通规划、环境保护等多个领域。
空间数据的采集与组织空间数据的采集
数据模型与数据结构
01ห้องสมุดไป่ตู้
空间数据模型定义
空间数据模型是用于描述地理空间数据的概念模型和逻辑模型，包括空
间对象的位置、形态、属性和拓扑关系等。
02
空间数据结构定义
空间数据结构是用于组织和存储空间数据的物理结构和逻辑结构，包括
文件组织、数据库设计等。
03
空间数据模型与数据结构的关系
空间数据模型和数据结构是相互关联的，空间数据模型决定了空间数据
GPS定位技术利用卫星信号确定地面位置，广泛应用于导航、测量和位置服务等领 域。
GPS定位技术具有全球覆盖、高精度、实时性强等优点，可提供经度、纬度、高度 等信息。
GPS定位技术可以与其他空间数据采集方法结合使用，提高数据精度和可靠性。
实地调查与测量
01
实地调查与测量是通过人工实地调查和测量获取空间数据的方 法。
02
实地调查与测量可以获取较为准确和详细的数据，但成本较高
、工作量大、效率较低。
实地调查与测量适用于需要较高精度数据的领域，如城市规划
03
、土地调查等。
02
空间数据组织方式
矢量数据组织
矢量数据定义
矢量数据是以几何对象为表示形式的地理数据，包括点、线、面 等基本元素。
矢量数据特点
矢量数据具有数据结构简单、易于进行空间分析和计算、数据存 储空间较小等优点。
栅格数据采集方法
通过卫星遥感、航空摄影 等方式获取栅格数据，如 卫星影像、航空照片等。
混合数据组织
混合数据定义
混合数据组织方式是同时 采用矢量和栅格两种方式 进行地理数据的组织。
混合数据特点
混合数据组织方式具有矢 量和栅格的优点，能够更 好地满足地理信息系统的 需求。
arcgis地理信息系统空间分析实验教程第1章导论
– ArcSDE是管理地理信息的高级空间数据服务器 – ArcIMS 是可伸缩的，通过开放Internet协议进行GIS地图，数
据和元数据发布的地图服务器 – ArcGIS Server是应用服务器，用于构建集中式的企业GIS应用，
• 参考书目
– ARCGIS 8 Desktop 地理信息系统应用指南，清华大学出 版社，2002
– ARC/INFO应用与开发技术(修订版)，武汉大学出版社， 2002
– ARCGIS 8 开发与实践，科学出版社，2004 – ARCGIS地理信息系统技术系列丛书
• 三维分析实用指南 • 空间分析使用指南 • 地统计分析实用指南
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
– 桌面GIS（ Desktop GIS ） – 服务器GIS (Server GIS) – 嵌入式GIS（ Embedded GIS ） – 移动GIS (Mobile GIS)
ArcGIS组成
• 桌面GIS：ArcView，ArcEditor和ArcInfo，分享通用结 构、代码基础和扩展模块和统一的开发环境，功能由简单 到复杂
ArcGlobe
图1.9 ArcGlobe示例图
ESRI简介
• Environmental system research institute • 美国环境系统研究公司，成立于1969年，是世
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第4章 空间数据的转换与处理
图4.25 Import to CAD对话框
4.2 数据格式转换
2 栅格数据与ASCII文件之间的转换
（1）栅格数据向ASCII文件的转换 利用Conversion Tools工具箱，From Raster 工具集中的 Raster to ASCII 命令，可实现由栅格数据向ASCII文件的 转换。
60°0’0’’N
50°0’0’’N
40°0’0’’N 30°0’0’’N 20°0’0’’N
图4.2（b）投影坐标系下的经纬网
4.1 投影变换
• 4.1.1 定义投影
定义投影（Define Projection），指按照 地图信息源原有的投影方式，为数据添加投影 信息。在ArcGIS中利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformations工具集中的Define Projection命令，能够为数据定义投影。
4.3 数据处理
4.3.1数据裁切
数据裁切是从整个空间数据中裁切出部分区域， 以便获取真正需要的数据作为研究区域，减少不必要 数据参与运算。 1 矢量数据的裁切：可利用Analysis Tools工具箱， Extract工具集中的Clip命令
+
图4.28 Clip对话框
图4.29 Clip的图解表达
图4.19 数据格式转换工具
4.2 数据格式转换
基于文件的空间数据类型包括对多种GIS数据格式 的支持，如coverage，shapefile，grid，image和 TIN。Geodatabase数据模型也可以在数据库中管理 同样的空间数据类型。
表1 ArcGIS 中的数据类型
基于文件的空间数据 Coverages Shapefiles 基于数据库的空间数据 Oracle Oracle with Spatial
GIS 第3部分 空间数据的采集与处理
令A1= msin，B1= mcos，则上式可改写成 ：
X A0 A1 y B1 x y B0 B1 y A1 x Y
1.地形图纠正
四点纠正法： 根据选定的数学变换函数，输入标准图廓数据， 分别采集四个图廓控制点坐标来完成。 逐网格纠正法： 这种方法和四点纠正法的不同点就在于采样点数 目的不同，它是逐方里网进行的，即对每一个方里网， 都要采点。 具体采点时，一般要先采源点（需纠正的地形 图），后采目标点（标准图廓）；先采图廓点和控制 点，后采方里网点。
(c)点扩散法填充地物属性
从多边形中任一格网点开始扩散 ，直到边界格网。
2．栅格数据转换成矢量数据
栅格数据可来源于扫描、遥感分类图象或其它 图象转换结果（包括由矢量数据生成的栅格数 据）。具体的转换步骤如下：
1．矢量数据转换成栅格数据
Cellsize计算 区域的最大最小坐标分别为xmax，xmin，ymax，ymin。网格大小为 x y。
x =
x max x min J
y = y max y min I
一般情况下，取x =y。
(1)点的变换
y max y i = 1 + Int y x x min j = 1 + Int x
点落在哪个网格中就属于哪个网格单元
式中Int为取整函数。
(2)线的变换 两端点的坐标为(x1, y1)和(x2, y2)。该线段经过 的网格单元范围，在转换时我们可在i1 到i2行之间逐 行考察。
第ｍ行。则该行中心线的y坐标为 1 y = ymax - y ( m - 2 )
中位线法
该中心线与直线交点的x坐标为
[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。
5）单击Add按钮，返回Spatial Reference属性对话框。
这时要素数据集定义了坐标系统。
单击确定按钮。
（2）向数据集中导入数据1）在ArcCatalog树中，右键单击Result文件夹中的Topology数据集，单击Import，单击Feature Class(multiple)，如图6所示。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT第章矢量数据的空间分析
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT第章矢量数据的空间分析矢量数据与空间分析在地理信息系统中，矢量数据是一种常用的表示地理空间信息的形式。
矢量数据由一系列构成要素的点、线和面构成，每个要素都具有一组坐标和属性信息。
矢量数据可以用来表示地图上的各种要素，如建筑、道路、河流等。
空间分析是地理信息系统中非常重要的一个分支，它是利用矢量数据进行空间分析、空间统计和空间建模的过程。
空间分析可以用来分析各种地理问题，如地理环境、交通运输、城市规划等。
空间分析主要包括以下几个方面：•空间查询和筛选•空间测量和量算•空间统计分析•空间模型分析矢量数据的基本操作在进行空间分析之前，我们需要对矢量数据进行一些基本的操作，如创建新的图层、编辑要素、选择要素等。
下面是一些常用的矢量数据操作：创建新的图层在 ArcMap 中创建新的图层非常简单，只需要选择 File -> New -> Map Document，然后在新建的地图文档中创建新的图层即可。
可以通过右键单击图层名字来选择图层的类型，如点、线、面等。
编辑要素在 ArcMap 中编辑要素可以手动编辑，也可以通过导入数据进行编辑。
在编辑模式下，可以添加新的要素、删除现有的要素、移动要素等。
选择要素在进行空间分析之前，我们需要选择要素并进行操作。
ArcMap 中提供了多种选择方式，如框选、属性筛选等。
可以通过右键单击图层选择 Selection -> Select By Attributes 或 Selection -> Select By Location 进行要素选择。
矢量数据的空间分析ArcMap 提供了多种空间分析工具，如缓冲区分析、点密度分析、热点分析等。
下面我们将介绍一些常用的空间分析操作。
缓冲区分析缓冲区分析是指从某个要素对象生成一个缓冲区，即在该要素周围生成一段距离范围内的区域。
缓冲区分析可以用来分析道路的周围环境、城市的规划等。
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。
6.地理数据库建立的一般过程：①地理数据库设计；②地理数据库建立；③建立地理数据库的基本组成项；④向地理数据库各项加载数据；⑤进一步定义地理数据库。
7.地理数据库的基本组成项：对象类、要素类和要素数据集8.要素类的分类：简单要素类和独立要素类。
9.创建拓扑的优势：①根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，就可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系；②利用拓扑关系便于空间要素查询；③可以根据拓扑关系重建地理实体。
空间数据的采集与组织实验报告
空间数据的采集与组织实验报告目录1. 内容综述 (2)1.1 研究的背景与意义 (2)1.2 实验的目的与要求 (3)1.3 实验的主要内容 (4)2. 空间数据的采集 (6)2.1 传感器技术概述 (6)2.2 采集设备的选型与配置 (8)2.3 数据采集过程与注意事项 (8)3. 空间数据的组织 (10)3.1 空间数据模型与管理 (12)3.2 空间数据组织的方法与应用 (14)3.3 数据组织结果与质量控制 (15)4. 实验方法与步骤 (16)4.1 实验材料与设备 (17)4.2 实验流程概述 (18)4.3 数据采集的具体步骤 (20)4.4 数据组织的具体步骤 (21)5. 实验结果分析 (23)5.1 数据采集结果 (24)5.2 数据质量评估 (25)5.3 数据组织结果 (26)6. 讨论与分析 (28)6.1 数据采集的优缺点 (30)6.2 数据组织面临的挑战 (31)6.3 实验中遇到的问题与解决措施 (32)1. 内容综述本实验报告旨在概述空间数据的采集与组织的过程和方法，以及如何利用这些数据进行地理信息系统的构建和管理。
首先，我们将介绍空间数据的类型和来源，随后探讨数据的采集技术和方法，包括遥感技术、定位、地面调查等。
接着，我们将详细描述空间数据的组织与存储，包括数据库设计、数据模型和数据组织结构。
在实验室实践中，我们将演示如何使用软件进行空间数据的编辑、分析和管理。
此外，本报告还将讨论空间数据的质量和精度保证，以及如何进行空间数据的可视化和应用。
我们分析实验中遇到的问题及解决方案，总结经验教训，为未来的空间数据处理与分析提供参考。
本实验的核心目的是让学生理解空间数据的采集与组织对地理信息系统的重要性，掌握空间数据的基本处理技术，并能够独立应用这些知识进行的数据处理。
通过本实验，学生不仅能够学习如何采集新的空间数据，还能够理解如何管理和组织现有的空间数据，为未来的研究和应用打下坚实的基础。
地理信息系统_实验报告
一、实验目的1. 熟悉桌面GIS软件ArcGIS的界面环境。
2. 掌握ArcGIS的基本操作，包括地图的创建、编辑、查询、分析等功能。
3. 学习使用ArcGIS进行空间数据的导入、导出和空间分析。
4. 了解GIS在地理信息管理、空间分析和决策支持中的应用。
二、实验环境1. 软件环境：ArcGIS 10.52. 硬件环境：Windows 10操作系统，Intel Core i5处理器，4GB内存，NVIDIA GeForce GTX 1050显卡三、实验内容1. 空间数据的导入与导出（1）实验目的：掌握ArcGIS中空间数据的导入与导出方法。
（2）实验步骤：a. 打开ArcGIS软件，创建一个新的地图文档；b. 在“数据”面板中，选择“导入”选项，导入实验提供的矢量数据文件；c. 导入成功后，查看数据在地图上的显示效果；d. 将导入的数据导出为其他格式，如shapefile、GeoDatabase等。
2. 地图创建与编辑（1）实验目的：学习使用ArcGIS创建和编辑地图。
（2）实验步骤：a. 在地图文档中，添加底图图层，如地形图、卫星影像等；b. 添加实验提供的矢量数据图层，如行政区划、道路、河流等；c. 使用“编辑”工具，对矢量数据进行添加、删除、修改等操作；d. 设置图层属性，如颜色、线型、填充等；e. 保存编辑后的地图。
3. 空间查询与分析（1）实验目的：掌握ArcGIS的空间查询与分析功能。
（2）实验步骤：a. 使用空间查询功能，查询特定区域内的数据，如查询某个行政区划内的所有道路；b. 使用缓冲区分析，计算指定点、线、面的周边缓冲区；c. 使用叠加分析，分析两个图层之间的空间关系，如道路与行政区划的叠加；d. 使用网络分析，计算最短路径、最近设施等。
4. 空间分析应用（1）实验目的：了解GIS在地理信息管理、空间分析和决策支持中的应用。
（2）实验步骤：a. 以某城市为例，分析城市土地利用现状，评估土地利用效率；b. 分析城市道路网络，优化道路布局，提高交通效率；c. 利用GIS进行洪水灾害风险评估，为防灾减灾提供决策支持。
空间数据的采集与组织
当出现以下三种情况时，应当将不同的要素类组织到一个要素 数据集中： （1）当不同的要素属于同一范畴。 （2）在同一几何网络为了中充当连接点和边的各种要素类； （3）对于共享公共几何特征的要素类。如用地、水系、行政区 界等，当移动其中的一个要素时，其公共部分也要求一起移动 ，并保持这种公共边不变，此种情况下，也要将这些要素类放 在同一数据集中。 其中第二种和第三种只有在数据集中才能构建几何网络和构建 拓扑关系。
2.1 Coverage文件
Coverage是一种拓扑数据结构，空间数据存储在建立了索引 的二进制文件中，属性数据和拓扑数据存放在INFO表中，相互关 联。在ArcGIS中，只支持对Coverage数据的显示，不能对该数据 进行编辑操作。
2.2 拓扑关系
拓扑表达的是地理对象之间的相邻、包含、关联等空间关系。 创建拓扑关系可以使地理数据库更真实地表示地理要素，更完美 的表达现实世界的地理现象。拓扑关系能清楚地反映实体之间的 逻辑结构关系，不随图投影的变化而变化。 参与拓扑创建的所有要素类必须在同一个数据集中。
向地理数据库加载数据
地理数据库中主要支持Shapefile、Coverage、INFO表和dBASE
表、CAD、Raster等类型，如果已有数据不是上述几种格式，可以 用ArcToolbox中的工具进行数据格式的转换，再加载到地理数据库 中。
向地理数据库加载数据
导入数据
一、导入Shapefile、Coverage时，就会在数据库中建立一个要素类，若生 成独立要素类，需要为导入的数据定义坐标系统；若生成简单要素类，导 入工具会自动为其建立与要素数据集相同的坐标系统，不需要再重新定义。 二、导入INFO表和dBASE表时，会自动纠正任何不符合逻辑或重复的字段名，
空间数据的采集与组织
图3.32 建立新旳几何网络
（3）以已存在旳简朴要素类为基础建立几何网络
• 利用已经有要素建立一种几何网络（过程与建立一种全新 旳几何网络类似）
• 向几何网络中添加需要旳要素类（边要素类和连接要素类） • 为几何网络建立几何规则（边-连接（Edge-Junction）和
边-边（Edge-Edge）规则 ）
对象旳子类是由它们旳代码值来拟定旳，子类代码存储 在要素类或表旳整型字段中。每个子类都包括自己旳默认值 和值域范围。
在ArcCatalog目录树中，右键 单击需要添加子类型旳表或要素类， 单击Properties命令，在Feature Class Properties 对话框（Subtypes选项卡）中建立 和修改子类型。
新建关系表旳菜单操作
新建关系表旳对话框操作
5 向地理数据库加载数据
地理数据库中支持Shapefile、Coverage、INFO表和 dBASE表，假如已经有数据不是上述几种格式，能够用 ArcToolbox中旳工具进行数据格式旳转换，再加载到地理 数据库中。
（1）导入数据
当导入Shapefile、Coverage到一种地理数据库时， 导入旳数据作为新旳要素类存在。当导入INFO表和 dBASE表到一种地理数据库时，它们作为一种新表存在。 所以，在导入数据之前，这些要素类和表是不存在旳。
ArcGIS_9_教程_第3章_空间数据的采集与组织
第三章空间数据的采集与组织数据采集是将现有的地图、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处理与接收的数字形式。
数据采集分为属性数据采集和图形数据采集。
对于属性数据的采集经常是通过键盘直接输入；图形数据的采集实际上就是图形数字化的过程。
数据采集过程中难免会存在错误，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。
数据采集后如何将其组织在数据库中，以反映客观事物及其联系，这是数据模型要解决的问题。
GIS就是根据地理数据模型实现在计算机上存储、组织、处理、表示地理数据的。
数据模型组织的好坏，直接影响到GIS系统的性能。
ArcGIS9中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种文件格式。
Shapefile由存储空间数据的shape文件、存储空间数据的dBase表和存储空间数据与属性数据关系的.shx 文件组成；Coverage的空间数据存储在二进制文件中，属性数据和拓扑数据存储在INFO 表中，目录合并了二进制文件和INFO表，成为Coverage要素类；Geodatabase是ArcGIS 数据模型发展的第三代产物，它是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。
本章在介绍创建Shapefile、Coverage的基础上，重点讲解了Geodatabase的创建过程，并介绍了如何对空间数据进行编辑。
在本章最后，提供了两个实例，供读者练习，以便更好的掌握GeoDatabase数据库技术。
3.1 shapefile文件创建3.1.1 创建新Shapefile和dBASE表ArcCatalog可以创建新的shapefile和dBASE表，并通过添加、删除和索引属性来修改它们，也可以定义shapefile的坐标系统和更新其空间索引。
当在ArcCatalog中改变shapefile的结构和特性（properties）时，必须使用ArcMap来修改其要素和属性。
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图3.22 新建关系表的菜单操作
图3.23 新建关系表的对话框操作
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3.3.5 向地理数据库加载数据
地理数据库中支持Shapefile、Coverage、INFO表和 dBASE表，如果已有数据不是上述几种格式，可以用 ArcToolbox中的工具进行数据格式的转换，再加载到地理 数据库中。
2. 空间索引 进入Shapefile Properties对话框中的
Indexes选项卡，可以添加、删除或更新索引。
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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。
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1. 建立要素数据集
建立一个新的要素数据集，必须定义其空 间参考，包括坐标系统和坐标域。数据集中的 所有要素类使用相同的坐标系统，所有要素类 的所有要素坐标必须在域的范围内。
在ArcCatalog目录树中，在需要建立新要 素数据集的地理数据库上单击右键，打开New Feature Dataset对话框。
图3.11 利用Clean来建立拓扑关系
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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
b
图3.12 定义Coverage的坐标系统
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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。
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1. 修改Coveric）和一个范 围（Extent）。
在Coverage Properties 对话框（Tics and Extent 选项卡）中可以进行Tic点 的添加、删除和更新以及范 围的重新计算或修改。
可以在需要导入到数据库中的数据上单击右键，单 击Export命令，或者在需要导入数据的数据库上单击右 键，单击Import命令，都可以实现各种数据的导入。
地理数据库设计
地理数据库建立
建立空的数据库中 的基本组成项
进一步定义数据库
向地理数据库 各项加载数据
图3.17 地理数据库建立的一般流程图
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3.3.3 创建一个新的数据库
借助ArcCatalog可以建立两种地理数据库：本地个人 地理数据库（Personal Geodatabase）和ArcSDE地理数据 库。个人地理数据库可以直接在ArcCatalog环境中建立， 而ArcSDE地理数据库必须首先在网络服务器上安装数据库 管理系统（DBMS）和ArcSDE，然后建立从ArcCatalog到 ArcSDE地理数据库的一个连接。
图3.6 创建和更新索引
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3.2 Coverage文件创建
3.2.1 创建新的Coverage 和INFO表
1. 创建新的Coverage
在ArcCatalog目录树中，右 键单击需要创建Coverage的文 件夹，单击New，再单击 Coverage，打开New Coverage 对话框，为新的Coverage输入 一个名字，选中使用另一个 Coverage作为模板的复选框， 并单击Browse按钮，选择想作 为模板使用的Coverage
要素类 Feature Classes
几何网络 Geometric Network
关系类 Relationshap Classes
要素 Feature
网络要素 Network Feature
关系 Relationship
图3.16 Geodatabase的数据组织
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3.3.2地理数据库建立的一般过程
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（1）建立一个简单要素类 在New Feature Class对
话框中，输入要素类名称、假 名，在Type选项组选择This feature class will store ESRI simple features单选按 钮。
图3.20 新建一个简单的要素类
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按提示输入关键字、添加新字段、定义字段属性等。
图3.21 新建要素类的关键字，新字段和字段属性相关信息的设置
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（2）建立一个独立要素类
独立要素类是在地理数据库中不属于任何要素数据集 的要素类，其建立方法与建立简单要素类相似。但独立要 素类需要建立自己的空间参考坐标系统，并设定自己的投 影系统参数和X/Y域。
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3.建立关系表
2.创建新的dBASE表
在ArcCatalog目录树中，右键单击需要创建dBASE表 的文件夹，单击New，再单击dBASE表，为其输入一个名称， 并按回车键。
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3.1.2 添加或删除属性
在ArcCatalog中，可通过添加、删除属性项来修改 Shapefile和dBASE的结构。
在Shapefile Properties对话框中的Fields标签中添 加属性项。
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Geodatabase的数据组织图
地理数据库 Geodatabase
对象类 Object Classes
表格 Table
要素类 Feature Classes
要素 Feature
要素数据集 Feature Datasetes
关系类 Relationship Classes
关系 Relationship
图3.15 Coverage属性项的维护
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4. 创建Coverage的关系类
一个Coverage的要素经常和其他Coverage的要素或独 立数据表中的属性相联系。在ArcCatalog中通过创建关系 来定义这些联系，它们储存在关系类中。通过关系，可以 定义要素类属性数据表的哪列和其他数据表的哪列共享相 同的值。
删除属性项，只需选中需删除的属性项，在键盘上按 Delete键，即可。
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图3.4 添加删除属性菜单操作
图3.5 添加删除属性操作
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3.1.3 创建和更新索引
1. 属性索引 属性索引可以帮助提高评价（evaluate）属性
值的查询功能。当属性列中的数据改变后， ArcCatalog创建的索引会自动更新。
图3.10 利用Build来建立拓扑关系
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（2）Clean
Clean依据一定的容限值，建立多边形和弧段结点的
拓扑关系，可以完成一些Build无法完成的工作。
在Clean对话框中，根据具体情况输入模糊（Fuzzy） 及悬挂（Dangle）容限值，选中Clean lines only复选框。 单击OK即可。
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输入要素数据集名称，单击Edit按钮，打开Spatial
Reference属性对话框，设置空间参考及坐标域。
a
b
图3.19 建立新的要素数据集
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2. 建立要素类
要素类分为简单要素类和独立要素类。简单要素类 存放在要素数据集中，不需要定义空间参考，要素类将使 用要素数据集的坐标；独立要素类存放在数据库中的要素 数据集之外，必须定义空间参考坐标。
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在Coverage Properties对话框（ Tolerances选项卡） 中可以进行设置。
图3.14 Coverage容限值的设定
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3. Coverage属性项维护
在ArcCatalog目录树中，右 键单击需要添加新属性的 Coverage要素类或INFO表，单击 Properties命令，打开Coverage Feature Class Properties对话 框（Items选项卡），通过Add按 钮、Delete按钮、Edit按钮、Add Index按钮、Delete Index按钮可 以完成属性项的添加、删除、修 改、和索引的添加与去除。
图3.7 新建Coverage操作
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2. 创建新的INFO表
在Define INFO Table对话框中输入新表的名 字 、选择数据类型等。
图3.8 新建INFO表操作
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3.2.2 建立拓扑
在ArcCatalog目录树中， 右键单击需要建立拓扑关系 的Coverage，单击 Properties命令，打开 Coverage Properties对话框 （ General选项卡），在 Feature classes中，选择需 要建立拓扑关系的地理要素 类。
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图3.1 新建sharpfile菜单操作
图3.2 新建sharpfile要素选择设定操作
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在Spatial Reference属性对 话框中，通过Select按钮、Import 按钮或New按钮定义Shapefile的坐 标系统。
图3.3 定义sharpfile的坐标系统
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在ArcCatalog目录树中，右键单击需要建立关系表的 地理数据库，单击New，选择Tabel命令，打开New Tabel 对话框，输入表名和假名，在Type选项组选择This table will store ESRI simple objects按钮。按提示输入关键 字、添加属性字段、选择数据类型等。
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主要内容
• 3.1 Shapefile文件的创建 • 3.2 Coverage文件创建 • 3.3 Geodatabase数据库创建 • 3.4 数据编辑