arcgis教程

EX01：ArcCatalog 与 ArcMap 使用入门 ArcGIS Desktop 具有使用了可伸缩的系统架构与统一的用户界面。

ArcGIS Desktop 可分为三种版 本：ArcView、ArcEditor、ArcInfo，其中 ArcView 是功能最简单的版本（图 1.1） 。

图 1.1 ArcGIS Desktop 产品层次划分
这三个版本包含相同的应用程序， ArcCatalog 与 ArcMap， 如 并共享诸如 Spatial Analyst、 Analyst 3D 和 Geostatistical Analyst 等扩展模块。

ArcMap - ArcInfo
图 1.2 ArcMap 应用程序界面
用户可以通过应用程序的标题来获知正在使用的程序版本。

例如，ArcMap 的标题可能显示为 ArcMap-ArcView 或 ArcMap-ArcInfo（图 1.2） ，这取决于使用软件版本。

此外还可以通过以下操作检
1


查可用的扩展模块： 关闭所有的ArcGIS 应用程序， 单击Windows 的启动菜单→程序→ArcGIS→Desktop Administrator。

接下来双击 availability 来查看可用的许可状况（图 1.3） 。

软件的版本
可用许可列表
图 1.3 可用许可状况
本次实验包含 2 个任务：任务 1 介绍如何使用 ArcCatalog 和 ArcToolbox，任务 2 介绍如何使用 ArcMap 和 Spatial Analyst 扩展模块。

在下文中所有的数据集字体都设置为斜体，如 emidalat。

任务 1：ArcCatalog 使用入门 所需数据：emidalat，一个高程栅格（raster）文件，emidastrm.shp，一个河流 shapefile（vector） 。

本任务对 ArcGIS 中对数据集进行管理的应用程序 ArcCatalog 进行介绍。

1.
启动 ArcCatalog。

ArcCatalog 可以对 Data Source 连接进行设置，Data Source 既可是本地磁盘上的 文件夹， 也可以来自网络。

在本任务中， 将连接到存储 EX01 数据的文件夹。

单击 Connect to Folder 按钮（图 1.4） 。

浏览到 EX01 文件夹并单击 OK。

EX01 将出现在左侧的 Catalog 中，展开该文件 夹可以查看其包含的 dataset。

Connect to Folder Preview
Metadata
图 1.4 查看 emidalat
2.
在 Catalog 中单击 emidalat， 单击 Preview tab 查看该高程栅格文件。

单击 Metadata tab， 选择 FGDC
2


作为 Stylesheet， 显示的文字表明 emidalat 是一个投 影到通用横轴麦卡托投影（Universal Transverse Mercator， UTM） ESRI GRID 格式的高程数据集 的 （图 1.4） 。

在 ArcCatalog 中，geography toolbar 可 以用来 Zoom In/Out、Pan、View Full Extent 图形， Identify 图形附带的各种属性， 或者创建当前视图的 缩略图（图 1.5） 。

Q1：FGDC 代表什么？ 3. 在 Catalog 中单击 emidastrm.shp。

Preview tab， 在 可以查看 emidastrm.shp 的 geography 和 table （图 1.6） 。

图 1.5 geography toolbar
切换到 Table 浏览与之 对应的属性数据
图 1.6 查看 emidastrm.shp 4.
ArcCatalog 包含多种工具用于对不同的数据进行管理。

用户通过在 data set 上的右键快捷菜单来使 用这些工具。

在 emidastrm.shp 上单击右键，弹出快捷菜单项有：Copy、Delete、Rename、Create Layer、Export 和 Properties。

使用上述菜单，可以复制 emidastrm.shp 后将其粘贴到另一个文件夹 或者将其删除。

Layer 是数据集的可视化表现形式。

导出工具用来将 shapefile 导出到 geodatabase 或者 coverage。

属性对话框显示数据集的相关信息（图 1.7） 。

显示数据集的属性信息
图 1.7 emidastrm.shp 的快捷菜单 5.
接下来创建一个 Personal Geodatabase 并将 emidalat 和 emidastrm.shp 导入到这个 Geodatabase 中。

在Catalog 中右键单击EX01， 在菜单中选择New→Personal Geodatabase。

单击刚创建的Geodatabase 将其更名为 Task1.mdb（图 1.8） 。

如果.mdb 扩展名没有显示，在 Tool 菜单选择 Option 菜单项，在
3


General 页中清除隐藏文件扩展名标志。

创建 Personal Geodatabase
图 1.8 创建 Personal Geodatabase 6.
在导入 emidalat 和 emidastrm.shp 时有存在两种方法， 本任务中分别采用这两种方法。

第一种方法： 右键单击 Task1.mdb， 选择 Import 导入， 选择 Raster Dataset， 在弹出的对话框中， 浏览到 emidalat， 将其添加到 Input Rasters 后单击确定（图 1.9） 。

导入栅格数据集
选择要导入的数据集
图 1.9 导入 emidalat
7.
第二种方法， 使用 ArcToolbox 将 emidastrm.shp 导入到 Task1.mdb。

ArcCatalog 的标准工具条上 在 有一个按钮为 Show/Hide the ArcToolbox Window。

单击打开 ArcToolbox。

右键单击 ArcToolbox 选 择 Environments。

Environments 设置对话框存在若干项 5 个内容需要进行设置，本次只进行简单 设置：在 General 设置中单击下拉箭头，浏览到 EX01，将其设置为 Current Workspace（图 1.10） 。

在ArcToolbox 中工具采用层次结构进行组织， 导入emidastrm.shp 采用的工具位于Conversion Tools / To Geodatabase 工具集。

双击打开 Feature Class to Feature Class 工具， 选择 emidastrm.shp 为 Input Features，选择 Task1.mdb 为 Output Location，将 Output Feature Class 命名为 emidastrm 后单击 OK （图 1.11） 。

展开 Task1.mdb 确认导入操作已完成。

4


Show/Hide the ArcToolbox Window
Environments
图 1.10 ArcToolbox 及其设置
浏览到 Input Features
Feature Class to Feature Class
图 1.11 导入 emidastrm.shp
Q2：在 ArcToolbox 中可用的工具数量取决于使用的 ArcGIS 的版本。

目前 ArcGIS 存在 3 个版本： ArcView、ArcEditor、ArcInfo。

在本任务中所使用的 Feature Class to Feature Class 工具是否在上述 3 个版本中都存在？ 任务 2：ArcMap 使用入门 所需数据：emidala 和 emidastrm.shp，与任务 1 相同。

1. 启动 ArcMap，可以在 ArcCatalog 中单击 Launch ArcMap 按钮（图 1.12）或直接由 Windows 开 始 菜 单 中 启 动 。

ArcMap 是 ArcGIS 中用于数据显示、 数据查询、 数据分 析和数据输出的重要应用程序。

ArcMap 以 data frame（map）的方式进行数据集的管理 与显示。

在启动 ArcMap 后自动存在一个名 为 Layer 的 data frame。

右键单击 Layer，选 择属性， 在常规页中， Layer 更改为 Task2 将 后确定（图 1.13） 。

图 1.12 在 ArcCatalog 中启动 ArcMap
Lunch ArcMap
5


Data Frame 列表
活动的 Data Frame: Map
Lunch ArcCatalog
图 1.13 ArcMap 中的 Map
2.
接下来添加 emidalat 和 emidastrm.shp 到 Task2。

在 ArcMap 中单击添加数据（Add Data）按钮， 浏览到 EX01，并选择 emidalat 和 emidastrm.shp。

要选择多个数据集，单击第一个数据集，而后 按下 Ctrl 键单击其他的数据集（图 1.14） 。

另一种添加数据的方法为拖放，可以直接从 ArcCatalog 中的 Catalog 中选择数据集将其拖放到 ArcMap 的视图窗口（图 1.15） 。

Add Data
图 1.14 添加数据到 ArcMap
图 1.15 通过拖放添加数据到 ArcMap
3.
在添加数据时将出现一条警告信息：“一个或多个图层缺少空间参考（spatial reference）信息”（图 1.16） 。

本次任务中直接单击确定关闭对话框。

虽然 emidastrm.shp 与 emidalat 的坐标都基于 UTM
6


坐标系统（coordinate system） ，但 emidastrm.shp 并没有将 它的投影（Project）信息包含在数据里，从而在加载数据 时会因为缺失投影信息而产生警告。

在后续的实验中将学 习怎样定义坐标系统。

图 1.16 ArcMap 的空间参考信息警告
4.
emidastrm 与 emidalat 在 Table of Contents 中处于高亮显示时，表明它们处于活动状态。

可以在空 白处单击使其失效。

Table of Contents 包含 3 页：Display、Source 和 Selection。

在 Display 页，可 以通过上下拖放图层位置的方式改变绘制次序（图 1.17） 。

Source 页显示每一图层的数据源（源 页同时将已加入的属性表进行列表） 。

Selection 页用于设置可进行要素选择的图层。

图 1.17 拖放图层位置
Q3： ArcMap 是否将 Table of Contents 中的第一层 绘制在最顶层？ 5. ArcMap 的标准工具栏包含放大 （Zoom In） 、 缩小 （Zoom Out）漫游 、 （Pan）选择 、 （Select） 、 图元（Elements）和识别（Identify）等工具。

将鼠标指针停放在工具图标上时，会以浮动 框的方式出现工具提示，同时在 ArcMap 的 状态条上会有简单的说明性文字（图 1.18） 。

6. ArcMap 提供了两种视图（View） ：数据视图 和布局（Layout）视图。

（切换这两种视图的 按钮位于视图窗口的底部） 。

数据视图用于 查看数据，而布局视图用于查看用于打印或 绘制的地图产品（图 1.19） 。

在本任务中使 用数据视图。

图 1.18 Tools 工具条
切换视图类型
图 1.19 切换视图类型
7


7.
接下来步骤的目的是改变 emidastrm 的符号（Symbol） 。

在内容表中单击 emidastrm 的符号打开符 号选择对话框。

可以选择已存在符号（如 river）或者为 emidastrm 创建自己的符号，采用指定的 颜色、宽度及符号的属性。

选择现存符号 river（图 1.20） 。

符号设置
图 1.20 emidastrm 符号设置
8.
接下来对 emidalat 的高程值按照以下分区进行分类：<900，900-1000，1000-1100，1100-1200， 1200-1300 和>1300 米。

右键单击 emidalat 并选择 Properties。

单击 Symbology 页，在 Show 列表 中选择 Classified。

将 Classfication 设置为 6 后单击 Calssify 按钮。

在 Method 下拉框中提供了 6 种 分类方法，选择 Manual。

有两种方式可以按照给定的分区进行 break value 的手工设置。

第一种 方法：设置 snap breaks to data values，而后单击第一条分类线进行拖放至 900。

接下来设置其他的 分类线至 1000， 1100， 1200， 1300 和 1337。

第二种方法： 在分类值列表框的第一个单元输入 900， 然后输入 1000，1100，1200，1300 至其他四个单元（如果输入后发生改变，请重新输入） 。

单击 确定关闭分类对话框（图 1.21） 。

选择 Classified
Symbology Classfication
Method
设置 Break Value
图 1.21 emidalat 符号设置-1
Q4：列出 ArcMap 中提供的除手动之外的其他分类方法。

8


9.
使用图层属性对话框中 Color Ramp 下拉列表可以改变 emidalat 的配色方案。

有时可能通过关键字 选择配色更为方便，只需要在渐变色框中单击右键，清除 Graphic View 的 Checkd 状态。

渐变色 下拉列表中将会显示 White to Black、Yellow to Red 等，选择 Elevation #1（图 1.22） ，单击确定关 闭对话框。

图 1.22 emidalat 符号设置-2
10. ArcMap 能够访问包含空间分析 （Spatial Analyst） 等多个扩展模块。

Tool 菜单下选择 Extensions， 在 在弹出的对话框中选择空间分析（图 1.23） 。

在 View 菜单下选择 Toolbars 并选定空间分析，此时 空间分析工具条会在 ArcMap 中出现。

单击此工具条中的空间分析下拉键头，指向 Surface Analyst→Slope。

在弹出的对话框中， 选择 emidalat 作为输入表面并单击确定运行， Slope of emidalat 会显示 emidalat 的坡度信息（图 1.24） 。

ArcInfo 用户也可以使用 ArcMap 中的 ArcToolbox 来完成 上述功能。

位于 Spatial Analyst Tools 中的 Surface toolset 可以进行相同的操作， 不过需要用户自己 保存输出结果。

ArcView 的用户不能使用 Spatial Analyst Tools。

图 1.23 选择扩展模块
图 1.24 坡度分析 9


Q5：要想使用诸如空间分析等扩展模块，必须使用 Tools 菜单和 View 菜单，为什么？ 11. 在退出 ArcMap 之前可以将任务 2 保存为地图文档。

从 File 菜单选择 Save As，浏览到 EX01 文件 夹，将 EX01 作为文件名，然后单击 Save。

ArcMap 会在 EX01 后自动添加后缀 mxd。

在任务 2 中显示的数据集现在已经存储到文件 EX01.mxd。

要想重新打开 EX01.mxd，EX01.mxd 中使用的 数据必须位于原先数据所在的文件夹。

为使用方便， 可使用相对路径来存储地图文件。

ArcMap 丛 的 File 菜单选择 Map Properties， 在弹出的对话框中，点击数据源选项。

数据源选项对话框中提供 两个选项：全路径和相对路径（图 1.25） 。

图 1.25 保存数据源为相对路径
12. 要确保 EX01.mxd 已经正确存储，首先由 File 菜单退出 ArcMap。

而后再次启动 ArcMap，浏览到 EX01 文件夹，双击 EX01.mxd。

挑战性任务： 所需数据：menan-buttes，一个高程栅格（raster）文件。

本任务要求以10 个高程分带显示menan-buttes， 并将地图与Task2 一起存储到地图文件EX01.mxd。

1. 2. 3. 打开任务 2 中报讯的 EX01.mxd，由 Insert 菜单选择 Data Frame，将新数据框架重新命名为 Challenge，并 menan-buttes 添加到 Challenge。

使用 Elevation #2 渐变色将 menan-buttes 显示为 10 个高程分带。

分类线设置为： 4800， 4900， 5000， 5100，5200，5300，5400，5500，5600 和 5619。

将 Challenge 与 Task2 一并存入 EX01.mxd。

10


EX02：空间数据结构
本次实验包含5个任务。

任务1要求将ARC/INFO的交换文件（E00格式）转换为coverage，而后将其转换为shapefile，同时查看coverage和shapefile的数据结构。

任务2要求新建一个Geodatabase 并将任务1种产生的数据导入，同时查看数据库结构。

任务3要求在ArcCatalog和ArcMap中查看TIN （不规则三角网）。

任务4和任务5要求查看2种不同的栅格数据：DEM和陆地卫星TM影像。

任务1：查看Coverage和Shapefile的数据文件结构
所需数据：land.e00，一个ARC/INFO的交换文件。

在任务1中，利用交换文件land.e00创建coverage和shapefile。

利用ArcCatalog查看在以上两种数据结构基础上形成的data set，并且在Windows资源管理器中查看其文件结构。

1.运行ArcCatalog，连接到EX02数据文件夹。

在ArcCatalog菜单区域空白处单击右键，在弹出的
快捷菜单中选中ArcView 8x Tools，此时在ArcCatalog环境下会增加ArcView 8x Tools工具条。

单击此工具条中Conversion Tools右侧下拉箭头，选择Import From Interchange File工具，在弹出的对话框中浏览到EX02并选择land.e00作为输入交换文件，将输入数据集浏览到EX02文件夹并命名为land，单击OK完成转换。

（图2.1）
图2.1 导入交换文件（E00）到coverage
2.在ArcCatalog的Catalog中会出现名为land的coverage。

（若没有，请由ArcCatalog中View菜单
选择Refresh。

）单击目录树中的加号展开land，当前coverage由四个feature class构成，分别为：arc、label、polygon和tic。

在预览页，可以通过在目录树中选择每一个feature class对其进行预览。

arc代表线（弧段）；label是每个多边形的标识点；polygon即为多边形；tic是land所采用的控制点。

注意这四种feature class根据不同的要素类型有不同的小图标。

（图2.2）
图2.2 查看coverage中的feature class
3.在Catalog中右键单击land选择Properties，coverage的属性页由四页组成：General、Projection
（投影）、Tics and Extent、Tolerances（容差）。

General页显示多边形要素中要求的拓扑结构；
Projection页显示为未知坐标系统；Tics与Extent页显示其tics点及coverage的范围；Tolerances 页显示为创建拓扑及编辑而设置的不同容差值。

（图2.3）
图2.3 Coverage Properties
4.右键单击polygon选择Properties，coverage要素类属性对话框包含General、Items和Relationships
（关系）3页。

Items页显示其属性表的所有字段列表。

5.在EX02文件夹下与land相关的数据文件存放于两个文件夹中：land和INFO。

可以使用windows
的资源管理器进行查看。

在land文件夹中包含arc数据文件（.adf）。

有些图形文件可以通过其名称进行识别，如arc.adf是弧段列表，而pal.adf是多边形/弧段列表。

在与其他coverage共同使用的INFO文件夹中包含相应的属性数据文件，如arc0000.dat，arc0000.nit等等。

这些文件夹下所有的文件都是二进制的，不能够直接阅读了解其内容。

（图2.4）
图2.4 coverage包含的文件
6.接下来将land转换为一个多边形shapefile，至少存在两种不同的转换方法。

其一，使用Conversion
Tools → To Shapefile工具集中的Feature Class to Shapefile(multiple) 工具。

本工具能够将coverage 要素类转换为shapefile。

其二，可以使用data set的右键快捷菜单中的Export功能。

在这里采用第二种方法。

右键单击land_polygon（land的polygon要素类），指向Export，选择To Shapefile(Single)。

在弹出的对话框中，选择EX02作为输出位置，并将land_polygon作为要素类名称后按确定按钮执行。

以上操作将创建land_polygon.shp并将其添加到Catalog中。

（图2.5）
图2.5 coverage导出为shapefile
7.在Catalog中右键单击land_polygon.shp，选择Properties。

Shapefile属性对话框包含General、XY
Coordinate System、Fields和Indexes四页。

Fields页显示当前shapefile中的所有字段列表。

Indexes 页显示当前文件包含的属性索引和空间索引，用于增加图形检索与绘制速度。

nd_polygon这个shapefile由若干个数据文件构成。

可以使用Windows资源管理器在EX02种查
看这些文件。

这些文件当中，land_polygon.shp包含空间数据，land_polygon.dbf包含属性数据，land_polygon.shx包含空间索引。

Q1：比较coverage和shapefile在数据结构上的异同。

任务2：查看Geodatabase数据库结构
所需数据：land，Task1中产生的coverage。

在任务2中，将land中的land_polygon（land的polygon
要素类）导入新建的Geodatabase中，并利用Microsoft
Access查看数据库的表结构（注意：不能更改表结构）。

1.运行ArcCatalog，连接到EX02文件夹。

首先创建新
的个人地理数据库（Personal Geodatabase），在目录树
中EX02上单击右键，指向New，选择Personal
Geodatabase，将其命名为T ask2.mdb。

2.右键单击land_polygon（land的polygon要素类），指
向Export，选择To Geodatabase (Single)。

在弹出的对
话框中，选择T ask2.mdb作为输出位置，并将
land_polygon作为要素类名称后按OK执行（图2.6）。

图2.6 coverage导出至Geodatabase
3.在Catalog中右键单击T ask2.mdb并选择Properties，数据库属性页包含General页和Domains（域）
页。

域的主要作用是给定某属性字段合理的取值范围。

4.点击T ask2.mdb前的加号展开数据库，可以看见land_polygon.处于Catalog中。

右键单击
land_polygon.选择Properties，在要素类属性对话框中包含：General、Fields、Indexes、Subclasses 和Relationships。

要素类可以包含子类，每个子类可以有一个或多个字段取值不同。

5.在 Windows资源管理器中找到Task2.mdb，它实际是一个Microsoft Access文件。

双击T ask2.mdb
打开数据库可以查看里面的内容。

在数据库中存在一个名为land_polygon的表，双击查看表的内容，与在ArcCatalog中查看的相同。

数据库中还存在许多以GDB为前缀的表名，这些表保留给Geodatabase本身使用。

Q2：在Task2.mdb中land_polygon的存储与任务1中land_polygon.shp相同的要素，但它们的属性对话框中的内容不同，为什么？
任务3：查看TIN
所需数据：emidatin，一个由数字地面模型（Digital elevation model）产生的TIN。

1.在目录树中单击emidatin，在Contents页显示其为TIN。

2.运行ArcMap，将数据框命名为Task3，添加emidatin到Task3。

右键单击emidatin，选择Properties。

在Source页，Data Source项显示结点与三角形的数目、Z（elevation）的范围。

（图2.7）
图2.7 TIN的属性
Q3：emidatin中有多少个三角形？
3.在Symbology页，清除Elevation，在Show中单击Add添加按钮，在弹出的对话框中，使用Edges
with the same symbol，单击Add添加后关闭对话框。

ArcMap窗口现在将显示组成emidatin的三角形（图2.8）。

使用上面相同的步骤，可以查看组成emidatin的结点。

图2.8 显示TIN的边
任务4：查看USGS DEM数据
所需数据：Task4，一个包含基于STDS（spatial data transfer standard）格式的USGS 7.5分DEM的文件夹。

本任务主要内容为：将USGS 7.5分 DEM导入为Grid，并使用ArcCatalog查看Grid的相关属性。

1.运行ArcCatalog，打开ArcCatalog环境下的ArcView 8x Tools工具条。

单击此工具条中Conversion
Tools右侧下拉箭头，选择STDS Raster to Grid工具。

2.在STDS Raster to Grid对话框中，点击Browse按钮浏览到Task4文件夹，选择prefix为8146，按
OK关闭Open对话框。

此时对话框中Input Prefix项显示内容已经设置，设置Record no。

将输出Grid命名为Menan_Buttes，保存路径为EX02文件夹。

点击确定执行转换，本次转换将创建一个高程Grid，且10张表与其相联系。

（图2.9）
图2.9 导入STDS
3.接下来查看查看由上一步产生的高程Grid。

在Catalog中右键单击Menan_Buttes选择Properties，
在General页用5种类别显示了Menan_Buttes的相关信息：Data source、Raster Information、Extent、Spatial reference和Statistics。

从中可以看出，Menan_Buttes是一个Cell大小为30米的整数型Grid，投影到NAD_1927_UTM_Zone_12N坐标系统。

的最小高程值为4771英尺，最高为5619英尺。

Q4：Menan_Buttes有多少行和多少列？
Q5：Menan_Buttes的最上角x坐标和y最标分别是多少？
4.运行ArcMap，将数据框命名为Task4，并Menan_Butte将添加到Task4。

右键单击Menan_Butte
并选择Properties，在Symbology页中的Color Ramp框单击右键，清除Graphic View框，选择Elevation #1，单击OK关闭对话框。

现在ArcMap以形象的方式显示双子山。

将结果保存为EX02.mxd，注意改变数据存储为相对路径的方式。

任务5：在ArcMap中查看卫星影像
所需数据：tmrect.bil，由前五个波段组成的陆地卫星TM影像。

在任务5中，将查看由前五个波段组成的陆地卫星TM影
像。

通过改变每一波段的颜色分配，可以改变影像的视觉效果。

1.在ArcCatalog中右键单击tmrect.bil并选择Properties，在
General页可以发现是它是一幅包含5个波段的图像，行数
为366，列数为351（图2.10）。

Q6：tmrect.bil的文件后缀BIL有何意义？
Q7：tmrect.bil的单元大小是多少（单位为米）？
2.运行ArcMap，打开EX02.mxd，插入一个新的Data Frame
并将其命名为Task5。

将tmrect.bil添加到Task5。

TOC显
示tmrect.bi为Band_1（红）、Band_2（绿）、Band_3（蓝）
的RGB复合影像。

图2.10 Raster的属性
3.由tmrect.bi的快捷菜单中选择Properties，在Symbology页，将红、绿、蓝分别赋予3、2、1波段，
此时看到的影像为彩色相片。

（图2.11）
4.接着，将红、绿、蓝分别赋予4、3、2波段，此时看到的影像为彩红外相片。

保存当前文档。

EX03：ArcGIS中的坐标系统及其转换
本次实验包含3个任务。

任务1是将一个shapefile由Geographic coordinate system（地理坐标系统）投影（Project）到用户自定义的Project coordinate system（投影坐标系统）。

任务2同样与1大致相同，其间需要使用任务1定义的坐标系统。

任务3是由一个包含点位地理坐标的文本文件创建shapefile，并且将它投影到ArcGIS系统中预定义的投影坐标系统。

任务1：将一个Feature Class由地理坐标系统投影到投影坐标系统
所需数据：idll.shp，一个以十进制度表示经纬度数值的shapefile，为Idaho州的轮廓图。

在任务1中，将idll.shp投影到Idaho州横轴麦卡托（Idaho Transverse Mercator, IDTM）坐标系统，因为IDTM不是一个预定义系统，则首先要对IDTM坐标系统进行定义，IDTM 参数设置如下：
Projection Transverse Mercator
Datum NAD83
Units meters
Parameters
scale factor: 0.9996
central meridian: -114.0
reference latitude: 42.0
false easting: 2,500,000
false northing: 1,200,000
1.启动ArcCatalog，连接到EX03数据所在文件夹，在Catalog中选择idll.shp，在Metadata
页中，单击Spatial，显示其坐标系统归为地理（Geographic）坐标系统，名称为GCS_Assumed_Geographic_1，一个假定的坐标系统（图3.1）。

图3.1 图层的空间参考信息
2.首先要定义需要的坐标系统（图
3.2）。

在ArcCatalog中打开ArcToolbox窗口，右键单
击ArcToolbox选择Environments（环境），将EX03数据所在文件夹设置为当前工作空间（Workspace Space）。

而后在ArcToolbox中选择Data Manager Tools → Projections and Transformations toolset中的Define Projection Tool（定义投影工具）。

将idll.shp设置为Input Featureclass，对话框显示idll.shp的坐标系统为“Unknown”。

单击坐标系统设置按钮，弹出Spatial Reference Properties（空间参考属性）对话框。

单击Select，双击Geographic Coordinate Systems，North America，North American Datum 1927.prj。

单击确定关闭对话框。

再次查看得空间参考信息时可以发现其元数据页中坐标系统已经改为：GCS_North_American_1972。

图3.2 定义数据的坐标系统
3.接下来将idll.shp投影到IDTM坐标系统。

在ArcToolbox中Data Manager Tools →
Projections and Transformations → Features工具集中的Project Tool（投影工具）。

在投影对话框中，选择idll.shp作为Input Featureclass，设置Output Featureclass为idtm.shp，然后单击坐标系统设置按钮，弹出空间参考属性对话框。

单击New下拉键头选择Projected。

在弹出的新建投影坐标系统得对话框中，首先将其命名为IDTM，接下来在Project框中为地理坐标系统设置投影信息，具体操作如下。

在Project框中，从Name 下拉列表选择Transverse_Mercator，而后键入以下参数值：False_Easting为2500000，False_Northing为1200000，Central_Meridian为-114，Scale_Factor为0.9996及Latitude_Of_Origin为42。

设置长度单位为米。

接下来对地理坐标系统选择为Geographic Coordinate Systems，North America，North American Datum 1983.prj。

单击确定关闭新建投影坐标系统对话框，在空间参考属性对话框中单击Save As，将自定义的坐标系统命名为idtm83.prj。

关闭当前对话框。

（图3.3）
图3.3 设置待投影坐标系统信息
4.在Project对话框中Geographic Transformation项前面出现小绿点，这是因为idll.shp是
基于NAD27基准面而IDTM是基于NAD83基准面。

这个绿点意味着投影操作需要进行基准面的转换。

在下拉框中选择NAD_1927_To_NAD_1983_NADCON，单击确定运行本命令。

图3.4 投影转换
5.在元数据页，可以看到idll.shp已经被成功投影到idtm.shp。

Q1：对任务1中完成的操作进行总结。

Q2：是否是所有的基准面之间都能够在采用上述方式转换？
任务2：导入坐标系统
所需数据：stationsll.shp，一个以十进制度表示经纬度数值的shapefile，为Idaho州的滑雪道。

在任务2中，采用导入任务1中所使用的数据idll.shp和idtm.shp中的投影信息完成对stationsll.shp的投影。

1.在Metadata页，可以看到stationsll.shp使用的也是假定坐标系统。

双击Define Projection
Tool，选择stationsll.shp作为输入要素类，单击坐标系统设置按钮，弹出空间参考属性对话框，在对话框中单击Import，选择添加idll.shp，关闭对话框。

（图3.5）
图3.5 导入其他数据的投影信息
Q3：描述第1步中进行的各项操作的目的。

2.双击Project Tool（投影工具），选择stationsll.shp作为输入要素类，设置输出要素类为
stationstm.shp，然后单击坐标系统设置按钮，弹出空间参考属性对话框。

在对话框中单击Import，选择添加idtm.shp，关闭对话框。

在Geographic Transformation下拉框中选
择NAD_1927_To_NAD_1983_NADCON，单击确定完成操作。

此时，stationstm.shp被投影到与idtm.shp一样的坐标系统（IDTM）。

任务3：用预定义坐标系统投影一个Shapefile
所需数据：snow.txt，一个包含Idaho州40个滑雪场经纬度值的文本文件。

在任务3中，将由snow.txt创建事件图层（event layer），并将单位为经纬度的事件图层投影到一个预定义UTM坐标系统，最终将输出存为一个shapefile。

1.启动ArcMap。

将数据框重命名为Task3，并将snow.txt添加到Task3。

（注意：此时设
置Table of Contents显示的页面为Source。

）单击Tools菜单选择Add XY Data项，在弹出的对话框中，设置snow.txt为输入表，X域（Field）设为经度（longtitude），Y域设为纬度（latuitude）。

对话框同时显示输入文件的空间参考是未知坐标系统。

单击Edit 按钮打开空间参考属性对话框，单击选择，而后设置为Geographic coordinate system，North America，North American Datum 1983.prj。

关闭对话框。

（图3.6）
图3.6 Add XY Data
2.snow.txt Events已添加到ArcMap中，现在对其进行投影并输出到一个shapefile。

在
ArcMap中打开ArcToolbox，选择Data Manager Tools → Projections and Transformations toolset → Feature toolset中的Project Tool（投影工具）。

在投影对话框中，选择snow.txt Events作为输入要素类，设置输出要素类为snowtm83.shp，然后单击坐标系统设置按钮，弹出空间参考属性对话框，选择Projected Coordinate Systems，UTM，Nad 1983，Nad 1983 UTM Zone11N.prj。

单击确定对数据进行投影。

Q4：在本任务中的第2步没有要求进行Geographic Transformation，为什么？
挑战性任务1：
所需数据：idroads.shp和mtroads.shp。

EX03文件夹包含idroads.shp和mtroads.shp，为Idaho州和Montana州主要道路shapefile。

idroads.shp投影到IDTM，但采用的false easting（500000）和false northing（100000）数值与IDTM不相同。

mtroads.shp虽然已经投影到NAD 1983 State Plane Montana FIPS 2500坐标系统，单位为米，但是投影信息文件不存在。

1.使用投影工具和任务1中的IDTM信息对idroads.shp进行重投影，使用正确的参数值：
false easting（2500000）和false northing（1200000），其他参数不变。

将输出命名为
idroads2.shp。

2.使用定义投影工具对mtroads.shp的坐标系统进行定义。

而后再使用投影工具将
mtroads.shp重投影到IDTM，并将输出命名为mtroads_idtm.shp。

3.在ArcCatalog中查看Metadata页，此时idroads2.shp和mtroads_idtm.shp拥有相同的空
间参考信息。

挑战性任务2：
所需数据：taihull.shp。

EX03文件夹包含taihull.shp，一个以十进制度表示经纬度数值的shapefile，为太湖湖区范围线，包含它的各个岛屿。

采用北京54坐标系，但其投影信息文件不存在。

1.使用定义投影工具对taihull.shp进行坐标系统定义，设置坐标系统为Beijing 1954。

Q5：我国常用的两种Geographic coordinate system分别是什么，各自采用基准面是什么？基准面主要由哪几项参数确定，各项参数分别应设置为什么？
2.使用投影工具，结合1中选定的坐标系统，选用Beijing 1954 3 Degree GK CM 120E对
其进行投影，并将输出命名为taihugk.shp。

Q6：我国最经常采用Gauss Kruger投影，这种投影实质是什么，需要哪几项参数，对南京而言，常用的参数是什么？
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shapefile
2.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。

为了让数字化更容易，将land_dig.shp符号设置为红色并进行标注，trial1符号设置为黑色。

在land_dig.shp右键快捷菜单上选择Properties，在Symbology页，点击Symbol并将其修改为边线为红色的中空符号，在Label页设置标注当前图层，在下拉列表中选择LAND_DIG_I作为标注字段（图4.2）。

单击确定关闭对话框。

在内容表中点击trial1的符号，将其修改为边线为黑色的中空符号。