空间信息系统实验介绍
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要求：将二值扫描文件hoytmtn.tif（地图单位：英寸）变换到UTM坐标系。
步骤：用4个地面控制点对图像进行坐标匹配；用地理坐标匹配的结果，校正或变换图像。4个控制点的经纬度值以度-分-秒（DMS）表示如下：
表1地面控制点的经纬度值
Tic-id
经度
纬度
1
-116 00 00
47 15 00
2
-115 52 30
（4）Project对话框的Geographic Transformation旁边有一绿点，提示投影需要进行地理转换（idll.shp基于NAD27，而IDTM基于NAD83）。单击下拉箭头选择NAD_1927_To_NAD_1983_NADCON，单击OK。
（5）查看idll.shp是否已经成功投影到idtm.shp。
答：是
问题2：ArcMap是首先绘出位于目录表最上方的图层吗？
答：是
问题3：用自己的语言总结习作1的步骤。
答：开始启动ArcCatalog，连接data，将idll.shp的XY Coordinate System的name改为unknown。然后定义idll.shp的坐标系统，将XY Coordinate System设置为GCS_North_American_1927。其次把idll.shp投影到IDTM坐标系：选择idll.shp为Input Feature Class，指定idtm.shp为Output Feature Class。新建idtm投影，输入IDTM的各项参数值。最后选NAD_1927_To_NAD_1983_NADCO，保存并查看idll.shp是否已经成功投影到idtm.shp。
【实验基本情况】
实验地点
N01
实验环境
ArcGIS10.0
实验题目
实验二、空间数据的处理与可视化
实验内容
1.数据处理：数据拼接、裁切、提取以及综合处理。
2.几何变换
3.数据符号化：矢量数据符号化、ຫໍສະໝຸດ Baidu格数据符号化
4.专题地图编制：编制坐标网格、地图标注、地图整饰、地图转换输出
5.正文部分要求中文字体：宋体，小四；英文字体：Times New Roman，小四；1.25倍行距
4.投影转换
5.数字化：点状、线状、面状地物的输入，地图的注记
1.正文部分要求中文字体：宋体，小四；英文字体：Times New Roman，小四；1.25倍行距
2.5月13日之前提交到ftp上作业文件夹下。
3.压缩包形式提交，以“学号+姓名”命名。提交的材料包括：
（1）实验报告;
（2）实验结果。
【实验关键步骤】
（4）要求：
通过两幅给定的DEM数据，提取出白水县县界范围内的DEM数据，并将数据转换成高斯-克吕格投影系统。
图9练习1的工作流程
（5）提交结果：
以baishuidem命名的栅格数据。
数据裁切：
合并：
提取：
裁切：
投影：
练习2：对扫描地图做地理参照和校正
所需数据：hoytmtn.tif，一个包含扫描的土壤界线的TIFF文件。
2015学年-2016学年第2学期实验报告
空间信息系统基础
专业：计算机科学与技术
班级：计算机
姓名：
学号：
任课教师：
二零一六年五月十日
【实验基本情况】
实验地点
N01
实验环境
ArcGIS10.0
实验题目
实验内容
1.了解ArcGIS的体系结构、桌面GIS的模块构成
2.ArcGIS10的安装
3.ArcMap的基本操作：新地图文档创建、数据层的加载、数据层的基本操作、数据层的保存；ArcCatalog的基本操作：文件夹链接、文件类型显示和增删、栅格数据的显示、目录内容浏览、数据搜索、地图与图层操作、地理数据输出；ArcToolBox的功能了解。
图18定义新投影坐标系对话框
Name输入idtm。在Projection框中，Name→Transverse_Mercator，输入IDTM的各项参数值。单击Geographic Coordinate Systems→Change→North America→NAD 1983.prj，单击OK。Save As idtm83.prj，关闭对话框。
练习2：
把一个Shapefile从地理坐标系统投影到投影坐标系统。
所需数据：idll.shp（以地理坐标和十进制表示经纬度值的Shapefile文件）。idll.shp是爱达荷州轮廓图。
选择预定义坐标系统定义idll.shp，再将idll.shp投影成爱达荷通用横轴墨卡托投影（IDTM）。
IDTM参数：
47 15 00
3
-115 52 30
47 07 30
4
-116 00 00
47 07 30
投影到NAD 1927 UTM Zone 11N坐标系之后，这4个控制点的坐标如下：
表2几何变换后的坐标值
Tic-id
x
y
1
575672.2771
5233212.6163
2
585131.2232
5233341.4371
（3）右键单击emidalat出现快捷菜单，选择Properties，弹出Properties对话框显示数据集信息。此栅格数据集属性对话框显示emidalat的投影坐标是Universal Transverse Mercator（UTM）坐标系统。
（4）创建个人Geodatabase并导入文件。
右键data→New→Personal Geodatabase，重命名为Task1.mdb。
问题4：除了Polygon（面）和Auto Complete Polygon，还有哪些Construction工具（构造工具）可用？
答：点、折线、面、多点、多面体
【体会与心得】
在本次实验中，我了解了ArcGIS的体系结构、桌面GIS的模块构成。学会了ArcMap的基本操作：新地图文档创建、数据层的加载、数据层的基本操作、数据层的保存；掌握了ArcCatalog的基本操作：文件夹链接、文件类型显示和增删、栅格数据的显示、目录内容浏览、数据搜索、地图与图层操作、地理数据输出；此外。还对ArcToolBox的功能有所了解。学会了投影转换和数字化的使用。
【实验结果】
问题1：ArcGIS的三种版本(Basic、Standard、Advanced)是否都有用于练习1的Feature Class to Feature Class工具？（进入ArcGIS Desktop Help/ArcGIS Desktop 10 help/Help Library/Geoprocessing/Tool reference/Conversion toolbox/ Conversion toolbox licensing。
（3）把idll.shp投影到IDTM坐标系：
Data Management Tools/Projections and Transformations→Feature→Project。选择idll.shp为Input Feature Class，指定idtm.shp为Output Feature Class。单击Output Coordinate Systems→Add Coordinate System→New→Projected Coordinate System。进入New Projected Coordinate System：
投影：横轴墨卡托
大地基准：NAD83
单位：m
参数：
比例系数：0.9996
中央经线：-114.0
参考维度：42.0
横坐标东移假定值：2500000
纵坐标北移假定值：1200000
（1）启动ArcCatalog，连接data。在目录树中右击idll.shp，在属性对话框中，XY Coordinate System的name显示为unknown。关闭对话框。
方法一：右键单击Task1→Import→Raster Datasets，浏览至emidalat，添加其为输入栅格，单击OK。
方法二：利用ArcToolbox将emidastrm.shp导入Task1。单击Show/Hide ArcToolbox Windows打开ArcToolbox。右键ArcToolbox→Environments→General Settings，浏览至data将其设置为作业空间。Conversion Tools/To Geodatabase→Feature Class to Feature Class，选择emidastrm.shp为Input Feature Class，选择Task1.mdb为Output Location，指定emidastrm为Output Feature Class，单击OK。查看导出操作是否完成。
练习1：
所需数据：高程栅格文件emidalat，河流Shapefile文件emidastrm.shp。
（1） 启动ArcCatalog，建立与数据源的联系：单击Connect To Folder按钮，浏览至“data”文件夹，单击OK。目录树中出现data文件夹，打开该文件夹查看其数据集。
（2）单击Catalog目录树中的emidalat，单击Preview查看该高程栅格。单击目录树中的emidastrm.shp，可在预览表中浏览emidastrm.shp的地理数据或表格。
（2）4个控制点顺序依次为：1左上角，2右上角，3右下角，4左下角。
（3）添加控制点：放大地图，Georeferencing（地理配准）→Add Control Point（添加控制点），依次选择四个角，单击两次，出现由绿变红的“+”。
（4）更新控制点的坐标值。Georeferencing（地理配准）→View Link Table（查看连接表），转换方法（Transformation）选择1st Order Polynomial（仿射变换），单击第一个记录， XMap、YMap数据值分别为575672.2771、5233212.6163，再输入其他3个记录的XMap和YMap值。
3
585331.3327
5219450.4360
4
575850.1480
5219321.5730
（1）启动ArcMap，重命名Layers（图层）为Task2，并添加hoytmtn.tif。Customize（自定义）→Toolbars（工具条）→Georeferencing（地理配准），打开几何校正工具条。
图12Link Table对话框
（5）如果总的均方根误差大于4.0（m），选中残差大的记录并删除。返回到扫描图像上，重新输入控制点，直至总的均方根误差在可接受范围内，单击Link Table对话框上的OK按钮。
（6）纠正（变换）hoytmtn.tif。Georeferencing（地理配准）下拉菜单，Rectify（纠正），以rect_ hoytmtn.tif命名保存变换后的图像。
6.5月13日之前提交到ftp上作业文件夹下。
7.压缩包形式提交，以“学号+姓名”命名。提交的材料包括：
（1）实验报告;
（2）实验结果。
【实验关键步骤】
练习1：数据更新变换
（1）背景：
由于空间数据（包括地形图与DEM）都是分幅存储的，造成某一特定研究区域跨越了不同的图幅。而当我们要获取有特定边界的研究区域时，就要对数据进行裁切、拼接、提取等操作，有时还要进行相应的投影变换。
（2）目的：
获取具有投影坐标系统的特定边界的DEM数据。通过练习，掌握数据提取、裁切、拼接及投影变换的方法。
（3）数据：（ex1文件夹）
1幅1：25万矢量数据，为地理坐标系统，其中大地基准是D_North_American_1927,参考椭球体是Clarke 1866。
2幅1：25万DEM数据，为地理坐标系统，大地基准是D_Krasovsky_1940,参考椭球体是Krasovsky_1940。
（2）定义idll.shp的坐标系统：
双击Data Management Tools/Projections and Transformations→Define Projection，选择idll.shp为Input Feature Class。单击Coordinate System（ ），打开Spatial Reference Properties，单击Geographic Coordinate Systems→North America→（NAD1927）North American Datum 1927.prj，单击OK：查看idll.shp的空间参照信息。XY Coordinate System栏应显示为GCS_North_American_1927。
步骤：用4个地面控制点对图像进行坐标匹配；用地理坐标匹配的结果，校正或变换图像。4个控制点的经纬度值以度-分-秒（DMS）表示如下：
表1地面控制点的经纬度值
Tic-id
经度
纬度
1
-116 00 00
47 15 00
2
-115 52 30
（4）Project对话框的Geographic Transformation旁边有一绿点，提示投影需要进行地理转换（idll.shp基于NAD27，而IDTM基于NAD83）。单击下拉箭头选择NAD_1927_To_NAD_1983_NADCON，单击OK。
（5）查看idll.shp是否已经成功投影到idtm.shp。
答：是
问题2：ArcMap是首先绘出位于目录表最上方的图层吗？
答：是
问题3：用自己的语言总结习作1的步骤。
答：开始启动ArcCatalog，连接data，将idll.shp的XY Coordinate System的name改为unknown。然后定义idll.shp的坐标系统，将XY Coordinate System设置为GCS_North_American_1927。其次把idll.shp投影到IDTM坐标系：选择idll.shp为Input Feature Class，指定idtm.shp为Output Feature Class。新建idtm投影，输入IDTM的各项参数值。最后选NAD_1927_To_NAD_1983_NADCO，保存并查看idll.shp是否已经成功投影到idtm.shp。
【实验基本情况】
实验地点
N01
实验环境
ArcGIS10.0
实验题目
实验二、空间数据的处理与可视化
实验内容
1.数据处理：数据拼接、裁切、提取以及综合处理。
2.几何变换
3.数据符号化：矢量数据符号化、ຫໍສະໝຸດ Baidu格数据符号化
4.专题地图编制：编制坐标网格、地图标注、地图整饰、地图转换输出
5.正文部分要求中文字体：宋体，小四；英文字体：Times New Roman，小四；1.25倍行距
4.投影转换
5.数字化：点状、线状、面状地物的输入，地图的注记
1.正文部分要求中文字体：宋体，小四；英文字体：Times New Roman，小四；1.25倍行距
2.5月13日之前提交到ftp上作业文件夹下。
3.压缩包形式提交，以“学号+姓名”命名。提交的材料包括：
（1）实验报告;
（2）实验结果。
【实验关键步骤】
（4）要求：
通过两幅给定的DEM数据，提取出白水县县界范围内的DEM数据，并将数据转换成高斯-克吕格投影系统。
图9练习1的工作流程
（5）提交结果：
以baishuidem命名的栅格数据。
数据裁切：
合并：
提取：
裁切：
投影：
练习2：对扫描地图做地理参照和校正
所需数据：hoytmtn.tif，一个包含扫描的土壤界线的TIFF文件。
2015学年-2016学年第2学期实验报告
空间信息系统基础
专业：计算机科学与技术
班级：计算机
姓名：
学号：
任课教师：
二零一六年五月十日
【实验基本情况】
实验地点
N01
实验环境
ArcGIS10.0
实验题目
实验内容
1.了解ArcGIS的体系结构、桌面GIS的模块构成
2.ArcGIS10的安装
3.ArcMap的基本操作：新地图文档创建、数据层的加载、数据层的基本操作、数据层的保存；ArcCatalog的基本操作：文件夹链接、文件类型显示和增删、栅格数据的显示、目录内容浏览、数据搜索、地图与图层操作、地理数据输出；ArcToolBox的功能了解。
图18定义新投影坐标系对话框
Name输入idtm。在Projection框中，Name→Transverse_Mercator，输入IDTM的各项参数值。单击Geographic Coordinate Systems→Change→North America→NAD 1983.prj，单击OK。Save As idtm83.prj，关闭对话框。
练习2：
把一个Shapefile从地理坐标系统投影到投影坐标系统。
所需数据：idll.shp（以地理坐标和十进制表示经纬度值的Shapefile文件）。idll.shp是爱达荷州轮廓图。
选择预定义坐标系统定义idll.shp，再将idll.shp投影成爱达荷通用横轴墨卡托投影（IDTM）。
IDTM参数：
47 15 00
3
-115 52 30
47 07 30
4
-116 00 00
47 07 30
投影到NAD 1927 UTM Zone 11N坐标系之后，这4个控制点的坐标如下：
表2几何变换后的坐标值
Tic-id
x
y
1
575672.2771
5233212.6163
2
585131.2232
5233341.4371
（3）右键单击emidalat出现快捷菜单，选择Properties，弹出Properties对话框显示数据集信息。此栅格数据集属性对话框显示emidalat的投影坐标是Universal Transverse Mercator（UTM）坐标系统。
（4）创建个人Geodatabase并导入文件。
右键data→New→Personal Geodatabase，重命名为Task1.mdb。
问题4：除了Polygon（面）和Auto Complete Polygon，还有哪些Construction工具（构造工具）可用？
答：点、折线、面、多点、多面体
【体会与心得】
在本次实验中，我了解了ArcGIS的体系结构、桌面GIS的模块构成。学会了ArcMap的基本操作：新地图文档创建、数据层的加载、数据层的基本操作、数据层的保存；掌握了ArcCatalog的基本操作：文件夹链接、文件类型显示和增删、栅格数据的显示、目录内容浏览、数据搜索、地图与图层操作、地理数据输出；此外。还对ArcToolBox的功能有所了解。学会了投影转换和数字化的使用。
【实验结果】
问题1：ArcGIS的三种版本(Basic、Standard、Advanced)是否都有用于练习1的Feature Class to Feature Class工具？（进入ArcGIS Desktop Help/ArcGIS Desktop 10 help/Help Library/Geoprocessing/Tool reference/Conversion toolbox/ Conversion toolbox licensing。
（3）把idll.shp投影到IDTM坐标系：
Data Management Tools/Projections and Transformations→Feature→Project。选择idll.shp为Input Feature Class，指定idtm.shp为Output Feature Class。单击Output Coordinate Systems→Add Coordinate System→New→Projected Coordinate System。进入New Projected Coordinate System：
投影：横轴墨卡托
大地基准：NAD83
单位：m
参数：
比例系数：0.9996
中央经线：-114.0
参考维度：42.0
横坐标东移假定值：2500000
纵坐标北移假定值：1200000
（1）启动ArcCatalog，连接data。在目录树中右击idll.shp，在属性对话框中，XY Coordinate System的name显示为unknown。关闭对话框。
方法一：右键单击Task1→Import→Raster Datasets，浏览至emidalat，添加其为输入栅格，单击OK。
方法二：利用ArcToolbox将emidastrm.shp导入Task1。单击Show/Hide ArcToolbox Windows打开ArcToolbox。右键ArcToolbox→Environments→General Settings，浏览至data将其设置为作业空间。Conversion Tools/To Geodatabase→Feature Class to Feature Class，选择emidastrm.shp为Input Feature Class，选择Task1.mdb为Output Location，指定emidastrm为Output Feature Class，单击OK。查看导出操作是否完成。
练习1：
所需数据：高程栅格文件emidalat，河流Shapefile文件emidastrm.shp。
（1） 启动ArcCatalog，建立与数据源的联系：单击Connect To Folder按钮，浏览至“data”文件夹，单击OK。目录树中出现data文件夹，打开该文件夹查看其数据集。
（2）单击Catalog目录树中的emidalat，单击Preview查看该高程栅格。单击目录树中的emidastrm.shp，可在预览表中浏览emidastrm.shp的地理数据或表格。
（2）4个控制点顺序依次为：1左上角，2右上角，3右下角，4左下角。
（3）添加控制点：放大地图，Georeferencing（地理配准）→Add Control Point（添加控制点），依次选择四个角，单击两次，出现由绿变红的“+”。
（4）更新控制点的坐标值。Georeferencing（地理配准）→View Link Table（查看连接表），转换方法（Transformation）选择1st Order Polynomial（仿射变换），单击第一个记录， XMap、YMap数据值分别为575672.2771、5233212.6163，再输入其他3个记录的XMap和YMap值。
3
585331.3327
5219450.4360
4
575850.1480
5219321.5730
（1）启动ArcMap，重命名Layers（图层）为Task2，并添加hoytmtn.tif。Customize（自定义）→Toolbars（工具条）→Georeferencing（地理配准），打开几何校正工具条。
图12Link Table对话框
（5）如果总的均方根误差大于4.0（m），选中残差大的记录并删除。返回到扫描图像上，重新输入控制点，直至总的均方根误差在可接受范围内，单击Link Table对话框上的OK按钮。
（6）纠正（变换）hoytmtn.tif。Georeferencing（地理配准）下拉菜单，Rectify（纠正），以rect_ hoytmtn.tif命名保存变换后的图像。
6.5月13日之前提交到ftp上作业文件夹下。
7.压缩包形式提交，以“学号+姓名”命名。提交的材料包括：
（1）实验报告;
（2）实验结果。
【实验关键步骤】
练习1：数据更新变换
（1）背景：
由于空间数据（包括地形图与DEM）都是分幅存储的，造成某一特定研究区域跨越了不同的图幅。而当我们要获取有特定边界的研究区域时，就要对数据进行裁切、拼接、提取等操作，有时还要进行相应的投影变换。
（2）目的：
获取具有投影坐标系统的特定边界的DEM数据。通过练习，掌握数据提取、裁切、拼接及投影变换的方法。
（3）数据：（ex1文件夹）
1幅1：25万矢量数据，为地理坐标系统，其中大地基准是D_North_American_1927,参考椭球体是Clarke 1866。
2幅1：25万DEM数据，为地理坐标系统，大地基准是D_Krasovsky_1940,参考椭球体是Krasovsky_1940。
（2）定义idll.shp的坐标系统：
双击Data Management Tools/Projections and Transformations→Define Projection，选择idll.shp为Input Feature Class。单击Coordinate System（ ），打开Spatial Reference Properties，单击Geographic Coordinate Systems→North America→（NAD1927）North American Datum 1927.prj，单击OK：查看idll.shp的空间参照信息。XY Coordinate System栏应显示为GCS_North_American_1927。