1、江西理工大學(xué) 地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ) 課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主審人： 主撰人：陳淑婷前言地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)課程總學(xué)時(shí)為32，分理論課（16）與實(shí)驗(yàn)課（16）兩部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、空間數(shù)據(jù)的采集、處理與存儲(chǔ)組織、GIS空間分析的原理方法、空間數(shù)據(jù)符號化方法等內(nèi)容，并了解常用GIS軟件的操作，為后續(xù)其它GIS課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生掌握：ArcCatalog的基本操作、使用ArcScan進(jìn)行掃描矢量化、ArcMap空間數(shù)據(jù)符號化、空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析和地形分析。第一部分 緒論本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是根據(jù)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱編寫，適用于地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃

2、、測繪工程專業(yè)。一、 本課程實(shí)驗(yàn)的作用與任務(wù)本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生掌握：1、 ArcCatalog的基本操作2、 使用ArcScan進(jìn)行掃描矢量化的方法、步驟3、 ArcMap空間數(shù)據(jù)符號化的方法、步驟4、 空間分析的方法、步驟5、 網(wǎng)絡(luò)分析和地形分析的方法、步驟。二、 本課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識每一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)知識為課堂教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。 三、 本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目及要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類別實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)主要設(shè)備名稱目的和要求1ArcCatalog的基本操作211計(jì)算機(jī)掌握ArcCatalog的基本操作2使用ArcScan進(jìn)行掃描矢量化221計(jì)算機(jī)掌握如何使用ArcScan進(jìn)行掃

3、描矢量化3ArcMap空間數(shù)據(jù)符號化211計(jì)算機(jī)掌握ArcMap空間數(shù)據(jù)符號化4空間分析221計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)例，掌握空間分析方法的使用5網(wǎng)絡(luò)分析221計(jì)算機(jī)掌握網(wǎng)絡(luò)分析的方法、步驟6地形分析221計(jì)算機(jī)掌握地形分析的方法、步驟第二部分 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 ArcCatalog的基本操作一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誂rcCatalog數(shù)據(jù)瀏覽、維護(hù)、管理等基本操作。二、 實(shí)驗(yàn)原理ArcCatalog是地理數(shù)據(jù)的資源管理器，幫助你組織和管理你所有的GIS信息，比如地圖，數(shù)據(jù)集，模型，元數(shù)據(jù)，服務(wù)等。它包括了下面的工具：1、 瀏覽和查找地理信息。2、 記錄、查看和管理元數(shù)據(jù)。3、 定義、輸入和輸出geodata

4、base結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。4、 在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上搜索和查找GIS數(shù)據(jù)。5、 管理ArcGIS Server。GIS使用者使用ArcCatalog來組織、管理和使用GIS數(shù)據(jù)，同時(shí)也使用標(biāo)準(zhǔn)化的元數(shù)據(jù)來描述數(shù)據(jù)。GIS數(shù)據(jù)庫的管理員使用ArcCatalog來定義和建立geodatabase。GIS服務(wù)器管理員則使用Arccatalog來管理GIS服務(wù)器框架。三、 主要儀器及耗材要求安裝ArcGIS桌面軟件。四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備將ArcGIS自帶的.ArcGIS/ArcTutor目錄拷貝實(shí)習(xí)目錄，為了描述的方便，我們假定實(shí)習(xí)目錄為“D：/practice”。2、啟動(dòng)ArcCatalo

5、g1.  運(yùn)行“啟動(dòng)程序ArcGISArcCatalog”，或者運(yùn)行桌面上的快捷方式。3、熟悉ArcCatalog用戶界面當(dāng)ArcCatalog啟動(dòng)之后，缺省方式的用戶界面包括主菜單和“Standard”工具條。我們可以通過菜單“tools->Customize”或者在菜單區(qū)或者工具條區(qū)按鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行界面的定制。這些菜單和工具條可以?？吭诖翱诘娜我馕恢谩D表 1 ArcCatalog用戶界面的定制圖表 2 ArcCatalog用戶界面4、建立/取消文件夾連接1）建立文件夾連接為了操作的方便，我們可以創(chuàng)建實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)所在位置的一個(gè)連接。數(shù)據(jù)可以位于本地磁盤或者網(wǎng)絡(luò)的其他位置。1.&#

6、160; 在菜單中選擇“File->Connect Folder”或者運(yùn)行“Standard”工具條中的工具，或者在Catalog窗口內(nèi)鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“Catalog”，并選擇Connect Folder；2.  在顯示的窗口中選擇“D:practice”;3.  選擇“確定”。我們注意到：在Catalog樹中增加了“D:practice”。在Contents標(biāo)簽中包含ArcTutor子目錄。2）取消文件夾連接1.  選擇要取消連接的文件夾；2.  在菜單中選擇“File->Disconnect Folder”或者運(yùn)行“Standard”工具條

7、中的工具，或者點(diǎn)擊右鍵，并選擇Disonnect Folder。5、瀏覽地圖和數(shù)據(jù)1）內(nèi)容瀏覽象Windows一樣，我們可以在“Contents”標(biāo)簽中察看一個(gè)文件夾或者數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容。我們可以采用小圖標(biāo)、大圖表、列表以及縮略圖的方式察看地理內(nèi)容。1.  在Catalog樹中依次展開文件夾，直到Y(jié)ellowSton；2.  選擇YellowStone；3.  如果“Contents”標(biāo)簽沒有被選擇的話，選擇“Contents”標(biāo)簽；4.  通過更改顯示方式，察看相應(yīng)的結(jié)果圖表 3 地理數(shù)據(jù)內(nèi)容-大圖標(biāo)方式圖表 4地理數(shù)據(jù)內(nèi)容-小圖標(biāo)方式圖表 5地理數(shù)據(jù)內(nèi)

8、容-列表方式圖表 6地理數(shù)據(jù)內(nèi)容-縮略圖方式通過以上的瀏覽，試通過圖標(biāo)的類型了解對應(yīng)數(shù)據(jù)的類型。2）數(shù)據(jù)預(yù)覽縮略圖方式瀏覽可以查看到數(shù)據(jù)的地理范圍。然而，為了更仔細(xì)地察看數(shù)據(jù)，我們可以使用Preview標(biāo)簽。1.  在Catalog樹中選擇“states”;2.  選擇Preview標(biāo)簽。我們可以看到如下的圖形，包含了各個(gè)state的邊界矢量數(shù)據(jù)。圖表 7 地理數(shù)據(jù)的預(yù)覽進(jìn)一步，我們可以使用“Geography”工具條中的相應(yīng)工具進(jìn)行放大、縮小、漫游、全圖顯示和查詢等操作。1.  在Geography工具條中選擇；2.  在窗口中按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)

9、矩形，察看結(jié)果；3.  選擇，在窗口中按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，察看結(jié)果；4.  選擇，在窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，察看結(jié)果；5.  選擇，察看結(jié)果；6.  選擇，在窗口中多邊形的內(nèi)部點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，察看結(jié)果。      圖表 8 圖形放大圖表 9 目標(biāo)查詢6、瀏覽、創(chuàng)建Geodatabase數(shù)據(jù)庫在Catalog中找到地理數(shù)據(jù)庫D:ArcTutorEditingWithArcGISMontgomery_full.mdb，瀏覽數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，包括要素?cái)?shù)據(jù)集、要素類、關(guān)系類、幾何網(wǎng)絡(luò)、拓?fù)潢P(guān)系、屬性域、子類型、坐

10、標(biāo)參考系等。練習(xí)創(chuàng)建Geodatabase數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建要素?cái)?shù)據(jù)集、要素類、關(guān)系類、幾何網(wǎng)絡(luò)、拓?fù)潢P(guān)系、屬性域、子類型等。7、操作屬性表1）瀏覽屬性表如果數(shù)據(jù)中即包含圖形，又包含屬性，我們可以切換圖形顯示方式到表格顯示方式，察看地理數(shù)據(jù)相關(guān)的屬性信息。1.  在選擇Table，察看結(jié)果。 圖表 10 地理數(shù)據(jù)預(yù)覽-表格方式除了可以對屬性表進(jìn)行簡單的瀏覽之外，我們還可以對屬性表進(jìn)行一系列的操作。2）更改屬性表的設(shè)置為了改善屬性的可讀性，我們可以改變屬性表的缺省設(shè)置。1.  在屬性表中，選擇“Shape”字段；2.  在菜單中選擇“Tools-Options”

11、；3.  在顯示的對話中，選擇“Tables”；4.  改變?nèi)笔〉脑O(shè)置；5.  選擇“確定”，察看結(jié)果。 圖表 11 屬性表設(shè)置3）改變列的寬度由于屬性表中字體、字大以及記錄的長度不同，有可能不能同時(shí)看到所有的信息，這是就需要改變列的寬度。1.  準(zhǔn)確地定位鼠標(biāo)在列標(biāo)題的右邊線；2.  雙擊鼠標(biāo)左鍵，列的寬度自動(dòng)調(diào)整為與本列內(nèi)容的最大長度相適應(yīng)；3.  拖動(dòng)列標(biāo)題的邊線到相應(yīng)的位置。4）改變列的位置有時(shí)屬性表中包含很多列，為了高效率的工作，我們需要調(diào)整列的顯示順序。1.  點(diǎn)擊列標(biāo)題（整列改變顏色）；2. 

12、; 再點(diǎn)擊列標(biāo)題，拖動(dòng)列標(biāo)題到相應(yīng)的位置，釋放鼠標(biāo)。5）凍結(jié)/解凍列有時(shí)為了比較一列與其他列的差別，我們希望它的位置不隨屬性表的水平滾動(dòng)而改變。這個(gè)過程叫做“凍結(jié)”一列。1.  右鍵點(diǎn)擊列標(biāo)題；2.  點(diǎn)擊“Freeze/Unfreeze”，察看結(jié)果；3.  移動(dòng)水平滾動(dòng)條察看結(jié)果；如果一列已經(jīng)凍結(jié)，對此列采用以上的方法，可以“解凍”次列；另外，一個(gè)屬性表中可以存在多個(gè)凍結(jié)列，凍結(jié)列的順序也是可以調(diào)整的，具體方法參照“凍結(jié)/解凍列”和“改變列的位置”。6）統(tǒng)計(jì)列圖表 12 多邊形面積的統(tǒng)計(jì)如果想了解某一列（屬性）屬性的信息，我們可以使用統(tǒng)計(jì)功能。1. 

13、右鍵點(diǎn)擊列標(biāo)題：AREA；2.  在顯示的列表框中選擇Statistics.我們可以看到如下的對話框：在這個(gè)列表框中，我們可以看到如下的統(tǒng)計(jì)信息：目標(biāo)數(shù)目、最小值、最大值、總和、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布圖標(biāo)等，盡管有些信息對此字段沒有太多的意義。圖表 13多邊形周長的統(tǒng)計(jì)另外還我們可以更改統(tǒng)計(jì)的屬性。1.  在統(tǒng)計(jì)對話框中的Field列表框中選擇PERIMETER；2.  察看結(jié)果。7）排序列我們可以按照字母或者數(shù)字對某一列中的數(shù)據(jù)進(jìn)行升序或者降序排列。1.  右鍵點(diǎn)擊列標(biāo)題：AREA；2.  在顯示的列表框中選擇Sort Ascending

14、，察看結(jié)果;3.  右鍵點(diǎn)擊列標(biāo)題：PERIMETER；4.  在顯示的列表框中選擇Sort 的Decending，察看結(jié)果。8）增加列（屬性或字段）如果有其他的信息要加入到表中另外的列中，這時(shí)就涉及到了增加列的操作。我們可以在ArcCatalog環(huán)境中增加列，同時(shí)定義列的一系列屬性，但是不能在這里輸入屬性值。屬性值的錄入工作在ArcMap環(huán)境下完成。1.  在Preview窗口右下角點(diǎn)擊Options，選擇Add Field;2.  在顯示的對話框輸入屬性項(xiàng)的名稱，選擇屬性項(xiàng)的類型，輸入屬性項(xiàng)的特性；3.  選擇“OK”。 圖表 1

15、4 增加列(屬性或字段)對話框8、瀏覽、創(chuàng)建和編輯元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)越詳細(xì)，用戶對數(shù)據(jù)了解的越多，那么用戶對數(shù)據(jù)質(zhì)量依賴的程度越大。因此在使用數(shù)據(jù)之前研究元數(shù)據(jù)是非常重要的。元數(shù)據(jù)包含屬性和文件。屬性從數(shù)據(jù)源派生得到，如數(shù)據(jù)類型（如shape文件）、幾何類型（如Polygon）。文件是描述數(shù)據(jù)的附加信息，一般由數(shù)據(jù)的創(chuàng)建人員產(chǎn)生。包括文件名稱、數(shù)據(jù)創(chuàng)建日期、數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)精度、建議使用數(shù)據(jù)的比例尺、屬性描述信息等內(nèi)容。1）瀏覽元數(shù)據(jù)1.  Catalog樹中選擇“states”;2.  選擇Metadata標(biāo)簽；3.  分別選擇“Des

16、cription”、“Spatial”和“Attributes”標(biāo)簽，察看對應(yīng)的內(nèi)容。圖表 15 元數(shù)據(jù)瀏覽2）改變元數(shù)據(jù)的瀏覽方式在ArcCatalog環(huán)境中，我們可以使用不同的方式瀏覽元數(shù)據(jù)。1.  在Metadata工具條中的Stylesheet列表框中選擇FGDC;2.  察看結(jié)果。3）編輯元數(shù)據(jù)有時(shí)候我們需要對元數(shù)據(jù)進(jìn)行增加或者修改，“Metadata”工具條提供了編輯元數(shù)據(jù)的功能。1.  在Metadata工具條中中選擇;2.  在顯示的對話框中相應(yīng)的位置輸入信息。圖表 16 元數(shù)據(jù)編輯4）創(chuàng)建、更新元數(shù)據(jù)：在數(shù)據(jù)不存在的情況下，或者對數(shù)據(jù)元

17、進(jìn)行了編輯修改，這時(shí)就需要生成或者更新與元數(shù)據(jù)。1.  在Metadata工具條中中選擇;另外，還可以在“Metadata”工具條中進(jìn)行元數(shù)據(jù)倒入和倒出等操作。8、管理數(shù)據(jù)源ArcCatolog也包含組織數(shù)據(jù)的功能，如創(chuàng)建、復(fù)制、刪除和重命名數(shù)據(jù)源的功能，具體操作類似于Windows Explorer，在后續(xù)的實(shí)習(xí)中我們會(huì)陸續(xù)地掌握這些功能。1）創(chuàng)建新文件夾1.  在Catalog樹中，選擇“D:Practice”;2.  在主菜單中選擇“File->New->Folder”；3.  輸入新的文件夾名稱，如“my_folder”；2）文件（夾

18、）的拷貝、粘貼、刪除和重命名 1.  在Catalog樹中，選擇要操作的文件（夾），點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵;2.  執(zhí)行操作。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2 利用ArcScan進(jìn)行掃描矢量化ArcScan是ArcGIS中一個(gè)把掃描柵格轉(zhuǎn)化為矢量GIS圖層的工具，這個(gè)過程可以交互式或自動(dòng)進(jìn)行。ArcMap環(huán)境下掃描矢量化的主要步驟：1）利用ArcCatalg創(chuàng)建必要的數(shù)據(jù)層（shape file）2）在ArcMap中利用Georeferencing進(jìn)行圖像校正3）使用ArcScan進(jìn)行矢量化一、圖像校正所有圖件掃描后都必須經(jīng)過掃描糾正，對掃描后的柵格圖進(jìn)行檢查，以確保矢量化工作順利進(jìn)

19、行。對影像的校準(zhǔn)有很多方法,下面介紹一種常用方法。1  打開ArcMap，增加Georeferncing工具條。2  把需要進(jìn)行糾正的影像增加到ArcMap中，會(huì)發(fā)現(xiàn)Georeferncing工具條中的工具被激活。 3  在校正中需要知道一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)，如控制點(diǎn)、圖廓點(diǎn)。一般在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該能夠均勻分布。4  首先將Georeferncing工具條的Georeferncing菜單下Auto Adjust不選擇。5  在Georeferncing工具條上，點(diǎn)擊Add Control Point按鈕。 6  使用

20、該工具在掃描圖上精確到找一個(gè)控制點(diǎn)點(diǎn)擊，然后鼠標(biāo)右擊輸入該點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置，如下圖所示：7  用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)，輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)。8  增加所有控制點(diǎn)后，在Georeferencing菜單下，點(diǎn)擊Update Display。9  更新后，就變成真實(shí)的坐標(biāo)。10在Georeferencing菜單下，點(diǎn)擊Rectify，將校準(zhǔn)后的影像另存。二、利用ArcScan進(jìn)行矢量化2.1 激活A(yù)rcScan 擴(kuò)展模塊ArcMap 桌面上選擇Tools>Extensions，在彈出的Extensions 對話框中，將ArcScan的復(fù)選框勾上。在激活

21、ArcScan 后，便可以將其顯示到ArcMap 桌面上。選擇View>toolbars>ArcScan，將ArcScan 勾上。2.2 將需要矢量化的柵格圖添加到ArcMap 中如果有必要，將該柵格數(shù)據(jù)二值化。2.3 選擇目標(biāo)圖層，進(jìn)行矢量化對于簡單的柵格圖像，可以直接點(diǎn)擊ArcScan>Vetorization>Generate Features生成矢量要素。對于較復(fù)雜的柵格圖像，可以采用下列方法進(jìn)行矢量化。利用ArcScan進(jìn)行矢量化有兩種選擇練習(xí)一顯示的是怎樣去設(shè)置柵格捕捉選項(xiàng)和環(huán)境，捕捉柵格像元并跟蹤柵格像元來創(chuàng)建線狀要素和面狀要素。練習(xí)二顯示的是怎樣去編輯柵

22、格圖層，刪掉不必要的像元，應(yīng)用矢量化設(shè)置和利用批量矢量化模式來生成矢量要素。練習(xí)一：柵格跟蹤在本練習(xí)中，可以從掃描地圖中通過跟蹤柵格像元來生成矢量要素。啟動(dòng)ArcMap在作這個(gè)練習(xí)之前你必須先啟動(dòng)ArcMap并導(dǎo)入練習(xí)數(shù)據(jù)。1、在開始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來啟動(dòng)ArcMap。2、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇ArcScanTrace.mxd，這個(gè)文件一般在安裝的練習(xí)數(shù)據(jù)中（默認(rèn)在C:ArcGISArcTutor）4、點(diǎn)擊Open.柵格圖像二值化處理在ArcMap的Table of Contents中選擇ParcelScan.img柵格圖層，右擊并

23、選擇Properties，在Properties對話框中單擊Symbology頁面；在Show框中，單擊Classified。決定跟蹤范圍空間書簽可以被保存在地圖文檔中，為經(jīng)常瀏覽的范圍創(chuàng)建一個(gè)書簽將節(jié)省時(shí)間，對于怎么樣創(chuàng)建和管理空間書簽請參考Using ArcMap文檔。縮放到本次練習(xí)中創(chuàng)建好書簽的區(qū)域。1、點(diǎn)擊菜單View>Bookmarks> Trace lines來設(shè)置當(dāng)前區(qū)域?yàn)楸敬尉毩?xí)的區(qū)域范圍。當(dāng)顯示刷新后，你就可以看到跟蹤區(qū)域了。開始編輯ArcScan擴(kuò)展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激活，Start Editing命令可以使你開始編輯工作。1、點(diǎn)擊Editor工具欄中的S

24、tart Editing來開始編輯。設(shè)置柵格捕捉選項(xiàng)柵格捕捉設(shè)置影響跟蹤過程，這些設(shè)置在Raster Snapping Options對話框進(jìn)行設(shè)置1、在ArcScan工具欄上點(diǎn)擊Raster Snapping Options按鈕來打開對話框。2、設(shè)置maximum line width為7，這個(gè)設(shè)置將使得能捕捉邊界的柵格像元。3、點(diǎn)擊OK。4、點(diǎn)擊Editor工具欄中Snapping來打開Snapping Environment對話框5、點(diǎn)擊+號展開。6、選擇Centerlines和Intersection來進(jìn)行捕捉。跟蹤柵格像元來建立線要素現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)置好了柵格捕捉環(huán)境了，準(zhǔn)備開始跟蹤柵格像

25、元，這將利用Vectorization Trace工具。1、在ArcScan工具欄上點(diǎn)擊Vectorization Trace按鈕。2、移動(dòng)指針到捕捉到邊界交點(diǎn)然后點(diǎn)擊來開始跟蹤。3、利用Vectorization Trace工具向下并點(diǎn)擊來開始創(chuàng)建線要素。4、繼續(xù)利用Vectorization Trace工具來跟蹤外部邊緣。5、當(dāng)跟蹤完成了整個(gè)邊界，按F2完成草圖。跟蹤柵格像元來創(chuàng)建面要素。改變編輯的目標(biāo)層：你必須通過改變編輯目標(biāo)層從ParcelLines 到ParcelPolygons來創(chuàng)建面狀要素。1、在Editor工具欄上點(diǎn)擊Target下拉框并選擇ParcelPolygons。2、在

26、ArcScan工具欄上點(diǎn)擊Vectorization Trace工具。3、移動(dòng)鼠標(biāo)到捕捉到地塊061的左下角并點(diǎn)擊開始跟蹤。4、點(diǎn)擊地塊的右下角，創(chuàng)建面的一段邊線。5、逆時(shí)針方向繼續(xù)跟蹤地塊。6、當(dāng)指針回到開始點(diǎn)按F2完成創(chuàng)建面。完成編輯過程如果完成了柵格像元的跟蹤要屏蔽Vectorization Trace工具，可以通過保存來停止編輯并完成此練習(xí)。1、點(diǎn)擊Editor菜單并點(diǎn)擊Stop Editing。2、點(diǎn)擊Yes來保存你的編輯成果。在本練習(xí)中學(xué)到了怎么樣設(shè)置柵格捕捉選項(xiàng)和環(huán)境，捕捉柵格像元并跟蹤柵格像元來創(chuàng)建線狀要素和面狀要素。這幾個(gè)步驟覆蓋了整個(gè)柵格跟蹤的過程，在下一個(gè)練習(xí)中將顯示怎么

27、樣去編輯柵格圖層并利用批處理矢量化工具來對整圖進(jìn)行自動(dòng)產(chǎn)生要素。練習(xí)二：批處理矢量化在本練習(xí)中，你將編輯一個(gè)掃描的地圖，刪除不需要矢量化范圍的像元，柵格被處理后，將利用批處理矢量化模式來生成要素，你開始必須啟動(dòng)ArcMap和導(dǎo)入一個(gè)包含柵格數(shù)據(jù)、兩個(gè)shape文件的地圖文檔。啟動(dòng)ArcMap并開始編輯在作這個(gè)練習(xí)之前你必須先啟動(dòng)ArcMap并導(dǎo)入練習(xí)數(shù)據(jù)。1、在開始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來啟動(dòng)ArcMap。2、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇ArcScanBatch.mxd，這個(gè)文件一般在安裝的練習(xí)數(shù)據(jù)中（默認(rèn)在C:ArcGISArcTutor）4

28、、點(diǎn)擊Open.柵格圖像二值化處理在ArcMap的Table of Contents中選擇ParcelScan.img柵格圖層，右擊并選擇Properties，在Properties對話框中單擊Symbology頁面；在Show框中，單擊Classified。確定清除的區(qū)域空間書簽可以被保存在地圖文檔中，為經(jīng)常瀏覽的范圍創(chuàng)建一個(gè)書簽將節(jié)省時(shí)間，對于怎么樣創(chuàng)建和管理空間書簽請參考Using ArcMap文檔?，F(xiàn)在將縮放到本次練習(xí)中創(chuàng)建好書簽的區(qū)域。1、點(diǎn)擊菜單View>Bookmarks> Raster cleanup來設(shè)置當(dāng)前區(qū)域?yàn)楸敬尉毩?xí)的區(qū)域范圍。當(dāng)顯示刷新后，你就可以看到編輯

29、區(qū)域了。開始編輯ArcScan擴(kuò)展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激活，Start Editing命令可以使你開始編輯工作。1、點(diǎn)擊Editor工具欄中的Start Editing來開始編輯。清理矢量化的柵格當(dāng)執(zhí)行批處理矢量化，在生成要素之前必須編輯柵格影像，這個(gè)過程ArcScan提供了raster cleanup工具來清理不需要矢量化的內(nèi)容?，F(xiàn)在利用raster cleanup工具從ParcelScan影像上清除不想要的注記。1、點(diǎn)擊Raster Cleanup菜單并點(diǎn)擊Start Cleanup來開始清理工作。2、點(diǎn)擊Raster Cleanup菜單并點(diǎn)擊Raster Painting Toolb

30、ar 來打開Raster Painting工具欄。3、點(diǎn)擊在Raster Painting工具欄上的擦除工具。4、點(diǎn)擊并按住鼠標(biāo)左鍵來擦除地塊頂上的注記。5、繼續(xù)使用擦除工具一直到完全擦除此注記。除了擦除工具以外，Raster Painting工具欄還提供了另一個(gè)工具叫做Magic Erase工具，允許你通過單擊并畫框的方式來擦除連續(xù)的一系列像元。6、點(diǎn)擊在Raster Painting工具欄上的Magic Erase工具。7、圍繞著地塊中間的注記畫一個(gè)框來刪除這個(gè)注記。利用cell selection工具來幫助清理柵格。在前面的步驟中，你學(xué)習(xí)到了怎么樣利用擦除工具和魔法擦除工具來從影像上刪除

31、不需要的像元。如果影像上需要大量的處理，這個(gè)方法就太麻煩了，為了使這個(gè)過程順利，你可利用聯(lián)合使用cell selection工具和柵格擦除工具。1、為了更好的顯示編輯區(qū)域，需要使用名字為Cell selection的書簽，點(diǎn)擊View>Bookmarks>Cell selection。當(dāng)刷新屏幕后，你將看到編輯區(qū)域。2、點(diǎn)擊Cell Selection菜單中的Select Connected Cells。3、在Select connected cells對話框中，在柵格區(qū)域總像素中輸入500，這個(gè)表達(dá)式將選擇柵格中所有的注記。4、點(diǎn)擊OK?，F(xiàn)在柵格中所有的注記對應(yīng)的像元都被選擇上了

32、。5、點(diǎn)擊Raster Cleanup菜單并且點(diǎn)擊Erase Selected Cells來刪除選擇中的像元?，F(xiàn)在選擇中的像元都被刪除了。矢量化設(shè)置批處理矢量化依靠用戶自定義的設(shè)置，這些設(shè)置將影響產(chǎn)生的要素的形狀，這些設(shè)置依賴你所使用的柵格數(shù)據(jù)類型，一旦為你的柵格決定了相應(yīng)的設(shè)置，你可以保存它們到地圖文檔或獨(dú)立的文件中，你可應(yīng)用Vectorization Settings對話框來設(shè)置。1、點(diǎn)擊Vectorization下的Vectorization Settings來打開Vectorization Settings對話框?，F(xiàn)在可以修改矢量化設(shè)置來確保生成最佳的結(jié)果2、改變Maximum Lin

33、e Width為103、改變Compression Tolerance為0.14、點(diǎn)擊Apply來保存設(shè)置。5、點(diǎn)擊Close.預(yù)覽矢量化ArcScan提供了一種方式來預(yù)覽批處理矢量化生成的要素，這可以幫助你來確定怎樣設(shè)置將影像矢量化，當(dāng)設(shè)置被改變了，預(yù)覽也可以隨著單擊Vectorization Settings 中的Apply按鈕來改變，這個(gè)設(shè)計(jì)允許你最佳的調(diào)整矢量化設(shè)置。1、點(diǎn)擊Vectorization 菜單并點(diǎn)擊Show Preview。地圖中將預(yù)覽矢量化后的結(jié)果。生成要素批處理矢量化的最后一個(gè)步驟就是生成要素了，Generate Features對話框允許你選擇保存新要素的圖曾和執(zhí)行

34、矢量化。1、點(diǎn)擊Vectorization菜單并點(diǎn)擊Generate Features。2、選擇ParcelLinesBatch圖層。3、點(diǎn)擊OK。4、在ArcMap中的Table of Contents 中的ParcelScan.img柵格圖層上點(diǎn)擊右鍵，點(diǎn)擊菜單中的Zoom To Layer來顯示新生成的要素。當(dāng)顯示刷新后，你將看到新生成的矢量要素。完成編輯任務(wù)一旦生成要素完成，就可以停止編輯并保存結(jié)果完成練習(xí)。1、點(diǎn)擊Editor菜單并點(diǎn)擊Stop Editing。2、點(diǎn)擊Yes來保存編輯結(jié)果。在這個(gè)練習(xí)中你學(xué)到了怎么樣利用柵格清理工具和像元選擇工具來編輯柵格圖層、應(yīng)用矢量化設(shè)置、預(yù)覽矢

35、量化結(jié)果和生成矢量要素。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3 綜合實(shí)驗(yàn)空間分析劃木公司采劃木材實(shí)例采劃木材的約束條件：1. No trees may be cut down within 10km of the shrine. 2. No trees may be cut down within 1km of the sea, the lake or any river. To help prevent land erosion. 3. The logging sites must be within 5km of existing roads for easy access by heavy logging equi

36、pment since conservation laws will not allow any new roads to be built in this area. 4. The logging sites must be below the snow line (1000m) as heavy logging equipment can't operate in snowbound areas 5. Heavy logging equipment cannot operate in any area with a slope greater than 5 degrees. Fig

37、ure 1: Map of the Oakwood area數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源為LoggingGDB.gdb，其中有以下6個(gè)要素類：1. 道路要素類ROADLINEFigure 2: Roads in the Oakwood area. 2. 等高線面要素類- CONTPOLY等高距為200m Figure 3: Relief map of the Oakwood area3. 等高線線要素類- CONTLINESSPOT字段存儲(chǔ)高程值 Figure 4: 200m contour lines in the Oakwood area. 4. 寺廟點(diǎn)數(shù)據(jù)- SHRINEPOINTFigure 5: O

38、akwood shrine5. 海洋、湖泊數(shù)據(jù)- WATERPOLYISWATER字段存儲(chǔ)海洋、湖泊、陸地類型。FEATURE ISWATERSea 10Lake 10Land 1Figure 6: The sea and the lake 6. 河流線數(shù)據(jù)- RIVERLINEFigure 5: Rivers in Oakwood 實(shí)驗(yàn)步驟 Step 1 Loading data sources啟動(dòng)ArcMap，創(chuàng)建一個(gè)空文檔，并加載LoggingGDB.gdb中的所有要素類。STEP 2 BUFFERING OPERATIONS啟動(dòng)ArcToolbox， 從Analysis Tools-P

39、roximity中雙擊buffer工具，彈出buffer對話框。Step 2a : Buffer the road vectorsThe Logging area must be within 5km of a road i.e. 5000m. 在buffer對話框中：在Input Features文本框中選擇道路要素roadline;在Output Feature Class文本框中輸入要生成的緩沖區(qū)要素類的名稱；輸入緩沖距離5000；選擇Dissolve Type為all;點(diǎn)擊OK按鈕，創(chuàng)建緩沖區(qū)。Figure 9: Road vectors and buffersStep 2b : Bu

40、ffer the sea and lakeThe logging area must not be within 1km of the sea or the lake. Figure 10: Polygonshades display of waterpoly The area in brown is the land and the area in blue is the sea and lake. We want to extract the sea and lake polygons only. 通過Selection菜單-Select ByAttributes選擇sea and lak

41、e要素（ISWATER屬性為10）;然后再通過ArcMap工具條上的Buffer Wizard對已選擇的要素創(chuàng)建緩沖區(qū)。（如果ArcMap工具條上找不到Buffer Wizard工具，按下圖提示把它添加到工具條上）注意：這里選擇“only outside the polygon(s)”Figure 11b : Waterpoly arcs and surrounding buffers. Step 2c : Buffer the riversThe logging area must not be within 1km of the rivers. So we simply buffer th

42、e rivers out to 1000m as well 按Step 2a中的步驟，創(chuàng)建rivers的緩沖區(qū)。Figure 11c: Buffer of the river vectors Step 2d : Buffer the shrineThe logging area must not be within 10km of the shrine. So we need to create a buffer of 10km around the shrine. 按Step 2a中的步驟，創(chuàng)建shrine的緩沖區(qū)。Figure 11d: All the buffers. Step3 ERA

43、SE OPERATIONSThe logging area must be within the blue polygon (within 5km of an existing road, but not within the black polygon it will be in white on your screen i.e. not within 10km of the shrine and 1km of the rivers, lake or sea. How do we map this . i.e. how do we overlay these maps ? Answer :

44、We use erase. Erase extracts one polygon from another. See below in figure 12. We erase the river, sea and shrine buffer polygons from our solution area which lies inside the 5km road buffer . Figure 12: Erase operations in ARC-INFO Step 3a : Remove area around sea and lake from solutionFigure 13: R

45、oadbuffer after erase. Step 3b : Remove area around rivers from solutionFigure 14: Roadbuffers with sea, lake and rivers buffers removed. Step 3c : Remove area around shrine from solutionFigure 15 : polygonshades solc. Step 3d : Define snow-bound areas.Anything above 1000m is the snow line so we sho

46、uld create a coverage of the snow-bound areas and remove it from our solution so far (solc) First of all examine the contour polygons to see what information is available. Figure 16: polygonshades contpoly spotclass Step 3e : Extract the snow-bound areas.通過Selection菜單-Select ByAttributes選擇contpoly中屬

47、性spot>=1000的要素即為雪域;并將其保存為新圖層。Figure 18 : Snow-bound polygons. Step 3f: Remove snow-bound areas from solutionFigure 19 : Old solution. Figure 20 : New solution. We have now further narrowed down the possible logging sites.Step4 DIGITAL ELEVATION MODELINGThe last of the site selection rules states

48、that heavy logging equipment cannot operate in any area with a slope greater than 5 degrees and thus the logging area should not contain any regions with a slope greater than this. We have to create a digital elevation model or DEM. In ARC these are often stored as （TIN）. TINs hold information such

49、as altitude, slope and aspect and we can use them to extract the areas we require. Step 4a : Creating a TINWe will use our vector coverage called contlines to create TIN.使用3D Analyst中創(chuàng)建TIN（Create/Modify TINCreate TIN from Features）Step 4b : Viewing a TINFigure 22: TIN and contour lines Figure 23: Su

50、rface shading of the Oakwood TIN Step 4c : Converting a TIN to a polygon Features.將TIN以“Face slope with graduated color”方式符號化。然后使用3D Analyst的“Convert TIN to Features”工具將TIN轉(zhuǎn)換為多邊形要素。（注意：在Conversion框中選擇“triangles classified by slope to polygon”）Step 4d : Selecting areas with slope greater than 5 degre

51、e通過Selection菜單-Select ByAttributes選擇TIN 多邊形要素中坡度大于5的面域，即"SlopeCode" > 5；然后將被選擇的要素保存為一個(gè)圖層。Figure 25: Polygons with slope greater than 5 degrees. 最后，從前面的結(jié)果中雪域多邊形，得到最終結(jié)果。實(shí)習(xí)項(xiàng)目4 ArcMap空間數(shù)據(jù)符號化一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誂rcMap空間數(shù)據(jù)符號化方法、步驟。二、 實(shí)驗(yàn)原理1、地圖、數(shù)據(jù)層的概念和基本操作；2、地圖數(shù)據(jù)符號化的相關(guān)知識三、 實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：實(shí)用ArcGIS系統(tǒng)自帶的ArcTutor/m

52、ap目錄下的數(shù)據(jù)作為實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)。1、ArcMap新地圖建立有兩種方式建立新圖：如果還沒有進(jìn)入ArcMap工作環(huán)境，可以啟動(dòng)ArcMap的同時(shí)建立新圖；如果已經(jīng)啟動(dòng)ArcMap，可以直接應(yīng)用ArcMap窗口主菜單或工具條上的文件操作功能建立新圖。兩種方式都可以應(yīng)用已有的模板，或直接創(chuàng)建空白的新地圖。1.1啟動(dòng)ArcMap時(shí)創(chuàng)建新地圖圖4.1 ArcMap對話框圖4.2 選擇模板對話框1.2啟動(dòng)ArcMap后創(chuàng)建新地圖   圖4.3 通過文件菜單或工具條創(chuàng)建新地圖2 ArcMap數(shù)據(jù)層加載其目的是為空地圖加載數(shù)據(jù)層。2.1加載數(shù)據(jù)層的途徑1、 直接在新地圖加載數(shù)據(jù)層直接

53、調(diào)用ArcMap菜單命令或工具條按鈕相新地圖加載數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)層的類型可以是多種多樣的。ArcMap窗口標(biāo)準(zhǔn)工具：單擊Add Data按鈕 ，打開Add Data對話框；圖4.4 Add Data 對話框ArcMap窗口主菜單欄：File | Add Data命令，打開Add Data對話框。 圖4.5 加載圖層后的窗口2、 借助ArcCatalog加載數(shù)據(jù)層借助ArcCatalog向新地圖加載數(shù)據(jù)層，就是為了更好地查找所需要地?cái)?shù)據(jù)層，然后將數(shù)據(jù)層拖放（Drag-Drop）到ArcMap的圖形顯示窗口中，達(dá)到數(shù)據(jù)層加載的目的。操作如下：（1） 啟動(dòng)ArcCatalog模塊&#

54、160;  單擊【開始】| 【程序】| ArcGIS | ArcCatalog命令啟動(dòng)；    單擊ArcMap窗口地標(biāo)準(zhǔn)工具欄上ArcCatalog按鈕啟動(dòng)。（2）  確定需要加載的數(shù)據(jù)層在ArcCatalog窗口中可以通過多方式瀏覽，來確定需要加載地?cái)?shù)據(jù)層。（3） 通過拖放操作加載數(shù)據(jù)層    將鼠標(biāo)指針放在ArcCatalog窗口需要加載的數(shù)據(jù)層上，按住左鍵拖放至ArcMap中的圖形顯示窗口中釋放左鍵，完成數(shù)據(jù)層的加載。3、 通過已有的數(shù)據(jù)層加載數(shù)據(jù)層 

55、60;       兩種方式：       一是將需要加載的數(shù)據(jù)層保存為一個(gè)圖層文件（Layer File:*.lyr），然后在新地圖中加載圖層文件；       二是將需要加載的數(shù)據(jù)層復(fù)制到剪貼板上，然后粘貼到新地圖中。*注：第1方式操作繁瑣，但圖層一旦生成可被多次加載之用；第2種方式操作比較簡單，但復(fù)制到剪貼板的數(shù)據(jù)是臨時(shí)性的，一旦退出系統(tǒng)，就無法再次粘貼。    

56、0;  第1種方式的步驟：【1】打開已有地圖                     圖4.6 打開現(xiàn)有圖的ArcMap窗口【2】選擇保存數(shù)據(jù)層在TOC窗口中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)層上按右鍵，出現(xiàn)快捷菜單；單擊“Save as Layer File”生成相應(yīng)的圖層文件（Layer File: *.lyr）。    圖4.7 將相應(yīng)圖層保存為數(shù)據(jù)層文件【3】新圖加載數(shù)據(jù)

57、層             在ArcMap單擊Add Data , 打開Add Data對話框；             選擇所需數(shù)據(jù)層文件，單擊Add，將相應(yīng)圖層加載到新圖中。  圖4.8 將相應(yīng)數(shù)據(jù)層文件加載到新圖中第2種方式的步驟：【1】      打開已有地圖同方式1相同?！?】&

58、#160;      選擇復(fù)制數(shù)據(jù)層在TOC窗口中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)層上按右鍵，出現(xiàn)快捷菜單；單擊“Copy”?！?】       新圖粘貼數(shù)據(jù)層在TOC窗口中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)層上按右鍵，出現(xiàn)快捷菜單；單擊“Paste Layer”。  圖4.9 通過剪貼板加載數(shù)據(jù)層2.2加載數(shù)據(jù)層的類型ArcMap可以加載多種數(shù)據(jù)類型，諸如AutoCAD矢量數(shù)據(jù)DWG，ArcGIS的矢量數(shù)據(jù)Coverage、GeoDatabase、TIN和柵格數(shù)據(jù)GRID，ArcView的矢量數(shù)據(jù)ShapeFile，ERDAS的柵格數(shù)據(jù)ImageFile，USDS的柵格數(shù)據(jù)DEM等。1、 加載AutoCAD矢量數(shù)據(jù)層ArcMap可以直接讀取AutoCAD矢量數(shù)據(jù)，而無需任何轉(zhuǎn)換操作。AutoCAD的數(shù)據(jù)分為圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，故其