ArcGIS基本教程教程

中国科学院计算技术研究所教育中心Page1初级内容（适用初次接触ArcGIS)中级内容（适合使用ArcGIS一年以上）高级内容（适合使用ArcGIS二年以上）中国科学院计算技术研究所教育中心基本知识中国科学院计算技术研究所教育中心Page3课题：ARCGIS9.3的基本介绍目的要求：1、了解ArcGIS9.3概述；2、了解ArcGIS9.3的基本功能；3、掌握ArcMap的基础知识；4、掌握ArcCatalog的基础知识；5、掌握和理解Geoprocessing空间处理框架。2019/10/73中国科学院计算技术研究所教育中心Page4重点：ArcGIS的数据格式、坐标变化难点：ArcGIS的坐标变化教学课时:2个教学方法:多媒体讲授、示例演示和启发本次课涉及的学术前沿：GIS的地图投影教学内容和步骤:2019/10/74中国科学院计算技术研究所教育中心Page5本章内容1.地理信息系统概念介绍2.ArcGIS平台介绍3.ArcGIS数据格式介绍4.地图单位介绍和换算，地图比例5.影像数据6.坐标系统介绍7.坐标变换和数据换带1.地理信息系统概念介绍2.ArcGIS平台介绍3.ArcGIS数据格式介绍4.地图单位介绍和换算，地图比例5.影像数据6.坐标系统介绍7.坐标变换和数据换带中国科学院计算技术研究所教育中心Page61、地理信息系统概念介绍地理信息系统，简称GIS（GeographicInformationSystem）。就是对空间数据的显示，编辑处理，分析应用，打印输出的系统。空间数据：就是有坐标的数据。中国科学院计算技术研究所教育中心Page7地理信息系统与其他(MIS)系统区别？地理信息系统特点：有空间数据地理信息系统有一种传统的说法，数据占7，软件占3，硬件占1，比例7:3:1中国科学院计算技术研究所教育中心Page8GIS平台和CAD的区别1.CAD图形规则，节点少，GIS图形复杂，节点多2.GIS有拓扑3.GIS有属性数据4.GIS使用栅格数据5.使用行业不同，CAD在机械制图，建筑有很广泛的应用，GIS在数据城市、测绘，基础地理等等。中国科学院计算技术研究所教育中心Page9拓扑关系（中级）拓扑：空间数据的的位置关系。地理对象的拓扑关系，主要有以下三种：1.相邻:是指对象之间是否在某一边界重合，例如行政区划图中的省、县数据。2.重合:是指确认对象之间是否在某一局部互相覆盖，如巴士线路和道路之间的关系。3.连通:连通关系可以确认通达度、获得路径等。中国科学院计算技术研究所教育中心Page102、ArcGIS平台介绍中国科学院计算技术研究所教育中心Page11ArcGISDesktop(桌面）简介ArcGISDesktop以功能角度来划分就可以分为：ArcInfo,ArcEditor,ArcView，Arcreader,ArcView，顾名思义“View”，是“看、浏览、可视化”，其基本功能是空间数据的可视化、查询、分析、制图输出。ArcEditor，是在ArcView的基础上对Editor功能的增强，主要是针对存储在大型关系型数据库中存储的空间数据的编辑。ArcInfo，是在ArcEditor的基础上对空间分析功能的增强，支持近400多个空间分析处理工具，GIS区别与其他CAD、MIS系统的本质在该产品中体现的淋漓尽致。中国科学院计算技术研究所教育中心Page12ArcGISDesktop简介ArcInfo主要模块：ArcMap,ArcCatalogArcToolbox1.ArcMap：是集空间数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图和打印等功能。2.ArcCatalog:是一个集成化的空间数据管理器。主要用于空间数据的浏览，数据结构定义，数据导入导出，和拓扑规则的定义，检查、元数据的定义和编辑修改等。3.ArcToolbox:是用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等的集成化“工具箱”。有100多个不同的空间数据处理工具。在ArcGIS9.0以后不是一个独立模块4.三种关系不同office中word、excel，access关系，ArcGIS这几个模块是针对一个数据源不同侧重点。中国科学院计算技术研究所教育中心Page13专业术语（中级）Feature要素是空间矢量数据最基本的，不可分割的单位。矢量数据的点、线、面FeatureClass要素类FeatureDataSet要素集Layer是Featureclass表现Table属性表DataFrame数据框架Element元素注记元素中国科学院计算技术研究所教育中心Page143、ArcGIS数据格式介绍数据分矢量、影像数据矢量格式主要SHP,Coverages,GeoDatabase，EOO影像数据：Grid，Img，JPG，TIF等中国科学院计算技术研究所教育中心Page15格式说明（中级）1.矢量数据结构是通过记录空间对象的坐标及空间关系表达空间对象的几何位置。2.栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织。每个网格作为一个象元或象素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该象素的属性类型或量值。中国科学院计算技术研究所教育中心Page16Shapefiles和GeoDatabase区别1.Shapefiles只有点、线、面,对应我们的矢量2.Geodatabase严格说是一个容器，在容器支持注记，支持拓扑、制图表达,影像数据等。注意：Geodatabase将代替Coverage数据格式。中国科学院计算技术研究所教育中心Page17GeoDatabase数据格式（中级）三种：Filegeodatabase-GDB和PersonalGeodatabase-MDB和ArcSDE中GeodatabaseFileGeodatabase（Filegeodatabase-GDB是ArcGIS9.2推出新的是数据格式,PersonalGeodatabase-MDB具于微软access的MDB，基于数据库oracle，sqlserver的arcsde格式geodatabase）ArcSDE中Geodatabase，基于各种数据库，如Oracle，SQLServer，DB2中国科学院计算技术研究所教育中心Page18两种Geodatabase比较（中级）1、文件存储容量：FileGeodatabase（GDB）是9才有的格式，是文件数据库支持1TB而PersonalGeodatabase（MDB）只支持2G，都是桌面端所带的功能，都免费）（相对Arcsde）2、对平台支持:GDB跨平台，可以支持windows,linux,Solaris,MDB只支持Windows中国科学院计算技术研究所教育中心Page19两种Geodatabase比较（中级）3、性能比较：存储空间FileGeodatabase中比PersonalGeodatabase和Shapefile小50~70%，数据处理，查询速度快20%~10倍，其差异最根本的原因是数据结构。使用数据1\coord92.gdb,进行比较，自己建立9.3.gdb和mdb,中国科学院计算技术研究所教育中心Page204、地图单位介绍长度单位1km（公里）=1000m（米，公尺）1m（米）=1000mm（毫米），1m=100cm（厘米）1m=10dm（分米）1m=3尺，面积单位1公顷=15亩，1公顷=1万平方米，1平方公里=100公顷，1亩=2000/3平方米1平方公里=100万平方米，1平方公里=1500亩中国科学院计算技术研究所教育中心Page21地图单位介绍-特殊的单位英寸电子世界的特殊单位（英寸），英寸很常见计算机屏幕，电视机等等，都是对角线长度计算的1英寸（inch）=25.4mm，1英尺=12英寸，1米=1000/25.4=39.37英寸屏幕比例计算1英寸=96像素，都转换为统一单位计算（英寸）打印分辨率300dpi=1英寸=300像素（点）中国科学院计算技术研究所教育中心Page22度(分、秒)和米的转换（高级）度和米严格意义无法转换，因为地球是椭圆的，在不同的参数中不一样，就是统一坐标系统如西安80，经线1度和纬线1度长度也是不一样的。大概计算如下：西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25经度：以赤道为例：1(经）度=6378140*2*3.1415926/360/1000=111.3km合计1分为：1分大约1.85km，1秒大约30m靠近两级（南北极）数字越小。中国科学院计算技术研究所教育中心Page234、地图比例尺地图比例尺:到底什么是比例尺和比例尺具体表现，最简单的讲:比例尺=图上距离/实地距离,对于一幅挂图就是纸张和地图实际距离的比值。基本比例尺地形图:1:5千，1:1万、1:2．5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万比例尺有大小之分，由于比例尺是个比值，分母越大，比例尺也越小，单位必须一致;通常称1：1000000、1：500000、1：200000为小比例尺地形图；1：100000、1：50000和1：25000为中比例尺地形图；1：10000、1：5000、1：2000、1：1000和1：500为大比例尺地形图。中国科学院计算技术研究所教育中心Page24地图比例尺和数据精度所以:比例尺1:500的纸张1mm对应地图500mm，0.5m，1:1万地图:纸张1mm:1*10000=10m，10米一幅实际的实际地图实际上的数据精度，肉眼观察最小距离为0.1mm，所以:1:500的数据精度为:0.1*500=5cm，5公分1:10000数据精度为:0.1*10000=1m，1米中国科学院计算技术研究所教育中心Page25比例尺三个具体表现（中级）1、数据采集2、地图显示3、地图打印中国科学院计算技术研究所教育中心Page265、影像数据（已配准）影像的分辨率是指在影像数据中一个像素代表地面的大小，通常也是人眼能识别的最小地物大小。具体:当分辨率为1m时，也就是说，图像上的一个象元相当于地面1mx1m的面积，即1m2（平方米）,当分辨率为1m时,也就说，我们可以在影像中最小能分辨出距离为1米的地物。中国科学院计算技术研究所教育中心Page27分辨率和比例尺关系目前的Spot5是法国卫星2001年底发射升空，2002年初正式运营，分辨率最高可达2.5米。换算为比例尺，1/96*25.4/1000/2.5=1/9448.82,所以可以用来做1:10000的数据QuickBird（快鸟）:2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射卫星，最大分辨率0.61米，换算为比例尺，1/96*25.4/1000/0.61=1/2305可以用来做1:2000数据中国科学院计算技术研究所教育中心Page286、坐标系统介绍1.ArcGIS的坐标，投影文件的含义一、ArcGIS中坐标系统两种:地理空间坐标系与投影坐标系（平面直角坐标）地理空间坐标系（Geographiccoordinatesystem），使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面；也称球面坐标。如WGS1984（GPS点），Xian1980.prjBeijing1954.prj。中国科学院计算技术研究所教育中心Page29ArcGIS的坐标，投影文件的含义投影坐标系统（Projectioncoordinatesystem）使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系（由基准面确定，比如:北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯－克吕格、