ArcGIS空间数据管理与分析

1《地理信息系统概论》实验报告题目：ArcGIS关于空间数据管理与空间数据分析操作实验姓名：赵文彪学号：2014212425班级：地信141学院：理学院编写日期：2015–11–8杭州师范大学2一、实验目的学习空间数据库的建立与地图坐标校正变换二、实验原理ArcMap默认支持3种Transformation类型。其中，两种是平面至平面的转换，即仿射(Affine)和Similarity，二者有一定差别。另一种即由曲面至平面的地图投影转换（Projective）。本实验中学习的坐标变换方法，是GIS实践中较常用的仿射变换。我们在课堂中讲过，坐标校正（rectification）可采用各级多项式来转换地图坐标。例如，设原坐标为(x,y)，转换后的坐标为(x',y')，采用2次多项式：x=a1x2+b1y2+c1xy+d1x+e1y+f1y=a2x2+b2y2+c2xy+d2x+e2y+f2通过地面控制点GCPs的已知坐标(x,y)和(x',y')，求出2次多项式的各项系数，就可以将地图上所有的(x,y)转换为(x',y')。本实验中的仿射变换是采用一次（线性）多项式x=a1x+b1y+c1和y=a2x+b2y+c2作为坐标转换关系的坐标校正方法。仿射变换可以将数据在x,y方向是非等比放大缩小，歪斜，旋转和平移（如图所示）。在ArcGIS中，一般采用4个Tics，即通常所说的地面控制点，来进行仿射变换。对于一般比较规整的地图，这样进行坐标校正是够用了。三、实验内容把数字化时形成的inch单位的平面坐标，转化为我国统一使用的高斯-克吕格坐标，并将转换好空间坐标的数据导入到Geodatabase库中。为此，首先利用ArcMap，把原始的4个tic点坐标(x,y)(即取inch的坐标)，改为相应的高斯-克吕格坐标值。然后，计算机根据这四个Tics在两种坐标系中的取值，计算出转换系数，再把所有的(x,y)转为高斯-克吕格坐标系统。最后，在ArcCatalog中，新建一个高斯-克吕格坐标的FeatureDataset，把转换好坐标的FeatureClass放到Geodatabase的FeatureClass中。3四、实验步骤(一)准备工作：建立“2014212425_赵文彪”命名的文件夹；在该文件夹下建立“submit2”文件夹。将实验材料放到”submit2“文件夹下。打开ArcGIS，设置存储相对路径，保存mxd文件到”2014212425_赵文彪“文件夹下，命名为“实验2.mxd”(二)矢量数据校正与坐标变换a)打开“实验2.mxd”，将bj下的三个.shp文件加载到图层窗口。观察到地图单位。b)将地图单位改为”meters”在图层窗口，打开的属性表。在General选项卡中，将Map与Display右侧的选项里选择“meters”。确定。在空白菜单栏右键，打开”SpatialAdjustment”工具条。4c)矢量数据校正：将数据置于可编辑状态。在”SpatialAdjustment”工具条中设置要调整的图层。SpatialAdjustmentSetAdjustData。全选要调整的图层。d)坐标变换：点击【SpatialAdjustment】-【Links】-【OpenLinksFile…】，将Links.txt文件导入5导入后的地图页6点击【SpatialAdjustment】-【Adjust】进行矢量数据的校正点击。将校正好的调整到地图页中央。7保存编辑并停止编辑。e)同样对water里的文件进行矢量校正与坐标变换。将water里的文件加到地图层。对其进行如上操作。89保存编辑并停止编辑。(三)矢量数据入库a)建立filegeodatabase数据库。在ArcCatalog里找到submit2zisl。右键Newfilegeodatabase命名为ArcInfo_tran在ArcInfo_tran.gdb右键。New-FeatureDataSet。命名为：bm10点击下一步，选择projectedcoordinatesystemsgausskrugerbeijing54Beijing_54_gk_zone_20N11Vertical坐标系统选择None。下一步，finish。b)矢量数据导入库中。在新建的featuredataset”bm”右键importfeatureclass(multiple),将bj目录下的三个文件导入到database里。12导入成功后，在ArcInfo_tran里面将新增图层：，统一将名字改为bm_tic,bm_arc,bm_polygon。wm_tic，wm_arc，将图层窗口原有的图层全部关掉。将部bm下文件拖到图层窗口。保存。(四)栅格数据配准与投影变换a)栅格数据的配准将水资源图加载带图层，点开Georeferencing工具条。使数据处于可编辑。13点击工具条Georeference上的图标按钮右键输入控制点。保存栅格配准数据。点击Georeferencing-Recity按钮，弹出栅格数据另存为对话框。存储路径为2014212425_赵文彪\submit2\辅助14b)栅格数据的投影转换打开ArcCatalog窗口,submit2\辅助\水资源图1.tif”上右键点击选择“Properties”，弹出RasterDatasetProperties属性框，下拉到“SpatialReference”位置（下图红框），点击“Edit”按钮。选择“GeographicCoordinateSystems”——“Asia”——“Beijing1954.prj”，点击确定15点击打开toolbox，选择“DataManagementTools”——“ProjectionsandTransformations”——“Raster”——“ProjectRaster”，双击弹出投影变换窗口。InputRaster选择“水资源图1.tif”,OutputRasterDataset选择submit3\辅助水资源图1_Project.tif”OutputCoordinateSystem，点击右边的按钮，在弹出的SpatialReferenceProperties页面中，点击“Select”按钮，选择“ProjectedCoordinateSystems”——“GaussKruger”——“Beijing1954”——“Beijing_1954_GK_Zone_20N.prj”。16五、总结通过本实验，加强了我们对ArcGIS的实际操作能力，让我们了解并熟悉ArcGIS更多的功能。数据库的建立操作，让我们知道如何在ArcGIS中建立数据库。增强了有关数据库的概念。栅格数据的矢量化与投影坐标转变。让我们更加认识到地理坐标与投影坐标的不同概念。