ArcGIS软件应用实验指导书(1)

1实验1使用ArcMap浏览地理数据一、实验类型验证型二、实验目的与要求1、实验目的熟悉ArcGIS系列软件的构成，学习地理数据浏览及查询的方法2、实验要求(1)了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。(2)认识ArcMap图形用户界面。(3)通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。(4)掌握GIS中的基本查询操作，加深对其实现原理的理解。(5)初步了解设置图层显示方式－图例的使用。三、上机准备1、实验室安装ArcGIS9.0。2、熟悉ArcGIS课堂演示的相关部分内容。四、实验内容1、显示图层,了解地图文档、数据组和图层的概念。2、查询地理要素3、根据属性选择要素4、使用空间关系选择地理要素五、实验步骤1、启动ArcMap；2、打开提供的实验1数据中的Redlands.mxd(FileOpen);3、显示没有打开的图层；24、通过图形点击的方式查询地理要素；5、打开图层的属性表；6、设置并显示地图提示信息;在图层列表中(TOC),右键点击图层－DonutShops的名字，然后点击“属性”命令。在出现的属性对话框中，点击“字段”选项页。通过设置主显示字段来设定地图提示信息的对应字段。你可以指定任一个属性字段作为地图提示字段。默认情况下，ArcGIS使用字段“Name”作为地图提示字段。你可以改变为其它的字段。7、根据要素属性设置图层渲染样式；在图层列表(TOC)中，右键点击图层－Streets，点“属性”菜单命令。在出现的图层属性对话框中，点击“符号”选项页。在对话框的左边区域，有地图渲染方式列表。点击“类别”，依次点击“唯一值”。在“值字段”下的下拉列表中，选择字段“CLASS”。8、根据属性选择要素执行菜单命令选择－通过属性选择。通过构造表达式：Select*FromStreetWHERE”STR_NAME”=”I10”,可以从数据库中找出第10号州际公路。9、使用空间关系选择地理要素执行菜单命令“选择”“通过位置选择”。在“位置选择”对话框中，对过选择操作，形成如下的一个表达式，“我想要从图层――DonutShops中选择要素，这些要素位于距图层――Street中被选中的要素1000米的区域内”。选中检查框“对要素进行缓冲区操作”，缓冲距离设为1000米。10、退出ArcMap执行菜单命令FileExit关闭ArcMap。点击No，如果系统提示保存修改(savechanges)。六、实验报告做出书面报告，包括原理、过程和结果。具体内容如下：1.学习本实验预备知识相关材料，结合GIS原理总结ArcGISDesktop主要特点。32.GIS中两种基本查询的原理是什么？3.回答如下问题：a)在ArcMap中,打开Redlands.mxd。街道名称为“NEWYORK”的是什么类型的道路？Localstreet（本地街道）Minorstreet（次要街道）Interstate（州际道路）Majorstreet（主要街道）b)在ArcMap中,打开Redlands.mxd。在Railroads图层中有多少条铁路线？4实验2空间数据库管理及属性编辑一、实验类型验证型二、实验目的与要求1、实验目的学习空间数据的数据库存储、属性编辑及点坐标文件生成矢量图层的方法。2、实验要求(1)利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解PersonalGeodatabase空间数据库模型的有关概念。(2)掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。(3)掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。三、上机准备1、实验室安装ArcGIS9.0。2、熟悉ArcCatalog基本操作及Geodatabase相关内容。四、实验内容学习空间数据的数据库存储、属性编辑及点坐标文件生成矢量图层的方法五、实验步骤1、启动ArcCatalog打开一个地理数据库(实验2数据中的National.mdb)；2、预览地理数据库中的要素类;3、创建缩略图，并查看元数据；4、创建个人地理数据库(world.mdb，将esri自带的cities和country两个主题数据导入)；5、在数据库中，创建一个featureclass（公交站点pot）和一个table（公交线路line），并添加一些点要素（在pot中，其中一个字段为站点的名称）和公交线路信息（在line中，添加一些记录，一个字段为公交站点，另一个为公交5线路）。6、创建关系类：在world.mdb中，创建国家和城市的关系类，并创建公交站点和公交线路的关系类，并通过查询验证所建关系的正确性。选做：（1）关系类的应用A在ArcMap中浏览一个要素的关联对象B在要素属性表中浏览一个对象的相关联对象（OptionRelatedTables）C在ArcMap中使用关联字段。在要素类和相关的要素类或表中创建一个连接，就可以使用相关联的要素类或表中的字段添加到要素层中，并可对地图进行标注、符号化及要素查询。（在TOC中右键单击要素层，选择JoinsandRelates中的Join命令，进行相关设置。）（2）创建注释类和产生连接要素的注释，体会注释（注记）和标注的区别。7、导入GPS数据，生成图层。[工具][添加XY数据]，在“添加XY数据”窗口中，选择已添加的XY数据表，指定X坐标字段（东经）和Y坐标字段（北纬），按“编辑”按钮，选择坐标系统。一般GPS系统采用的坐标系统为WGS_1984。在图层控制面板（TOC）中，右键选中根据GPS数据文件生成的事件图层。在出现的菜单中，执行[数据][导出数据]命令。六、实验报告实验报告应包括以下内容：1)阐述基本原理和概念(要素类、要素数据集)2)Geodatabse空间数据库模型的特点。3)1:M空间查询的实现原理及应用实例。6实验3影像配准及矢量化一、实验类型验证型二、实验目的与要求1、实验目的学习地图数字化及其编辑的方法。2、实验要求(1)利用影像配准(Georeferencing)工具进行影像数据的地理配准(2)编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。三、上机准备1、实验室安装ArcGIS9.0。2、熟悉地图数字化的一般流程。四、实验内容地图配准；地图分层数字化。五、实验步骤1、地形图的配准－加载数据和影像配准工具；所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。把需要进行配准的影像增加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具栏中的工具被激活。在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。7使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如下图所示：用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。8检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式设定为“二次多项式”2、设定数据框的属性；增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在”影像配准”菜单下，点击“更新显示”。执行菜单命令“视图”－“数据框属性”，设定数据框属性在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80投影坐标系，3度分带，东经102度中央经线），与扫描地图的坐标系一致9更新后，就变成真实的坐标。3、矫正并重采样栅格生成新的栅格文件；在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件。加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。4、分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层。（注意坐标系、坐标范围的设定。）5、从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中。6、有GPS观测点或者数字地图配准栅格影像。六、实验报告10做出书面报告，包括原理、过程和结果。具体内容如下：1)总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。2)分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。3)为什么要对配准后的数据进行重采样？11实验4空间数据处理一、实验类型验证型二、实验目的与要求1、实验目的学习空间数据处理的常用方法及ArcGIS中地图投影的设置、变换和应用2、实验要求(1)掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其用途。(2)掌握地图投影变换的基本原理与方法。(3)了解地图投影及其变换在实际中的应用。三、上机准备1、实验室安装ArcGIS9.0。2、了解空间数据处理的概念，具备地图投影的基础知识。四、实验内容1、裁剪要素。（ArcToolboxAnalysisToolsExtractClip）2、拼接图层。（ArcToolboxDataManagementToolsGeneralAppend）3、要素融合。（ArcToolboxDataManagementToolsGeneralizationDissolve）4、矢量数据叠置分析：图层擦除(Erase)、识别图层(Identity)、交集操作(Intersect)、对称区别(SymmetricalDifference)、图层合并(Union)、修正更新(Update)。（ArcToolboxAnalysisToolsoverlay）5、定义地图投影。（ArcToolboxDataManagementToolsProjectionandTransfermations）。五、实验步骤1、启动ArcMap，执行菜单命令：工具－选项，在“空间处理”选项页里，12点击“环境变量”按钮，在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为某一目录，如e:\gisdata；2、在ArcMap中，添数据GISDATA\XXX.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp（Clip中有若干个要素）激活Clip图层。选中Clip图层中的一个要素。ArcToolboxAnalysisToolsExtractClip。3、在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的几个图层，拼接图层ArcToolboxDataManagementToolsGeneralAppend，结果为app。4、在拼接图层的基础上继续，执行“融合”命令，输入要素：指定为app。融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，app图层中“所属州”相同的要素将合并成一个要素；ArcToolboxDataManagementToolsGeneralizationDissolve。5、图层合并（ArcToolboxAnalysisToolsoverlayunion）（1）在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据GISDATA\西双版纳森林覆盖.shp和GISDATA\西双版纳县界.shp（2）调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方（3）打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“联合”命令在联合对话框中输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层输出要素类：设置为Union.shp在实验报告中说明：勐海县的总面积是多少平方公里？其中有森林覆盖的区域面积是多少？没有森林覆盖的区域面积是多少？6、图层相交（ArcTo