空间数据的组织

1实验一空间数据的组织一、实验目的1.熟悉ArcGIS的工作环境2.掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作3.掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法4了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法5.了解为某地区地块建立拓扑关系的方法二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：性能较高的PC机计算机软件：ArcGIS9.3软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第三章等三、实验内容与要求1ArcGIS基本操作练习操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第二章p15-35。实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1。要求：（1）了解ArcMap的窗口组成ArcMap窗口主要由主菜单、标准工具栏、内容表、显示窗口、绘图工具和状态条等六部分组成。I、主菜单：主要有File、Edit、View、Bookmarks、Insert、Selection、Tool、Windows和Help等9个子菜单。如图1.1。图1.1ArcMap的主菜单II、标准工具栏:标准工具栏共有17个按钮，前面10个按钮为通用的软件功能按钮，后面7个依次为加载地图、设置显示比例、调用编辑工具、启动ArcCatalog、启动ArcToolbox、启动命令和调用实时帮助等按钮，如图1.2。图1.2ArcMap的标准工具栏III、窗口内容表：主要显示地图所包含的数据组、数据层、地理要素及其显示状态。可以控制数据组、数据层的显示与否，可以设置地理要素的显示方法。内容表有三种状态：地图要素显示状态[图1.3(a）]、地图数据源显示状态[图1.3(b）]、数据选择状态[图1.3(c）]。2（a）要素显示（b）数据显示（c）选择显示图1.3内容显示表IV、地图显示窗口：显示地图所包括的所有地理要素。它共有两种显示状态：数据视图和版面视图,见图1.4。数据视图可以对数据进行查询、检索、编辑分析等操作，但不包括地图辅助要素，版面视图中，图名、图例、比例尺、指北针等地图辅助要素可加载其中，可借助输出显示工具完成大量在数据视图下可以完成的操作。两种视图方式可以通过显示窗口左下角的两个按钮随时切换。(a)数据视图（b）版面视图图1.4地图显示窗口【View】---【Dataview】\【layoutview】来选择显示状态来显示地理要素，其对应的显示工具分别为tools(图1.5)和layout(1.6)。图1.5数据显示工具3图1.6输出显示工具（2）熟悉数据层的加载、基本操作等首先，启动Arcmap,创建新地图文档之后，加载数据层。数据层的类型主要有ArcGis的矢量数据Coverage、TIN和个数据Grid、Arcview3.x的shapefile、AutoCAD的矢量数据DWG、ERDAS的栅格数据ImageFile、USGS的栅格数据DEM等。加载数据层有两种方法：一是直接在新地图文档上加载数据层；二是用Arc-Catalog加载数据层。I、直接在新地图中加载数据层i、单击【File】--选择【Adddata】，如图1.7。ii、在Look列表框中选择要加载的数据层，如果想加载多项数据层，可以按住Ctrl键，选择多个数据层，然后单击Add按钮即完成数据层的加载，结果如图1.8。图1.7加载数据层对话框4图1.8加载数据层后的界面II、用Arc-Catalog加载数据层。单击标准工具栏中的，启动Arc-Catalog，在Arc-Catalog中浏览要加载的数据层，单击需要加载的数据层，拖放到Arcmap窗口中，即完成了数据层的加载，如图1.9。如图1.9用Arc-Catalog加载数据层的界面其次，数据层的基本操作：以数据层的更名、数据层的排序、数据层的比例尺设置5为例。I、数据层的更名：直接在需要更名的数据层上单击左键，选定数据层，再次单击左键，数据层名称进入可编辑状态，输入新名称，地理要素的更名的方法同上。II、改变数据层顺序：只需要奖鼠标指针放在需要调整的数据层上，按住左键拖动到新位置，释放左键即可完成。III、数据层的比例尺设置：绝对比例尺的设置和相对比例尺的设置。i、绝对比例尺的设置：在数据层上点击右键—【Properties】--【General】--【don’tshowlayerwhenzoomed】,在outbeyond文本框中输入需要设置的最小显示比例尺为1:250000（如图1.10），在inbeyond文本框中输入最小显示比例尺为1:24000，单击确定。ii、相对比例尺的设置:在某一个数据层右击，选择【VisibleScaleRange】,选择setmaximumscale或者setminimumscale来设置最大值或最小值。iii、删除比例尺：在需要删除比例尺的数据层上右击，选择【VisibleScaleRange】中的ClearScaleRange删除比例尺的设置。图1.10绝对比例尺设置界面4矢量数据编码操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p41-93。实验数据具体见服务器\083GIS原理及应用\ex1-4。要求：（1）掌握图像配准方法I、将Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下AutoAdjust不选择。在Georeferncing工具条上，点击AddControlPoint按钮。6II、使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击出现“InputXandY”下拉菜单，输入该点实际的坐标位置，用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。III、增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击UpdateDisplay。若看不到图像，可单击。在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。IV、校准的图像如图1.11。图1.11校准的图像界面（2）掌握矢量化、图形编辑的基本方法I、在主菜单“View”、“Toolbars”中选取“Editor”，打开编辑工具栏，如图1.12。图1.12编辑工具栏的界面II、选取数据层New_shapefile，按Editor的下拉键，点取“StartEditing”,利用编辑工具，就可数字化多边形。用“Sketchtool”，可以数字化多边形的边界，双击鼠标左键结束，“TraceTool”用于对已有公共边界的自动追踪，确保公共边界的一致性。是增加所选多边形的中间点。III、编辑工具的使用：用选择要打断的多边形，再在中选定7CutPolygonFeatures，然后按工具，绘出打断线，双击结束。如图：（a）打断前的多边形(b)打断后的多边形图1.13编辑工具的使用（3）掌握矢量数据结构编码的方法（如索引编码、拓扑编码等）首先，索引编码，如图1.14（a）矢量数据界面（b）索引编码界面其次，拓扑编码，矢量数据如图1.15，拓扑编码界面如图1.16。8图1.15矢量数据界面面拓扑面弧Wa1Sa2，a3G图幅外区域（a）面拓扑界面点拓扑结点弧N1a1,a3N2a1N3a1,a3N4a2(b)点拓扑界面弧拓扑弧起结点终结点左多边形右多边形a1N3N1GWa2N4N4SCa3N1N3GSa4N3N1WS(c)弧拓扑界面弧段坐标数据弧起点X,Y中间点X,Y终点X,Y9a110,1010,5030,50a240,4040,40a330,5060,50;60,1010,10a410,1020,4030,50(d)弧段坐标数据界面图1.16拓扑编码界面