ARGIS基础知识和操作-第2章ArcGIS的使用.ppt

第2章 arcgis的使用,gis在arcgis的体现 arcgis简介 arcgis 软件体系 arcmap使用方法 arccatlog使用入门 arctoolbox使用方法 arcgis空间分析方法,gis就是空间数据库：gis 是一个包含了用于表达通用 gis 数据模型（要素、栅格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。 gis就是地图：从空间可视化的角度看：gis 是一套智能地图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。 gis是空间数据处理分析工具集：从空间处理的角度看，gis 是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进行分析，最终将结果导入到数据集中。,1 gis概念在arcgis的体现,这三种观点在 esri arcgis 中分别用 arccatalog（gis 是一套地理数据集的观点）、 arcmap（gis 是一幅智能的地图）和 arctoolbox（gis 是一套空间处理工具）来表达。这三部分是组成一个完整 gis 的关键内容，并被用于所有 gis 应用中的各个层面。,三种角度在arcgis中的体现,esri 公司的arcgis系列软件是一个全面的、完善的、可伸缩的 gis 软件平台，无论是单用户，还是多用户，无论是在桌面端、服务器端、互联网还是野外操作，都可以通过arcgis 构建地理信息系统。,2 arcgis简介,3 arcgis 软件体系,arcgis desktop：一个专业gis 应用的完整套件 arcgis engine：开发gis 应用的嵌入式开发组件 服务器gis：arcsde，arcims和arcgis server 移动gis：arcpad,桌面gis（arcgis desktop），嵌入式gis（arcgis engine）以及服务器gis （arcgis server）都是基于一套共同的gis 组件实现的，这些组件被称为arcobjects。,1）桌面gis,对于那些利用gis 信息进行编辑，设计的gis 专业人士来说，桌面gis 占有主导地位。gis 专业人士使用标准桌面作为工具来设计，共享，管理和发布地理信息。 arcgis desktop 是一个集成了众多高级gis 应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的windows 桌面应用（例如，arcmap，arccatalog ，arctoolbox、arcscene 以及arcglobe ）。,arcgis desktop 有三种级别的产品,arcview：提供全面的制图、数据使用及分析、简单的编辑与数据处理功能。 arceditor：具有arcview的全部功能、此外包含高级的编辑功能、可实现对shape文件和geodatabase地理数据库的编辑。 arcinfo：是全功能的桌面级gis旗舰产品。它提供了比arceditor 更多的功能，可以实现高级的地理空间数据处理。还包含了早期的，基于命令方式的gis产品arcinfo workstation。,2）服务器gis,gis 与生俱来就是一个分布式信息系统，数据层和数据表都来源于多个组织。每个 gis 组织机构生成了一些数据内容，总有一些数据层来源于本组织之外。对数据的需求促使用户用最为有效和快速的方法去获取数据，包括从其他 gis用户中取得数据库的一部分。由此，gis的数据管理就分布于许多用户之间了。,gis 用户通过部署一个集中式的gis 服务器在大型组织之内以及internet 的用户之间发布和共享地理信息。服务器的gis 软件适用于任何集中执行的gis 计算，并计划扩展支持gis数据管理和空间处理的场合。除了为客户端提供地图和数据服务，gis 服务器还在一个共享的中心服务器上支持gis 工作站的所有功能，包括制图，空间分析，复杂空间查询，高级数据编辑，分布式数据管理，批量空间处理，空间几何完整性规则的实施等等。,arcgis 9 所包含的三种服务器产品,arcsde一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。arcsde 是一个位于arcgis 其它软件产品和关系型数据库之间的数据服务器，可以方便用户快速高效的共享空间数据库。 arcims是一个可伸缩的，通过开放的internet 协议进行gis 地图、数据和元数据发布的地图服务器。arcims 主要为web 上的用户提供数据分发服务和地图服务。 arcgis server是一个应用服务器，包含了一套在企业和web 框架上建设服务器gis应用的共享gis 软件对象库。arcgis server 是一个新产品，用于构建集中式的企业gis应用，基于soap 的web services 和web 应用。,3）嵌入式gisgis组件,arcgis engine 提供了一套应用于arcgis desktop 应用框架之外的嵌入式arcgis 组件。 使用arcgisengine，开发者在c+，com，.net和java环境中使用简单的接口获取任意gis功能的组合来构建专门的gis 应用解决方案。 开发者通过arcgis engine构建完整的客户化应用或者在现存的应用中（例如微软的word或者excel）嵌入gis 逻辑来部署定制的gis 应用，为多个用户分发面向gis 的解决方案。 arcgis engine是面向开发人员的一个产品。,可在visual basic 等开发环境中使用arcgis engine,4）移动gis,依靠移动计算设备上的专业应用系统，gis 越来越多的从办公室中转移到野外。目前拥有gps 功能的无线移动设备被常常使用于野外专题数据获取和野外信息获取。消防员，垃圾收集员，工程检修员，测量员，公用设施施工工人，士兵，统计调查员，警察以及野外生物学家是使用移动gis 这个工具的一些野外工作者的代表 arcpad 是arcgis 实现移动gis 和野外计算（如需要记录和登记突发性事故的空间信息）的解决方案，这些类型的工作可以在手持计算机设备（运行microsoft windows ce 或者pocket pc）或者平板电脑上完成。,运行arcpad的掌上电脑，操作系统：windows ce arcpad 6.0 软件,mapobjects for windows -windows版gis开发包 mapobjects for java -java版gis开发包 arcobject -依赖于arcgis环境的开发工具 arcgis engine -目前功能最为强大的gis组件,5）组件式gis产品,arcreader -地图发布文件浏览器 arcexplorer -gis图形浏览器,6）免费软件产品,spatial analyst -空间分析模块 3d analyst -三维可视化分析模块 geostatistical analyst -统计分析模块 arcpress -制图输出模块 mrsid -影像压缩模块 arcpublisher -地图发布模块,7）扩展模块,arcgis 安装,安装步骤： 1)配置虚拟内存和注册表 2)安装license 服务及管理器 3)配置license服务 4)安装arcgis desktop及 workstaion,修改虚拟内存和注册表大小,软件授权文件license授权文件 从软件销售商处获得类似的一个文件，可用记事本打开编辑。,server hostname esri_sentinel_key=37123456 27004 vendor arcgis feature arc/info arcgis 9.0 01-jan-00 1 acx0b541e83r8ac0afp9 vendor_info=“h86sscs74rye2j25fr6n“ ck=153,安装软件授权管理器,将crack中的arcgis.exe和修改host后的license覆盖c:program filesesrilicensearcgis9x中相应的文件。,配置license 服务 安装完成后，将license授权文件复制到硬盘上,安装arcgis desktop 软件-1,安装arcgis desktop 软件-2,其它操作按对话框提示进行 如果要安装扩展模块，需要采用用户自定义安装进行扩展模块的选择 安装完成后，会创建名为的程序组 在程序组的desktop administrator中需要指定license服务器,arcmap 是 arcgis 桌面系统的核心应用。它把传统的空间数据编辑、查询、 显示、分析、报表和制图等gis功能集成到一个简单的可扩展的应用框架上。,4 arcmap使用介绍,arcmap 是 arcgis desktop 中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括制图、地图分析和编辑。,组织和编辑数据 设计和生成用于印刷的地图 在 arcmap 中进行建模和分析 生成地图，并与 arcreader，arcgis engine 应用程序，arcims arcmap server 和 arcgis server 共享,arcmap的主要功能,arcmap提供两种类型的操作界面：地理数据视图（data view）和地图版面视图（layout view）。 在地理数据视图中，能对地理图层进行符号化显示、分析和编辑gis数据集。 在地图布局窗口中，可以处理地图的版面，包括地理数据视图和其他地图元素，比如地图整饰、比例尺、图例、注记、指北针、参照地图、标题和其它文字信息等。,arcmap视图方式,标题条 显示地图的名称 工具条(可以随意浮动) 目录表 列出数据视图和图层注记 显示区 地图元素的绘制区域 状态条 显示鼠标坐标，显示当前操作的描述信息,arcmap界面,图层、数据框和地图,图层（layer） 数据源的路径 显示属性 数据框（data frame） 图层的容器 地图（map） 存贮数据框、图层和所有地图元素的文档 可包含多个数据框,图层（layer）,不存贮实际的地理数据 引用数据源包含的类型 矢量数据（coverage, shapefile, cad, 个人geodatabase and 企业 geodatabase ） 栅格数据(grid和影像) 表格数据（info,dbase和rdbms表） tin数据 存贮方式 作为地图文档的一部分（.mxd） 独立存贮为图层文件（.lyr）,shapefile文件格式,是arcview3.x的原生数据格式 只能包含一个要素类（点，线，面） 不同要素类存贮在不同的文件 默认的属性表存为dbase格式,shape文件的构成,一个shape文件至少包括一个主文件、一个索引文件及一个 dbase 数据表文件 shape文件示例： .shp主文件main file：counties.shp贮存地理要素的几何数据 .shx 索引文件index file：counties.shx，贮存图形要素索引信息，用于查询 .dbf dbase 数据表文件：counties.dbf ，贮存要素属性信息的dbase文件 .prj 投影参数文件： counties.prj,. shape数据模型，实现了地理空间数据的存储,.dbf 文件，用于存储地理要素的属性数据,.shp 文件，用于存储地理要素的图形数据,coverage文件格式,是arcinfo workstation矢量数据格式 用文件夹的方式存贮一定地域地理数据（空间和属性） 集合，可以包含多个要素类 各种要素类型有独立的属性，但线状和面状要素共享相同的几何形状 存贮了拓扑信息（长度, 面积, 周长, 邻接性, 连通性） coverage文件的组织 具有info子目录的系统文件夹 需要使用arcgis工具来维护coverage及其工作空间,点 tic label node node(点状地物) vertex 线 arc 面 polygon,coverage中的空间特征,a tic is a registration or geographic control point for a coverage. tics allow coverage coordinates to be registered to a common coordinate system (e.g., utm meters, state plane feet, etc.) and, therefore, relate locations of features in a coverage to locations on the earths surface. tics are very important for registering map sheets during digitizing and editing.,tic 点,all tic information for a coverage is stored in the tic file which contains the following items: idtic the user-id for each tic. xtic the tics x-coordinate. ytic the tics y-coordinate.,node 点的存储,when nodes are used to represent point features, descriptive data is stored in a node attribute table (nat). there is one record in the nat for each node. the record is related to the node by the node internal sequence number. at a minimum, the following items are contained in a nat: arc# internal sequence number of one of the arcs that connects at the node location. # internal sequence number of the node. -id user-assigned feature id. when an nat is initially created, node ids are automatically set equal to the nodes internal sequence number.,a node is an endpoint of an arc. the from-node is the first vertex in the arc; the to-node is the last vertex. together, they define the direction of the arc. a node is shared by the set of arcs which connect to each other at the node.,vertex 点,cad文件,cad文件是基于工业标准的一种计算机辅助设计的一种文件（dxf, dwg, dgn） 包含多个要素类，可以显示和查询 要进行编辑，先转换为geodatabase的要素类 使用cad文件有助于转换其它部门的cad文件 转换 dxf文件可以在arccatalog中输出为coverage dxf文件在arcmap可以输出为shapefile文件 cad文件在arccatalog中可以输出为geodatabase要素类,grid和影像文件,栅格数据 由正方形的像元组成 每个像元存贮一个值 精度（细节）决定于像元的分辨率 grid文件 esri原生的栅格格式文件 使用特殊一种分析机制来进行某些分析 其它栅格格式 tiff, bmp, sid, jpeg, erdas 可以是单色（黑白），也可是多光谱（多波段）,geodatabase是 geographic database 的简写，geodatabase 是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。 geodatabase是arcgis软件中最主要的数据库模型。 geodatabase 支持在标准的数据库管理系统（dbms）表中存储和管理地理信息。,geodatabase数据模型,geodatabase比较,数据框（data frame）,进行逻辑分组 可以以主题 可以以地理范围 只有一个激活的数据框 激活方式（粗体表示）,目录表的管理（toc）,管理数据框 增加数据框 删除数据框 编辑属性 管理图层 增加、删除图层 改变图层属性 改变图层的显示顺序 设置显示的图层 tab类型 display source selection(optional),浏览地图,对地图视图范围进行更改 zoom in or out fixed zoom in or out zoom to layer pan the display full extents back or forward one display zoom to a layer,书签（bookmark）,用于标识一个特定显示区域 用于快速返回到一个特定区域 只能用于dataview 每个数据框（data frame）对应一个书签列表 演示 viewbookmarks,放大镜与鹰眼图,不改变地图显示范围情况下，了解地图某一区域的详细情况和整体情况。 只能在dataview中使用，在window菜单下 magnifier 将改窗口要素放大显示，便于修改和扑捉 overview 显示数据整体范围 显示当前窗口在全图中的位置,图层符号化（symbology）,同一数据源可以有不同表现形式 在图层属性窗口的symbology标签进行设置 基于属性值设置不同符号 改变符号的属性 左键单击符号 右键单击符号改颜色,要素标注（labeling feature）,标注可以帮助更好的阅读地图 可以用要素的属性值进行标注 直接输入文本进行标注 控制标注位置、大小、和其它标注属性 演示 ,图层其它属性,依比例尺显示 设置最小和最大显示比例 右键单击图层，选择visible scale range 右键单击图层，选择属性，单击general来设置 定义查询 选择图层中指定的要素，只显示满足条件的要素 不显示的要素依然在 保存图层文件 可以对已设置了显示属性的空间数据保存为图层 改变图层的数据源,数据查询（query）,要素识别（identify） 显示鼠标点击过的要素的属性信息 查找（find） 在指定图层，属性字段进行查询 查询结果可以闪烁，放大查看，识别要素，设置书签等 测量工具 使用笛卡儿坐标系统进行测量 地图提示,选择工具,为什么要进行选择？ 利用选择集进行进一步分析 编辑选择集 利用选择集生成新图层 计算选择集的统计值 生成报表 输出 将要素转换为其它图形格式,交互式选择 create a new selection add to current selection remove from current selection select from current selection 根据属性选择 根据查询语句进行选择 根据位置选择 一个图层里的要素能用另一个要素进行选择 基于图形选择 根据要素与图形的关系来进行选择,选择方式,设置可选择的图层,在进行空间选择，可以指定哪些图层参与选择 设置方法 在selection菜单中单击set selectable layer 计算统计值,表格操作,表格包含着与空间数据相关的属性信息 表格字段类型 short, long, date, float, text, blob 操作 排序，查找，选择，冻结（arcmap，arccatalog） 在arcmap可以编辑表格中的值 在arccatalog中可以增加或删除表格的字段,图表显示 可以用二维或三维表现数据 可以加到layoutview中进行编辑打印输出 创建图 tools-graphs 创建报表 tools-reports report viewer(基本功能) crystal reports(高级功能),构造查询条件,selects records from tables/features from themes,只显示选中的要素,只显示选中的记录,记录排序,根据字段取值对记录排序,显示选中的要素,selected records from tables also select features from themes,将选中的要素导出,将选中的要素集导出成为一个图层,查看字段基本统计信息,basic descriptive statistics can be generated for a field will describe selected set (or all records if there is no active selection),数据表分类汇总,summarizing tables creates a new table summarizes values in numeric fields one output record per unique value in the field of interest different summary statistics available,数据表分组汇总,表间关系,表间的记录关系record relationships among tables 联接数据表joining tables 关联数据表linking tables,record relationships among tables,1:1关系 one-to-one relationship every record in table a has a matching value in table b,record relationships among tables,m:1 关系 many-to-one relationship many records in table a have a match with only 1 record in table b,table b,table a,record relationships among tables,1:m关系 one-to-many relationship only 1 record in table b has a match with many records in table b,table b,table a,m:m关系 many-to-many relationship,creates a virtual join (does not alter data sources) used for: one-to-one many-to-one,联接：joining tables,does not join, but allows simultaneous selections used for: one-to-many many-to-many,关联：relating tables,relating tables,数据编辑,可编辑的数据格式 arcview, arceditor, arcinfo能编辑shapefile和个人geodatabase arceditor和arcinfo能让你编辑企业级的geodatabase coverage数据格式必须使用arcinfo workstation来进行编辑,“编辑器”工具栏,editor工具条（演示） editor 菜单，开始，结束等 edit tool 选择需要编辑的要素 sketch tool编辑空间要素的主要工具 task list 下拉列表中选择要进行的操作 target list 选择要编辑的图层 split tool将选中的要素分为两个要素 rotate tool 旋转选中的要素 attribute dialog编辑选中要素的属性值 sketch properties 编辑草图的节点 snap,空间参考,定义 gis中如何正确的描述它们的地表位置 位置不正确，各种分析结果也不正确 理解坐标系统(地理坐标，平面坐标) 椭球体 基准面 投影方式 单位,投影信息的保存,shapefile和coverage保存为投影文件.prj cad文件称为world文件 影像使用一个辅助文件.aux geodatabase直接存贮在数据库中，不需要独立的文件,地图设计,地图的目标 读者 地图的类型（专题？普通？） 比例尺和技术限制 比如地图详细，能表示0.01mm，但地图打印机只能识别0.1mm 地图颜色输出限制 ,地图元素 标题（title） 地图内容 图例（legend） 比例尺（scale bar） 指北针（north arrow） 其它元素 单位名称 数据日期 ,地图的输出与发布,操作图示,1,操作图示,2,制图拼版,地图的输出与发布,操作图示,3,打印输出,地图的输出与发布,5 arccatlog 使用入门,arccatalog 用于组织和管理所有 gis 数据。它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。 arccatalog 应用模块帮助用户组织和管理所有的 gis 信息，比如地图，数据集，模型， 元数据，服务等。,浏览和查找地理信息 记录、查看和管理元数据 创建、编辑图层和数据库 导入和导出 geodatabase 结构和设计 在局域网和广域网上搜索和查找的 gis 数据 管理 arcgis server,arccatlog主要功能,arccatalog 组织管理 gis 数据，预览 gis 信息,arccatalog 提供了一个操作环境，可以对gis数据进行组织及管理，从arccatalog的角度看gis就是数据库。 arccatalog有点类似windows操作系统中的资源管理器。左边是gis数据目录树，可以建立来自于shape文件、个人地理数据库（personal geodatabase）、arcsde空间数据库引擎、arcims服务器、arcgis server服务器、arcgis跟踪服务器（tracking server）的数据源的连接，对基于文件或服务器的地理数据进行存取和管理。右边是“数据显示区”，它有三种不同的视图可以对数据进行浏览和管理，分别是“内容”视图、“预览”视图和“元数据”视图。,执行菜单命令，在出现的对话框中，“常规”选项页下可以对arccatalog中显示的数据类型进行设定。,在arccatalog 中预览地理数据,在arccatalog中有三种视图，如果你在目录树中选择了一个数据源，可以采用“内容”视图、“预览”视图、“元数据”视图这三种方法对数据进行查看及管理。,地理空间数据交换,工具栏“arcview 8x 工具”中的功能,shape文件、geodatabase、或coverage格式转换为其它格式,导出数据表,tables can be exported to “generic” formats dbase ascii tab-delimited info table subsets can be exported only selected records are exported formats readable by other applications use in spreadsheet or statistics software,exporting tables,在arccatalog中管理地理数据库,arccatalog是对空间数据库进行管理的工具，选定某个文件夹后，可以新建以下类型的空间数据：个人地理数据库、shape文件、coverage数据库、dbase数据表、info表。如果连接到arcsde空间数据库服务器后，也可以创建基于sde的多用户地理数据库。,首先，创建一个文件夹用来存储一系列shape文件 在目录树中，右键点击个文件夹后，在出现的菜单中选择-，依次输入文件名、要素类型（点、线、面） 为shape文件设定一个坐标系,创建shape文件的方法,通常，我们创建一个shape文件是为了进行数据的采集，比如从扫描的地图上提取等高线、居民点等信息。而这些扫描的图像在进行数字化之前都要经过地理配准（geo referencing）地理配准过程中的重要步骤就是在图像中选取一定数量的控制点，并输入每一控制点在某一坐标系对应的坐标，经过配准后，该图像的坐标系就从原来的以像素为单位的坐标系转换为指定的以长度为单位的某一坐标系下（可能是平面的投影坐标系、也可能是经纬度坐标）。因此，在创建shape文件的过程中，为shape文件指定一个坐标系的时候要考虑在什么坐标系下进行数字化，相应的为shape文件指定一个相同的坐标系统。,use arccatalog to rename shapefiles,改名renaming,use arccatalog functionality to copy shapefiles,复制copying,创建新的数据表,new (dbase) tables can be created from scratch creates a new file on disk,添加字段,each field must be defined at add time,添加记录,records in stand-alone tables are added new records have null values for all fields,计算字段值,record values can be altered based on expressions expressions can use other fields acts on selected set of records,arctoolbox使用方法,arctoolbox是一个简单的包含了各种用于空间处理的gis工具的应用程序。arctoolbox 内嵌在 arccatalog 和 arcmap 中，在 arcview、arceditor和 arcinfo 中都可以使用。,arctoolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有： 数据管理 数据转换 coverage 的处理 矢量分析 地理编码 统计分析,空间分析的前提设置,gis数据的获取与预处理,gis数据获取与预处理练习的过程,gis数据的获取与预处理,数据文件路径中不要含有中文或者空格，路径也不要太深，否则打开图像文件出错（bugs？） 注意建立矢量文件(*.shp) 时的地物类型和字段,注意事项与提示,gis数据的获取与预处理,操作图示（arcgis 9.0 desktop）,1.运行arccatalog程序 2.选择任何一个本地目录， 右键弹出如右图所示菜单， new shape file 3.在弹出窗口中选择文件名 和地物类型，按下ok完成 矢量图层文件的创建,1,操作图示（arcgis 9.0 desktop）,4、右键新建的图层，选择 propert