企业培训_arcgis基础知识培训教材1

1 ArcGIS基础知识培训 西安煤航杨菁2017年8月 2 主要内容 3 主要内容 4 GIS基础概念 地理信息系统GIS 地理信息系统 GIS GeographicInformationSystem 地理信息系统是处理地理信息的系统 地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息 又常称为空间信息 人们的生产和生活中80 以上的信息和地理空间位置有关 01 5 GIS可以回答的问题 1 位置 Locations 即在某个特定的位置有什么 2 条件 Conditions 即什么地方有满足某些条件的东西 3 变化趋势 Trends 该类问题需要综合现有数据 以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象 4 分布规律 Patterns 该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素 如交通事故 地点 与时间有关 是不是在特定的路口 在这些路口有什么 5 模型 建模 Models 假如 该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案 如超市 学校选址问题 6 地理信息系统的构成 GIS 7 最日常的案例 出门旅游 8 最心痛的案例 中国癌症村地图 9 最慈善的案例 随手拍 解救乞讨儿童 10 最科研的案例 土壤质量空间变异研究 11 GIS在地调和国土部门应用 12 GIS和CAD比较 1 CAD几何形状包含规则图形很多 如正方形 圆弧和曲线 水平线 垂直线 GIS相对较少2 在CAD中 一个典型的多边形有四个顶点 在GIS中 一个多边形可能有上千个顶点 3 在CAD中 诸如映射 旋转 比例 拷贝之类的操作频繁地被用到 在GIS中不常用 4 在CAD中 目标间的拓扑关系实际上不存在 在GIS中 拓扑是主要的考虑之一 5 在CAD中 栅格很少用 但在GIS中 这是获取地图库或卫星数据的一个有效 经济的方法 13 GIS平台介绍 国外平台ArcGIS 美国环境系统研究所Esri公司MapInfo 美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件国内平台GeoStar 武汉大学吉奥之星MapGIS 中国地质大学信息工程学院SuperMap 北京超图软件股份有限公司 14 主要内容 15 Arcgis发展历程 2001 2004 2008 2010 2016 2012 6 02 16 关于Arcgis 概述ArcGIS是美国环境系统研究所 ESRI 开发的旗舰产品 它对空间数据的支持很强 其在全球应用最多也最广 也是我国GIS行业的常用软件 17 关于Arcgis 主要产品与功能 ArcGIS有以下几个模块组成 ArcMap ArcCatalog ArcToolBox以及ArcScene等 ArcMap主要用于栅格及矢量图形的显示 数据编辑 数据查询 数据分析及地图制图等 如专题图制作 布局编辑等 ArcCatalog用于浏览地图数据 查看和创建元数据 查找地图数据 创建数据表 点 线 面 注记 设置字段 设置坐标等 可编辑已有图形的字段名称 ArcToolBox提供了丰富的地学数据处理工具 如 格式转换 空间分析 投影变换 18 ArcGIS软件体系 19 ArcGIS和MapGIS比较 在只进行地质图矢量化的情况下 mapgis优势明显 在涉及空间数据库方面 arcgis优势是mapgis所无法比拟的 具体如下 Arcgis软件的优势在于1 数据库组织严谨 很少出错误 修改方便 数据入库方式简单 跟excel操作基本没什么区别 拥有mapgis无可比拟的优势 省时省工省力 2 制图比较智能 只需要匹配样式就可以满足出图需求 3 基于arcgis软件的开发 三维系统较成熟 可拓展性高 方便将来业务拓展4 发展趋势越来越多的数据管理部门采用arcgis5 适用范围项目为国外地质图制作是在国内可能应用会到外国 20 ArcGIS和MapGIS比较 劣势 1 成本高 arcgis软件相对成本较高 并且第一期项目采用的是mapgis版本的库文件 对照关系等 换用arcgis后 一切从新开始 势必造成成本压力2 制图方面技巧方面 目前在地质行业中基础制图运用以mapgis更常用 由于arcgis采用的是RGB格式的色彩 在制图过程中可能与实际有一定的差别3 保密问题部分敏感项目可能只选择国内软件4 操作上Arcgis是外国的产品 语言为英语 汉化词汇需要理解 且操作速度跟英文比有差别5 专家认可度目前地质领域普遍采用mapgis 很多专家对arcgis不太了解 验收过程中可能会对arcgis格式成果的异议 当然这也要看项目实施单位的意见 他们同意采用arcgis的前提下 这也就不是缺点了 21 主要内容 22 什么是空间数据 空间数据 也称地理数据 是地理信息系统的一个主要组成部分 空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然 社会和人文经济景观数据 可以是图形 图像 文字 表格和数字等 它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容 一般通过扫描仪 键盘 光盘或其它通讯系统输入GIS 什么是属性数据 地理要素具有描述性属性 与空间数据相对应的描述性数据 基本操作 03 23 空间数据格式 ArcGIS的常用数据格式有三种 Shape格式和地理数据库 GeoDatabase和Mdb 一个Shape至少有3个同名且不同扩展名的数据组成 即 shp 图形文件 shx 索引文件 dbf 属性文件 Windows资源管理器 24 空间数据的表示 对现实世界的几何抽象 面 点 线 体 25 GIS数据的两种表示方法 栅格表达 矢量表达 现实世界 26 数据示例 影像示例 27 层 通过层之间共同的地理位置 我们可以很容易地得到多个层之间的空间关系 28 Shape文件数模型 矢量 Shape文件将空间要素的图形及属性信息以非拓扑的形式存储在数据集中 要素的几何形状数据存储成为具有矢量坐标的图形 特点 基于其非拓扑性 可以使文件迅速显示出来 简单要素类型 点 线 面分别存储 一个Shape文件中只能存储一种类型的要素 一个Shape文件至少包括一个主文件SHP 一个索引文件SHX及一个dBASE数据表文件DBF 29 shp文件 用于存储地理要素的图形数据 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 30 地图上的每个要素在数据表中对应一行记录 通过关键字段 一个唯一的记录编号 实现图形数据记录与属性数据记录间一对一的关系 dBASE文件中的属性记录必须与主文件中图形数据记录的顺序相同 每一个图层中包含了相同类型的地理要素 对应一个Shape文件 每个要素对应Shape数据文件中的一行记录 31 ArcGIS安装 第1步 安装License服务及管理器第2步 配置Licese服务第3步 安装ArcGISDesktop及Workstaion 32 安装软件授权管理器 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 SERVERlenovo dxsESRI SENTINEL KEY 3710201127001VENDORARCGISFEATUREAGSDataARCGIS9 211 nov 201120115C90404125F8F8468A18 vendor info DJJKS02R7E72PAYGM001ck 226 33 ArcGISDesktop 桌面GIS ArcGISDesktop是一系列整合的应用程序的总称 包括ArcCatalogArcMapArcToolbox等应用程序 34 ArcMap ArcMap是ArcGISDesktop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 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 35 ArcMap 主要的地图显示窗口执行基于地图的操作显示编辑查询分析图表报表 36 ArcMap提供两种类型的操作界面 地理数据视图和地图版面视图 在地理数据视图中 你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 你可以处理地图的版面面 包括地理数据视图和其他地图元素 比如比例尺 图例 指北针和参照地图等 ArcMap的主要功能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共享 37 数据视图地图版面视图 38 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应用模块帮助你组织和管理你所有的GIS信息 比如地图 数据集 模型 元数据 服务等 它包括了下面的工具 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ArcGISServer ArcCatalog 39 创建数据库 数据入库数据浏览数据管理创建并查看元数据 40 ArcCatalog组织管理GIS数据 预览GIS信息 41 ArcCatalog ArcCatalog 42 ArcGlobe GoogleEarth地球模型 43 ArcMap使用入门 认识ArcMap图形用户界面图层管理设置图层显示方式 图例的使用信息查询字段 44 主要内容 45 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 04 46 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 10 9 47 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术 其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据 是将空间数据转变为信息的过程 空间分析是地理信息系统的主要特征 空间分析能力 特别是对空间隐含信息的提取和传输能力 是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面 也是评价一个地理信息系统的主要指标 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库 空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算 数理统计分析 代数运算等数学手段 48 空间分析步骤 根据要进行的空间分析类型的不同 空间分析的步骤会有所不同 通常 所有的空间分析都涉及以下的基本步骤 具体在某个分析中 可以作相应的变化 空间分析的基本步骤 1 确定问题并建立分析的目标和要满足的条件2 针对空间问题选择合适的分析工具3 准备空间操作中要用到的数据 4 定制一个分析计划然后执行分析操作 5 显示并评价分析结果 49 确定问题 要完成空间分析的第一步就是要明确地定义需要解决的是什么问题 要确定分析计划和明确分析的目标是什么 需要记住空间分析计划不能完全解决实际问题 定制分析计划的目的是利用数据及其派生数据等得到分析结果 然后 人们可得到新的信息并进行决策 正确定义问题并不总是一个简单的工作 需要综合考虑各种因素 在确定问题后 可以进一步确定解决问题的条件 比如 在公园选址的问题中 公园的位置必须要符合一定的条件 在高速公路的线路规划问题中 要符合的条件及使用的分析工具又有所不同 50 选择合适的分析工具 在空间分析中 选择合适的工具是关键的 到这个阶段你应该对ArcGIS中的分析工具有一定的理解 以便能很好的使用这些工具来解决问题 解决问题的关键是 大处入眼 小处着手 认真全面地分析整个问题 然后将一个大问题逐级分解成一个个的子问题 直到这些子问题可以使用单独的GIS分析工具来解决 51 1 空间分析 缓冲区分析 52 1 空间分析 缓冲区分析 53 1 空间分析 缓冲区分析 54 2 空间分析 叠加分析 叠加分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生新的要素 它是空间信息系统中最常用的提取隐含信息的手段之一 叠加分析不仅包含空间关系的比较 还包含属性关系的比较 它可以分为以下五类 视觉信息的叠加 将多个图层内容放在一起进行显示 点与多边形的叠加 实质上是计算多边形对点的包含关系 用于统计或属性赋值 线与多边形的叠加 主要用于计算线落在哪些多边形中以及各自的部分 多边形叠加 最常用的叠加分析 栅格图层叠加 利用某种计算模型对不同栅格