ArcGIS实验二指导书.doc

实验二 GIS应用系统简例的建立一、实验目的1. 利用ArcCatalog管理地理空间数据，掌握ArcCatalog的基本功能。2. 掌握在ArcMap中编辑空间数据的基本操作。3. 通过建立一个简单的GIS应用系统，初步了解GIS应用概念。二、实验准备预备知识：（1）ArcCatalog 简介ArcGIS桌面系统主要由ArcCatalog、ArcMap、ArcToolbox三部分组成。ArcMap是ArcGIS桌面系统的核心，提供空间数据编辑、查询、显示、分析、报表和制图等功能。ArcToolBox包含了ArcGIS地理处理的大部分分析工具和数据管理工具。ArcCatalog类似于Windows中“资源管理器”，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：l 浏览和查找地理信息l 记录、查看和管理元数据l 创建、编辑图层和数据库l 导入和导出Geodatabase结构和设计l 管理ArcGIS Server（2）图形输入图形的输入是将各种地图信息数据进行数字化或转换，以获得ArcGIS的基本图形数据。随数据源的不同可用手扶跟踪数字化仪、扫描矢量化输入或其它标准数据格式转入，如AutoCAD的（.DXF和.DWG）、MapInfo的（.TAB）、Intergraph的(.DGN)数据等。在ArcMap中，可利用绘图工具条进行图形输入与编辑，要点为：l 正确设置地图的投影方式、地图单位l 设置控制点坐标l 图形的输入与编辑本实验主要练习图形的输入与编辑，投影方式、控制点的设置在实验三中学习。（3）Editor工具条ArcMap提供的绘图工具条，如图2-1所示。对图层进行编辑，首先要从“Editor”按钮的下拉菜单中选择“Start Editing”，然后设置“Target”为要编辑的图层。编辑完成时，要选择“Save Edits”并“Stop Editing”。图2-1 ArcMap的Editor工具条Editor工具条，从左到右依次为：编辑按钮、选择工具、绘制工具、任务类型、目标图层、截断线、旋转、属性表、草图属性（Sketch Properties）。Task中的“Modify Feature”或者“Reshape Feature”，可对地图图层上的区域、折线、直线、圆弧和点进行修改和整形。这个过程是通过移动、增加、和删除定义线段的点来完成的，也可通过复制和粘贴选择的节点来创建新的点、直线和折线。编辑过程中还可使用分割、求交点、跟踪等辅助编辑功能。属性表，可查看、编辑图形属性；草图属性，可查看、编辑选中要素的坐标。在ArcMap中公共边的输入，可使用跟踪工具，以自动跟踪获取重复边界，避免重复数字化。采用自动跟踪对象获取重复边界时，应注意重复边界的一致性，对形成的不一致重复边界应通过移动、增加、和删除定义线段的角点，进行修改，直到重复边界一致为止。（4）ArcGIS文件格式ArcInfo常用数据有Shapefile、CAD、Raster、Coverage、Geodatabase，各种数据的组织形式不一样，其中Shapefile、Coverage、Raster、CAD为文件类型，Geodatabase为空间数据库。本实验主要学习Shapefile文件的使用。Shapefile是ArcGIS内部使用的一种空间数据格式，采用非拓扑结构的数据格式存储地理几何位置和属性数据的空间数据文件。通常由以下几种文件组成：空间数据文件（.shp）：存储地理数据的几何特性，即坐标数据等，不存储拓扑关系；空间数据索引文件(.shx)：存储了地理数据几何特征的索引信息，即.shp文件中空间数据的存储方式，XY坐标的输入点在哪里，有多少XY坐标对等信息；属性数据文件(.dbf)：存储地理数据的属性信息的dBase表；空间参考文件(.prj)：存储了文件的空间参考信息，如坐标系、投影参数等；元数据文件（.shp.xml）：对元数据浏览后生成的xml元数据文件； 地理数据索引文件（.sbn，.sbx）：这两个文件只有在进行空间关系查询、空间联接和对Shape字段进行索引时才存在的。它们用于存储地物特征的索引；关联文件（.ain，.aih）：这两个文件只有在进行了表格间的关联（Links）操作时才存在。它们用于存储进行关联的数据表或特征属性表的关联字段的索引。工程文件（.mxd）：存储当前工程中各图层的文件路径，以及符号、颜色、标注等装饰信息。通常情况下，对于Shapefile数据来说，空间数据文件（.shp）、空间数据索引文件(.shx)和属性数据文件(.dbf)是最基本的文件；当要进行叠加、投影变换等涉及到空间参考的操作时，需要有空间参考文件(.prj)；为了保持图形符号、颜色、标注等装饰信息，需要保存工程文件（.mxd）。数据准备：数据文件：世界地图Word，从ftp上下载。软件准备：ArcGIS Desktop 9.x -ArcCatalog三、实验内容及步骤第1步 打开ArcCatalog打开ArcCatalog，界面如图2-2。左侧显示目录树（Catalog Tree），显示该机器中存储的文件的层次结构。右侧为数据显示窗口，包含三个选项卡内容（Contents）、预览（Preview）、元数据（Metadata）。图2-2 ArcCatalog界面第2步 预览（Preview）在ArcCatalog窗口右边的数据显示区内，点击“预览”选项卡切换到“预览”视图界面。在目树中选中世界地图World中的任一图层，如世界行政区划图层WORLD_region，可预览该图层的图形数据，如图2-3。图1-3 预览图形数据在此窗口下方Preview下拉框中，可选择预览的数据类型Geography、Table。若想预览属性数据，只需将该处选为“Table”。如图2-4。图2-4 预览属性数据第3步 创建缩图，并查看元数据在目录树中，选择世界行政区划图层WORLD_region，切换到“预览视图”，点击Geography工具条上缩略图按钮，生成并更新缩略图。图2-5 Geography工具条然后，切换到“内容”视图下，并在目录树中选择World文件夹，点击工具栏中按钮，将数据查看方式更改为“缩略图方式”。比较其与生成缩略图前显示有何不同。图2-6 缩略图点击“元数据”选项卡，查看当前图层的元数据，包括三项内容Description、Spatial和Attributes。通过元数据可了解当前图层采用的坐标系，属性字段名称及类型等信息。在元数据工具栏中，选择不同的样式（Stylesheet），可改变元数据显示的格式。图2-7 元数据工具条点击元数据导出按钮，可以将元数据导出为多种格式，这里我们选择为“HTML”格式，确定后，元数据将被保存在指定路径下的.htm文件中，从资源管理器中，打开这个.htm文件，查看导出后的元数据信息。第4步创建Shapefile，并设置属性字段假设，新图层建立在“E:GIS实验二”文件夹下。首先在目录树中单击选中“实验二”文件夹，点右键，出现右键菜单；选择“New”-“Shapefile”，出现新建图层对话框；填写图层名称，并选择图元类型，点击“OK”即可。图2-8 新建图层对话框图层属性字段，在ArcCatalog中设置。选中图层，右键选择“属性”，调出其属性窗口，选择“Fields”选项卡来设置属性字段。添加字段，只需要在空白行左列中输入字段名，在右列中选择字段类型即可；修改字段，选中该字段，直接修改；删除字段，选中该行，按下键盘上的“Del”键。新建图层的属性字段设置参照表2-1。第5步 在ArcMap中打开Shapefile打开ArcMap，单击工具栏中的按钮，将新建的图层加入当前项目。图2-9 添加图层第6步 数据的输入和编辑图形数据和属性数据的输入和编辑，均在ArcMap中进行。打开ArcMap，通过工具栏中的工具，导入要编辑的图层。通过菜单中的Tools-Editor Toolbar,调出Editor工具条，如图2-1。l 用鼠标作为图形输入工具，通过图形编辑模块，用Editor工具条输入由5个相邻接的地块组成的矢量图，图形形状大概如图2-12所示。l 通过工具栏中的工具，对每个图元输入属性，属性表见表2-1。表2-1示例图的属性表地块号土地利用地貌类型海拔高度101牧草坡面550102古建筑群河谷200103林业坡面1000104农业河谷100105牧草坡面500第7步 设置图形显示，并添加标注（1）为各图元填充不同的颜色在ArcMap左栏中选择要设置的图层，右键选择“Properties”，打开图层属性对话框，选择“Symbology”选项卡。在左侧栏中点击“Categories Unique Values”，在“value filed”下拉框中选择“地块号”，“Color Ramp”下拉框中选择合适的颜色范围。点击最下方按钮“Add All Values”，将所有的图元设为要填充的对象，如图2-10。双击某行记录，可以修改其颜色。图2-10 分别设置填充颜色（2）添加标注选择图层属性对话框中的“Label”选项卡，设置其标注类型，如图2-11。图2-11 设置标注第8步 保存工程文件完成后效果，如图2-12。最后，在ArcMap中，点击“File-Save”,将该工程保存为以学号命名的.mxd文件。101103105104102图2-