地理信息系统原理实习指导书.doc

地理信息系统原理实 习 指 导 书（试用版）杨树文 曹静 程耀东 编著兰州交通大学图学与地理信息系GIS专业教研室2005-9-16目录实验教学大纲 1实习一、点线矢量化及编辑 3实习二、面的矢量化及编辑 10实习三、地图投影格式及变换 15实习四、空间查询与空间分析 18实习五、ArcMap的基本操作 34实习六、专题地图编制 42实习七、GIS的综合应用 51实习八、GIS二次开发 55附录一、ArcGIS安装 59附录二、ARCINFO简介 63附录三、ArcCatalog的基本知识 69附录四、ArcSDE数据库引擎的技术特点及应用 74附录五、MapObjects介绍 79附录六、图像格式转换 81附录七、GIS文档说明举例 82附录八、Mapinfo 介绍 85参考文献 87实习一 点线矢量化及编辑一、空间数据的基本知识在地理信息系统中，按照地理信息的特征，数据可分为三种类型：空间特征数据、时间属性数据和专题属性数据。对于绝大部分地理信息系统的应用来说，时间和专题属性数据结合在一起共同作为属性特征数据，而空间特征数据和属性特征数据统称为空间数据（或地理数据）。（详见参考书3）空间特征数据记录的是空间实体的位置、拓扑关系和几何特征。空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻物体的拓扑关系。位置和拓扑特征是地理或空间信息系统所独有的，空间位置可以由不同的坐标系统来描述，如经纬度坐标、一些标准的地图投影坐标或是任意的直角坐标等。空间数据的录入是把各种地理信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式输入计算机，它是GIS的基本功能之一。获取数据的方法有多种，包括数字化、扫描矢量化、以几何坐标输入数据以及以别的格式转换数据，而其中最直接最常用的方法是矢量化。1、空间数据的几个概念（1）地理实体：地理数据库中的实体，是一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象，如城市可以看成一个地理实体，并可划分为若干个部分，但这些部分不叫城市，只能称为区。（2）地理目标：实体在地理数据库中的表示，其表示方法随比例尺、目的等情况的变化而变化。（3）空间数据是描述地球表层（有一定厚度）一定范围内的地理事物及其关系的数据（见参考书2）。这里的空间数据也叫地理数据。（4）空间数据结构是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构。包括矢量数据结构、栅格数据结构、矢量栅格一体化数据结构等。ARC/INFO中的coverage是采用矢量数据结构管理空间数据。2、在ARC/INFO中地理实体的分类和表示方法：点状实体：点状实体是指有特定的位置，而没有长度的实体。如：实体点用于代表一个实体，在ARC/INFO中用point表示。注记点用于定位注记，在ARC/INFO中用anno表示。内点用于负载相应多边形的属性，在ARC/INFO中用label表示。结点表示线的终点和起点，在ARC/INFO中用node表示。节点表示线或弧段的内部点，在ARC/INFO中用vertex表示。线状实体：是指有长度的实体，如线段、边界等，在ARC/INFO中用arc表示。面状实体：也称为多边形、区域等，是对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。在ARC/INFO中用arc和label组合表示。二、实习目的：1. 掌握ARCINFO的基本应用：如创建一个WORKSPACE,COVERAGE,掌握一些基本的命令的用法，了解ARCINFO文件存放的格式。2. 学习ARCEDIT模块中基本的点、线矢量化和编辑的方法。三、实习内容点、线的矢量化、编辑及点、线的属性编码等。四、实习步骤：1. 创建一个工作目录；2. 创建一个新的COVERAGE;3. 调入图像作为底图，进行矢量化操作；4. 检查错误，并对多边形进行拓扑处理。示例：创建点（POINT）、线（LINE）和面步骤如下：1) 启动ARCTOOLS；并移到工作空间；2) 基于主控图层新建一个COVERAGE；3) 准备显示环境；4) 设置背景环境；5) 设置编辑环境；6) 开始编辑COVERAGE;7) 保存COVERAGE;8) 退出ARCTOOLS。第一步：启动ARCTOOLS，并移到工作空间；1) DOS：ARCARC：ARCTOOLS / ARCTOOLS 菜单出现。/2) 在ARCTOOLS菜单中，选择EDITTOOLS，编辑工具和ARCEDIT窗口。如右图1-1所示。3) 在EDITTOOLS菜单中，选择ARCTOOLS中WORKSPACES项，工作空间对话框出现；在工作空间对话框中，选择工作空间目录，OK并关闭对话框。如图1-2所示。图1-2 Workspace窗体第二步：创建一个全新的COVERAGE；1) 在EDITTOOLS菜单中，选择FILE2) 在FILE菜单中，选择NEW，则NEW COVERAGE菜单出现。在NEW COVERAGE菜单对话框中，填入新建COVERAGE名字、特征类型（例如ARC）,然后确认，NEW COVERAGE菜单消失，特征选择和编辑ARC&NODES菜单出现；如图1-3、1-4所示。图1-3 新建coverage文件图1-4 ARC&NODES菜单第三步：准备显示环境；1） 在EDITTOOLS 菜单中,选择DISPLAY菜单项；2） 在DISPLAY菜单项中，选择DRAW ENV：3） 在GERNERAL绘图环境对话框中，设置ARCEDIT中的各特征。如图1-5所示。图1-5设置ARCEDIT中实体的特征第四步：设置背景特征的显示；1） 在EDITTOOLS菜单中，选择DISPLAY菜单项；2） 在DISPLAY菜单项中，选择BACK ENV IMAGE, 调入背景图像。如图1-6所示。图1-6 调入背景图像第五步：设置编辑环境；在ARC&NODES菜单中，选择EDIT ENV，弹出ARC ENV PROPERTIES对话框，设置编辑环境。编辑环境能提高某些数字化误差，可根据需要设置下面的容限值：（1） VERTEX DISTANCE(中介点距离，两个顶点之间的最小距离）；（2） NODE SNAP（两个NODE之间的最小距离）；（3） ARC SNAP（一个弧段的末端和存在弧段之间的最小距离）；（4） ARCS交叉（标识为ON时，当一个弧段跨越过另一个弧段时，交叉点将被添加并增加NODES）。如图1-7所示。图1-7 编辑环境设置第六步：矢量化（数字化）；数字化的的步骤为：1) 在EDITTOOLS菜单条，选择DISPLAY;2) 在DISPLAY选项，选择PAN ZOOM，作为数字化时的工具；3) 开始矢量化前，必须在主菜单项（Edit tools）Arctools中选择 commands，如图1-8所示。图1-8 Commands的使用并在commands窗体中输入2BUTTON命令，回车，才可正式进入矢量化编辑状态。如图1-9所示：图1-9 输入进入编辑状态的命令3） 线：编辑ARC&NODES菜单，从GERNERAL弧段编辑中选择ADD，在ARCEDIT图形窗口中光标变成一个十字丝，以鼠标或键盘按照如下步骤进行操作： 键盘按下2或按下鼠标的右键，输入一弧段的起始点； 键盘按下1或按下鼠标的左键，输入一个弧段的中间点； 键盘按下2或按下鼠标的右键，输入一弧段的终止点； 重复操作，完成矢量化（数字化）； 放置光标在图形窗口中，在键盘按下9退出ADD操作； 若要进行其它操作，先选中，在选择要操作的命令，左键点击，如DEL，删除。 第七步：保存COVERAGE。（1） EDITOOLS 菜单，选择FILE（2） FILE选项，选择SAVE实习二 面矢量化及编辑实习目的：1. 学习ARCEDIT模块中基本的面矢量化和编辑方法；2. 了解拓扑的概念和方法，了解CLEAN和BUILD的用法；3. 掌握矢量图层的编码方法。实习步骤：1. 对已经做好的COVERAGE进行拓扑；2. 对COVERAGE面属性进行修改（属性编码）；3. 对拓扑后的COVERAGE进行修改。示例：1）启动EDITOOLS，并移到工作空间；2）拷贝COVERAGE；3）设置编辑环境，建立编辑特征，建立容限值；4）设置绘图环境；5）校正误差；6）保存COVERAGE；7）为COVERAGE建立拓扑关系；8）编辑多变形特征，修改属性（重新编码），最后重新拓扑。第一步：启动EDITTOOLS，并移到工作空间；第二步：拷贝COVERAGE；（1） EDITTOOLS菜单条，选择ARCTOOLS选项；（2） 在COVERAGE管理菜单中选择COPY；（3） 在COPY菜单中，输入源文件名（包括路径）和目的地。第三步：打开COVERAGE，确定编辑特征；第四步：设置绘图环境，设置特征的显示；在EDIT ENVI菜单中设置以下值（经验值）：(1) VERTEX 点距离：5(2) NODE SNAPTOL：15(3) 交叉弧段：ON第五步：校正误差（参考，可不做）；在设置容限值以后，空间误差在图上显示出来。在这一步，利用编辑工具结合PAN ZOOM工具可校正以下4种误差：（1） 由UNDERSHOOT引起的DANGLING NODE;（2） 由OVERSHOOT引起的DANGLING NODE；（3） 由不封闭的多边形引起的DANGLE NODE；（4） 不正确的LABEL 用户ID码。第六步：保存COVERAGE；第七步：为COVERAGE重建拓扑关系；在EDITTOOLSTOOLSTOPOLOGY菜单中：先对COVERAGE进行CLEAN操作，再进行BUILD操作，如图2-1所示：图2-1 对Coverage进行CLEAN操作图2-2 对Coverage进行BUILD拓扑操作在这里需要填入FUZZY TOLERANCE和DANGLE TOLERANCE，在拓扑时，因在一个多边形中不需要保留两个或两个以上的LABEL点，可将DUPLICATE LABEL IDS和DIFFERENT LABEL IDS均选为REMOVE，然后APPLY（应用）即可完成拓扑的建立，但当数据量较大时，所用的时间要长一些。CLEAN在弧度相互交叉处创建新的节点，在编辑过程中应当使用ARCEDIT工具，譬如INTERSECTRACS，NODESNAP和ARCSNAP，以避免生成的面不得不使用CLEAN。虽然CLEAN和BUILD都可以创建拓扑关系，但是只要没有改变ARC，即没有改动ARC、增减ARC，就用BUILD。每次CLEAN一个COVERAGE，就会引入一些误差，其原因是相当加上了或减去了在COVERAGE编辑的区域中指定的FUZZY的容限值。沿用编辑的不受影响；然而，如果COVERAGE用一个比以前使用的FUZZY的容限值大来进行CLEAND，整个COVERAGE将要被重新处理并且COVERAGE的分辨率将反映出新的FUZZY容限值。经验总结：根据经验，在对COVERAGE进行拓扑处理时，使用菜单项的快捷方式虽然简单、便捷，但在一些特殊情况下，会发生退出ARC系统的错误，并使所做数据层存在隐患。针对这种现象，处理的方法是：拓扑前，对原文件备份；使用命令进行拓扑，虽然较为繁琐，但不容易出错，其方法如下：1） 退出系统至ARC状态下；2） 在ARC命令项，以命令方式输入拓扑文件名称，进行拓扑，如下图所示：其中，a1是COVERAGE图层名，且这是在工作目录下的直接拓扑，否则必须输入文件的路径才可以。详细如图2-3所示。图2-3 以命令方式对COVERAGE进行拓扑操作第八步：多边形属性编码。完成上述各项操作，保存后，就可对多边形进行属性编码了。（1） 在Edit Poly工具条中，左键单击Table Editor按钮，进入属性编辑Table Editor窗体，如图2-4所示；（2） 利用选择工具条中的任意一种选择方式，选择一个或若干个多边形；（3） 在Table Editor窗体中，左键单击Edit按钮，进入多边形Coverage属性编辑窗体Edit Attributes，如图2-4所示；（4） 在Edit Attributes窗体中，多边形ID（如TOWN-ID）号一开始为系统自动编号，这时可根据事先约定的编码表对各类多边形进行编码，如ID号设为50，代表工矿用地。（5） 点击NEXT，进入下一个多边形的属性编辑；（6） 如此反复执行（4）（5）两步，完成所有多边形属性的编辑工作。 图2-4 Table Editor窗体 图2-5 Edit Attributes窗体经验总结：若多边形很多，且属性相同，这是可采用命令方式，一次性修改多边形属性。该方法为：（1） 在Edit Tools主菜单中，选择ArcTools菜单项，单击进入；（2） 在ArcTools菜单项中，选择Commands菜单，单击进入Commands命令窗体；（3） 在Featrue Selection工具条中，用任意选择一种选择方式选择若干个多边形；对已知属性的若干个多边形，可采用命令方式选择，如图2-6所示，在其中输入：Sel $id = 50 回车，就可选中属性为50的所有多边形；图2-6 多边形属性命令选择方式（4） 多边形选中后，采用命令方式，更改或赋予若干个多边形相同的属性，如图所示，在其中输入：Cal $id = 51 回车，就可一次性将多边形的属性由50转为51。图2-7 多边形属性命令修改方式实习三 常用地图投影格式及变换实习目的：1. 了解地图投影的方式，掌握我国常用的地图投影格式；2. 掌握ARCINFO中控制点的概念及用法；3. 掌握ARCINFO中地图投影的方法。实习步骤：1. 以扫描的图为地图创建一个新的COVERAGE，并指定四个控制点；2. 对扫描图进行数字化；3. 选择投影方式，从高斯投影和双圆锥等面积投影、纬度投影，UTM投影中任意选择一种进行投影方式；4. 用菜单方式和命令方式进行投影；5. 检查投影后的数据是否正确。示例：第一步：创建一个新的COVERAGE;在EDITTOOLS中的FILE菜单中的NEW：COVERAGE，然后输入新的文件名，图3-1 创建COVERAGE文件选择特征属性ARC，然后选择ENTER TICS，出现下图的窗体，按十字丝按钮，在COVERAGE上输入对应的TIC点，按下ADD TIC TO LIST，只到输入4个点全部输入后选择OK；如图3-1、3-2所示。图3-2 固定地图第二步：对底图进行数字化并检查错误；第三步：对数据进行投影：（1） 在EDITTOOLS中选择TOOLS菜单条，然后在TOOLS菜单条中选择COMMAND TOOLSCOORDINATES，出现如图3-3所示的窗体：图3-3 地图投影窗体（2） 在该菜单中又3个子菜单，分别为Transform coverage （转换COVERAGE），Project coverage（投影COVERAGE）， Define projection（定义投影属性），在这里我们只选择投影Project coverage，在该窗口，需要填入INPUT COVERAGE，PRJ SOURCE（投影方式定义文件），OUTPUT COVERAGE。如图3-4所示。图3-4 投影方式定义文件（3） 按APPLY执行投影。（投影方式定义文件将在实习数据中给出）第四步：检查投影后的数据在投影过程中，经常有或多或少的错误，造成投影后的数据与要求的有较大误差或根本不相干，在此需要对已完成的数据进行检查。实习四 空间分析公园选址一、地理空间分析的基本知识（一）基本概念1、空间统计分析：GIS中的空间数据统计分析是指对GIS地理数据库中的专题数据进行统计分析。 2、缓冲区分析：缓冲区是指在点、线、面实体的周围自动建立一定宽度的多边形。缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一。缓冲区分析有基于矢量数据的缓冲区分析和基于栅格数据的缓冲区分析。 3、叠置分析：叠置分析是将同一地区的两组或两组以上的要素进行叠置，产生新的的特征的分析方法，叠置的直观概念就是将两幅或多幅地图重叠在一起，产生新多边形范围内的属性。分为基于矢量数据的叠置分析和基于栅格数据的叠置分析。 4、数字高程模型分析：数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）。(二)空间分析的基本方法ARC/INFO作为地理信息系统的基础软件，也具有强大的空间分析功能，在ARC/INFO中，许多分析问题都可以用其分析命令来完成，下面我们将介绍ARC/INFO中主要空间分析的操作及其相应的命令。 1、缓冲区的建立BUFFER buffer_item buffer_table buffer_distance fuzzy_tolerance LINE | POLY | POINT | NODE ROUND | FLAT FULL | LEFT | RIGHTin_cover：输入层out_cove：输出层buffer_distance；建立缓冲区的距离LINE | POLY | POINT | NODE：建立缓冲区的特征 Arc: buffer road roadbuf # # 200 4 line flat Arc: buffer road roadbuf2 class road.lut # 4 line flat 2、叠置分析UNION fuzzy_tolerance JOIN | NOJOINin_cover：用来和union_cover合并的层union_cover：包括多边形特征的覆盖层JOIN | NOJOIN：确定是否把in_cover和union_cover的所有属性都加入out_cover。INTERSECT POLY | LINE | POINT fuzzy_tolerance JOIN | NOJOINIDENTITY POLY | LINE | POINT fuzzy_tolerance JOIN | NOJOIN三条叠值分析命令的区别是：输出coverage中所保存的特征子集不同，UNION保留了两个输入coverage中所有的多边形；INTERSECT保留了两个出入coverage中共同覆盖的区域；IDENTITY将一个coverage作为模板，将另一个coverage的多变形与该模板合并，并按模板的边界对它加以裁界。3、统计分析LABELSPOT halo_distance OUTLINE INCREASINGCIRCLE | BOX | SEMICIRCLERIGHT | SEMICIRCLELEFT分别表示圆/矩形/右半圆/左半圆。Cover指要绘制的层名，将在该层中进行绘制。item | size | SUM将决定由具体哪中方是进行绘制大小。item,symbol.item,symbol这个参数将决定点图的每一要素的颜色。 STATISTICS case_iteminfo_file指将要被启动的属性数据文件。out_info_file指输出一个文件，包含统计数据。case_item输出文件的属性项列表。此命令将对关键项中的每类值做概略统计，可输出每类值的最小值、最大值、之和及平均值，与show命令配合使用将输出结果赋给变量。该命令先用list打开属性表，再进行一系列操作，可输入statistics 。 数理统计的很多表达可用下面得以写方式输入： SUM weight_item | weight_value *MEAN weight_item | weight_value *MINIMUM weight_item | weight_value *MAXIMUM weight_item | weight_value *STANDARDDEVIATION 二、实习目的：1. 了解地理信息系统中空间分析功能的概念，理解空间分析的多种方法；2. 通过实例学习ARCINFO空间分析的过程；3. 学习综合应用空间分析解决一些实际问题。三、实习内容：（1）内容：围绕公园选址问题，练习ArcGIS中的空间分析功能，主要使用缓冲区分析、叠置分析和特征选择分析等。（2）公园选址问题准备： 1）公园选址条件： 1)相对安静（离主要公路0.2公里之外）且交通方便（离主要公路0.8公里之内）； 2)公园最好依附在大小适中的天然河流上； 3)公园选址要避免沼泽地。2）相关数据，提供三层模拟数据： 交通图（公路分为主要、次要两个等级）-Road层； 水系图（河流分为1-3等）-Stream层，等级为2的河流才适合建公园。 沼泽地图（类型为1是沼泽地，99为非沼泽地）-marsh层；3）针对公园选址的要求，列出空间操作顺序：a)对Road层中的主要公路建立0.8,0.2公里缓冲区，将两缓冲区进行空间叠置得到公园候选区域-zones。b)将Marsh层和zones进行多边形空间叠置分析，取位于zone内的非沼泽地区域Zmarsh；c)将Stream层与Zmarsh进行空间叠置，取位于Zmarsh内，等级为2的河流段为公园建立的候选地址。四、 实习步骤：第一步：首先进行模拟数据的浏览，启动ArcCatalog，如图4-1所示。第二步：创建Connect Folder到E:park，以方便进一步操作，如图4-2所示。第三步：实习数据包括road ，marsh ，steam三个Coverage层，用ArcCatalog浏览实习数据。如图4-3、4-4、4-5所示。图4-1 ArcCatalog浏览器图4-2 图4-3图4-4图4-5第四步：打开Buffer Wizard工具打开ArcMap程序，点击Tools/Custmize，进入Commands页；在Catagorie下点Tools，将Commands下的Buffer Wizard.拖到ArcMap的工具栏（如图4-6）。图4-6第五步：将Road层添加到新的Map中，点Layers的Properties，在General栏中的Unit设置为meters。如图4-7所示。图4-7第六步：点击工具栏上buffer wizard.,对Road arc要素建立半径为0.2km的NearBuf;在ArcMap下增加一属性项Inside（Short integer型）。如图4-8、4-9所示。图4-8图4-9第七步：类似6，建立半径为0.8的FarBuf。第八步：8、点击工具栏上ArcToolBox图标启动ArcToolBox，启动后如图4-10所示；图4-10ArcToolBox由3D Analyst Tools, Analysis Tools，Conversion Tools，Data Management Tools和Coverage Tools等工具组成。点前面的加号可展开各项。如图4-11所示。图4-11第九步：将FarBuf与NearBuf两层叠置，得到Zones层；点击ArcToolBox/Analysis Tools/Overlay，如图4-12设置： 图4-12OK后，得到叠加层Zones.如图4-13所示。图4-13第十步：打开Zones层的属性表，增加一属性项Inside（Short integer型，用于区分环内外），启动Editor/Start Editing,将小缓冲区内的Inside值设为1，远近缓冲区的环的Inside值设置为2，关闭编辑状态，Editor/Stop Editing,注意保存编辑结果。见图4-14所示。图4-14第十一步：将Marsh层与Zones层多边形叠置分析，找出缓冲带内的非沼泽地zmarsh双击选择Analysis Tools下Overlay工具下的Intersect将其启动。如图4-15所示。图4-15在弹出的对话框中输入以下内容，定义要进行Intersect的两个层分别为E:parkzones和E:parkmarsh, 输出图层为E:parkzmarsh。如图4-16所示。图4-16点击OK,成功后，得到叠置结果，如图4-17：图4-17第十二步：对Zmarsh层选择符合条件的区域选择Selection菜单下的Select By Attributes，在弹出的对话框中输入查询语句如图4-18所示。图4-18其中Inside2表示在0.8公里缓冲区而不在0.2公里缓冲区，Type99表示非沼泽地。选择Apply，然后点Close,则满足条件的Polygon被选中。如图4-19所示。在zmarsh polygon处点鼠标右键，在弹出的菜单中选择Properties,弹出如下的对话框，选择Selection，为它赋予比较明显的符号，如黄色，见图4-20。图4-19图4-20可以看到赋色后的效果，如图4-21所示。图4-21第十三步：将stream层与zmarsh层进行叠置分析，得到sitecov图层双击选择Analysis Tools下Overlay工具下的Intersect将其启动。见图4-22所示。图4-22在弹出的对话框中输入定义要进行Intersect的两个层分别为E:parkstream和E:parkzmarsh, 输出图层为E:parksitecov,其它和第7步做法相同。操作完成后，查看新生成的sitecov层。见图4-23所示。图4-23图4-24第十四步：sitecov图层包含了提取河流特征所需要的信息（由属性项class、inside、type表示），满足公园选址的所列要求。距公路0.20.8km的区域（inside值为2表示），穿过非沼泽地（type值为99），分类级别为2的河流（class为2）。下面进行特征提取，将满足条件的河流分离到一个新的层中final：双击选择Analysis Tools下Extract工具下的Select将其启动.在弹出的对话框中选择要进行特征提取操作的图层E:parksitecov,输出层设为Final.如图4-25所示。图4-25按，在Query Builder对话框中填入特征提取语句。如图4-26所示。图4-26点“OK”，回到上一步对话框，再OK，若没有，选择Finish完成操作。在ArcCatalog中浏览最终结构final。图上显示的即为满足条件的工业备选地址，即距公路0.20.8km的区域（inside值为2表示），穿过非沼泽地（type值为99），分类级别为2的河流（class为2）。见图4-27所示。图4-27图4-28附：Overlay工具下Identity，Union，Intersect，Update的区别Identity（识别操作）：先计算两图层集合交集，只有覆盖在输入图层范围内的要素被保留。Intersect（求交操作）：计算两图层几何交集，两图层公共部分予以保留。Union（合并操作）：计算两图层几何交集, 两图层所有要素均予以保留。Update（图层更新操作）：通过叠置两图层要素来创建新图层，操作图层定义图层更新区域，操作图层替换被它覆盖的原图层的图形要素，结构存贮在输出图层中。实习五 ArcMap的基本操作一、实习目的通过练习ArcMap的基本操作，了解ArcMap模块的主要功能和作用。二、实习内容ArcMap的基本操作三、实习步骤 1. 启动ArcMap；2. 熟悉ArcMap用户界面；3. 地图的基本操作；4. Contents窗口操作示例：第一步：启动ArcMap运行“启动程序ArcGISArcMap”，或者运行桌面上的快捷方式。第二步：熟悉ArcMap用户界面图5-1 缺省用户界面1.缺省用户界面当ArcMap启动之后，缺省方式的用户界面包括主菜单和“Standard”工具条如图5-1所示。2.用户界面的定制我们可以通过菜单“tools-Customs”或者在菜单区或者工具条区按鼠标右键进行界面的定制。这些菜单和工具条可以停靠在窗口的任意位置。如图5-2所示。图52 用户界面定制另外还可以通过下面方式打开或者关闭工具条。（1）在主菜单中点击：View-Toobars;（2）从工具条列表中, check一个工具条，则显示此工具条，uncheck一个工具条，则隐藏此工具条；（3）在主菜单区或者工具条区按鼠标右键，重复第2步，查看结果；（4）重复以上步骤，以保证主菜单，Standard, Tools工具条显示。3.用户界面介绍用户界面主要包括地图窗口、Contents窗口、工具条和状态条，见图5-3所示。地图窗口：用来显示数据和数据的表达(地图，图表等)；Contents窗口： 在这个窗口中包含两个标签：Display和Source标签。其中Display标签中显示地图包含的内容，数据的显示顺序(显示的顺序为从下到上) ，数据表达的方式，数据的显示控制等。Display标签中显示数据的物理存储位置。在这两个标签中，鼠标的左，右键几乎具有相同的操作；图53 用户界面工具条：除了主菜单和Standard工具条之外，ArcMap包含多个工具条，每个工具条又包含一组完成相关任务的命令(工具) 。通过前面的定制可以显示和隐藏工具条；状态条：显示命令提示信息，坐标等内容。第三步：地图的基本操作1.打开地图（1）启动：开始/程序/ArcGIS/ArcMap;（2）在出现的对话框中选择“an existing map”，选择“确定”；（3）在出现的“打开”对话框中选择“d:ArcGISArcToturmapairport.mxd”；（4）选择“打开”。可以看到如图5-4所示的窗口。在ArcGIS中，一个地图存储了数据源的表达方式(地图，图表, 表格) 以及空间参考。在ArcMap中保存一个地图时，ArcMap将创建与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。当打开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达方式显示数据。一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！图54 打开的地图2.浏览地图（1）调整显示范围与定位当操作地图时，经常会用到放大，缩小，漫游以及按特定比例尺显示地图等操作。Tools工具条：利用工具条中的快捷键，可实现地图的各种显示操作：放大、缩小； 漫游；缩放到全图；变换到前一次的显示位置；缩放到特定比例尺；创建空间标签。(2)浏览视图的切换在ArcMap中有两种方式浏览地图：数据视图和版面设计视图。数据视图用来进行数据的显示和查询等操作。准备在纸张上输出地图时，版面设计视图用于地图的版面设计。在版面设计视图中，我们可以设计地图，增加其他的地图元素，如标题、图、比例尺、指北针等。 数据视图到版面设计视图的切换在主菜单中选择“View-Layout View”或者地图窗口的坐下角处中选择。注意到：切换到地图设计视图时，Layout工具条自动显示。可以利用Layout工具条提供的工具对版面设计视图中的内容进行放大、缩小、漫游、固定比率的放大、固定比率的缩小、全视图显示、1:1显示、按缩系数显示等操作。 图55 版面的纵向设置图56版面的横向设置版面设计视图到数据视图的切换在主菜单中选择“View-Data View”或者地图窗口的坐下角处中选择。第四步：Contents窗口操作Contents窗口显示了地图的内容以及它们的表达方式，同时在此窗口中可以对这些信息进行编辑。数据分层组织，每层包含不同类型的信息，并且它们可以位于不同的数据库或位置。如图5-7所示，是某市1970年到2002年的城区变化图，这些图层显示的顺序由下到上依次为2002年-97年-91年-86年-70年。后面显示的内容压盖先显示的内容，所以，一般情况下面积最大多边形图层位于最下面，依次类推，才能显示出变化的情况。若存在点线图层，则多边形在最底层，然后是线图层，最后是点图层。图57 地图内容及图层显示顺序1）改变图层的显示顺序在contents窗口的Display标签内，按下鼠标左键选择目标图层名，然后拖动到指定的图层位置上，释放鼠标左键，完成图层顺序的更改。2）显示/不显示图层在contents窗口的Display标签或Source标签内，点击图层名称前面的或者使其变为或者，查看地图窗口中内容的变化。通过上面的操作可以显示或者不显示图层，对于一些图层尽管没有显示，但是相关的信息仍然存储在地图中。3）改变图层的符号设置在同一层中的要素用相同的符号表示，在增加图层时，ArcMap会用缺省的符号绘制。同一类要素可以用同一符号表达，也可以根据特定的值给以不同的符号表达。（1）图层单一符号设置图层单一符号设置是指对点图层、线图层和面图层的分别设置。因为自身的特点，三个图层设置的内容也不同。在点层的“Symbol Selector”对话框中，包括“Catagory”的选择、符号的选择、符号颜色(Color)的设置、符号大小(Size)的设置、 旋转角度(Angle)的设置、 符号属性 (Properties)的编辑等；在线图层的“Symbol Selector”对话框中，包括“Catagory”的选择、符号的选择、符号颜色(Color)的设置、符号宽度(Width) 的设置、符号属性 (Properties)的编辑等；在面图层的“Symbol Selector”对话框中，包括“Catagory”的选择、符号的选择、符号填充颜色(Fill Color)的设置、轮廓线宽度(Outline Width) 的设置、 轮廓线颜色(Outline Color) 的设置、符号属性 (Properties)的编辑等。下面以线图层的设置为例说明，在contents窗口的Display标签内，双击要编辑的图层，进入线图层的Symbol Selector对话框，如图5-8所示，进行选择所需的线属性。图5-8 线符号编辑界面（2）图层特定值符号的设置 根据图层属性表中不同记录的值的不同设置不同的表达符号。设置的具体步骤为：在图层名称上按右键，点击“Open Attribute Table”，浏览数据表中的记录，选择要表达的字段；在Content的Display窗口中图层名称上左键双击；在Layer properties 窗口中，选择symbology 标签；点击Categories Unique Values；在value filed列表框中选择要表达的字段，多为点线面图层的ID编码字段；点击Add all values或Add value按钮;在弹出的对话框中选择相应的值并点击ok;被选择的值显示在列表框中，选择不同的值并设置不同的符号及色调；点击Ok或Apply，查看结果。下面以地貌景观（DMJG）为例，进行设置，结果如图5-9所示，第步选择的是DMJG-ID，并根据色调设置的原则，对每一类型的地貌配置合适的颜色。图5-9 图层特定值符号的设置4）增加图层在主菜单中选择“File-Add Data”,或者在standard工具条中选择，或者在contents窗口的Display标签或Source标签内选择“School”, 并点击鼠标右键选择“Add Data”；如果ArcCatalog应用程序在运行的话，可以从ArcCatalog的Catalog树或内容窗口中选择要加入的数据，然后拖到ArcMap的Contents窗口或地图窗口内，即可完成图层的加入。5）删除图层在contents窗口的Display标签或Source标签内用右键选择“Parcels” ，在显示的弹出菜单中选择“Remove”。在这里删除图层时，只是删除了图层与地图的链接，并没有实现图层数据的物理删除。实习六 专题地图编制、出版一、实习目的： 1. 掌握利用ArcMap软件编辑、排版地图的基本方法；2. 掌握专题地图编制、出版的方法和技巧；3. 通过学习简单地图的编辑和出版技术，基本掌握地图编制的方法，为复杂电子地图、动态地图的编制奠定基础。二、实习内容：1. 继续熟练ArcMap的基本操作；2. 通过实例操作，学习利用ArcMap编制、出版专题地图；3. 总结实习五和六的内容，并通过对附录中相关内容的学习，基本掌握对ArcMap的操作。三、实习步骤：1. 加载数据层2. 数据层操作3. 数据符号化4. 专题地图版面设计5. 地图出版四、示例第一步：加载数据层在ArcMap中，加载空间数据层的类型有多种，如AutoCAD矢量数据DWG，ArcGIS的矢量数据Coverage、GeoDatabase、TIN和栅格数据GRID，ArcView的矢量数据ShapeFile，ERDAS的栅格数据ImageFile，USDS的栅格数据DEM等。本示例中，我们选用ArcGIS的矢量数据Coverage进行说明。在ArcMap中，加载的方法主要有三种： （1）直接在新地图加载数据层 直接调用ArcMap菜单命令或工具条按钮相新地图加载数据层，数据层的类型可以是多种多样的。 ArcMap窗口标准工具：单击Add Data按钮 ，打开Add Data对话框； 在ArcMap窗口主菜单栏：File | Add Data命令，打开Add Data对话框。进入Add