Arcgis教程1-基本知识ppt课件

ArcGIS基本知识,Page2,本章内容,地理信息系统概念介绍ArcGIS平台介绍ArcGIS数据格式介绍地图单位介绍和换算，地图比例影像数据坐标系统介绍坐标变换和数据换带,地理信息系统概念介绍ArcGIS平台介绍ArcGIS数据格式介绍地图单位介绍和换算，地图比例影像数据坐标系统介绍坐标变换和数据换带,Page3,1、地理信息系统概念介绍,地理信息系统，简称GIS（GeographicInformationSystem）。就是对空间数据的显示，编辑处理，分析应用，打印输出的系统。空间数据：就是有坐标的数据。,Page4,地理信息系统与其他(MIS)系统区别？,地理信息系统特点：有空间数据地理信息系统有一种传统的说法，数据占7，软件占3，硬件占1，比例7:3:1,Page5,GIS平台和CAD的区别,CAD图形规则，节点少，GIS图形复杂，节点多GIS有拓扑GIS有属性数据GIS使用栅格数据使用行业不同，CAD在机械制图，建筑有很广泛的应用，GIS在数据城市、测绘，基础地理等等。,Page6,拓扑关系（中级）,拓扑：空间数据的的位置关系。地理对象的拓扑关系，主要有以下三种：相邻:是指对象之间是否在某一边界重合，例如行政区划图中的省、县数据。重合:是指确认对象之间是否在某一局部互相覆盖，如巴士线路和道路之间的关系。连通:连通关系可以确认通达度、获得路径等。,Page7,2、ArcGIS10平台介绍,Page8,五大特点,Page9,ArcGISDesktop,ArcGISDesktop包括一组应用程序-ArcMap、ArcCatalog、ArcGlobe、ArcScene、ArcToolbox和模型构建器。通过使用这些应用程序和界面，可以执行从简单到高级的任何GIS任务。,Page10,ArcView、ArcEditor和ArcInfo,ArcGISDesktop：这是供GIS专业人员使用的ArcGIS软件。它是一款适合Windows计算机使用的功能强大的综合性GIS软件，可用于处理各种日常GIS活动，如制图、数据编辑和管理、空间分析以及创建可供所有用户使用的地图和地理信息。ArcGISDesktop具有三个产品级别：ArcView、ArcEditor和ArcInfo。要了解详细信息，请参阅什么是ArcGISDesktop？。ArcGISServer：这是基于服务器的ArcGIS工具，可以提供专业用户使用ArcGISDesktop创建的地图、地理数据库、分析模型以及其他地理信息元素。通过ArcGISServer发布的GIS服务遵循广泛采用的Web访问和使用标准。ArcGISServer还包括企业级地理数据库管理和事务支持。ArcGISServer广泛用于企业级GIS实现以及各种WebGIS应用程序中。ArcGISServer可现场或以云配置运行在Windows及Linux服务器上。有关详细信息，,Page11,关系,Page12,扩展模块,Page13,ArcGISDesktop简介,ArcInfo主要模块：ArcMap,ArcCatalogArcToolboxArcMap：是集空间数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图和打印等功能。ArcCatalog:是一个集成化的空间数据管理器。主要用于空间数据的浏览，数据结构定义，数据导入导出，和拓扑规则的定义，检查、元数据的定义和编辑修改等。ArcToolbox:是用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等的集成化“工具箱”。有100多个不同的空间数据处理工具。在ArcGIS9.0以后不是一个独立模块三种关系不同于office中word、excel，access关系，ArcGIS这几个模块是针对一个数据源不同侧重点。,Page14,ArcMap,ArcCatalogArcToolbox关系,ArcToolbox集成在ArcCatalog，ArcCatalog集成在ArcMap，也可以独立运行,ArcSceneArcGlobe,Page15,ArcMap作用,ArcMap：数据显示、数据编辑、数据查询、数据分析、地图制图等,Page16,ArcCatalog作用,在ArcCatlog中创建新数据表,点、线、面、注记，设置字段、设置坐标系，在ArcGIS9以后字段可以任意删除，增加，但不可以改名和修改字段顺序。字段改名：可以添加新的字段名，在属性浏览中，更新新字段的值为旧字段的值，后删除旧字段。字段顺序调整，只能新建一个表，数据Load，或则使用SpatialETLTool,Page17,ArcToolbox基本功能介绍,ArcToolbox提供了极其丰富的地理数据处理工具。使用ArcToolbox中的工具，能够在GIS数据库中建立并集成多种数据格式，进行高级GIS分析，处理GIS数据等；使用ArcToolbox可以将所有常用的空间数据格式与Arclnfo的Coverage，Grids，TIN进行互相转换；在ArcToolbox中可进行拓扑处理，可以合并、剪贴、分割图幅，以及使用各种高级的空间分析工具等。,Page18,ArcToolBox工具查询,Page19,专业术语（中级）,Feature要素是空间矢量数据最基本的，不可分割的单位。矢量数据的点、线、面FeatureClass要素类FeatureDataSet要素集Layer是Featureclass表现Table属性表DataFrame数据框架Element元素注记元素地图装饰内容,Page20,3、ArcGIS10新特点,地理框架变化400-750个地理数据库不同版本的数据转换,Page21,地理框架变化表现-新的用户体验概览,支持多语言-包括中文全新的用户界面Catalog集成入ArcMap添加、管理数据不再需要切换程序搜索面板,Page22,地理框架变化-量变,核心与扩展模块130+新的地理处理工具-ArcGIS共有750多个工具大量功能的GP工具化，方便了Desktop的二次开发和Engine开发,Page23,新增功能列表,Page24,地理框架变化质变,检查结果和消息,Page25,地理框架变化质变,后台处理,Page26,模型工具,Page27,迭代工具,Page28,3、ArcGIS数据格式介绍,数据分矢量、影像数据矢量格式主要SHP,Coverages,GeoDatabase，EOO影像数据：Grid，Img，JPG，TIF等,Page29,格式说明（中级）,矢量数据结构是通过记录空间对象的坐标及空间关系表达空间对象的几何位置。栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织。每个网格作为一个象元或象素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该象素的属性类型或量值。,Page30,Shapefiles和GeoDatabase区别,Shapefiles只有点、线、面,对应我们的矢量2.Geodatabase严格说是一个容器，在容器支持注记，支持拓扑、制图表达,影像数据等。注意：Geodatabase将代替Coverage数据格式。,Page31,GeoDatabase数据格式（中级）,三种：Filegeodatabase-GDB和PersonalGeodatabase-MDB和ArcSDE中GeodatabaseFileGeodatabase（Filegeodatabase-GDB是ArcGIS9.2推出新的是数据格式,PersonalGeodatabase-MDB具于微软access的MDB，基于数据库oracle，sqlserver的arcsde格式geodatabase）ArcSDE中Geodatabase，基于各种数据库，如Oracle，SQLServer，DB2,Page32,两种Geodatabase比较（中级）,1、文件存储容量：FileGeodatabase（GDB）是9才有的格式，是文件数据库支持1TB而PersonalGeodatabase（MDB）只支持2G，都是桌面端所带的功能，都免费）（相对Arcsde）2、对平台支持:GDB跨平台，可以支持windows,linux,Solaris,MDB只支持Windows,Page33,两种Geodatabase比较（中级）,3、性能比较：存储空间FileGeodatabase中比PersonalGeodatabase和Shapefile小5070%，数据处理，查询速度快20%10倍，其差异最根本的原因是数据结构。,使用数据1coord92.gdb,进行比较，自己建立9.3.gdb和mdb,Page34,4、地图单位介绍,长度单位1km（公里）=1000m（米，公尺）1m（米）=1000mm（毫米），1m=100cm（厘米）1m=10dm（分米）1m=3尺，面积单位1公顷=15亩，1公顷=1万平方米，1平方公里=100公顷，1亩=2000/3平方米1平方公里=100万平方米，1平方公里=1500亩,Page35,地图单位介绍-特殊的单位英寸,电子世界的特殊单位（英寸），英寸很常见计算机屏幕，电视机等等，都是对角线长度计算的1英寸（inch）=25.4mm，1英尺=12英寸，1米=1000/25.4=39.37英寸屏幕比例计算1英寸=96像素，都转换为统一单位计算（英寸）打印分辨率300dpi=1英寸=300像素（点）,Page36,度(分、秒)和米的转换（高级）,度和米严格意义无法转换，因为地球是椭圆的，在不同的参数中不一样，就是统一坐标系统如西安80，经线1度和纬线1度长度也是不一样的。大概计算如下：西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25经度：以赤道为例：1(经）度=6378140*2*3.1415926/360/1000=111.3km合计1分为：1分大约1.85km，1秒大约30m靠近两级（南北极）数字越小。,Page37,4、地图比例尺,地图比例尺:到底什么是比例尺和比例尺具体表现，最简单的讲:比例尺=图上距离/实地距离,对于一幅挂图就是纸张和地图实际距离的比值。基本比例尺地形图:1:5千，1:1万、1:25万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万比例尺有大小之分，由于比例尺是个比值，分母越大，比例尺也越小，单位必须一致;通常称1：1000000、1：500000、1：200000为小比例尺地形图；1：100000、1：50000和1：25000为中比例尺地形图；1：10000、1：5000、1：2000、1：1000和1：500为大比例尺地形图。,Page38,地图比例尺和数据精度,所以:比例尺1:500的纸张1mm对应地图500mm，0.5m，1:1万地图:纸张1mm:1*10000=10m，10米一幅实际的实际地图实际上的数据精度，肉眼观察最小距离为0.1mm，所以:1:500的数据精度为:0.1*500=5cm，5公分1:10000数据精度为:0.1*10000=1m，1米,Page39,比例尺三个具体表现（中级）,1、数据采集2、地图显示3、地图打印,Page40,5、影像数据（已配准）,影像的分辨率是指在影像数据中一个像素代表地面的大小，通常也是人眼能识别的最小地物大小。具体:当分辨率为1m时，也就是说，图像上的一个象元相当于地面1mx1m的面积，即1m2（平方米）,当分辨率为1m时,也就说，我们可以在影像中最小能分辨出距离为1米的地物。,Page41,分辨率和比例尺关系,目前的Spot5是法国卫星2001年底发射升空，2002年初正式运营，分辨率最高可达2.5米。换算为比例尺，1/96*25.4/1000/2.5=1/9448.82,所以可以用来做1:10000的数据QuickBird（快鸟）:2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射卫星，最大分辨率0.61米，换算为比例尺，1/96*25.4/1000/0.61=1/2305可以用来做1:2000数据,Page42,6、坐标系统介绍,1.ArcGIS的坐标，投影文件的含义一、ArcGIS中坐标系统两种:地理空间坐标系与投影坐标系（平面直角坐标）地理空间坐标系（Geographiccoordinatesystem），使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面；也称球面坐标。如WGS1984（GPS点），Xian1980.prjBeijing1954.prj。,Page43,ArcGIS的坐标，投影文件的含义,投影坐标系统（Projectioncoordinatesystem）使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系（由基准面确定，比如:北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯克吕格、Lambert投影、Mercator投影）坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标，对地理坐标系坐标0360,Page44,6.2、北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别,北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系北京54坐标系:1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃西安80坐标系:也称国家大地坐标系，1980年，原点在西安附近GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系(WordGeodeticSystem1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心，以经纬度为单位存储,Page45,6.2、北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别,北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m扁率f=1/298.3西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25WGS-84:长半轴a=6378137m;短半轴b=6356752.314m扁率f=1/298.25是经纬度坐标系统注:扁率:f=（a-b）/a由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的WGS84一般是经纬度坐标系,Page46,6.3、3度，6度分带含（中级）,分度方法:有3度和6度分带法6分带法:从格林威治零度经线起，每6分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0-6为第一带，中央经线为3，9，15，依此类推，投影带号为1-30。其投影带号n和中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3)；西半球投影带从180回算到0，编号为31-60，投影代号n和中央经线经度L0的计算公式L0=360-(6n-3)。,Page47,6.3、3度，6度分带含义,3分带法:从东经130起，每3为一带，将全球划分为120个投影带，东经130-430，.17830-西经17830，.130-东经130。东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式:L0=3n,中央经线为3、6.180。西半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式:L0=360-3n,中央经线为西经177、.3、0,Page48,带号和中央经线的计算公式,1、3度带中央经线L0=3*n带号n:=L0/32、6度带中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3)带号n:=(L0+3)/6总之：中央经线和带号只和经线有关，与纬度纬度，经度在地球上表现为东西方向。,Page49,由经线(X)反算最近带号,1、3度带以中央经线正负1.5度N=Int（(X+1.50)/3)2、6度带是以中央经线正负3度N=Int(X/6)+1,Page50,中国经纬度范围,中国经纬度范围最东端东经135度2分30秒黑龙江和乌苏里江交汇处最西端东经73度40分帕米尔高原乌兹别里山口（乌恰县）最南端北纬3度52分南沙群岛曾母暗沙最北端北纬53度33分漠河以北黑龙江主航道（漠河县）2日本朝鲜韩国经度为73135，3度为25带-45带，6度带13（对应中央经线为75度）-23（对应中央经线为135度）纬度为3度-53度,Page51,分带范围,对应的excel在：1分带范围.xls,Page52,3度分带、6度分带对应平面XY规定,在GIS系统中如北京54，西安80，采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影。每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴，纬度方向)，赤道投影后为Y轴(横轴，经度方向)，为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线加500公里（向东平移500公里），由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(37318980,2165593)其中37即为带号，同样所定义的偏移值也需要加上带号，如37带的偏移值为37500000米。,Page53,平面坐标范围，以标准分幅为例,平面坐标:坐标X，Y（在ArcGIS中），X在前，Y在后,X坐标不加带号，是六位，加带号是八位,Y是七位（纬度大于10）,Page54,问题,什么时候采用地理坐标，什么时候采用投影坐标？投影坐标采用3度带，6度带？,Page55,6.4ArcGIS坐标系统文件说明-北京54,在CoordinateSystemsProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerBeijing1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式:Beijing1954DegreeGKCM102E.prjBeijing1954DegreeGKZone34.prjBeijing1954GKZone16.prjBeijing1954GKZone16N.prj说明如下:3度分带法的北京54坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号3度分带法的北京54坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号，分带确定，中央经线就确定166度分带法的北京54坐标系，分带号为16，横坐标前加带号16N6度分带法的北京54坐标系，分带号为16，横坐标前不加带号记忆方式:3度分带，前有3.,Page56,6.4ArcGIS坐标系统文件说明-西安80,在CoordinateSystemsProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerxian1980目录中，我们可以看到四种不同的命名方式:Xian19803DegreeGKCM102E.prjXian19803DegreeGKZone34.prjXian1980GKCM117E.prjXian1980GKZone17.prj3度分带法的西安80坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号3度分带法的西安80坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号117E6度分带法的西安80坐标系，分带号为20，中央经线117，横坐标前不加带号17度分带法的西安80坐标系，分带号为17，中央经线99，横坐标前加带号记忆方式:3度分带，前有3，,Page57,6.5定义坐标系,有三种方法1、ArcCatalog右键属性（properties）中xycoord，select是自己选择一个坐标系统，import是按另一个文件设置本文件2、ArcToolboxDataManagementTools-projectionsandtransformation-DefineProjection3、批量定义坐标系统BatchDefineCoordinateSystem,数据为自己新建表,Page58,地理坐标系:GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980GCS_Beijing_1954都是以GCS开头投影坐标系:和坐标系的文件一致，详细部分，detail有向东偏移量，500公里，是不加带号，大于500公里，前两位为带号,6.6查看已有的坐标系统,数据自己可以定义时观察，也可以看目前1下的数据,Page59,坐标定义并观察,1、西安80，带号33，加带号2、西安80，带号33，不加带号注意上面name和detail不同,Page60,打开坐标定义错误1，坐标定义错误2,在arcmap中加载地图，出现右图的错误，如何解决？,数据用1坐标定义错误1.shp,坐标定义错误2.shp,Page61,7、坐标变换和数据换带（高级）,坐标变换分地理变换和投影变换地理变换:一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。投影变换:当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。,Page62,7.1、坐标变换,基于同一基准面，如北京54，地理坐标和平面坐标，可以有固定公式转换，ArcGIS可以直接转换，误差可以达到0.1mm，实现北京54经纬度，和北京54平面（xy）之间转换实现西安80经纬度，和西安80平面（xy）之间转换工具的位置:Datamangementtools下projectionsandtransformations-feature-projectProject可以用于数据换带,数据使用:1coord92.gdb下数据,Page63,7.2、不同基准面坐标的转换,主要是:三参数和七参数法。个别4参数,三参数转换含义X平移，Y平移，Z平移（如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值）四参数转换含义,见右图-七参数转换含义3个平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3个旋转因子（X旋转，Y旋转，Z旋转），一个比例因子（也叫尺度变化K）。,Page64,7.3、ArcGIS中投影变换,Page65,如何计算三参数和