地理信息系统ARCVIEW实验报告

“2+2”模式下地理信息系统专业相关学科基础课程地理信息系统实验报告院 系：旅环院班 级：11级地信姓 名：王康学 号：第一部分 基础制图实验时间：2011年9月10日2011年10月22日（共计五次实验）实验地点：雁塔校区教学三楼计算机6机房实验目的：通过工程化实验，对地理信息系统软件ArcView的基础功能和基本的使用方法有一个较为全面的认识、了解和掌握，并能较为熟练地运用该软件制作地图，从而对地理信息系统这门课程的实用性、技术性加以体会，提高学习兴趣。实验数据：中国地图矢量数据（china-map，来源于国家基础地理信息中心网站）、中国地图图片（中国政区图，来源于中国地图出版社网站）。实验内容及步骤：一、矢/栅数据的添加与显示1、 矢量数据寻找arcview绿色版应用图标，双击按钮，进入arcview主页面，在出现的Welcome to Arcview GIS窗口中默认“with a new view”下单击ok，如图所示： 然后选择将要添加的矢量数据，单击OK，进入视图界面后，再单击主题框中的左边的小正方形，使当前主题处于应用状态，主题便显示在了视图框中。在主题框中双击该矢量数据主题，做相应的编辑（如主题颜色、线条粗细等），如下图所示：添加矢量数据完成后将图像选中使之处于应用状态，双击矢量数据主题进入legend edit界面，从而达到改变线条粗细和颜色的功能。2、栅格数据 在上述的视图界面的菜单栏中，单击File下拉菜单中的Extensions，在出现的Extensions窗口中选择3D Analyst，单击OK，再单击菜单栏中View下拉菜单中的Add Theme或点击工具栏中的图标，在出现的Add Theme中选择将要添加的栅格数据，即完成了栅格数据的添加，最后在视图窗口主题框中单击主题左边的小正方形，该栅格数据便显示在视图窗口中。如下图所示：二、属性表的编辑与注记添加1、属性表的编辑 在arcview主页面，然后单击Table，使Table项选中，再单击New，出现New Table，Drives里选择保存路径，在File Name中改写文件名为“学生信息”，点击OK，即出现一个新的表格，如下图所示：然后，在菜单栏Edit的下拉菜单中单击Add Field，出现Field Definition，在Name的选项中输入“姓名”，选择Type类型为String，单击OK，在重复四次此操作，并在Field Definition 的Name 的选项中依次输入“学号”、“性别”、“院系”、“班级”，即创建出一张空表格，如下图所示：在工具栏单击开始编辑按钮或在菜单栏Table下拉菜单中单击Start Editing，开始编辑表格，在表格中添加相应的内容，添加完毕后，在菜单栏中Table 下拉菜单中单击Stop Editing，点击Yes保存所创建的表格，如图：2、注记添加1）给全国省会城市添加名称arcview主页面，鼠标单击图标，使其选中，再单击new，进入视图界面，在菜单栏中的View中的下拉菜单中选中Add Theme，在出现的Add View界面中选择要添加的主题，单击ok，如图所示：单击工具栏中的属性按钮，进入该主题的属性表，点击菜单栏中Table下拉菜单中的Starting Editing,进行属性的编辑，将name 列中的所有拼音改为汉字，如图：再单击菜单栏中Table下拉菜单中的Stop Editing，关闭属性窗口，返回该主题的视图界面，如图：单击菜单栏Theme下拉菜单中的Auto-table，给各省添加名（通常为了使添加后的名称位于各省领域之中，可使用图标将主题图放大后，再单击Auto-table），如图下所示：2）注记的编辑本实验将对陕西省的注记进行编辑单击菜单栏中Theme下拉菜单中Remove-Labels,将刚才所添加的注记全部清除,，如图：然后单击菜单栏中的图标，并向下托，出现许多格式框，选择一种，再单击陕西省并将鼠标拖出，则陕西省的名称注记出现了，如图：再双击此注记或单击Window下拉菜单中的Show Symbol Window，出现此注记的编辑框，在此编辑框中选择需要的格式（如字体类型，大小，边框背景等），即可完成对注记的编辑，如下图所示： 三、图片的导入及配准1、 图片的导入双击，打开arcview软件，进入arcview主界面，单击菜单栏中的File下拉菜单中的Exentions，在出现的Extentions的窗口中选择Image Analysis和JPEG(JFIF)Image Suppot,单击OK，如图所示： 添加一个新的视图，在视图界面的菜单栏的File下拉菜单中Iport Image ，在出现的Select File to import的窗口中选择需要导入图片的格式为JPEG格式，点击OK，几分钟后图片便导入进成功。如下图所示：2、图像的配准本试验将对中国地图进行配准1）图片配准的前期工作由于导入后的的图像可能会改变原来图像的颜色，因而需在主体框中双击导入的主题，在出现的Legend Editor中三个Band项的颜色改成相对应的标准颜色，点击Apply，图像的颜色便恢复成原图的颜色。如图所示 ：再点击菜单栏中的图标或单击菜单栏中View下拉菜单中的Add theme，添加新的主题（该主题是用于配准的标准的轮廓图），在出现的Add Theme 中选择用于配准的标准的图层（中国行政界线），单击OK，如图所示： 再在当前视图的主体框中双击后导入的标准的图层，对其进行颜色、边界线粗细的编辑，以便配准时易于区分标准图和被配准的图，在配准图处于活动状态下点击 使得两幅图象同时显示。如下图2）图片的配准具体操作一切准备工作做好后，开始配准。先将主题框中的两个主题都处于激活状态，分别从东、南、西、北四个方向上找四个明显且易于配准的点，然后点击，将选中的点处放大，以便配准，再点击进行配准（注意在配准过程中切记是将待配准的图片的轮廓线拉向标准图的轮廓线重合）。如图所示：检查配准的效果，再重复上述步骤，进行第二个点、第三个点、第四个点的配准，最后再随便找一个点进行配准误差的调整。配准完成后，点击菜单栏中的Theme下拉菜单中的Save image as ,在出现的各窗口中单击Yes,对配准图片的保存。如下图所示：四、矢量数据的编辑更新与成图输出1、 矢量数据的编辑更新下面我们做的更新是将四川、重庆未划分开的图片进行四川、重庆重划分的更新。接着实验三中的操作，我们将配准后的图片保存为Tiff格式，并导入到当前视图的主题中（该图四川和重庆已被划分，因而将该图作为用于更新的标准的图片，将图片称作1号图片），如图所示： 再单击工具栏中，添加新的主题（该主题的行政区划中四川、重庆未划分，因而需进行更新，该主题刚添加进来激活后，其背景颜色呈紫色，将该图片称作2号图片），如图所示： 再单击菜单栏中Theme下拉菜单中的Convert to ShapeFile （由于在arcview中编辑的图片格式必须Shape型的，而该导入进的图层不是Shape型的格式，因而首先将其转化为Shape型的）,接着双击该主题，在出现的Legend Editor的窗口中对该主题的背景、颜色、行政区边界粗细进行编辑，便于图像的更新（如下图所示，我将其背景颜色改为了白色，行政边界线改成了红色）。然后同时激活1号图片和2号图片，点击放大按钮，将四川、重庆处放大，观察新增的的重庆、四川的分界线，再单击工具栏中的按钮themestart editing，点击选择线条对2号图片添加四川和重庆的分界线，最后点击工具栏中的按钮，打开2号图片的属性表，可观察到属性表中有两个四川省，则将面积小的那栏的名称改为重庆市。便完成了属性数据的编辑与更新。如下图所示：2、成图输出以下操作任务是制作一张中国地图，该图上标注有各省的省会名称、重要铁路航线、经纬网等1）添加新的视图（各省行政区划图）并编辑该视图首先按照添加主题的方法添加新的主题，然后在视图界面左边的主题框中，双击该主题，在出现的Lengend Editor 中编辑主题（主要是用不同的颜色来区分各省，如下图所示） 编辑完毕后，单击菜单栏中Theme下拉菜单中的Stop Editing并保存编辑后的主题。再单击菜单栏中Theme 下拉菜单中的Auto-label，显示各省的省会名称。如图所示： 再添加铁路主题及经纬网主题，并在主题框中编辑铁路和经纬网，最后将三个主题同时激活，再单击菜单栏中View下拉菜单中的View Properties,在出现的View Properties中的Map Untis选项中改为kilometers,Distance Uints选项改为Kilometers,为了使输出的成图美观，在主题框中选中Boundary(Text)，并单击菜单栏中Theme下拉菜单中的Hide/Show Lengend（使其图标在图例中隐藏了起来），这样新的视图便编辑完成了。如下图所示。2）根据该视图制作成图输出单击菜单栏中View下拉菜单中的Layout，在出现的Template Manager中编辑成图输出的输出样式（下图中选择的是Landscape）,然后进入成图输出的界面单击菜单栏中Layout下拉菜单中的Page Setup，在出现的Page Setup的窗口中编辑输出图像的大小，边界线等,再双击图中的铁路，在出现的Scale Bar Properties 窗口中修改各选项（如下图所示），然后单击工具栏中的图标，通过文本框编辑要输出的图的名称（名称为“中华人民共和国铁路分布图”），并单击菜单栏中的Window 下拉菜单中的Show Symbol Window，在出现的窗口中编辑该文本（如下图所示），又一次单击文本框按钮，在文本框中输“图例”字样，并采用同样的方法编辑，然后移至成图的左下方。如图： 为了使成图更丰富，我们还可在图中加上柱状图、表格等。首先编辑想要被添加到成图中的柱状图和表格。本实验中添加进成图的表格是各铁路的总长度排名，被添加进成图的柱状图是各大区的面积排名（所图所示）首先编辑表格：返回视图界面，单击工具栏中图标，进入属性界面，选中铁路线，又单击菜单栏中Field下拉菜单中的Summise，在出现的Summary Table Defition的窗口中修改相应的选项(如图所示)，表格就建好了。接下来将表格插入到成图中去，单击工具栏中的按钮向下拉，选择表格样式，在图中合适的位置双击一下，并在出现的Table Frame Properties的Table选项中选择为刚才制作的表格名称，即为添加表格，但此时表格还未显示，因而需单击菜单栏中Window下拉菜单中的Iile，将整个大的窗口拆分开，并调整表格的大小，直到表格在成图中很好的显示为止。然后编辑被添加的柱状图，返回属性界面，选中大区，同样单击菜单栏中Field下拉菜单中的Summise，再单击工具栏中的柱状图的图标，并在出现的Chart Properties中编辑各项（如图所示），编辑完毕后，返回成图输出界面，单击工具栏中的图标向下拉，选择柱状图样式，在图中合适的位置双击一下，在出现的窗口中选择刚编辑的柱状图名称，再一次单击菜单栏中Window下拉菜单中的Iile，将大窗口拆分成3份，并调整柱状图，使其很好的显示在成图中。最后调整各个图例和整个中国地图的相对位置，使整个图显得美观大方，成图就制作好了。如下图所示五、图层的创建与要素矢量化1、 图层的创建打开主界面，添加新的视图，进入视图界面，单击菜单栏中的View下拉菜单中的New Theme，在出现的New Theme中选择添加图层的类型，单击OK后，在出现的窗口中选择将被添加的图层，重复此操作3次，分别添加点、线、面三种图层，并编辑其名分别为城镇、交通、湖泊（如下图所示）。 接下来单击工具栏中的Add Theme，将被添加图层的图片（本实验中选择了先前做好配准的南海诸岛400万政区图）添加到视图中，然后主题框中激活所有的主题，单击菜单栏中的Theme 下拉菜单中的Startditing开始编辑图层要素。首先编辑点图层城镇，双击主题框中的城镇主题，在出现的属性窗口中编辑其颜色，大小，样式等，单击工具栏中的图标，向下拉，选择点样式，并在图中找一些具有代表的省会城市，双击每个被选的省会城市，最后在主题框中选中城镇，打开其属性界面，添加“名称”属性列，为每一个点添加相应的名称（由于重庆是所选点中唯一一个直辖市，因而将其的ID编号改为1，其他的不变），即完成了点图层的添加。如图所示： 然后添加线状图层：返回视图界面，同样单击工具栏中的图标，向下拉选择些线状样式，并在图中找一些线状物如河流（本实验中选择了黄河两个不同河段进行绘制），绘制过程中以双击来结束一条河段，再接着绘制另一条河段。绘制完成后，在主题框中选中“交通”，然后打开其属性表，在ID中做相应的改动加以区分，返回视图，双击“交通”主题，在出现的窗口中分别为两条线段做不同样式的修改，使得两条河段在图上呈现不同的样式，方便区分（如图所示）。最后编辑面状图层：同样单击工具栏中的图标，向下拉选择面状样式，并在图中找面状物如湖泊（本实验中选择了青海湖），绘制完后，单击菜单栏中的Theme下拉菜单中的Stop Editing,如下图所示：2、 图层的矢量化本实验将绘制出陕西、山西的行政界限。首先按照创建图层的方法创建一个面状图层，编辑名称为“行政”，然后单击工具栏中的按钮，向下拉选择一种面状样式，然后在图中勾勒出陕西、山西省的边界线，点击菜单栏中File下拉菜单中的Extensions，在出现的窗口中选中最后一项XToolx 6/1/01,单击OK，在出现的XTools Defaults窗口中做各项选择（如下图所示）。接着又单击菜单栏中的XTools下拉菜单中的Convey Polygon to Polylines ,在出现的Polylines窗口中选择“行政”选项，单击OK，在出现的NAME NEW THEME窗口中的File名字改为“行政界限”，再在主题框中双击“行政界限”，编辑行政界限（如下图所示）。最后可取消主题框中“行政”的激活，而激活“行政界限”，查看要素的矢量效果。要素的矢量化即完成。第二部分 分析应用实验时间：2011年10月29日2011年12月10日（共计四次实验）实验地点：雁塔校区地理信息系统实验室实验目的：通过一系列实验，对地理信息系统软件ArcView的空间分析应用功能有一个较为全面的认识、了解和掌握，并能结合与专业相关领域的数据和问题，较为熟练地运用该软件进行一些较为基础但又很常用的应用分析，从而对地理信息系统这门课程的实用性、技术性更好地加以体会，进一步提高学习兴趣。实验数据：第一部分完成后得到的中国地图矢量数据、相关领域的数据（学生自己通过因特网或其它途径获取，如环境评价数据、GDP、城市化数据等）、点数据（Protein，由任课教师提供，做点内插分析用）、面状数据（update，由任课教师提供，做空间数据更新处理）、河流数据（river，由任课教师提供，做空间数据缓冲区分析）。实验内容及步骤：一、空间数据的重分类本实验将把把中国地图按照大区重分类显示出来。首先新建视图，在视图界面添加主题（如下图所示），然后打开其属性窗口，可看见各大区已经编辑好了。 返回视图界面，单击菜单栏中的File下拉菜单中的Extensions,在Available Extensions的窗口中选择Geoprocessing，再单击菜单栏中View下拉菜单中的GeoProcessing Wizard,在接下来出现的几个窗口中的各项做相应的选择（目的是通过相应的设置，使图形按照大区重分类，并计算出大区的面积。如下图所示：最后单击Finish，此时可以打开属性表查看，会发现属性表按照重分的类别改变了。如图所示：再在主题框中只激活重分类后出现的新的主题，双击，在出现的Legend Type选项中选择Uinque Value ,Values Field中选择大区，单击Apply。如图所示： 再单击菜单栏中的Theme下拉菜单中的Auto-Label,并在出现的Auto-Label窗口中选择大区，单击OK。数据的重分类便完成了。如图所示： 为了便于观察，我们还可以通过各种图表显示出来。即打开属性表，单击工具栏中的图标，在出现的Chart Properties 中做相应的操作（如下图所示），单击OK，柱状图便制作好了。还可再做一个饼状图，单击制作的柱状图界面上工具栏中的图标，选择一种饼状样式，单击OK即可。如下图所示：二、专题图的制作及读图分析本实验将制作全国人口分布的专题图首先添加新的视图，进入视图界面，再添加全国行政区划图（即chinamap中的province）,如图所示： 并点击打开其属性表，再添加“各省区人均GDP值”，为了在全国行政区划图中显示人均GDP的主题，则需将上述两张表按照“名称”列融合在一起，即单击菜单栏的Window下拉菜单中的Iile，将整个窗口拆分，使两张表同时显示在窗口中，再单击工具栏中的按钮,则两个表便按照”名称”列融合在了一起.可以通过行政区划属性表进行查看。如图所示：然后返回视图界面，在主题框中双击行政化主题，在出现的Legend Editor 中做相应的选择，使人口数特征在全国地图中以不同的形式显示出来，通过观察表示人口数的图标分布的疏密程度、大小等特征分析的出全国人口分布的总体情况。如下图所示。双击图片主题在Legend Editor中分别选择DOT和CHAT后以人均GDP为依据点击可有一下图示：三、空间点内插及三维显示1、空间点的内插 本实验将制作全国人民血液中血红蛋白的含量差异首先添加Protein表格（血红蛋白数据），然后进入视图界面，单击菜单栏中的View下拉菜单中的Add Event Theme，在出现的窗口中做相应的选择（如下图所示），单击OK。（备注投影变化图像处于激活状态，点ThemepropertiesCustom输入不同 参数如下图所示：） 再单击菜单栏中的File下拉菜单中的Extensions，在出现的窗口中选择3D Analyst，单击OK，再在主题框中选中Protein,单击菜单栏中的Surface下拉菜单中的Interpolate Gird,在出现的Interpolate Surface 的窗口中做相应的选择（如图所示）， 即完成了血红蛋白的内插，再添加新的主题，分别是边界线和行政区划图，在主题框中分别双击边界线和行政区划这两个主题，编辑边界线和行政区划。再单击菜单栏中的File下拉菜单中的Extensions，在出现的窗口中选择Projector!,然后点击工具栏中的图标，在出现的Projector！窗口中点击OK，Projection Properties中做相应的设置（如下图所示）。 再通过接下来出现的Projector窗口中建立新的视图，单击OK。进入新的视图界面，单击菜单栏中View下拉菜单中的Add Theme,又添加行政区划图（Province）,在该视图的主题框中调整Theme1和Province的位置。双击Province，把背景颜色取掉。如图所示： 在主题框中选中Theme1,单击菜单栏中的Surface下拉菜单中的Interpolate Gird,在接下来出现的几个窗口中做相应的设置，最后单击OK。则新的内插图做好了，然后在主题框中双击做好的内插图，编辑颜色（如下图所示），且在主题框中调整主题的排列顺序（如下所示）2、三维显示 单击菜单栏中View下拉菜单中的3D Scene，在出现的3D Scene中单击OK，再单击菜单栏中的Theme下拉菜单中的3D Properties,在出现的3D Theme Properties窗