实验01-ArcGIS-Desktop9.3入门操作

实验1ArcGISDesktop入门操作实验目的熟悉ArcMap，ArcCatalog，ArcToolbox的运行环境；掌握ArcMap的对图形和图像的显示、浏览等根本操作；了解空间数据库的概念；掌握ArcCatalog中空间数据库〔Geodatabase〕的建立过程；掌握ArcToolbox工具箱的使用方法。实验背景Desktop简介ArcMap是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据，以地图为核心的模块，它是一个使用简单、功能强大的集成应用环境。ArcCatalog提供空间和表格GIS数据的管理、生成和组织。ArcGIS既支持基于文件的特征模型，又支持基于DBMS的特征模型。ArcToolbox是一个进行空间数据管理、分析和转换的工具箱。ArcToolbox提供了数据转换、管理坐标系统、以及改变地图投影的工具，对ArcInfo用户而言，ArcToolbox提供了更多更为复杂的数据转换空间分析工具。需要特别指出的是ArcMap、ArcCatalog及ArcToolbox之间是可以相互协同工作的。通常用ArcCatalog进行数据的创立、组织和管理，用ArcMap进行数据的显示、编辑和制图，而使用ArcToolbox进行各种数据的分析操作。三者相互协同，以满足用户的各种需求。空间数据库(Geodatabase)Geodatabase是ArcInfo开展到ArcGIS时候推出的一种全新的数据格式，是建立在关系型数据库管理信息系统之上新的数据模型。Geodatabase中可以包含特征要素集〔FeatureDataset〕和栅格数据集〔Rasterdataset〕。每一个要素集〔Dataset〕都可以有自己的坐标系统，FeatureDataset下的要素类〔Featureclass〕默认继承它上一级Dataset的空间参考。通常第一个参加Geodatabase的要素类的坐标系统作为默认的坐标系统，以后参加的会以此坐标系统为标准进行转换。FeatureClass：单一的主题〔图层〕和几何特征〔点、线、面〕；FeatureDatasets：通常是同一地区，不同的主题的地图数据的集合。顺便介绍一下Shapefi1e文件格式。Shapefi1e是ArcMap内部使用的一种采用非拓扑结构进行组织的空间数据格式，用于存贮空间及其属性数据。目前很多的图形数据仍然采用该文件格式。它由至少三个文件组成，其扩展名和含义如下：“.SHP〞——存储地理数据的几何特征，如坐标、长度、面积等。“.SHX〞——存储地理数据几何特征的索引。“.DBF〞——dBASE文件，存储地理数据的属性信息。实验内容在ArcMap环境中，加载并浏览实验提供的石景山地区的空间数据，并对其进行浏览。在ArcCatalog环境中，浏览北京石景山地区的空间数据，建立石景山地区的空间数据库，并通过导入要素类的方法快速建立一个空间数据集。这局部是本实验的重点和难点所在，要求掌握其操作的要领：空间数据集〔矢量数据集合FeatureDatasets，栅格数据集合RasterDatasets〕的空间参照体系的建立。在ArcToolbox环境中，熟悉其根本结构框架及功能。实验数据数据目录：光盘:GIS实验数据盘路径：E实验1路径文件名称格式说明\vector主要道路图层shapefile道路图\vector行政区划图层.shapefile行政区划图\vector居民地图层shapefile居民地图层\rasterRasterdata1tif栅格数据\rasterRasterdata2tif栅格数据ArcMap环境下的根本操作进入ArcMap环境启动ArcMap。一般启动ArcMap有两种方法：如果软件在安装过程中已经创立了桌面快捷键，直接双击ArcMap快捷键。如果没有创立快捷键，那么可通过单击开始\程序\ArcGIS\ArcMap。弹出ArcMap对话框，选择ArcMap的三种不同的开始方式：eq\o\ac(○,1)创立一幅新的空地图〔Anewemptymap〕；eq\o\ac(○,2)应用地图模版创立新地图〔Atemplate〕；eq\o\ac(○,3)翻开一幅已经存在的地图〔Anexistingmap〕。选择创立一幅新的空地图，点击选中Anewemptymap选项，如图1-1所示。然后点击【Ok】按钮进入ArcMap。创立一幅新的空地图应用地图模版创立新地创立一幅新的空地图应用地图模版创立新地图翻开一幅已经存在的地图图1-1ArcMap的窗口组成ArcMap的窗口组成包括主菜单〔MainMenu〕、标准工具条〔StandardToolbar〕、内容表〔TableofContents〕、地图显示窗口〔DisplayWindow〕、绘图工具条〔DrawToolbar〕、状态栏等，如图1-2所示。其中：内容表〔TableofContents〕用于显示地图文档所包括的数据集、数据层，同时它还可以控制数据集、数据层的显示与否，设置数据要素的显示方法，如点状要素符号的大小，线状要素的线型，面状要素的颜色等。地图显示窗口〔DisplayWindow〕用于显示地图所包括的所有地理要素。ArcMap提供了两种地图显示方式：一种是数据视图〔DataView〕，在该视图上可以进行各种针对地理要素的分析操作，但是该视图没有各种地图辅助要素；一种是版面视图〔LayoutView〕，该视图主要用于加载和编辑地图辅助要素，如比例尺、指北针、图名、图例等。小提示：ArcMap的操作界面可以根据用户的需求进行适当的变化和调整〔除了主菜单〕，这些变化和调整主要包括：工具条〔Toolbar〕的调整和变化：用户可以根据需要改变工具条摆放的位置或决定某些工具条的显示与否。内容表的调整和变化：用户可以根据需要改变内容表摆放的位置或决定某些工具条的显示与否。状态栏状态栏地图显示窗口内容表标准工具条地图显示窗口内容表标准工具条图1-2加载地图数据地图数据可通过点击标准工具栏上的按钮来添加，在弹出的AddData对话框中，选中实验目录〔E1\vector〕下的数据：““主要道路图层〞〞、““居民地图层〞〞、““行政区划图层〞〞，,将数据加载到视图窗口，如图1-3所示。图1-3点击这里来修改渐变色渲染ArcMap不仅可以浏览矢量数据，还可以查看栅格数据，具体操作如下：添加实验目录“E1\raster〞下的栅格数据图层RasterDdata1和Rasterdata2到视图窗口中。点击这里来修改渐变色渲染图1-4小提示：为了更好的数据，点击内容表中RasterData图层下的颜色带，在弹出的selectcolor对话框中选择一个新的渐变色条带来显示数据，如图1-4所示。内容表有三种显示状态：Display、Source及Selection。在Display状态下，内容表显示了所有地理要素的类型及显示状态；在Source状态下，内容表还显示了地理要素的存储路径；在Selection状态下，内容表那么显示特征要素的选中状态。点击内容表下的Display、Source、Selection标签可以实现不同状态之间的切换。浏览地图数据ArcMap提供了两种地图显示浏览方式：一种是数据视图〔DataView〕；另一种是版面视图〔LayoutView〕。小提示：在数据视图中，用户无需关心诸如指北针等地图辅助要素就可对地图进行交互处理；版面视图是一个包含制图辅助要素的虚拟页，它也显示数据窗口中的所有数据。可以通过点击标准工具条上的View\DataView(或LayoutView)来实现两种状态之间的切换。在数据视图上，可以进行各种针对地理要素的分析操作，但是该视图没有各种地图辅助要素；在版面视图上，可以加载和编辑地图辅助要素，如比例尺、指北针、图名、图例等。可以通过点击标准工具条上的View\DataView(或LayoutView)来实现两种状态之间的切换。eq\o\ac(○,1)数据视图〔DataView〕状态在数据视图下浏览数据常使用数据显示工具，借助数据显示工具〔如图1-5所示〕可以对地图进行浏览、查询、检索分析等各种操作，如图1-5所示。任意缩放任意缩放图1-5图1-5将鼠标置于Tools工具条上的各个工具上，通过查看状态栏中的功能提示信息，了解各个工具的功能，并在地图上实现这些功能。eq\o\ac(○,2)版面视图(LayoutView)状态在版面视图状态下，可以加载和编辑图名、图例、指北针等地图辅助要素，如图1-5所示，帮助生成一幅完整的地图，如图1-6所示。图1-6与版面视图对应的编辑操作工具是输出显示工具，借助输出显示工具〔如图1-7所示〕可以实现输出地图的显示、浏览、编辑等操作，如图1-7所示。图1-7保存地图文档点击主菜单上的File\Save，保存地图文档。ArcMap中使用扩展名为.mxd的文件保存地图，这个文件被称为地图文档〔或简称为地图〕。什么是地图文档？？？相对路径的选者！小提示：地图文档是一个ArcMap自带的工程文件，它用于存储用户在当前ArcMap环境下设置的各项内容。当用户再次在ArcMap中翻开地图文档，用户可以在原有根底上继续编辑完善。当用户完成地图文档的编辑后，为了防止由于绝对路径的改变导致在地图文档翻开后无法显示地图数据的情况，通常将数据文档数据源的路径设置为相对路径，设置方法如下：点击主菜单上的File/Documentproperties，翻开文档属性对话框，点击【Datasourceoptions】按钮，点击选中“storerelativepathnametodatasource〞前的复选按钮，然后点击【ok】按钮，最后点击【确定】按钮即可。ArcCatalog环境下的根本操作启动ArcCatalog单击开始\程序\ArcGIS\ArcCatalog，进入ArcCatalog的界面。ArcCatalog窗口主要由主菜单、标准工具条、目录树、视图窗口组成〔如图1-8所示〕。主菜单视图窗口目录树窗口标准工具条主菜单视图窗口目录树窗口标准工具条图1-89文件夹链接为了操作方便，先将实验实验1数据目录参加文件链接(实质是文件夹操作的快捷键)：点击标准工具条上的按钮，翻开ConnecttoFolder对话框，如图1-910所示，选择实验1实验数据所在目录，然后点击【确定】按钮，这样就在目录树中添加了文件夹“E01〞的连接。小提示：在ArcCatolog的目录树窗口中查找定位地图数据时，有时看不到所需要的盘符，这是因为没有创立到该盘的链接。使用文件夹链接功能，不仅可以看到缺省的盘符，也可以建立指定的文件目录的快捷方式。图1-910创立空间数据库在所建目录文件夹上点击右键，在弹出的快捷菜单上点击New\PersonalGeodatabase，创立一个空间数据库文件，系统自动将其命名为““NewPersonalGeodatabase.mdb〞〞，用户也可以将其重命名。添加特征要素创立一个特征要素集〔FeatureDatasets〕右键点击新建的空间数据库，在弹出的快捷菜单中，点击New\featuredataset。翻开弹出NewFeatureDataset对话框，在name文本框中输入要素集的名称：shijingshanbeijing，点击【下一步】按钮。选择地理坐标系〔选择Beijing1954〕：。在目录树窗口中点击GeographicCoordinateSystem\Asia\Beijing1954，如图1-101所示，点击【下一步】按钮。图1-101选择高程坐标系统〔选择YellowSea1956〕：。在目录树窗口中点击VerticalCoordinateSystem\Asia\YellowSea1956，如图1-112所示，点击【下一步】按钮。图1-112选择地理坐标系统及高程坐标系统的容差：，在Accepttdefaultresolutionanddomainextend前的复选框中打勾，如图1-123所示，然后点击【Finish】按钮，完成要素集的建立。图1-113参加特征要素类〔Featureclass〕特征要素类的有两种建立方式建立可以通过两种方式：导入已有的矢量数据作为特征要素类，也可以是或用户独立创立特征要素类。以导入已有的矢量数据为例：，右键点击新建的要素集，在弹出的快捷菜单中点击导入单要素import\featureclass〔single〕-导入单要素或者导入多要素featureclass〔multiple〕-导入多要素。选择featureclass〔multiple〕，点击Input文本框右侧的按钮选择实验目录下的例子数据：主要道路图层.shp、行政区划图层.shp和居民地图层.shp，如图1-143所示，然后点击【OK】按钮，可以看到在要素集中添加了3个新的要素类。图1-134特征要素的预览在ArcCatalog目录树窗口中，点击选中上面创立的再里面的shijingshan数据集，在右边的视图窗口上点击““Preview〞〞选项卡标签，。这样就可以查看到要素集〞的缩略图，如图1-145所示。图1-145在视图窗口下方的““Preview〞〞下拉列表中，点击选择““table〞〞那么可以查看数据“主要道路图层〞的属性表，浏览要素类的属性字段信息。添加栅格要素创立一个栅格要素集〔RasterDatasets〕右键点击新建的数据库，在弹出的快捷菜单中，点击New\Rasterdataset。翻开CreateRasterDataset对话框，在OutputLocation文本框中设置添加要素集的存储路径；在RasterDatasetNamewithExtenstion文本框中输入要素集的名称，如图1-156所示。图1-156点击SpatialReferenceforRaster文本框右边的坐标系添加按钮，翻开SpatialReferenceProperties对话框。点击【Select】按钮，翻开BrowseforCoordinateSystems对话框，为数据集添加空间坐标系统，如图1-167所示。在XYCoordinateSystem和ZCoordinateSystem两个页面中分别定义平面和高程的参照体系，具体操作可参照上述添加特征要素局部内容。图1-167导入栅格要素〔Raster〕右键点击新建的栅格要素集，在弹出的快捷捷菜单中点击Load\LoadData，翻开Mosiac对话框点击InputRaster文本框右端的按钮，浏览到实验目录下的栅格数据文件夹中，添加四幅华北地区北京地区的两幅遥感高程影像数据，如图1-178所示。在NodataValue文本框中输入0，点击选中Covert1bitdatato8bitdata前的复选框。然后点击【Ok】按钮，进行数据的拼接，并将拼接好的文件存储于栅格数据集中。图1-178栅格要素的预览在ArcCatalog目录树窗口中，预览“Beijing华北〞栅格数据集上面创立的再里面的，如图1-189所示。图1-189小提示：建立空间要素集〔featuredatasets,rasterdataset〕的关键在于建立统一的空间坐标参照体系。ArcGIS的空间参照主要包括坐标系统的定义(CoordinateSystem)和图幅范围的定义(X/YDomain)。实验中对于坐标系统的定义已经有了详细的表达。对于图幅范围的定义(X/YDomain)有时也非常重要，例如，新建一个空间数据库，来进行数据的采集，如果事先不获取图幅的范围来定义数据集的空间范围，会导致建立的要素类无法加载到ArcMap中进行显示。1查看空间数据的坐标系统：根据已有的坐标信息，确定空间数据的坐标系统。2定义空间数据的坐标系统：正确配置地图的坐标定义。3转换空间数据的坐标系统：转换为统一的坐标系统。ArcToolbox环境下的根本操作ArcToolbox包括了极其丰富的空间数据分析处理工具，它由多个工具集〔Toolset〕构成，能够完成各种不同类型的任务，每个主要工具集中又包含着不同级别的子工具集，包含了数目极多的工具。翻开ArcToolbox在ArcMap和ArcCatalog环境中均可以翻开ArcToolbox：在标准工具条上点击按钮即可。查看工具箱工具在ArcToolbox窗口的底部有四个标签：Favorite、Index、Search、Results。Favorite标签是以一种目录树的分类方式在窗口中显示ArcToolbox的各个工具；Index标签那么是将ArcToolbox中各个工具按名称字母的先后顺序进行排列显示；Search标签那么是进入工具搜索界面，帮助快速查找所需要的工具；Results标签相当于用户的使用日志，它记录了用户的使用信息。如图1-1920所示。小提示：如果用户知道所需使用工具的名称，可以直接借助Search搜索功能直接查找出工具，否那么可采用其他方法进行工具定位。查看方式标签工具集窗口图1-1920查看方式标签工具集窗口添加/删除工具箱ArcToolbox里的工具其实是存储在磁盘文件夹里的文件的索引，这些存储在磁盘上文件以.tbx为后缀名，用户可以根据需要复制和移动这些工具。此外，还可以通过添加、删除索引的方式来修改ArcToolbox窗口中的工具列表，具体操作