Arcgis操作手冊

1、1 ArcGIS 簡介1.1 安裝說明1.1.1ArcView（單用戶使用許可）的安裝ArcView(單用戶使用許可)即 ArcView-Single Use。試用版(Evaluation Edition)也屬于這種。這兩種軟件的安裝過程基本相同，只是在注冊的時候略有差別。ArcView 的安裝對話框說明了如果在如何您的機器上安裝 Arcview，您可以選擇安裝到本地機器或者安裝到網(wǎng)絡(luò)機器，本向?qū)в懻撊绾伟惭b到本地機器，如果需要安裝到網(wǎng)絡(luò)機器，請查看相應的文檔。如果需要進行單用戶安裝，請選擇第一個安裝選項。ArcView的安裝包含了可選擇的ArcGIS的擴展和其他模塊。如果需要安裝可選模塊，在

2、安裝的時候請選擇 complete 選項或者 custome 選項，complete 選項將安裝所有的可選擇的模塊，custom允許你選擇相應的模塊。有的可選模塊需要額外的注冊，注冊向?qū)⒏嬖V您如何進行注冊。注意：要安裝的目標目錄不能包含空格。當 ArcView 安裝結(jié)束的時候，安裝向?qū)崾灸惭b可選的模塊。安裝向?qū)б矔崾灸惭b例子數(shù)據(jù) ArcGIS Tutorial Data 和 Crystal Reports 9.0。當所有的模塊都安裝完成之后，安裝向?qū)崾灸氵M行注冊。在進行注冊前，ArcView 將無法使用。選擇一種注冊模式，然后注冊向?qū)崾灸绾芜M行注冊。注： 1. ArcVi

3、ew試 用 版 (EvaluationEdition) 注 冊 時 ， 需 輸 入 注 冊 號 碼(RegistrationNumber)，如：EVA881681009；2. ArcView正 式 軟 件 注 冊 時 ， 需 輸 入 軟 件 鎖 號 (KeyNumber) ， 如KEY3700541(見軟件鎖上印刷的數(shù)字)；同時還需要輸入序列號，請留意產(chǎn)品的交貨單。1.1.2ArcGIS（浮動使用許可）的安裝ArcGIS (浮動使用許可)即 ArcGIS-Concurrent，使用浮動的license。浮動的License 允許您對 License 進行集中的管理，浮動的 License 的核

4、心是 License 管理器，只要在一臺機器上安裝了 License 管理器，局域網(wǎng)內(nèi)的其他機器也可以使用該機器上的 License。圖 1.1 License 管理器示意圖ArcGIS (浮動使用許可)軟件的安裝跟單用戶使用許可的軟件差別不大，只是需要安裝浮動的 license。由于 License 管理器(License Manager)已經(jīng)安裝在局域網(wǎng)內(nèi)一臺計算機上，所以其他計算機在安裝時只要訪問該計算機上的 License 即可。如下圖所示，選擇 Install ArcGIS on a network。圖 1.2 ArcGIS 安裝界面License Manager Server中輸入

5、安裝有License的計算機的名稱，查找到License 后繼續(xù)安裝即可。圖 1.3 License Manager Server 輸入界面1.2 ArcGIS 體系結(jié)構(gòu)圖 1.4 ArcGIS 體系結(jié)構(gòu)圖ArcGIS 不是一個孤立的 GIS 軟件，而是具有統(tǒng)一、嚴整、完備、可伸縮集成體系結(jié)構(gòu)的系列 GIS 平臺，它可以適應 GIS 用戶由低到高的廣泛需求。ArcGIS由三個重要部分組成：ArcSDE、ArcIMS、ArcGIS 桌面軟件。1.2.1 服務器端1. ArcSDE空間數(shù)據(jù)管理中心ArcSDE 是一個高效的海量空間數(shù)據(jù)庫引擎。ArcSDE 將空間數(shù)據(jù)和相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一放在工業(yè)標準

6、的DBMS下進行管理，支持多用產(chǎn)并發(fā)訪問操作。ArcSDE 在企業(yè)級的 GIS 應用中扮演了一個重要的基礎(chǔ)角色。ArcSDE 結(jié)合了多用戶編輯和對空間數(shù)據(jù)庫的事務處理，與 ArcEditor和ArcInfo 緊密結(jié)合支持對多用戶空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、建立、編輯和共享。ArcSDE 支持 Oracle，Microsoft SQL Server，IBMDB2 和 Informix 等基于工業(yè)標準的數(shù)據(jù)庫平臺。2. ArcIMS空間信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布中心ArcIMS 是互聯(lián)網(wǎng)地圖服務器，是基于 Internet 的分布式空間信息和 GIS 服務器。ArcIMS 提供了 InternetIntranet 環(huán)境下

7、的地圖服務能力。ArcIMS 客戶端瀏覽器可以是標準的瀏覽器，如 IE，也可以是 ESRI 免費提供的 ArcExplorer 專用地圖瀏覽器。所有的ArcGIS的桌面客戶端(ArcInfo，ArcEditor ，ArcView，ArcExplorer 和 ArcIMS Viewer)都可以通過 Web 從 ArcIMS 服務器動態(tài)地獲取矢量數(shù)據(jù)流。這些新的圖層類型可以象本地數(shù)據(jù)一樣完成符號化，制圖，查詢，簡單編輯和分析工作。1.2.2 客戶端 ArcGIS的客戶端包括ArcInfo、ArcEditor、ArcView、ArcGIS擴展模塊、ArcExplorer、ArcReader 和 Ar

8、cIMSViewer(即通用瀏覽器)，此外，還有很多 ESRI公 司 其 他 的 軟 件 產(chǎn) 品 ： MapObjects for windows(MO-WIN) 、 MapObjects forJava(MO-Java)、ArcPad 等。 ArcGIS桌面軟件：一個一體化的高級的GIS應用平臺，是指ArcView、ArcEditor 和 ArcInfo。它們分享通用的結(jié)構(gòu)，通用的代碼基礎(chǔ)，通用的擴展模塊和統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境。從 ArcView、ArcEditor 到 ArcInfo，功能由簡到繁。1. ArcView8 ArcView 8 提供了核心的制圖和 GIS 功能。可以完成數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、

9、編輯、顯示、查詢、符號定制管理，動態(tài)的投影轉(zhuǎn)換，內(nèi)嵌的 VBA 開發(fā)環(huán)境，對 Shape文件和基于 Access 數(shù)據(jù)庫的個人化 Geodatabase 的編輯工具，支持注記等；使用ArcView 可以完成任何從簡單到復雜的 GIS 任務，包括制圖，數(shù)據(jù)管理，地理分析，數(shù)據(jù)編輯和地理處理并使用 VBA 進行客戶化。2. ArcEditor8 ArcEditor8 包含了 ArcView8 軟件的所有功能，還增加了對 Geodatabase 的編輯能力。增加的功能包括，支持多用戶編輯，版本管理，數(shù)據(jù)模型定制與擴展，與要素關(guān)接的注記和尺寸標注要素類。ArcEditor 提供對 ESRI 支持的所有

10、矢量數(shù)據(jù)格式的建立和編輯能力。3. ArcInfo8 ArcInfo 8 除了包括 ArcView 8 和 ArcEditor8 的所有功能外，還增加了高級的空間處理能力。ArcInfo 是一個完全的 GIS 數(shù)據(jù)建立、轉(zhuǎn)換、更新、查詢、制圖和分析系統(tǒng)。所有的 ArcGIS 桌面軟件都由一組相同的應用環(huán)境構(gòu)成：ArcMap，ArcCatalog 和 ArcToolbox。通過這三個應用的協(xié)調(diào)工作，可以完成從簡單到復雜的 GIST 作，包括查詢檢索、制圖，數(shù)據(jù)管理，空間統(tǒng)計、空間分析和空間處理。還包括與 Internet圖和服務的整合，地理編碼，高級數(shù)據(jù)編輯，高質(zhì)量的制圖，動態(tài)投影，元數(shù)據(jù)管理，

11、對近 40 種數(shù)據(jù)格式的直接支持等。（1）ArcMapArcMap 是 ArcGIS 桌面系統(tǒng)的核心應用。它把傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)編輯、查詢、顯示、分析、報表和制圖等 GIS 功能集成到一個簡單的可擴展的應用框架上。圖 1.5 ArcMap 地理數(shù)據(jù)視圖在該應用中，我們可以操作地圖。地圖是一個包含地理窗口或視圖的制圖版面，它由一系列圖層，圖例，比例尺，指北針和其他制圖元素組成。ArcMap 可以以不同的視圖顯示地圖地理數(shù)據(jù)視圖和版面視圖在此環(huán)境中，你可以完成一系列高級的 GIS 任務。圖 1.6 ArcMap 版面視圖（2）ArcCatalogArcCatalog 用于組織和管理所有 GIS 數(shù)據(jù)。

12、它包含一組工具用于瀏覽和查找地理數(shù)據(jù)、記錄和瀏覽元數(shù)據(jù)、快速顯示數(shù)據(jù)集及為地理數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖 1.7 ArcCatalog 組織管理 GIS 數(shù)據(jù)圖 1.8 ArcCatalog 預覽 GIS 信息（3）ArcToolbox ArcToolbox 是一個簡單的包含了各種用于空間處理的 GIS 工具的應用。有兩個版本的 ArcToolbox-隨 ArcInfo 提供的完整版和隨 ArcView 和 ArcEditor 提供的簡化版。圖 1.9 ArcToolbox 用于空間處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換2數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換2.1 e00 格式轉(zhuǎn)換成其他格式1. e00 格式轉(zhuǎn)換成 CoverageArcToo

13、lBox 轉(zhuǎn)換工具（Conversion Tools） 導入到 Coverage（Import toCoverage ） 從ESRI中 間 交 換 文 件 導 入ArcView （ArcView Import fromInterchange File）在“輸入文件”中輸入 e00 的路徑及文件，在“輸出數(shù)據(jù)集”中輸入要生成的 Coverage 的路徑及名稱確定完成轉(zhuǎn)換。圖 2.1 e00 格式轉(zhuǎn)換成 Coverage2. Coverage 格式轉(zhuǎn)換成 ShapeFileArcToolBox 轉(zhuǎn)換工具（Conversion Tools）從 Coverage 導入（Export from Cove

14、rage） Coverage 導入到 ShapeFile（Coverage to ShapeFile） 在“輸入 Coverage”中輸入 Coverage 的路徑及文件，在“Feature class”中選擇 Poly、Line或 Point 類型，在“Data type mapping”中選擇投影類型，在“輸出 ShapeFile”中輸入要生成的 ShapeFile 的路徑及名稱確定完成轉(zhuǎn)換。圖 2.2 Coverage 格式轉(zhuǎn)換成 ShapeFiles2.2 CAD 格式轉(zhuǎn)換成 Geodatabase首先，在 ArcCatalog 中新建一個 Personal Geodatabase。A

15、rcCatalog 在放置Geodatabase的目錄上擊右鍵 NewPersonal Geodatabase 生成一個 Personal Geodatabase。圖 2.3在 ArcCatalog 中生成一個 Personal GeodatabaseArcToolBox 轉(zhuǎn)換工具（Conversion Tools） 從 CAD 導入（Export from CAD） CAD 格式轉(zhuǎn)換成 Geodatabase（CAD to Geodatabase） 在“輸入 CAD文件”中輸入 CAD 的路徑及文件，在“Select an existing CAD feature class”中選擇Poly

16、Line或 Point等類型，在“Output Geodatabase”中輸入要導入的 Geodatabase的路徑及名稱確定完成轉(zhuǎn)換。圖 2.4 CAD 格式轉(zhuǎn)換成 Geodatabase 3 數(shù)據(jù)的顯示和查詢3.1 數(shù)據(jù)的打開和顯示3.1.1 數(shù)據(jù)的打開ArcMap 選擇 An existing map雙擊 Browse for maps 選擇要打開的文件（*.mxd）。圖 3.1在 ArcMap 中打開數(shù)據(jù)3.1.2 數(shù)據(jù)視圖和版面視圖ArcMap View 菜單 Data View 數(shù)據(jù)視圖。圖 3.2 ArcMap 的數(shù)據(jù)視圖ArcMap View 菜單Layout View 版面視

17、圖。圖 3.3 ArcMap 的版面視圖3.1.3 圖層、數(shù)據(jù)集、地圖圖 3.4 ArcMap 的圖層、數(shù)據(jù)集、地圖ArcMap 中，左邊是內(nèi)容表（Table of contents），右邊是地圖。在內(nèi)容表中，列出了所有的圖層并指示出它們在地圖中的表現(xiàn)方式。可以將圖層進一步組織為數(shù)據(jù)集（Data frames），使數(shù)據(jù)框中包含的圖層可以同時進行操作，比如數(shù)據(jù)集的對比。圖 3.5 ArcMap 的數(shù)據(jù)集的應用3.1.4 管理內(nèi)容表如圖 3.4 所示，排在內(nèi)容表中上部的圖層在地圖窗口中顯示在排在內(nèi)容表中下部的圖層的上面，為了不遮蓋其他圖層，面圖層一般應排在內(nèi)容表的下部。點擊圖層前面的使之變成，可以

18、看到該圖層的詳細信息；將圖層前面的中的“”去掉，可以使該圖層不顯示。3.1.5 修改符號屬性點擊schools圖層的點符號顯示其符號選擇窗口，在該窗口中重新選擇符號新符號在地圖窗口中顯示。如圖 3.6圖 3.8 所示。圖 3.6 ArcMap 中修改符號屬性 1 圖圖 3.7 ArcMap 中修改符號屬性 2 圖圖 3.8 ArcMap 中修改符號屬性 3 圖173.1.6 符號的定制Tools Styles Style Manager，彈出 ArcMap 的符號管理器如圖 3.9 所示選中 Line Symbols 在右邊 Symbol contents 窗口的空白區(qū)域擊鼠標右鍵點擊 New

19、 點擊 Line Symbol 得到 New Line Symbol。圖 3.9 ArcMap 的符號管理器在 Style Manager 中雙擊 New Line Symbol 彈出 Symbol Property Editor 選擇 Type 為 Cartographic Line Symbol Color 選擇白色 Width 選擇 2.2 單擊 Template tab 將小格子拉到 11 的位置點擊將前面的 4 各格子涂黑。圖 3.10 ArcMap 的符號屬性編輯 1 圖在 Symbol Property Editor的 Layers 下點擊+號增加 1 層 Color 選擇黑色

20、Width 選擇 3 確定完成鐵路符號的定制。圖 3.11 ArcMap 的符號屬性編輯 2 圖3.1.7 標記要素在內(nèi)容表中右鍵點擊要標記的層并點擊屬性選擇Labels tab擇標記使用的 Label Field 確定。圖 3.12 ArcMap 中選擇要標記的字段在 Draw toolbar 中點擊 Label button（點擊 New Text 旁邊的 dropdown arrow選擇）選擇 position 和 label style 在要標記的位置點擊鼠標。3.1.8 自動標記要素圖 3.13 ArcMap 中的要素標記和圖 3.12 類似，在內(nèi)容表中右鍵點擊要標記的層并點擊屬性選

21、擇 Labels tab 選中 Label Features 選擇標記使用的 Label Field 確定，該層所有的要素自動標記。在內(nèi)容表中右鍵點擊已標記的層并點擊 Label Features，可清除該層的自動標記；復選，重新自動標記。圖 3.14 ArcMap 中開關(guān)自動標記3.1.9 設(shè)置顯示閥值在地圖窗口中調(diào)整到合適的顯示比例右鍵點擊要設(shè)置顯示閥值visible scale 的圖層點擊 Visible Scale Range 選擇設(shè)置 Maximum Scale 或 Minimum Scale。已設(shè)置顯示閥值的可以點擊 Clear Scale Range 取消。圖 3.15 ArcM

22、ap 中開關(guān)自動標記3.2 數(shù)據(jù)的選擇與查詢3.2.1 設(shè)置可選圖層點擊 Selection 菜單下的 Set Selectable Layers 在彈出窗體中選中要選擇的層再點擊 Selection 菜單下的 Interactive Selection Method中的 Create NewSelection 在工具欄中點擊 Select Features 工具點擊要選擇的要素（可以按住 Shift 鍵進行更多選擇）。圖 3.16 ArcMap 中設(shè)置可選圖層 1 圖圖 3.17 ArcMap 中設(shè)置可選圖層 2 圖3.2.2 屬性選擇查詢點擊 Selection 菜單下的 Select B

23、y Attributes 在彈出窗體中選中要選擇的層選擇 selection method 雙擊一個 field 添加 field name 到 expression box給表達式添加操作符 operator 選擇 values 點擊 Verify 按鈕驗證表達式的正確性應用執(zhí)行。圖 3.18 ArcMap 中屬性選擇查詢3.2.3 空間選擇查詢點擊 Selection 菜單下的 Select By Location在彈出窗體中選擇 selection method 選中要選擇的層選擇執(zhí)行的 selection method 選擇要執(zhí)行選擇的層選中 use selected features

24、 選中 Apply a buffer 應用執(zhí)行。圖 3.19 ArcMap 中空間選擇查詢3.2.4 查詢結(jié)果的保存右鍵點擊包含選擇集的圖層選擇 Data Export Data 在 Export 框中選擇 Selected features 輸入 Output file 路徑及文件名保存。圖 3.20 ArcMap 中查詢結(jié)果的保存3.2.5 創(chuàng)建查詢結(jié)果的統(tǒng)計右鍵點擊包含選擇集的圖層選擇 Open Attribute Table 選擇 Selected 顯示右鍵點擊 AREA 字段頭選擇 Summarize。圖 3.21 ArcMap 中查詢結(jié)果的統(tǒng)計 1 圖在彈出窗口中選擇 summar

25、y statistics 的方法選擇 output table的路徑及文件名確定執(zhí)行。圖 3.22 ArcMap 中查詢結(jié)果的統(tǒng)計 2 圖4 數(shù)據(jù)的編輯4.1 編輯環(huán)境4.1.1 Editor 工具條 Editor 工具條如圖 4.1 所示。圖 4.1 Editor 工具條4.1.2 開始和結(jié)束編輯會話點擊 Editor Start Editing，開始編輯會話；點擊 Editor Stop Editing，結(jié)束編輯會話。4.1.3 選取、拖動和旋轉(zhuǎn)要素點擊 Edit 按鈕，選取要素，被選要素高亮。選取要素后，左鍵按住不放可以拖動要素。選取要素后，點擊 Rotate 按鈕可以旋轉(zhuǎn)要素。4.2

26、創(chuàng)建新要素4.2.1 創(chuàng)建線要素1.草圖工具2.打斷工具3.中點工具a 單擊編輯工具條中的中點工具；b 在圖中點擊兩點畫一條線；d 這條線的中點將作為新創(chuàng)建的線的一個點；e 繼續(xù)畫線，每一條線的中點將作為新創(chuàng)建線的點。4.距離距離工具a 單擊編輯工具條中的距離-距離工具；b 單擊圖中任意一點，以此點為圓心畫圓，按 D 鍵后輸入數(shù)字，確定半徑；c 單擊圖中任意一點，以此點為圓心畫圓，按 D 鍵后輸入數(shù)字，確定半徑；d 兩個圓的交點作為創(chuàng)建線的一個點；e 按上述方法繼續(xù)創(chuàng)建線的其他點。5.方向距離工具a 單擊編輯工具條中的方向-距離工具；b 單擊圖中任意一點，確定方向后單擊；c 單擊圖一點，以此點

27、為圓心畫圓，按 D 鍵后輸入數(shù)字，確定半徑；d 圓與線的交點將做為新創(chuàng)建線的一點；e 按上述方法繼續(xù)創(chuàng)建線的其他點。6.弧線工具7.中點弧工具a 單擊編輯工具條中的工具中點弧工具；b 點擊弧線的起點；c 點擊弧線的終點；d 移動鼠標確定合適的弧度。8.切線工具a 在畫完一段弧線之后，單擊編輯工具條中的工具切線工具；b 點擊任意一點畫第二個點；c 確定的弧線和原來的弧線相切。9.追蹤工具4.3 編輯存在要素4.3.1 編輯節(jié)點Start Editing 后，在 Task 欄選擇 Modify Feature，點擊 Edit 工具點擊小方塊形的節(jié)點，可以進行移動，刪除等操作。圖 4.2 ArcMa

28、p 中編輯節(jié)點4.3.5 要素的合并選擇要合并的兩個或兩個以上的要素，點擊 Merge 或 Union。Merge 執(zhí)行合并，原要素刪除；Union 產(chǎn)生一個新的合并要素，原要素不變。4.3.6 要素的延伸和裁剪Start Editing 后，在 Task 欄選擇 Extend/Trim Features 點擊 Edit 按鈕選擇要延伸或裁剪的線段點擊 Sketch 工具繪制線段，完成延伸或裁剪。圖 4.3 ArcMap 中要素的延伸和裁剪Start Editing 后，在 Task 欄選擇 Cut Polygon Features 點擊 Edit 按鈕選擇要裁剪的多邊形點擊 Sketch 工

29、具繪制線段完成裁剪。圖 4.4 ArcMap 中要素的裁剪4.4 編輯屬性4.4.1 查看屬性Start Editing 后，點擊 Edit 工具選擇要查看屬性的要素點擊 Attributes按鈕彈出屬性表。圖 4.5 ArcMap 的數(shù)據(jù)編輯中查看屬性4.4.2 添加和修改屬性如圖 4.5 所示，可以在要素的某一字段的 Value 列中更改屬性值，回車即可保存。也可以對圖層的所有要素的某一字段修改屬性值，如圖 4.6 所示。圖 4.6 ArcMap 的數(shù)據(jù)編輯中查看屬4.4.3 復制和粘貼屬性屬性表支持復制和粘貼操作，可以復制和粘貼屬性值。圖 4.7 ArcMap 的數(shù)據(jù)編輯中查看屬4.5

30、空間配準4.5.1 使用地理參考工具欄在菜單欄點鼠標右鍵，選取影像配準工具 Georeferencing。圖 4.8 ArcMap 的影像配準工具鼠標右鍵單擊 target layer（矢量層）選擇 Zoom to Layer 選擇 Georeferencing下的 Fit To Display 點擊 Control Points 工具添加控制點（在光柵圖上點擊一個位置點，再點擊矢量圖上的相應位置點）添加更多的控制點使配準更精確點擊 View Link Table 可以查看添加的控制點的信息點擊 Georeferencing 下的Update Georeferencing 保存更改信息（和光柵

31、圖同名但拓展名為.aux）可以點擊 Rectify 將校正后的光柵圖另存為一個文件。圖 4.9 ArcMap 中影像配準5 數(shù)據(jù)的管理5.1 內(nèi)容標簽Contents 窗口有四種瀏覽方法：大圖標、列表、詳細列表、縮略圖。圖 5.1 ArcCatalog 的內(nèi)容瀏覽工具條圖 5.2 ArcCatalog 的內(nèi)容標簽5.2 預覽標簽在預覽窗口能夠執(zhí)行 Zoom In, Zoom Out, Pan, Full Extent, and Identify 的操作。圖 5.3 ArcCatalog 的預覽工具條圖 5.4 ArcCatalog 的預覽標簽5.3 元數(shù)據(jù)標簽元數(shù)據(jù)窗口顯示地圖數(shù)據(jù)的描述信息。

32、其中，Description 描述數(shù)據(jù)的狀態(tài)，存儲及訪問信息；Spatial描述數(shù)據(jù)的坐標系，空間信息；Attributes描述數(shù)據(jù)的字段信息。圖 5.5 ArcCatalog 的元數(shù)據(jù)工具條圖 5.6 ArcCatalog 的元數(shù)據(jù)標簽5.4 設(shè)置顯示數(shù)據(jù)類型選擇 Tools 菜單下的 Options 在 General tab 中可以設(shè)置 Catalog 顯示的數(shù)據(jù)類型。圖 5.7 ArcCatalog 中設(shè)置顯示數(shù)據(jù)類型5.5 創(chuàng)建新 ShapeFile 等在 放 置ShapeFile的 目 錄 上 擊 右 鍵 New ShapeFile設(shè) 置ShapeFile 的屬性，包括 Point

33、、Line、Polygon 等類型和坐標系生成。圖 5.8 ArcCatalog 中創(chuàng)建新 ShapeFile6制圖與輸出6.1地圖輸出通過一個練習（見 using ArcMap P23），了解地圖輸出的有關(guān)功能，主要包括：1.地圖模板2.數(shù)據(jù)框3.地圖制圖和整飾的要素4.頁面設(shè)置5.預覽和打印輸出。6.2矢量數(shù)據(jù)的獲取，從紙質(zhì)地圖到矢量地圖在 GIS 的幾何數(shù)據(jù)采集中，如果幾何數(shù)據(jù)已存在于其它的 GIS 或?qū)ｎ}數(shù)據(jù)庫中，那么只要經(jīng)過轉(zhuǎn)換裝載即可；對于由測量儀器獲取的幾何數(shù)據(jù)，只要把測量儀器的數(shù)據(jù)傳輸進入數(shù)據(jù)庫即可，測量儀器如何獲取數(shù)據(jù)的方法和過程通常是與GIS 無關(guān)的。對于柵格數(shù)據(jù)的獲取，G

34、IS 主要涉及使用掃描儀等設(shè)備對圖件的掃描數(shù)字化，這部分的功能也較簡單。因為通過掃描獲取的數(shù)據(jù)是標準格式的圖像文件，大多可直接進入 GIS 的地理數(shù)據(jù)庫。從遙感影像上直接提取專題信息，需要使用幾何糾正、光譜糾正、影像增強、圖像變換、結(jié)構(gòu)信息提取、影像分類等技術(shù)，主要屬于遙感圖像處理的內(nèi)容。因此，以下主要介紹 GIS 中矢量數(shù)據(jù)的采集。GIS 中矢量數(shù)據(jù)的采集主要包括地圖跟蹤數(shù)字化與地圖掃描數(shù)字化，以及屏幕跟蹤數(shù)字化。一、地圖跟蹤數(shù)字化跟蹤數(shù)字化是目前應用最廣泛的一種地圖數(shù)字化方式，是通過記錄數(shù)字化板上點的平面坐標來獲取矢量數(shù)據(jù)的。其基本過程是：將需數(shù)字化的圖件(地圖、航片等)固定在數(shù)字化板上，

35、然后設(shè)定數(shù)字化范圍、輸入有關(guān)參數(shù)、設(shè)置特征碼清單、選擇數(shù)字化方式(點方式和流方式等)，就可以按地圖要素的類別分別實施圖形數(shù)字化了。由于跟蹤數(shù)字化本身幾乎不需要 GIS 的其它計算功能，所以跟蹤數(shù)字化軟件往往可以與整個 GIS 系統(tǒng)脫離開，因而可單獨使用。地圖跟蹤數(shù)字化時數(shù)據(jù)的可靠性主要取決于操作員的技術(shù)熟練程度，操作員的情緒會嚴重影響數(shù)據(jù)的質(zhì)量。操作員的經(jīng)驗和技能主要表現(xiàn)在能選擇最佳點位來數(shù)字化地圖上的點、線、面要素，判斷十字絲與目標重合的程度等能力。二、地圖掃描數(shù)字化掃描數(shù)字化是目前較為先進的地圖數(shù)字化方式，也是今后的發(fā)展方向，但要實現(xiàn)完全自動化還要做大量艱巨的努力，目前所能提供的掃描數(shù)字化

36、軟件是半自動化的，還需做相當?shù)娜藱C交互工作。地圖掃描數(shù)字化的基本思想是：首先通過掃描將地圖轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，然后采用柵格數(shù)據(jù)矢量化的技術(shù)追蹤出線和面，采用模式識別技術(shù)識別出點和注記，并根據(jù)地圖內(nèi)容和地圖符號的關(guān)系，自動給矢量數(shù)據(jù)賦屬性值。根據(jù)目前的技術(shù)水平，首先要對所掃描的彩色地圖進行分版處理，通常分為黑版要素、水系版要素、植被要素和地貌要素，也可以直接對分版圖進行掃描，然后由軟件進行二值化，去噪音等處理，經(jīng)常需要進行一些編輯，以保證自動跟蹤和識別的進行；在軟件自動進行跟蹤和識別時，仍需要進行部分的人機交互，如處理斷線、確定屬性值等，有時甚至要人工在屏幕上進行數(shù)字化。與地圖跟蹤數(shù)字化相比，地圖掃

37、描數(shù)字化具有速度快、精度高、自動化程度高等優(yōu)點，正在成為 GIS 中最主要的地圖數(shù)字化方式。地圖掃描數(shù)字化的自動化程度高，但必須具有一些對掃描后的地圖數(shù)據(jù)的預處理能力，同時，由于其最后結(jié)果同地圖跟蹤數(shù)字化的結(jié)果是相同的，因而還必須具有地圖跟蹤數(shù)字化所具有的一些功能。三、屏幕跟蹤數(shù)字化過程當數(shù)據(jù)量不是特別大，精度要求不是特別高的時候，可以采用一種折中的方法，就是屏幕跟蹤數(shù)字化。結(jié)合實例介紹屏幕跟蹤數(shù)字化的過程。1.紙質(zhì)地圖準備。2.建立新的圖層或者打開已有的圖層，并進行坐標系統(tǒng)、范圍的設(shè)置。3.在紙質(zhì)地圖上建立控制點，掃描。4.配準紙質(zhì)地圖。所有圖件掃描后都必須經(jīng)過掃描糾正，對掃描后的柵格圖進行

38、檢查，以確保矢量化工作順利進行。對影像的配準有很多方法，下面介紹一種常用方法。（1）打開 ArcMap，增加 Georeferncing 工具條。（2）把需要進行糾正的影像增加到 ArcMap 中，會發(fā)現(xiàn) Georeferncing 工具條中的工具被激活。（3） 在配準中我們需要知道一些特殊點的坐標，即控制點。可以是經(jīng)緯線網(wǎng)格的交點、公里網(wǎng)格的交點或者一些典型地物的坐標，我們可以從圖中均勻的取幾個點。如果我們知道這些點在我們矢量坐標系內(nèi)坐標，則用以下方法輸入點的坐標值，如果不知道它們的坐標，則可以采用間接方法獲取。（4）首先將 Georeferncing 工具條的 Georeferncing

39、菜單下 Auto Adjust 不選擇。（5）在 Georeferncing 工具條上，點擊 Add Control Point 按鈕。（6） 使用該工具在掃描圖上精確到找一個控制點點擊，然后鼠標右擊輸入該點實際的坐標位置，如下圖所示：（7）用相同的方法，在影像上增加多個控制點，輸入它們的實際坐標。（8）增加所有控制點后，在 Georeferencing 菜單下，點擊 Update Display。（9）更新后，就變成真實的坐標。（10） 在 Georeferencing 菜單下，點擊 Rectify，將校準后的影像另存。后面我們的數(shù)字化工作是對這個校準后的影像進行操作的。5.分層矢量化。通過

40、上面的操作我們的數(shù)據(jù)已經(jīng)完成了配準工作，下面我們將使用這些配準后的影像進行分層矢量化。此時創(chuàng)建新的圖層時可以直接導入第 4 步中創(chuàng)建圖層的坐標系統(tǒng)了。7 空間數(shù)據(jù)處理本章通過幾個練習，介紹空間數(shù)據(jù)處理有關(guān)的幾個問題，主要包括：投影的概念投影的分類投影變換影像配準空間配準空間數(shù)據(jù)處理是指針對數(shù)據(jù)本身進行的操作，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)重構(gòu)與數(shù)據(jù)抽取，使系統(tǒng)存儲和采集的數(shù)據(jù)能滿足用戶的特定需求。不產(chǎn)生新的信息。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要解決幾何配準的問題，包括幾何糾正、投影變換和輻射糾正。輻射糾正是對圖像而言，由成像系統(tǒng)的中心投影變換為正射投影。對我們而言用途不大，所以在這一章關(guān)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要介紹投影變換。數(shù)據(jù)重構(gòu)是

41、指針對數(shù)據(jù)本身進行的某種格式的再建，解決結(jié)構(gòu)和類型上的統(tǒng)一包括結(jié)構(gòu)變換（柵格到矢量或矢量到柵格）、類型的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的壓縮、邊沿匹配。數(shù)據(jù)壓縮主要是對柵格數(shù)據(jù)的，邊沿匹配在 ArcGIS 中體現(xiàn)在空間配準上，在這一章里主要介紹空間配準。數(shù)據(jù)提取是指針對數(shù)據(jù)本身進行的有條件的提取，以滿足某種特定的需求。包括類型提取、窗口提取、布爾提取、空間內(nèi)插等。關(guān)于數(shù)據(jù)提取部分主要介紹空間內(nèi)插，放在第八章結(jié)合實例介紹。7.1坐標系統(tǒng)目前，世界各國、各地區(qū)已建立了各種規(guī)模和類型的 GIS，這些系統(tǒng)為經(jīng)濟、國防等各個領(lǐng)域的科學決策提供了依據(jù)，發(fā)揮了重要的作用。但是不論每個應用型的 GIS 的服務目的是什么，每個 G

42、IS 自身的數(shù)據(jù)必須是在統(tǒng)一的地理參照系下的數(shù)據(jù)，也就是說要有統(tǒng)一的坐標系和高程系。一、地球的形狀地球近似球體，其表面高低不平，極其復雜。假想將靜止的平均海水面延伸到大陸內(nèi)部，可以形成一個連續(xù)不斷的、與地球比較接近的形體。把該形體視為地球的形體，其表面就稱之為大地水準面。但是，由于地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻和地面高低起伏不平，使各處的重力方向發(fā)生局部變異，處處與重力方向垂直的大地水準面顯然不可能是一個十分規(guī)則的表面，且不能用簡單的數(shù)學公式來表達，因此，大地水準面不能作為測量成果的計算面。為了測量成果計算的需要，選用一個同大地體相近的、可以用數(shù)學方法來表達的旋轉(zhuǎn)橢球來代替地球，且這個旋轉(zhuǎn)橢球是由一個

43、橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的。凡是與局部地區(qū)(一個或幾個國家)的大地水準面符合得最好的旋轉(zhuǎn)橢球，稱為參考橢球。經(jīng)過長期的觀測、分析和計算，世界上許多學者和機構(gòu)算出了參考橢球的長短半徑的數(shù)值。我國 1952 年前采用的海福特橢球，1953 年起改用克拉索夫斯基橢球，1978年后開始采用 1975 年國際橢球，并以此建立了我國新的、獨立的大地坐標系。二、坐標系坐標系確定地面點或空間目標位置所采用的參考系。與測量相關(guān)的主要有地理坐標系和平面坐標系。(1)地理坐標系(Geographic Coordinate System)我們在 ArcView 和 ArcInfo 中經(jīng)?？吹竭@種坐標系，它是一種用三維球面

44、來定義地物位置的坐標系，地面上任一點 M 的位置可由經(jīng)度 和緯度 來決定，記為 M(,)。經(jīng)緯度是衡量地物點到地心和地球曲面之間的角度的。坐標原點在本初子午線和赤道的交點，因此地理坐標系被分為四個象限。經(jīng)緯度具有深刻的地理意義，它標示物體在地面上的位置，顯示其地理方位(經(jīng)線與南北相應，緯線與東西相應)，表示時差，此外，經(jīng)緯線還標示許多地理現(xiàn)象所處的地理帶，如氣候、土壤等部門都要利用經(jīng)緯度來推斷地理規(guī)律。雖然經(jīng)緯度可以準確的定位，但是他們并不是標準的度量單位，只有赤道上一個經(jīng)度帶的距離與一個緯度帶的距離相接近，因為緯線中只有赤道是大圓，而所有的經(jīng)線圈都是大圓。(2)平面坐標系將橢球面上的點通過投

45、影的方法投影到平面上時，通常使用平面坐標系。平面坐標系分為平面極坐標系和平面直角坐標系。平面極坐標系采用極坐標法，即用某點至極點的距離和方向來表示該點的位置的方法，來表示地面點的坐標。主要用于地圖投影理論的研究。平面直角坐標采用直角坐標(笛卡爾坐標)來確定地面點的平面位置。可以通過投影將地理坐標轉(zhuǎn)換成平面坐標。三、高程系高程由高程基準面起算的地面點的高度。而高程基準面是根據(jù)多年觀測的平均海水面來確定的。也就是說，高程(也稱海拔高程、絕對高程)是指地面點至平均海水平的垂直高度。地面點之間的高程差，稱為相對高程，簡稱高差。由于不同地點的驗潮站所得的平均海平面之間存在著差異，所以，選用不同的基準面就

46、有不同的高程系統(tǒng)。一個國家一般只能采用一個平均海水面作為統(tǒng)一的高程基準面。我國的高程基準原來采用“1956 年黃海高程系”，由于觀測數(shù)據(jù)的積累，黃海平均海水面發(fā)生了微小的變化，因此啟用了新的高程系，即“1985 年國家高程基準”。在采用新的高程基準后，對已有地圖的等高線高程的影響可忽略不計。7.2投影的實質(zhì)不規(guī)則的地球表面可以用地球橢球面來替代，地球橢球面是不可展曲面，而地圖是一個平面，將地球橢球面上的點映射到平面上來的方法，稱為地圖投影。對于較小區(qū)域范圍，可以視地表為平面，這樣就可以認為投影沒有變形。但對于大區(qū)域范圍，甚至是半球、全球，這種投影方法就不太適合了。這時，可以考慮另外的投影方法，

47、例如，可以假設(shè)地球按比例尺縮小成一個透明的地球儀那樣的球體，在其球心、球面或球外安放一個發(fā)光點，將地球儀上經(jīng)緯線(連同控制點及地形、地物圖形)投影到球外的一個平面上，即成為地圖。下圖是將地球表面投影在平面上的透視投影示意圖。透視投影示意圖實際上這種直觀的透視投影方法亦有很大的局限性，例如，只能對一局部地區(qū)進行投影，且變形有時較大，同時往往不能將全球投影下來，多數(shù)情況下不可能用這種幾何作圖的方法來實現(xiàn)。科學的投影方法是建立地球橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)與平面上相應的經(jīng)緯線網(wǎng)相對應的基礎(chǔ)上的，其實質(zhì)就是建立地球橢球面上點的坐標(，)與平面上對應的坐標(x,y)之間的函數(shù)關(guān)系，用數(shù)學表達式表示為：這是地圖投

48、影的一般方程式。當給定不同的具體條件時，就可得到不同種類的投影公式。7.3投影分類由于要將不可展的地球橢球面展開成平面，且不能有斷裂，那么圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，因而投影變形是不可避免的。投影變形通常包括三種，即長度變形、角度變形和面積變形。(1)按投影變形性質(zhì)分類根據(jù)地圖投影中可能引入的變形的性質(zhì)，可以分為等角投影、等面積投影和任意投影三種。等角投影保證了投影后任意點的由任意兩條微分線段構(gòu)成的角度不產(chǎn)生變形，這種投影可以使得投影前后的形狀保持不變，因而也稱之為正形投影。等面積投影保證了投影前后面積保持不變，對微分面積如此，對整個區(qū)域的較大面積亦如此。任意投影在投影后既不保持

49、角度不變，又不保持面積不變，它同時存在著長度、角度和面積的變形。在任意投影中，如果存在某一方向上長度不變時，我們將之稱為等距離投影。等角與等面積是相互抵觸的，也就是說等角是以犧牲等面積為代價的；同樣等面積也是以犧牲等角為前提的；任意投影雖然存在著各種變形，但各種變形比較均衡。(2)根據(jù)投影面及其位置分類在地圖投影中，我們首先將不可展的地球橢球面投影到一個可展曲面上，然后將該曲面展開成為一個平面，得到我們所需要的投影。通常采用的這個可展曲面有圓錐面、圓柱面、平面(曲率為零的曲面)，相應地可以得到圓錐投影、圓柱投影、方位投影。同時我們還可以由投影面與地球軸向的相對位置區(qū)分為正軸投影(投影面的中心軸

50、與地軸重合)、斜軸投影(投影面的中心軸與地軸斜向相交)、橫軸投影(投影面中心軸與地軸相互垂直)。各種投影都具有一定的局限性，一般地說，距投影面越近，變形就越小。為了控制投影的變形分布，我們可以調(diào)整投影面與橢球體面的相交位置，根據(jù)這個相交位置，又可以進一步得到各種投影相應的切投影(投影面與橢球體相切)和割投影(投影面與橢球體相割)。對這一體系的分類可以用給出，其中 1、5、9 表示的是 3 種割投影。此外，尚有的方位、偽圓錐、偽圓柱等許多類型的投影，此處從略。常用投影示意圖7.4 GIS 中的地圖投影GIS 所存貯記錄、管理分析、顯示應用的內(nèi)容是地理信息，而地理信息的描述必須要有指定的地理參照系

51、，且地理位置應以地理坐標或平面坐標的方式表示出來。地圖不僅是 GIS 的重要數(shù)據(jù)源，而且是表示地理信息的最佳媒介。也就是說，在 GIS 中，地理信息基本上都是以地圖的方式顯示給用戶的，用戶也是在地圖上進行空間信息的查詢的，GIS 空間分析的結(jié)果也是以地圖的形式顯示出來的，GIS 輸出的成果中大部分是地圖，等等。由于 GIS 大多是以地圖的方式來顯示地理信息的，而地圖是平面，地理信息則是在地球橢球面上的，因此，地圖投影在 GIS 中是不可缺少的。例如，當 GIS 的地理數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)是以地理坐標(即經(jīng)緯度)來存貯時，對于輸入的以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換來轉(zhuǎn)換成地理坐標，然后才能

52、裝入到 GIS 的地理數(shù)據(jù)庫中，而當需要顯示或輸出地圖時，則必須將地理數(shù)據(jù)庫中的地理坐標表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換成指定投影的平面坐標。在 GIS 中，地理數(shù)據(jù)的顯示往往可以根據(jù)用戶的需要，指定各種投影。但當所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，往往采用與國家基本系列地圖所用的投影。我國常用的地圖投影的情況為：(1)我國基本比例尺地形圖(1：100 萬、1：50 萬、1：25 萬、1：10 萬、1：5 萬、1：2.5、1：1 萬、1：5000)除 1：100 萬外均采用高斯克呂格投影為地理基礎(chǔ)；(2)我國 1：100 萬地形圖采用了 Lambert 投影，其分幅原則與國際地理學會規(guī)定的

53、全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。(3)我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用 Lambert 投影和屬于同一投影系統(tǒng)的 Albers 投影(正軸等面積割圓錐投影)；(4) Lambert 投影中，地球表面上兩點間的最短距離(即大圓航線)表現(xiàn)為近于直線，這有利于地理信息系統(tǒng)中和空間分析量度的正確實施。1.高斯克呂格投影高斯克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切于地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中央經(jīng)線，然后根據(jù)一定的約束條件即投影條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的點投影到橢圓柱面上，從而得到點的高斯投影。高斯投影高斯投影

54、的特點為：(1)中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對稱軸；(2)等角投影；(3)中央經(jīng)線上沒有長度變形。由此可見，高斯投影的最大變形處為各投影帶在赤道邊緣處，為了控制變形，我國地形圖采用分帶方法，即將地球按一定間隔的經(jīng)差(6或 3)劃分為若干相互不重疊的投影帶，各帶分別投影。1：2.5 萬至 1：50 萬的地形圖均采用 6分帶方案，即從格林尼治零度經(jīng)線起算，每 6為一個投影帶，全球共分為 60 個投影帶。我國領(lǐng)土位于東經(jīng) 72到 136之間，共包括 11 個投影帶(13 帶22 帶)。1：1 萬及更大比例尺地形圖采用 3分帶方案，全球共分為 120 個投影帶。下圖給出了高斯投影的 6帶和 3帶分帶方案。高斯克呂格投影 30帶與 60大分帶示意圖為了制作地圖和使用地圖的方便，通常在地圖上都繪有一種或兩種坐標網(wǎng)，即經(jīng)緯線網(wǎng)和方里網(wǎng)。經(jīng)緯線網(wǎng)即指由經(jīng)線和緯線所構(gòu)成的坐標網(wǎng)，又稱地理坐標網(wǎng)。在 1：1