空間數(shù)據(jù)處理

1、實驗3-2、空間數(shù)據(jù)處理一、實驗?zāi)康?掌握空間數(shù)據(jù)處理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法、原理，并領(lǐng)會其用途； 掌握地圖投影變換的基本原理與方法； 熟悉ArcGIS中投影的應(yīng)用及投影變換的方法、技術(shù)； 了解地圖投影及其變換在實際中的應(yīng)用。二、實驗準(zhǔn)備 預(yù)備知識：ArcToolbox是ArcGIS Desktop中的一個軟件模塊，內(nèi)嵌在 ArcCatalog和 ArcMap中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用。ArcToolbox具有許多復(fù)雜的空間處理功能，包括的工具有： 數(shù)據(jù)管理； 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換； Coverage的處理； 矢量分析； 地理編碼； 統(tǒng)計分析。

2、空間間數(shù)據(jù)處理是基于已有數(shù)據(jù)派生新數(shù)據(jù)的一種方法，它通過空間分析方法實現(xiàn)，也是基于矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行的，包括如下幾種常用的操作：融合、剪切、拼接、合并（并集）、相交（交集）。地理坐標(biāo)系（Geographic Coordinate System）地理坐標(biāo)系使用基于經(jīng)緯度坐標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)描述地球上某一點所處的位置。某一個地理坐標(biāo)系是基于一個基準(zhǔn)面來定義的?；鶞?zhǔn)面是利用特定橢球體對特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個國家或地區(qū)均有各自的基準(zhǔn)面。橢球體長半軸 a（米）短半軸 b（米）Krassovsky（北京54采用）63782456356863.0188IAG 75（西安80采用）63781406356755.

3、2882WGS 8463781376356752.3142在ArcGIS中基于這三個橢球，建立了我國常用的三個基準(zhǔn)面和地理坐標(biāo)系： GCS_WGS1984(基于WGS84基準(zhǔn)面)； GCS_BEIJING1954(基于北京1954基準(zhǔn)面)； GCS_XIAN1980(基于西安1980基準(zhǔn)面)。投影坐標(biāo)系（Projected Coordinate Systems）投影坐標(biāo)系使用基于X、Y值的坐標(biāo)系統(tǒng)來描述地球上某個點所處的位置。這個坐標(biāo)系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應(yīng)于某個地理坐標(biāo)系。投影坐標(biāo)系由以下參數(shù)確定： 地理坐標(biāo)系（由基準(zhǔn)面確定，比如：北京54、西安80、WGS84）； 投影方法

4、（比如高斯克呂格、Lambert投影、Mercator 投影）。在ArcGIS中提供了幾十種常用的投影方法 北京1954投影坐標(biāo)系和西安1980坐標(biāo)系都是應(yīng)用高斯克呂格投影，只是基準(zhǔn)面、橢球、大地原點不同。地理變換地理變換是一種在地理坐標(biāo)系（基準(zhǔn)面）間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)將矢量數(shù)據(jù)從一個坐標(biāo)系統(tǒng)變換到另一個坐標(biāo)系統(tǒng)下時，如果矢量數(shù)據(jù)的變換涉及基準(zhǔn)面的改變時，需要通過地理變換來實現(xiàn)地理變換或基準(zhǔn)面平移。主要的地理變換方法有：三參數(shù)和七參數(shù)法。投影變換當(dāng)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種投影的地理數(shù)據(jù)，這就需要進(jìn)行地圖投影變換。 實驗數(shù)據(jù)：云南縣界.sh

5、p、Clip.shp、西雙版納森林覆蓋.shp、西雙版納縣界.shp。三、實驗內(nèi)容及步驟 第1步 裁剪要素 在ArcMap中，添數(shù)據(jù)云南縣界.shp、Clip.shp。 激活Clip圖層。選中Clip圖層中的一個要素，注意確保不要選中“云南縣界”中的要素！ 點擊打開ArcToolbox。 雙擊“Clip”選項，在彈出的對話框中設(shè)置：指定輸出要素類路徑及名稱，這里請命名為“云南縣界_Clip1”；指定輸入類：云南縣界；指定剪切要素：Clip（必須是多邊形要素）。點擊ok按鈕后，剪切操作自動執(zhí)行。然后在TOC中關(guān)閉云南縣界、Clip圖層，就可看到剪切得到的結(jié)果。 按照上述步驟，依次選中Clip主題

6、中其它三個要素（三個矩形框），重復(fù)以上的操作步驟，完成操作后將得到共四個圖層（“云南縣界_Clip1”、“云南縣界_Clip2”、“云南縣界_Clip3”、“云南縣界_Clip4”）。第2步 拼接圖層 在ArcMap中新建地圖文檔，加載剪切要素操作（上一步）中得到的四個圖層。 打開ArcToolbox，在ArcToolbox中執(zhí)行“Append”命令。 在彈出的對話框中設(shè)置：輸出要素設(shè)定為云南縣界_Clip,輸入要素依次添加其它三個圖層。通過以上操作我們就完成了將4個圖層拼接為一個圖層的處理。 加載云南縣界.shp圖層，查看圖層及打開其屬性表，看看云南縣界.shp與云南縣界_Clip.shp中

7、的屬性表有何區(qū)別。第3步 要素融合 在拼接圖層的基礎(chǔ)上繼續(xù)。 執(zhí)行“Dissolve”命令。 在彈出的對話框中設(shè)置：輸入要素指定為云南縣界_Clip；融合字段選擇為“所屬州”，將根據(jù)這個字段的值對要素進(jìn)行融合，云南縣界_Clip圖層中“所屬州”相同的要素將合并成一個要素。以上操作，根據(jù)指定字段的值，對現(xiàn)有圖層中的要素進(jìn)行融合，產(chǎn)生新的圖層云南縣界_Clip_Dissovle,打開并查看其屬性表。 在TOC中的圖層上點擊右鍵，執(zhí)行“Label Features”。 類似地，重復(fù)以上過程，并將融合字段指定為：CHINESE，看看結(jié)果有何不同。第4步 圖層合并 在ArcMap中新建一個地圖文檔，加載

8、數(shù)據(jù)西雙版納森林覆蓋.shp和西雙版納縣界.shp，并調(diào)整圖層順序，將西雙版納縣界置于下方。 打開ArcToolbox，在ArcToolbox執(zhí)行“Union”命令。 在聯(lián)合對話框中設(shè)置：輸入要素依次添加“西雙版納森林覆蓋”、“西雙版納縣界”兩個圖層；輸出要素類設(shè)置為“西雙版納_Union.shp”。 查看輸出要素類“西雙版納_Union”的屬性表，并檢查屬性“Type”，其中為“Y”的表示有植被覆蓋的區(qū)域。第5步 圖層相交 在圖層合并（上一操作）的基礎(chǔ)上繼續(xù)，在ArcToolbox中，執(zhí)行“Intersect”命令。 在“Intersect”中設(shè)置：輸入要素依次添加“西雙版納森林覆蓋”、“西

9、雙版納縣界”兩個圖層；輸出要素類設(shè)置為“西雙版納森林覆蓋_Intersect.shp”。第6步 定義投影 在ArcMap中新建地圖文檔，添加第4步圖層合并成生成的圖層“西雙版納_Union.shp”。 在TOC中，右鍵點擊圖層“西雙版納_Union.shp”，查看屬性“Properties”,在屬性對話框中，點擊“Source”，在選項頁，查看該圖層是什么坐標(biāo)系。 打開ArcToolbox，執(zhí)行命令“Define Projection”。 在定義投影“Define Projection”對話框中，選擇要素類“西雙版納_Union”，并點擊坐標(biāo)系輸入框右邊的按鈕。 在出現(xiàn)的“Spatial Re

10、ference Properties”對話框中，選擇一個地理坐標(biāo)系“GCS_BEJING_1954”。 在TOC中，右鍵點擊圖層“西雙版納_Union”，查看屬性,在屬性對話框中，點擊“Source”選項頁，查看這個圖層的坐標(biāo)系是否已經(jīng)被指定為“北京 1954 地理坐標(biāo)系”。第7步 投影變換地理坐標(biāo)系>北京1954坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換>西安80坐標(biāo)系 在第6步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，打開ArcToolbox，執(zhí)行命令“Project”。 在“Project”對話框中，依次設(shè)定輸出要素類為西雙版納_Union_Project.shp, 輸出坐標(biāo)系選擇為“Beijing_1954_GK_Zone_17N”。 操作為：點擊“Select ”，從預(yù)定義的坐標(biāo)系中選擇 確定后，完成由地理坐標(biāo)系GCS_BEJING_1954到投影坐標(biāo)系BEJING_1954_GK_ZONE_17N的變換。四、實驗心得 通過本次實驗，重點練習(xí)