實驗01-ArcGIS-Desktop9.3入門操作

實驗1ArcGISDesktop入門操作實驗目的熟悉ArcMap，ArcCatalog，ArcToolbox的運行環(huán)境；掌握ArcMap的對圖形和圖像的顯示、瀏覽等根本操作；了解空間數(shù)據(jù)庫的概念；掌握ArcCatalog中空間數(shù)據(jù)庫〔Geodatabase〕的建立過程；掌握ArcToolbox工具箱的使用方法。實驗背景Desktop簡介ArcMap是一個用于編輯、顯示、查詢和分析地圖數(shù)據(jù)，以地圖為核心的模塊，它是一個使用簡單、功能強大的集成應用環(huán)境。ArcCatalog提供空間和表格GIS數(shù)據(jù)的管理、生成和組織。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是一個進行空間數(shù)據(jù)管理、分析和轉(zhuǎn)換的工具箱。ArcToolbox提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、管理坐標系統(tǒng)、以及改變地圖投影的工具，對ArcInfo用戶而言，ArcToolbox提供了更多更為復雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換空間分析工具。需要特別指出的是ArcMap、ArcCatalog及ArcToolbox之間是可以相互協(xié)同工作的。通常用ArcCatalog進行數(shù)據(jù)的創(chuàng)立、組織和管理，用ArcMap進行數(shù)據(jù)的顯示、編輯和制圖，而使用ArcToolbox進行各種數(shù)據(jù)的分析操作。三者相互協(xié)同，以滿足用戶的各種需求?？臻g數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)Geodatabase是ArcInfo開展到ArcGIS時候推出的一種全新的數(shù)據(jù)格式，是建立在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)之上新的數(shù)據(jù)模型。Geodatabase中可以包含特征要素集〔FeatureDataset〕和柵格數(shù)據(jù)集〔Rasterdataset〕。每一個要素集〔Dataset〕都可以有自己的坐標系統(tǒng)，F(xiàn)eatureDataset下的要素類〔Featureclass〕默認繼承它上一級Dataset的空間參考。通常第一個參加Geodatabase的要素類的坐標系統(tǒng)作為默認的坐標系統(tǒng)，以后參加的會以此坐標系統(tǒng)為標準進行轉(zhuǎn)換。FeatureClass：單一的主題〔圖層〕和幾何特征〔點、線、面〕；FeatureDatasets：通常是同一地區(qū)，不同的主題的地圖數(shù)據(jù)的集合。順便介紹一下Shapefi1e文件格式。Shapefi1e是ArcMap內(nèi)部使用的一種采用非拓撲結(jié)構(gòu)進行組織的空間數(shù)據(jù)格式，用于存貯空間及其屬性數(shù)據(jù)。目前很多的圖形數(shù)據(jù)仍然采用該文件格式。它由至少三個文件組成，其擴展名和含義如下：“.SHP〞——存儲地理數(shù)據(jù)的幾何特征，如坐標、長度、面積等?！?SHX〞——存儲地理數(shù)據(jù)幾何特征的索引。“.DBF〞——dBASE文件，存儲地理數(shù)據(jù)的屬性信息。實驗內(nèi)容在ArcMap環(huán)境中，加載并瀏覽實驗提供的石景山地區(qū)的空間數(shù)據(jù)，并對其進行瀏覽。在ArcCatalog環(huán)境中，瀏覽北京石景山地區(qū)的空間數(shù)據(jù)，建立石景山地區(qū)的空間數(shù)據(jù)庫，并通過導入要素類的方法快速建立一個空間數(shù)據(jù)集。這局部是本實驗的重點和難點所在，要求掌握其操作的要領(lǐng)：空間數(shù)據(jù)集〔矢量數(shù)據(jù)集合FeatureDatasets，柵格數(shù)據(jù)集合RasterDatasets〕的空間參照體系的建立。在ArcToolbox環(huán)境中，熟悉其根本結(jié)構(gòu)框架及功能。實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)目錄：光盤:GIS實驗數(shù)據(jù)盤路徑：E實驗1路徑文件名稱格式說明\vector主要道路圖層shapefile道路圖\vector行政區(qū)劃圖層.shapefile行政區(qū)劃圖\vector居民地圖層shapefile居民地圖層\rasterRasterdata1tif柵格數(shù)據(jù)\rasterRasterdata2tif柵格數(shù)據(jù)ArcMap環(huán)境下的根本操作進入ArcMap環(huán)境啟動ArcMap。一般啟動ArcMap有兩種方法：如果軟件在安裝過程中已經(jīng)創(chuàng)立了桌面快捷鍵，直接雙擊ArcMap快捷鍵。如果沒有創(chuàng)立快捷鍵，那么可通過單擊開始\程序\ArcGIS\ArcMap。彈出ArcMap對話框，選擇ArcMap的三種不同的開始方式：eq\o\ac(○,1)創(chuàng)立一幅新的空地圖〔Anewemptymap〕；eq\o\ac(○,2)應用地圖模版創(chuàng)立新地圖〔Atemplate〕；eq\o\ac(○,3)翻開一幅已經(jīng)存在的地圖〔Anexistingmap〕。選擇創(chuàng)立一幅新的空地圖，點擊選中Anewemptymap選項，如圖1-1所示。然后點擊【Ok】按鈕進入ArcMap。創(chuàng)立一幅新的空地圖應用地圖模版創(chuàng)立新地創(chuàng)立一幅新的空地圖應用地圖模版創(chuàng)立新地圖翻開一幅已經(jīng)存在的地圖圖1-1ArcMap的窗口組成ArcMap的窗口組成包括主菜單〔MainMenu〕、標準工具條〔StandardToolbar〕、內(nèi)容表〔TableofContents〕、地圖顯示窗口〔DisplayWindow〕、繪圖工具條〔DrawToolbar〕、狀態(tài)欄等，如圖1-2所示。其中：內(nèi)容表〔TableofContents〕用于顯示地圖文檔所包括的數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)層，同時它還可以控制數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)層的顯示與否，設(shè)置數(shù)據(jù)要素的顯示方法，如點狀要素符號的大小，線狀要素的線型，面狀要素的顏色等。地圖顯示窗口〔DisplayWindow〕用于顯示地圖所包括的所有地理要素。ArcMap提供了兩種地圖顯示方式：一種是數(shù)據(jù)視圖〔DataView〕，在該視圖上可以進行各種針對地理要素的分析操作，但是該視圖沒有各種地圖輔助要素；一種是版面視圖〔LayoutView〕，該視圖主要用于加載和編輯地圖輔助要素，如比例尺、指北針、圖名、圖例等。小提示：ArcMap的操作界面可以根據(jù)用戶的需求進行適當?shù)淖兓驼{(diào)整〔除了主菜單〕，這些變化和調(diào)整主要包括：工具條〔Toolbar〕的調(diào)整和變化：用戶可以根據(jù)需要改變工具條擺放的位置或決定某些工具條的顯示與否。內(nèi)容表的調(diào)整和變化：用戶可以根據(jù)需要改變內(nèi)容表擺放的位置或決定某些工具條的顯示與否。狀態(tài)欄狀態(tài)欄地圖顯示窗口內(nèi)容表標準工具條地圖顯示窗口內(nèi)容表標準工具條圖1-2加載地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)可通過點擊標準工具欄上的按鈕來添加，在彈出的AddData對話框中，選中實驗目錄〔E1\vector〕下的數(shù)據(jù)：““主要道路圖層〞〞、““居民地圖層〞〞、““行政區(qū)劃圖層〞〞，,將數(shù)據(jù)加載到視圖窗口，如圖1-3所示。圖1-3點擊這里來修改漸變色渲染ArcMap不僅可以瀏覽矢量數(shù)據(jù)，還可以查看柵格數(shù)據(jù)，具體操作如下：添加實驗目錄“E1\raster〞下的柵格數(shù)據(jù)圖層RasterDdata1和Rasterdata2到視圖窗口中。點擊這里來修改漸變色渲染圖1-4小提示：為了更好的數(shù)據(jù)，點擊內(nèi)容表中RasterData圖層下的顏色帶，在彈出的selectcolor對話框中選擇一個新的漸變色條帶來顯示數(shù)據(jù)，如圖1-4所示。內(nèi)容表有三種顯示狀態(tài)：Display、Source及Selection。在Display狀態(tài)下，內(nèi)容表顯示了所有地理要素的類型及顯示狀態(tài)；在Source狀態(tài)下，內(nèi)容表還顯示了地理要素的存儲路徑；在Selection狀態(tài)下，內(nèi)容表那么顯示特征要素的選中狀態(tài)。點擊內(nèi)容表下的Display、Source、Selection標簽可以實現(xiàn)不同狀態(tài)之間的切換。瀏覽地圖數(shù)據(jù)ArcMap提供了兩種地圖顯示瀏覽方式：一種是數(shù)據(jù)視圖〔DataView〕；另一種是版面視圖〔LayoutView〕。小提示：在數(shù)據(jù)視圖中，用戶無需關(guān)心諸如指北針等地圖輔助要素就可對地圖進行交互處理；版面視圖是一個包含制圖輔助要素的虛擬頁，它也顯示數(shù)據(jù)窗口中的所有數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^點擊標準工具條上的View\DataView(或LayoutView)來實現(xiàn)兩種狀態(tài)之間的切換。在數(shù)據(jù)視圖上，可以進行各種針對地理要素的分析操作，但是該視圖沒有各種地圖輔助要素；在版面視圖上，可以加載和編輯地圖輔助要素，如比例尺、指北針、圖名、圖例等?？梢酝ㄟ^點擊標準工具條上的View\DataView(或LayoutView)來實現(xiàn)兩種狀態(tài)之間的切換。eq\o\ac(○,1)數(shù)據(jù)視圖〔DataView〕狀態(tài)在數(shù)據(jù)視圖下瀏覽數(shù)據(jù)常使用數(shù)據(jù)顯示工具，借助數(shù)據(jù)顯示工具〔如圖1-5所示〕可以對地圖進行瀏覽、查詢、檢索分析等各種操作，如圖1-5所示。任意縮放任意縮放圖1-5圖1-5將鼠標置于Tools工具條上的各個工具上，通過查看狀態(tài)欄中的功能提示信息，了解各個工具的功能，并在地圖上實現(xiàn)這些功能。eq\o\ac(○,2)版面視圖(LayoutView)狀態(tài)在版面視圖狀態(tài)下，可以加載和編輯圖名、圖例、指北針等地圖輔助要素，如圖1-5所示，幫助生成一幅完整的地圖，如圖1-6所示。圖1-6與版面視圖對應的編輯操作工具是輸出顯示工具，借助輸出顯示工具〔如圖1-7所示〕可以實現(xiàn)輸出地圖的顯示、瀏覽、編輯等操作，如圖1-7所示。圖1-7保存地圖文檔點擊主菜單上的File\Save，保存地圖文檔。ArcMap中使用擴展名為.mxd的文件保存地圖，這個文件被稱為地圖文檔〔或簡稱為地圖〕。什么是地圖文檔？？？相對路徑的選者！小提示：地圖文檔是一個ArcMap自帶的工程文件，它用于存儲用戶在當前ArcMap環(huán)境下設(shè)置的各項內(nèi)容。當用戶再次在ArcMap中翻開地圖文檔，用戶可以在原有根底上繼續(xù)編輯完善。當用戶完成地圖文檔的編輯后，為了防止由于絕對路徑的改變導致在地圖文檔翻開后無法顯示地圖數(shù)據(jù)的情況，通常將數(shù)據(jù)文檔數(shù)據(jù)源的路徑設(shè)置為相對路徑，設(shè)置方法如下：點擊主菜單上的File/Documentproperties，翻開文檔屬性對話框，點擊【Datasourceoptions】按鈕，點擊選中“storerelativepathnametodatasource〞前的復選按鈕，然后點擊【ok】按鈕，最后點擊【確定】按鈕即可。ArcCatalog環(huán)境下的根本操作啟動ArcCatalog單擊開始\程序\ArcGIS\ArcCatalog，進入ArcCatalog的界面。ArcCatalog窗口主要由主菜單、標準工具條、目錄樹、視圖窗口組成〔如圖1-8所示〕。主菜單視圖窗口目錄樹窗口標準工具條主菜單視圖窗口目錄樹窗口標準工具條圖1-89文件夾鏈接為了操作方便，先將實驗實驗1數(shù)據(jù)目錄參加文件鏈接(實質(zhì)是文件夾操作的快捷鍵)：點擊標準工具條上的按鈕，翻開ConnecttoFolder對話框，如圖1-910所示，選擇實驗1實驗數(shù)據(jù)所在目錄，然后點擊【確定】按鈕，這樣就在目錄樹中添加了文件夾“E01〞的連接。小提示：在ArcCatolog的目錄樹窗口中查找定位地圖數(shù)據(jù)時，有時看不到所需要的盤符，這是因為沒有創(chuàng)立到該盤的鏈接。使用文件夾鏈接功能，不僅可以看到缺省的盤符，也可以建立指定的文件目錄的快捷方式。圖1-910創(chuàng)立空間數(shù)據(jù)庫在所建目錄文件夾上點擊右鍵，在彈出的快捷菜單上點擊New\PersonalGeodatabase，創(chuàng)立一個空間數(shù)據(jù)庫文件，系統(tǒng)自動將其命名為““NewPersonalGeodatabase.mdb〞〞，用戶也可以將其重命名。添加特征要素創(chuàng)立一個特征要素集〔FeatureDatasets〕右鍵點擊新建的空間數(shù)據(jù)庫，在彈出的快捷菜單中，點擊New\featuredataset。翻開彈出NewFeatureDataset對話框，在name文本框中輸入要素集的名稱：shijingshanbeijing，點擊【下一步】按鈕。選擇地理坐標系〔選擇Beijing1954〕：。在目錄樹窗口中點擊GeographicCoordinateSystem\Asia\Beijing1954，如圖1-101所示，點擊【下一步】按鈕。圖1-101選擇高程坐標系統(tǒng)〔選擇YellowSea1956〕：。在目錄樹窗口中點擊VerticalCoordinateSystem\Asia\YellowSea1956，如圖1-112所示，點擊【下一步】按鈕。圖1-112選擇地理坐標系統(tǒng)及高程坐標系統(tǒng)的容差：，在Accepttdefaultresolutionanddomainextend前的復選框中打勾，如圖1-123所示，然后點擊【Finish】按鈕，完成要素集的建立。圖1-113參加特征要素類〔Featureclass〕特征要素類的有兩種建立方式建立可以通過兩種方式：導入已有的矢量數(shù)據(jù)作為特征要素類，也可以是或用戶獨立創(chuàng)立特征要素類。以導入已有的矢量數(shù)據(jù)為例：，右鍵點擊新建的要素集，在彈出的快捷菜單中點擊導入單要素import\featureclass〔single〕-導入單要素或者導入多要素featureclass〔multiple〕-導入多要素。選擇featureclass〔multiple〕，點擊Input文本框右側(cè)的按鈕選擇實驗目錄下的例子數(shù)據(jù)：主要道路圖層.shp、行政區(qū)劃圖層.shp和居民地圖層.shp，如圖1-143所示，然后點擊【OK】按鈕，可以看到在要素集中添加了3個新的要素類。圖1-134特征要素的預覽在ArcCatalog目錄樹窗口中，點擊選中上面創(chuàng)立的再里面的shijingshan數(shù)據(jù)集，在右邊的視圖窗口上點擊““Preview〞〞選項卡標簽，。這樣就可以查看到要素集〞的縮略圖，如圖1-145所示。圖1-145在視圖窗口下方的““Preview〞〞下拉列表中，點擊選擇““table〞〞那么可以查看數(shù)據(jù)“主要道路圖層〞的屬性表，瀏覽要素類的屬性字段信息。添加柵格要素創(chuàng)立一個柵格要素集〔RasterDatasets〕右鍵點擊新建的數(shù)據(jù)庫，在彈出的快捷菜單中，點擊New\Rasterdataset。翻開CreateRasterDataset對話框，在OutputLocation文本框中設(shè)置添加要素集的存儲路徑；在RasterDatasetNamewithExtenstion文本框中輸入要素集的名稱，如圖1-156所示。圖1-156點擊SpatialReferenceforRaster文本框右邊的坐標系添加按鈕，翻開SpatialReferenceProperties對話框。點擊【Select】按鈕，翻開BrowseforCoordinateSystems對話框，為數(shù)據(jù)集添加空間坐標系統(tǒng)，如圖1-167所示。在XYCoordinateSystem和ZCoordinateSystem兩個頁面中分別定義平面和高程的參照體系，具體操作可參照上述添加特征要素局部內(nèi)容。圖1-167導入柵格要素〔Raster〕右鍵點擊新建的柵格要素集，在彈出的快捷捷菜單中點擊Load\LoadData，翻開Mosiac對話框點擊InputRaster文本框右端的按鈕，瀏覽到實驗目錄下的柵格數(shù)據(jù)文件夾中，添加四幅華北地區(qū)北京地區(qū)的兩幅遙感高程影像數(shù)據(jù)，如圖1-178所示。在NodataValue文本框中輸入0，點擊選中Covert1bitdatato8bitdata前的復選框。然后點擊【Ok】按鈕，進行數(shù)據(jù)的拼接，并將拼接好的文件存儲于柵格數(shù)據(jù)集中。圖1-178柵格要素的預覽在ArcCatalog目錄樹窗口中，預覽“Beijing華北〞柵格數(shù)據(jù)集上面創(chuàng)立的再里面的，如圖1-189所示。圖1-189小提示：建立空間要素集〔featuredatasets,rasterdataset〕的關(guān)鍵在于建立統(tǒng)一的空間坐標參照體系。ArcGIS的空間參照主要包括坐標系統(tǒng)的定義(CoordinateSystem)和圖幅范圍的定義(X/YDomain)。實驗中對于坐標系統(tǒng)的定義已經(jīng)有了詳細的表達。對于圖幅范圍的定義(X/YDomain)有時也非常重要，例如，新建一個空間數(shù)據(jù)庫，來進行數(shù)據(jù)的采集，如果事先不獲取圖幅的范圍來定義數(shù)據(jù)集的空間范圍，會導致建立的要素類無法加載到ArcMap中進行顯示。1查看空間數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)：根據(jù)已有的坐標信息，確定空間數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)。2定義空間數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)：正確配置地圖的坐標定義。3轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)：轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)。ArcToolbox環(huán)境下的根本操作ArcToolbox包括了極其豐富的空間數(shù)據(jù)分析處理工具，它由多個工具集〔Toolset〕構(gòu)成，能夠完成各種不同類型的任務，每個主要工具集中又包含著不同級別的子工具集，包含了數(shù)目極多的工具。翻開ArcToolbox在ArcMap和ArcCatalog環(huán)境中均可以翻開ArcToolbox：在標準工具條上點擊按鈕即可。查看工具箱工具在ArcToolbox窗口的底部有四個標簽：Favorite、Index、Search、Results。Favorite標簽是以一種目錄樹的分類方式在窗口中顯示ArcToolbox的各個工具；Index標簽那么是將ArcToolbox中各個工具按名稱字母的先后順序進行排列顯示；Search標簽那么是進入工具搜索界面，幫助快速查找所需要的工具；Results標簽相當于用戶的使用日志，它記錄了用戶的使用信息。如圖1-1920所示。小提示：如果用戶知道所需使用工具的名稱，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進行工具定位。查看方式標簽工具集窗口圖1-1920查看方式標簽工具集窗口添加/刪除工具箱ArcToolbox里的工具其實是存儲在磁盤文件夾里的文件的索引，這些存儲在磁盤上文件以.tbx為后綴名，用戶可以根據(jù)需要復制和移動這些工具。此外，還可以通過添加、刪除索引的方式來修改ArcToolbox窗口中的工具列表，具體操作