arcgis6空间数据处理

1、GIS 空间分析使用ArcGIS2005-10.23(6)http:/www.geo-空间数据处理3.3空间数据处理空间数据处理3.3.1 GIS 中的地图投影中的地图投影3.3.3 矢量数据的校准矢量数据的校准3.3.3 空间数据处理空间数据处理 3.3.1 GIS 中的地图投影中的地图投影 地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System） 地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面 在ArcGIS中基于这三

2、个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系： GCS_WGS1984(基于WGS84 基准面) GCS_BEIJING1954(基于北京1954基准面) GCS_XIAN1980(基于西安1980基准面)椭球体椭球体长半轴长半轴a（米）（米）短半轴短半轴b（米）（米）Krassovsky（北京（北京54采用）采用）63782456356863.0188IAG75（西安（西安80采用）采用）63781406356755.2882WGS8463781376356752.3142 地理坐标系不是平面直角坐标系投影坐标系（Projected Coordinate Systems） 投

3、影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。 投影坐标系由 以下参数确定 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84） 投影方法（比如高斯克吕格、Lambert投影、Mercator投影） 在ArcGIS中提供了几十种常用的投影方法 北京1954投影坐标系和西安1980坐标系都是应用高斯克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。我国所使用的地图投影：我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中， 大于等于50万的

4、均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)； 小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)； 海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。 通过ArcToolbox中数据管理工具中“投影及变换”工具定义及进行投影变换。 可以实现地理坐标系与投影坐标系的变换、地理坐标系间的转换（北京54WGS84，北京54西安80） 目前还不支持 WGS84-北京54和西安80

5、的变换 地理变换 地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移 在ArcGIS中预定义了我国常用的北京1954、西安1980基准面和WGS 1984基准面。 三参数方法 The simplest datum transformation method is a geocentric, or three-parameter, transformation. The geocentric transformation models the di

6、fferences between two datums in the X,Y,Z coordinate system. One datum is defined with its center at 0,0,0. The center of the other datum is defined at some distance (X,Y,Z) in meters away.七参数法： A more complex and accurate datum transformation is possible by adding four more parameters to a geocentr

7、ic transformation. The seven parameters are three linear shifts (X,Y,Z), three angular rotations around each axis (rx,ry,rz), and scale factor(s). 投影变换 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。 地图投影变换的实质是建立两平面场之间点的一一对应关系。假定原图点的 坐标为 x , y (称为旧坐标)，新图点的坐标为 X，Y(称为新坐标)，则由旧坐标变

8、换为新坐标的基本方程式为： 仿射变换（AFFINE） 投影变换(PROJECTIVE) 相似变换（SIMILARITY ） 投影变换投影变换地理坐标系地理坐标系北京北京1954坐标系转换坐标系转换西安西安80坐标系坐标系3.3.2 矢量数据空间校准 Spatial Adjustment 功能通过以下方法： 变换 仿射方法 投影方法 相似方法 橡皮拉伸 边界捕捉仿射变换（仿射变换（affine）：校正两个相似坐标系统之间的数据，变）：校正两个相似坐标系统之间的数据，变换动作有转换、旋转、缩放、扭曲。至少需要三个链接。换动作有转换、旋转、缩放、扭曲。至少需要三个链接。投影（投影（projectiv

9、e）：适用于遥感影像。至少需要四个链接。）：适用于遥感影像。至少需要四个链接。相似（正射）相似（正射）similarity：与仿射相似，但变换动作只有转换、：与仿射相似，但变换动作只有转换、旋转、缩放。至少需要两个链接。旋转、缩放。至少需要两个链接。橡皮拉伸（橡皮拉伸（rubbersheeet）：自然邻近（）：自然邻近（natural neighbor） 线形（线形（linear）边界匹配（边界匹配（edge match）：平滑（）：平滑（smooth） 直线（直线（line）属性传递（属性传递（attribute transfer） 能校正要素的位置，让它与数据库里更精确的数据匹配；也可以使

10、从数字化仪或扫描仪获取的数据的单位匹配到真实世界的单位；还可以将低精度的数据匹配到高精度数据。实现平面坐标系的转换校准有误差的矢量数据将数据配准到指定坐标系下拼接分幅数据 案例如下，紫色的小块本应该位于蓝色主图右侧，但由于某些原因，它不仅坐标值不对，而且方向、大小都不对。所以应该对这个紫色小块进行空间变换(transformation)，使之进行转换（位移）、旋转、缩放，必要时甚至可能进行扭曲。 进行空间教正之后的正确显示效果应该如下图所示 校正步骤校正步骤：1、 start editing2、 确定校正对象 spatial adjustment set adjust data选择校正对象注意

11、：只有在这里设置的校正对象才能参与校正。例如设置被选择要素为校正对象后，必须先将要素选中才能执行校正；设置某图层为校正对象后，该图层所有要素都会发生变化。初学者容易忽略了这个细节，走默认路线设置被选择要素为校正对象，创建完置换链接后却发现无法执行校正，其实这时候只要将需要变化的要素选中即可。还有些初学者不恰当地将所有图层都设为校正对象，那么执行校正后会发现所有图层中的所有要素都发生了变化。选择校正方法 选择校正方法调节option如图所示，空间变换（transformation）的三种方法都已经直接列出，但是对于橡皮变换和边界匹配，还需要设置更详细的option。Spatial adjustm

12、ent option创建置换链接TIPS：置换链接的方向是由不准确的要素牵引至准确的位置。创建链接之前最好设置好恰当的捕捉环境。可以使用控制点文件帮助创建精确的置换链接。置换链接创建完后可以从link table中查看残差，残差过大的链接可以删除或重新设置，以免影响校正效果。置换链接分布得越均匀，连接得越精确，数量越多，校正效果就越好。TIPS：执行adjust前，往往需要先preview一个，看看效果如何，若对效果满意，便可执行adjust，若不满意校正效果，则应该回到上一步，检查置换链接的设置是否恰当。空间校正的基本步骤简明介绍如上，如有更多需要可查看ESRI相关帮助文档。3.3.3 空间

13、数据处理GeoProcessing空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现的。包括矢量数据的： 融合 剪切 拼接 合并（并集） 相交（交集）ArcView GIS ArcView GIS 3 3 GeoproceGeoprocessing ssing ArcGIS 9 ArcToolboxArcGIS 9 ArcToolboxDissolve：融合Data Management toolbox Generalization toolset （融合）Dissolve toolMerge：拼接Data Management toolbox General tool

14、set Append toolClip：剪切Analysis toolbox Extract toolset Clip toolIntersect：相交Analysis toolbox Overlay toolset Intersect toolUnion：合并Analysis toolbox Overlay toolset Union tool剪切要素ClippingAnalysis toolbox Extract toolset Clip tool 用一个多边形图层去裁剪另一个图层：根据一个图层剪切另一图层中的要素 这个操作使用一个多边形主题（或者主题中选定的要素）去裁剪另一

15、个点要素或线要素或多边形要素主题，从而生成一个新的主题。派生的主题中将只包含处于用来裁剪的多边形边界内的要素。 几何上，位于多边形要素范围内的输入图层要素得到保留。 属性上，输入图层的要素属性得到继承。但要注意，面积等字段值仍为原来之值，可能需要重新计算更新； 示例：给你一幅全省土地利用图，再给你陆良县行政边界图，就可以利用裁剪操作制作一幅陆良县土地利用图，前提条件是两幅图坐标一致。指定输出要素类路径及名称，这里请命名为“云南县界_Clip1” 指定输入类：云南县界指定剪切要素：Clip（必须是多边形要素） 依次选中Clip主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤， 完成操作后将得到共四个图层（

16、“云南县界_Clip1” , “云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）。 融合：基于某个字段消除公共边 DissolveData Management Tools toolbox Generalization toolset Dissolve tool 基于属性的要素合并这个功能可以将主题中某一字段取值相同且相邻的要素合并成一个要素。你可以通过界面选取输入的图层和合并依据的属性。 几何上，某字段值相同并且有公共边的两个多边形被合并； 属性上，该字段值得到保留，其它字段可根据需要进行汇总（求和，求平均）； 示例：现有一个县界图层，每个县有它所

17、属地区的代码，通过对该代码进行融合操作，可以得到地区界图层。拼接图层 Merge（Append）Data Management Tools toolbox General toolset Append tool 拼接操作可以把具有相同要素类型的两个或更多的图层合并成一个图层。 几何上，新图层包含原来两个图层的全部信息； 属性上，你指定一个图层，让新图层的字段结构与其相同。该指定图层的字段值得到保留，而另一图层中的要素，其字段根据新图层中是否存在同名同类型字段被取舍； 示例：某一幅图由多人合做，现要将各人所做之结果合在一起，可以使用拼接操作。但若需要精确的拓扑关系，还需要在ArcI

18、nfo中进一步处理。拼接图层 在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的 四个图层 在ArcToolbox中执行“追加”命令 输入要素：依次添加其它三个图层 输出要素：设定为 云南县界_Clip1 右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“数据”-”导出数据”合并（并集） UnionAnalysis toolbox Overlay toolset Union tool 图层合并这个功能将两个图层进行联合运算，派生新的图层。 几何上，新图层中为输入图层叠加了多边形图层的分划信息；全部要素均得到保留。 属性上，新图层中要素属性值包含了其原始值以及多边形值； 示例：给你乡镇界线图和自然保护区界线图，请你计算各个乡镇中涉及各个自然保护区的面积和位置，以及没有涉及自然保护区的面积； 要素融合 在拼接图层的基础上继续执行“融合”命令输入要素：指定为YNOK融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，YNOK图层中“所属州”相同的要素将合并成一个要素 根据指定字段的值，对现有图层中的要素进行融合，产生新的图层YNOK_Dissovle,打开并查看其属性表属性表