地理信息系统原理与应用上机实验教程

PAGEPAGE1PAGE1地理信息系统原理与应用上机实验教程前言《地理信息系统原理与应用》课程以地理信息系统理论为基础，系统地学习地理数据的采集、处理和科学管理，地理信息的空间分析和地学建模以及地理信息系统的建立和应用。地理信息系统是覆盖领域十分广泛的高新技术，它包括空间数据输入子系统、空间数据存储和检索子系统、数据处理和空间分析子系统、数据和图形输出子系统，具有实践性、操作性强的特点。要掌握该技术、培养学生的创新精神和实践能力，加强GIS上机实验是十分必要的，地理信息系统上机实验是该课程教学的重要环节，通过上机教学，既能培养学生的上机操作能力，又让他们了解GIS的基本知识、原理、应用和发展，并通过实验课巩固和拓展课堂讲授的内容。学生真正掌握并利用好《地理信息系统原理与应用》课程上机实验技能，通常需要学生在课余时间多上机操作熟练：第一遍操作主要是根据实验教程指导和相关数据资料与软件完成好每一个实验；第二遍操作主要是思考每一步参数的设置主要起到什么作用，参数变化后会出现另外什么结果；第三遍操作主要是在熟练操作的基础上思考各项功能可以解决另外什么问题，可以应用在其它哪些方面。上机实验使用的GIS软件主要是世界领先，功能最强也是最复杂的ArcGIS，同时在有条件的情况下可适当了解MapInfo、ArcViewGIS和MapGIS以及SuperMap等软件。实验资料除了本实验教程外，还有实验所需要的全部数据和PPT详细操作指导课件，在上机实验时由指导教师提供给学生。另外建议学生课后自学使用参考书籍如下：ArcView软件[1]樊红,翟建军.ARCVIEWGIS应用与开发技术.武汉大学出版社,2003[2]宋小冬，钮心毅.地理信息系统实习教程.科学出版社，2004[3]刘良明.ArcView基础教程.测绘出版社,2001[4](美)常康KangChang.地理信息系统导论.科学出版社,2003ArcGIS软件[1]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程.科学出版社,2006[2]宋小冬，钮心毅.地理信息系统实习教程（ArcGIS9.x）.科学出版社，2007[3]吴秀芹.ArcGIS9地理信息系统应用与实践(上下册）.清华大学出版社,2007MapGIS软件吴信才.MAPGIS地理信息系统.电子工业出版社,2004Supermap软件张正栋.SuperMapGIS应用与开发教程.武汉大学出版社,2006Mapinfo软件[1]罗云启.数字化地理信息系统建设与MapInfo高级应用.清华大学出版社,2003[2]费立凡.MapInfo基础教程.测绘出版社,2005PAGE6目录实验一GIS软件的安装与应用基础 1一、GIS软件的安装 11．ArcGIS软件的安装 12．MapGIS软件的安装 13．ArcViewGIS软件的安装 1二、使用ArcGIS浏览地理数据 21．启动ArcMap浏览ArcMap界面 22．打开数据检查要素图层 23．显示其它图层 24．查询地理要素 25．检查其它属性信息 36．设置并显示地图提示信息 47．根据要素属性设置图层渲染样式 48．根据属性选择要素 49．使用空间关系选择地理要素 510．退出ArcMap 5三、利用ArcCatalog管理地理空间数据库 51．启动ArcCatalog打开一个地理数据库 62．预览地理数据库中的要素类 63．创建缩略图，并查看元数据 64．创建个人地理数据库并导入数据 6四、在ArcMap中编辑属性数据及导入GPS数据 81．拖放数据到ArcMap中 82．编辑属性数据及进行1：M的空间查询 83．导入GPS数据，生成图层 9实验二空间数据的采集、转换与处理 10一、MapGIS软件空间数据矢量化采集 101．矢量化等高线 102．等高线高程自动赋值 113．多边形矢量化制图 114．MapGIS数据转换输出 13二、ArcGIS软件空间数据矢量化采集 131．栅格跟踪 132．批处理矢量化 15三、影像数据的地理配准及编辑器的使用 171．打开影像配准工具和地形图数据 172．输入控制点 173．设定数据框架的属性 184．矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 195．分层矢量化 196．从已配准的地图上提取等高线并保存到创建的线要素类中 19四、空间数据处理与转换 201．数据裁剪 202．拼接图层 203．要素融合 204．图层合并 215．图层相交 216．定义投影 217．投影变换 228．数据更新变换 22实验三矢量数据的空间分析 24一、缓冲区分析 241．缓冲区的创建 242．水源污染防治 263．受污染地区的分等定级 274．城市化影响范围研究 28二、市区择房分析 301．背景概述 302．主干道噪音缓冲区建立 303．商业中心影响范围建立 314．名牌高中影响范围建立 325．名胜古迹影响范围建立 326．叠置分析计算满足条件的区域 337．对整个城市区域住房条件进行评价 34实验四栅格数据的空间分析 37一、学校选址分析 371．实验背景、数据、要求和实现流程 372．数据加载及空间分析环境设置 383．坡度数据集提取 394．娱乐场所距离提取 395．现有学校距离提取 406．数据集重分类 407．学校选址适宜区分析 43二、最佳路径求算 441．实验背景、数据、要求和实现流程 442．数据加载及空间分析环境设置 453．成本数据集创建 454．成本权重距离函数计算 485．最短路径求取 49三、GDP区域分布图的生成与对比 501．实验背景、数据、要求和实现流程 502．IDW插值法及结果分析 503．Spline内插法及结果分析 534．IDW与Spline对比分析 56实验五空间网络分析 57一、最佳路径、最近设施和服务区分析 571．建立网络数据集 572．产生最佳路径 583．查找最近设施 604．产生服务区 61二、考虑车速和单向行驶的网络分析 621．考虑交通时耗的最佳路径 622．考虑道路单向行驶的最佳路径 65三、考虑上下行不同车速以及道路互通的网络分析 671．考虑上下行不同车速的最佳路径 672．考虑道路互通的最佳路径 69实验六数字地形模型与地形分析 74一、在地形表面叠加影像 741．添加三维分析扩展模块 742．在ArcCatalog中预览3D数据 743．启动ArcScene并添加数据 754．叠加影像 755．浏览研究影像 766．拉伸地形 767．保存场景 76二、污染物在蓄水层中的可视化 761．打开地下水场景文件 772．显示污染物的体积与污染程度 773．显示污染物空间与水井的关系 774．显示优先需要清理的设施 77三、土壤污染及甲状腺癌发病率的可视化 781．查看点状数据 782．创建三维点要素 783．增加垂直拉伸 784．柱状显示 785．从采样点数据中创建表面 796．查看插值表面 797．根据属性选择要素 808．查看要素的属性值 80四、创建TIN表示地形 801．查看塌陷及地形 802．从点数据中创建TIN 813．向TIN中添加要素 824．通过TIN设置要素的基准高度 825．通过TIN设置栅格的基准高度 826．整理场景 837．创建地形剖面图 838．在地形上创建视线瞄准线 84五、场景中的动画设置 851．打开动画场景文档 852．操作场景动画 853．打开动画场景 854．采用抓取视图作为关键帧生成场景动画 865．回放场景动画 876．清除动画 877．采用路径线生成动画 87六、工程中的土方、纵坡 881．由等高线产生不规则三角网 882．计算工程填挖方 883．利用二维线状要素生成纵剖面 904．临时生成三维剖面线 91七、可视性分析 921．视线分析 922．基于视点的视域分析 923．基于路径的视域分析 93实验七空间分析建模 95一、空间分析建模与图解建模基本概念 951．空间分析模型及其分类 952．空间分析建模概念与建立过程 963．图解建模概念 964．模型生成器 965．模型的基本组成 97二、图解模型的形成过程 971．添加输入数据 972．添加空间处理工具 973．添加连接 974．保存模型 985．添加注释 986．设置参数 987．运行图解模型 988．转换程序模型 98三、土壤侵蚀危险性分布图的获取 981．确定目标，加载数据 982．创建模型 993．编辑模型 994．执行模型，查看结果 104四、明暗等高线制作 1041．背景分析 1042．建立模型 1053．设置参数 1084．颜色配置 109实验八地图设计与输出 110一、地图设计基础 1101．渲染图层要素 1102．标注图层要素 1133．创建地图版面 1144．添加各种地图元素到地图版面 1145．输出地图 115二、制作上海市行政区划图 1161．制图背景 1162．数据的符号化显示 1163．地图标注 1184．绘制格网 1195．添加图幅整饰要素 1206．地图输出 121实验九复杂地形中的选址分析 122一、实验背景概述 1221．基本背景 1222．选址评价方法 122二、环境限制分析 1231．栅格分析的初时设置 1232．确定城镇周边3km范围 1233．确定森林公园周边5km范围 1244．产生只包括“范围内”的栅格 1255．环境因子综合 126三、计算取水费用 1271．建立“源”图层 1272．建立“成本”图层 1283．产生取水费用图层 130四、计算铁路支线建设费用 1311．建立“源”图层 1312．建立“成本”图层 1323．计算铁路支线建设费用 133五、计算煤炭运输费用 1341．将煤矿的矢量位置数据转换成栅格 1342．煤炭在铁路主线上的运距 1343．邻近分配（Allocation） 1354．计算煤炭在支线上的运距 1365．计算运输费用 136六、评价指标的标准化 1371．取水费用的标准化处理 1372．铁路支线建设费用的标准化处理 1373．煤炭运输建设费用的标准化处理 138七、选址评价的指标综合 138附录：实验报告格式要求 140实验一GIS软件的安装与应用基础【实验内容与学时】（4学时）常用地理信息系统软件的安装使用ArcGIS浏览地理数据利用ArcCatalog管理地理空间数据库及在ArcMap中编辑属性数据【实验目的】掌握常用地理信息系统（ArcGIS、ArcView和MAPGIS）软件的安装；掌握并熟悉ArcGIS的应用基础（使用ArcGIS浏览地理数据、利用ArcCatalog管理地理空间数据库及在ArcMAP中编辑属性数据）；了解ArcView和MAPGIS软件的主要功能与结构。【实验要求】按照要求上交上机实验报告，该部分为地理信息系统软件的基础，须熟练掌握。【实验步骤与过程】一、GIS软件的安装1．ArcGIS软件的安装（1）ArcGIS软件许可管理器的安装（2）ArcGIS软件桌面端的安装上机实验室已经安装好正版ArcGIS9.2软件，可利用相应数据进行上机操作。如需要安装ArcGIS软件学习版，请咨询实验指导教师或上课教师。2．MapGIS软件的安装（1）MapGIS软件狗的安装正版MapGIS软件狗目前采用加密优盘的形式提供，安装软件前只需要在USB端口插入加密优盘即可。如需要安装MapGIS软件学习版则需要通过网络下载软件虚拟狗，安装请咨询实验指导教师或上课教师。（2）MapGIS软件桌面端的安装MapGIS软件桌面端的安装双击setup后全部按照缺省设置进行安装即可。如学生需要用到MapGIS软件，请咨询老师安装该软件的学习版。3．ArcViewGIS软件的安装（1）基本软件部分的安装ArcViewGIS软件基本部分安装按照缺省情况进行即可。（2）软件扩展模块的安装在应用与学习中可能会用到一些相关扩展模块。扩展模块也可以完全按照缺省进行安装，但其必须在安装基本软件之后才能安装。第一次安装完成后启动该软件需要填写软件使用单位、个人名称和序列号（511111111111）等信息。二、使用ArcGIS浏览地理数据1．启动ArcMap浏览ArcMap界面（1）启动ArcMap执行菜单命令开始/所有程序/ArcGIS/ArcMap；当出现ArcMap对话框时,点击“Anewemptymap”(一个新的空地图)单选按钮，然后点击“OK”确定，将看到ArcMap的操作界面。（2）ArcMap操作界面ArcMap窗口主要由主菜单、标准工具栏、窗口内容表、地图显示窗口、绘图工具和状态条等6部分组成。如果打开的ArcMap界面与其它同学的不一样，请不用在意，这不会对练习的结果产生影响。【问1】认识ArcMap窗口，并提交包括有6个组成部分的地图界面。在ArcMap中进行各种操作时，操作对象是一个地图文档。一个地图文档可以包含多个数据框架，根据数据集依次形成数据框架。一个地图文档存储在扩展名为.mxd文件中。ArcMap是ArcGIS桌面系统的核心应用程序，用于显示、查询、编辑和分析地图数据，具有地图制图的所有功能。ArcMap提供数据视图（DataView）和版面视图（LayoutView）两种浏览数据的方式，在此环境中可完成一系列高级GIS任务。2．打开数据检查要素图层(1)打开地图文档数据执行菜单命令File/Open。浏览到包含有练习数据的文件夹(如D:\PAGIS\GIS01\Exec1)，然后点击Redlands.mxd并点击“打开”按钮。(2)检查要素图层①打开地图文档Redlands后,可看到加州Redlands市的地图。地图显示以图层表示的几种地理要素，每个图层表示某种专题信息。②在ArcMap窗口的左边区域（图层列表（TOC）或窗口内容表）显示的是图层列表。③窗口的右边区域显示的是图层控制面板中各图层的图形内容。例如,所有油炸圈饼店是点要素(以房屋符号表示)且被组合成名为DonutShops图层。名为Landuse的图层表示Redlands市土地利用现状，在这个图层中，根据多边形的地类将其组合成不同类型的土地利用多边形。3．显示其它图层①选中Railroads图层旁边的检查框（打勾）显示Redlands市的铁路。②选中Streets旁边的检查框（打勾）显示Redlands市的街道。【问2】Redlands地图文档共包含有哪些图层，提交包含各显示要素的地图界面。图层ESRI没有被显示，其前面的勾也是灰色的。稍后，我们将学习如何显示它。4．查询地理要素

在ArcMap中，通过在地图显示区点击某个要素你就可以查询其属性，了解它是什么内容。（1）通过书签放大地图，以更清楚地查看单个要素为了达到这个目的,我们使用一个先前创建的书签，这个书签存储着包含ESRI和附近街道的地理区域。执行菜单命令“View”(视图)/“Bookmarks”(书签)/“ESRI”。当前显示区调整到书签ESRI所定义的区域。注意到，现在所有街道根据其名称显示了标注信息，我们可以很容易找到ESRI所处的位置。地图文档的创建已决定了街道及ESRI的标注信息只在某个特定的比例尺范围才显示出来，在这个比例尺下它们可以很容易地找到。（2）利用查询工具查询信息①查询单个图层的信息。在“Tools”(工具)工具栏上，点击查询按钮。如果看不到“Tools”(工具)工具栏，在菜单“Help”(帮助)右边的菜单栏上点击右键，然后点击“Tools”（工具）选项。在表示纽约街道（名为NewoYork）的线要素上点击(红色线段)。查询结果窗口打开并显示数据库中名为NewYork的街道的所有属性。有时我们可能需要将查询结果窗口放大（拉动窗口边框），才能看到所有的属性。②查询多个图层的信息。在查询结果窗口中，从“Identifyfrom”（查询来源）下拉列表框中选择“<Alllayers>”（所有图层），然后在图上再次点击代表“NewYork”的那条街道。查询结果窗口包含了“Landuse”图层中与选中的街道相交的地块。在查询结果窗口的左边区域，点Landuse左边的加号(+),然后点击第一个要素(可能会列出不只一个要素)。这样，选定地块的所有属性都会显示出来。通过在显示区内点击，可以继续查询其它的要素。点击“Identify”（查询结果窗口）右上角的"X"结束查询。【问3】提交查询多个图层信息的查询结果对话框。5．检查其它属性信息(1)通过地图书签回到原始视图地图显示区域可以通过地图书签来定义。地图书签是为了防止地图显示变得混乱，可以通过书签恢复到原来的显示区域和显示风格。执行菜单命令“View（视图）”/“bookmarks（书签）”/“Original”。地图显示区将显示这些图层：DonutShops,Railroads,Streets,LandUse。（2）通过属性表查看其它属性信息①在图层列表（TOC）中，选中Railroads然后点击右键执行“OpenAttributeTable”（打开属性表）命令。这时会显示与“Railroads”图层相关的属性表窗口。属性表中的每一行是一个记录，每个记录表示“Railroads”图层中的一个要素。图1-1Railroads图层属性表②图层中要素的数目（数据表中记录的个数）显示在属性表窗口的底部，在Railroads属性表中有11个记录，其中没有记录被选中。向右拖动滚动条查看其它的属性。完成后，请关闭属性表窗口。③采用同样的方法，查看图层DonutShops的属性表。完成后关闭属性表。④最后，打开图层LandUse的属性表。注意到每个要素(记录)有一个属性(字段)“LU_ABV”，它记录的是地类代码(土地类型的缩写)。在地图中，就是根据这个属性字段的值来确定每个地块的渲染方式（即不同颜色）的，查看完成后关闭该属性表。

6．设置并显示地图提示信息地图提示以文本方式显示某个要素的某一属性，当我们将鼠标放在某个要素之上时，将会显示地图提示。使用地图提示是获取指定要素属性信息比较简单的一种方式。我们可以在图层属性对话框中设置地图提示信息来自于数据表中的哪一个字段。①在图层列表(TOC)中,右键点击图层DonutShops的名字，然后点击“Properties（属性）”命令。在出现的属性对话框中，点击“Fields(字段)”标签。通过设置PrimaryDisplayField（主显示字段）来设定地图提示信息的对应字段。我们可以指定任一个属性作为地图提示字段。默认情况下，ArcGIS使用字段“Name”作为地图提示字段。②在PrimaryDisplayField（主显示字段）下拉列表框中，选中字段：Address。点击“确定”按钮关闭图层属性对话框。将鼠标移动到图层DonutShops中的任一个要素上。这个要素的“Adreess”就会作为地图提示信息显示出来。【问4】提交有地图提示信息的地图界面。7．根据要素属性设置图层渲染样式图层Streets是以单一符号进行渲染的即每个要素都是同一种符号。我们可以根据要素的属性来设置不同的渲染方式。①在图层列表(TOC)中反选Landuse边上的检查框（将√去掉），从而关闭图层LandUse的显示。然后右键点击图层Streets，点“Properties（属性）”菜单命令。在出现的图层属性对话框中，点击“Symbology（符号）”标签。②在对话框的左边区域，有地图渲染（Show）方式列表。点击“Categories（类别）”，依次点击“Uniquevalues（唯一值）”。在“ValueField（值字段）”下拉列表中选择字段“CLASS”。点击按钮“AddAllValues（添加全部值）”。③点击按钮“Apply(应用)”，先不要点“确定”，移动图层属性对话框到不碍眼的位置，这样我们就可以看到地图的显示发生了变化。现在，图层streets根据属性字段CLASS的取值不同而采用不同的符号表示。最后在图层属性对话框渲染方式列表中，点“Features（要素）”，然后点“确定”按钮，恢复原先的渲染方式和显示风格。8．根据属性选择要素有时我们可能需要显示满足特定条件的一些图形要素。在这一步中，我们将要选择及定位第10号州际公路。①在图层列表(TOC)中，反选图层Railroads边上的检查框，关闭这个图层，下面的操作不需要显示该图层。②执行菜单命令“Selection(选择)”/“SelectByAttributes…(通过属性选择)”。在属性选择对话框中，我们可以构造一个查询条件。通过构造表达式：Select*FromStreetWHERE“STR_NAME”=“I10”,可以从Street图层数据中找出第10号州际公路，选中的要素将会在属性表及地图中高亮（亮蓝色）显示。③具体操作如下：在“Layer（图层）”下拉列表中，选择Streets。在“Method（方法）”下拉列表中，选择“Createanewselection(创建一个新的选择集)”。在字段列表中，调整滚动条，双击“STR_NAME”。然后，点击“＝”按钮。再点击“GetUniqueValues（得到唯一值）”按钮，在唯一值列表框中，找到“I10”后双击。【问5】提交设置好参数后的属性选择要素对话框。④点击“Apply(应用)”按钮。将“SelectByAttributes（属性选择）”对话框移到不碍眼的地方，我们可以方便地看到地图显示的效果。注意到，在地图显示区中属性为“I10”的第10号州际公路被高亮显示（亮蓝色）。选中的这些线段是第10号州际公路的组成部分。完成后关闭属性选择对话框。9．使用空间关系选择地理要素现在我们的任务是选择处于距10号州际公路1000米范围内的所有油炸圈饼店，这样如果开车从帕姆斯普林到洛杉矶，饥肠辘辘时就可以很快找到歇脚的地方，可以美餐一顿。①执行菜单命令“Selection(选择)”/“SelectByLocation…(通过位置选择)”。②在“SelectByLocation（位置选择）”对话框中，对于选择操作，形成如下的一个表达式：“我想要从图层DonutShops中选择要素，这些要素位于距图层Street中被选中的要素1000米的区域内”。③具体操作为：在“Iwantto：”下拉框中选择“selectfeaturesfrom”；在“thefollowinglayer（s）：：中勾选DonutShops；在“that：”下拉框中选择“arewithinadistanceof”；在“thefeaturesinthislayer：”下拉框中选择Streets；在“Useselectedfeatures”前方框中打勾表示仅对选择的要素进行操作；选中检查框“ApplyabuffertothefeaturesinStreets（对要素进行缓冲区操作）”，在缓冲距离下拉框中设为“1000Meters（米）”。【问6】提交设置好参数后的空间关系选择要素对话框，并结合结果说明共有哪几个油炸圈饼店被选择。④先点“Apply（应用）”按钮，在点“Close（关闭）”按钮。这时，在地图显示区中，在10号州际公路1000米缓冲区范围内的油炸圈饼点都被高亮显示。⑤在图层列表(TOC)中，右键点击图层DonutShops，然后点击“OpenAttributeTable（打开属性表）”。图层donutshops被选中的要素被高亮显示在属性数据表中（黄色）。查看完后关闭属性表。上面的操作是通过空间分析实现的。在以后的练习中，我们将会学习更多的更高级的空间分析功能。10．退出ArcMap执行菜单命令File/Exit关闭ArcMap。如果系统提示保存修改(savechanges)，点击No不保存。三、利用ArcCatalog管理地理空间数据库ArcCatalog是一个空间数据资源管理器。它以数据为核心，用于定位、浏览、搜索、组织和管理空间数据。利用ArcCatalog还可以创建和管理数据库，定制和应用元数据，从而大大简化用户组织、管理和维护数据工作。1．启动ArcCatalog打开一个地理数据库①执行程序/ArcGIS/ArcCatalog，打开ArcCatalog。②点击按钮“ConnecttoFolder（连接到文件夹）”建立到包含练习数据的连接，在对话框中浏览到“D:\PAGIS\GIS01\Exec2”,然后按“确定”按钮完成。③在ArcCatalog窗口左边的目录树中,双击建立的连接文件夹（D:\PAGIS\GIS01\Exec2）并双击打开个人空间数据库National.mdb。在右边窗口中可看到National.mdb包含有2个要素数据集（USAContainer和WorldContainer）、1个关系类（CountyStateNames）和1个属性表（state_names）。2．预览地理数据库中的要素类①在ArcCatalog窗口右边的数据显示区内，点击“Preview（预览）”标签切换到预览视图界面。在目录树中，双击要素数据集“WorldContainer”，点击要素类“Countries94”激活它可预览其要素。②在预览视图界面窗口的下方，在“Preview（预览）”下拉列表中选择“Table（表格）”。我们可看到Countries94的属性表，可以查看它的属性字段信息。③花几分钟的时间，以同样的方法查看一下National.mdb地理数据库中的其它数据。3．创建缩略图，并查看元数据

①在目录树中，选择地理数据库National中的要素类“Countries94”，切换到“Preview（预览）”视图，点击工具栏上的放大按钮，将图层放大到一定区域，然后再点CreateThumbnail工具，生成并更新缩略图。这时，切换到“Contents（内容）”视图界面下，并在目录树中选择要素集“WorldContainer”，数据查看方式更改为“缩略图方式”。注意，观察此时要素类“Countries94”的缩略图是不是发生了改变。【问7】提交所创建的缩略图界面。②点击“Metadata（元数据）”标签，查看当前要素类的元数据，了解当前要素类是采用什么坐标系，有哪些属性字段，字段的类型等信息。在元数据工具栏中，从“Stylesheet（样式表）”中选择不同的样式，可以看到，元数据显示的格式发生了变化。③点击“Exportmetadata（导出元数据）”按钮，可以将元数据导出为多种格式，这里我们选择“FGDCCSDGM(HTML)”格式，保存路径为D:\PAGIS\GIS01\Exec2\Temp中，文件名为自己的学号。点击“OK”完成后，可从资源管理器打开输出的htm文件，查看导出后的元数据信息。4．创建个人地理数据库并导入数据（1）创建个人地理数据库(PersonalGeodatabase)在创建地理数据库之前要完成数据库的概念设计，每一个图层对应一个数据表，在ArcCatalog中“FeatureClass（要素类）”的概念与之对应。可以将多个要素类组织成为一个“FeatureDataSet”（要素集），在同一个要素集中的要素类都具有相同的地理参考（即坐标系相同）。在ArcCatalog的目录树中，浏览到D:\PAGIS\GIS01\Exec2\Temp，右键点击它，在出现的菜单中，点击New（新建）/PersonalGeodatabase（个人地理数据库），这时会创建一个名称为“NewPersonalGeodatabase.mdb”的数据库文件，利用F2键将之改名为：“Yunnan_lxs000”（2）导入数据到个人地理数据库中①右键点击数据库文件“Yunan_lxs000.mdb”,在出现的菜单中，选择Import（导入）/FeatureClass（Multiple）（多重要素类）；②在出现的对话框中，利用Inputfeatures框右边的“打开”按钮输入要导入的要素类，它们分别为：云南县界prj.shp/云南县城prj.shp/云南道路prj.shp(这些文件在Exec2文件夹下，按住Shift键并点击鼠标可同时选择多个Shape文件)。③按“Ok”按钮后在ArcCatalog可看到这三个数据图层已经被导入到数据库Yunan_lxs000.mdb中。（3）新建地理数据要素集（FeatureDataset）①右键点击数据库文件“Yunan_lxs000.mdb”，选择New（新建）/FeatureDataset（要素集）。②在出现的对话框中输入要素集的名称“云南昆明”、点击“下一步”按钮选择指定一个坐标系。在这里，我们通过名称前的“＋”号设定坐标系为：GCS_WGS_1984（即依次点击选择GeographicCoordinateSystem/World/WGS1984），WGS1984是一种被GPS采用的地理坐标系。点击“下一步”不作任何修改直至点按“Finish”完成结束。（4）新建地理数据要素类（FratureClass）①右键点击新建的要素集“云南昆明”，在出现的菜单中选择New（新建）/FeatureClass（要素类），在出现的对话框中输入要素类的“Name（名称）”为“公交站点”，在对话框中“Type（类型）”下拉框中选择几何类型为“PointFeatures（点要素）”（即此要素类中将要存储的要素类型是点要素，我们准备用来存储公交站点）。②点击“下一步”按钮进行下列输入设置。在出现的对话框中，在FieldName一栏中输入“站点名称”，在DataType一栏中输入“Text”；按照同样方法输入“公交站点编号”，数据类型同样设置为“Text”，输入完成后点击“Finish（完成）”按钮结束。③这样我们就完成了要素类的定义，可以将这个要素类（图层）加入的ArcMap中，进行数字化的工作，从背景地图中提取公交站点的位置。（5）新建地理数据数据表①右键点击地理数据库Yunnan_lxs000.mdb，在出现的菜单中，选择New（新建）/Table（表），输入表“Name（名称）”为“公交线路”，点“下一步”按钮，在出现的对话框中，新添加两个字段（FieldName）“公交站点编号”和“公交线路”，数据类型（DataType）设为Text；②点击“Finish”（完成）按钮结束属性表的定义。（6）创建公交站点到公交线路一对多的关系（1:M）①右键选择地理数据库Yunnan_lxs000.mdb，在出现的菜单中选择New（新建）/RelationshipClass（关系类），在Newoftherelationshipclass（新关系类）对话框中设置“Name（名称）”为“公交站及公交线路”，在“origintable/featureclass（源表/要素类）”栏中选择云南昆明下的“公交站点”，在“Destinationtable/featureclass（目的表/要素类）”栏中选择“公交线路”。点按“下一步”按钮进行设置。②继续点按“下一步”按钮按照默认设置进行，直到图中显示需要设置“1－M”选项时点选该单选钮。在该对话框中选择关系类型为“一对多（1－M）”关系，这样可建立公交站点到公交线路“一对多”的关系，因为经过一个公交站点的公交线路有多条，选择“一对多”的关系，在我们从公交站点分布图查询某个公交站点时就可以查询经过这个站点的所有公交线。点按两次“下一步”按钮。③在出现的对话框中的两个下拉列表框中选择主键和外键均为“公交站点编号”。点击“下一步”并点按“Finish”完成关系类的定义。【问8】提交该过程任一对话框界面。以上步骤完成后，在ArcCatalog中可以看到，在地理数据库Yunnan_lxs000.mdb中，有一个要素集（云南昆明）且包含一个要素类(公交站点)；一个数据表（公交线路）；一个关系类（公交站及公交线1:M）以及导入的shp数据。四、在ArcMap中编辑属性数据及导入GPS数据1．拖放数据到ArcMap中①启动ArcMap，新建一个空的地图文档，通过拖放的方式添加上面所创建的数据到ArcMap中。

在ArcCatalog中，点击“Contents（内容）”标签，在目录树中，点击地理数据库Yunnan_lxs000，将要素类“公交站点”及属性数据表“公交线路”拖放到ArcMap中。拖放即在ArcCatalog中选定要素类，并按住鼠标左键不放，拖动到ArcMapTOC中后再放开鼠标即可。②因为我们仅定义了数据的格式，还没有创建任何要素，因此刚拖放到ArcMap中的要素类和属性数据表均还没有任何数据。

关闭ArcCatalog，激活ArcMap窗口。2．编辑属性数据及进行1：M的空间查询为了了解属性编辑的过程，我们需要在要素类“公交站点”中添加3个公交站点。（这只作演示使用，实际的数字化过程还需要加载经过配准后的扫描地图作为背景）。①打开编辑器工具栏。在工具栏显示区的空白处（Help菜单后面空白处）点击右键，在出现的菜单在选中“Editor（编辑器）”，从而打开编辑器工具栏。②在编辑器工具栏中，点击“Editor”（编辑器）下拉菜单，选择“StartEditing（开始编辑）”命令。③点按编辑器工具栏中的“SketchTool（草图工具）”按钮，然后在地图显区内随意添加3个公交站点。④在图层列表控制面板（TOC）中，右键选择图层“公交站点”，选择“OpenAttributeTable（打开属性表）”命令，在公交站点的属性编辑窗口中，字段OBJECTID是关键字段，是自动生成的不需要输入；在“站点名称”字段下面，分别输入“云南大学”、“小西门”和“圆通山”，在“公交站点编号”字段下面分别输入“1”、“2”和“3”。输入完成后关闭属性表。⑤在图层列表控制面板（TOC）中，点击“Source（数据源）”标签切换到数据源视图下，右键选择属性表“公交线路”，选择“Open（打开）”命令，在显示的“公交线路”属性编辑窗口中输入几条公交线路（公交站点编号、公交线路）。具体为在“公交站点编号”字段下面依次输入为“1”、“1”、“1”“2”、“2”、“3”和“3”；在“公交线路”字段下面依次输入为“12”、“21”、“96”“1”、“10”、“5”和“102”。⑥点击编辑器工具栏中的“Editor（编辑器）”下拉菜单，选择“StopEditing（停止编辑）”命令，将以上所作的编辑结果保存。⑦点击“Identify（属性查询）”按钮，查询地图显示区中任意公交站点的属性，可以看到经过公交站“云南大学”的公交线路有3条，同时可进一步查询每条公交线路的详细数据。【问9】提交属性查询对话框界面。⑧完成后可退出ArcMap或点按File/New新建地图文档为下一步做准备。3．导入GPS数据，生成图层各类手持GPS接收机采集到的数据可以通过相关软件（如MapSource等）导入到ArcMap中。路径D:\PAGIS\GIS01\Exec2中的文本文件“澜沧江GPS”为GPS数据文件，大家可打开看一看其形式。①启动ArcMap，新建地图文档。点击“AddData”按钮添加GPS数据，选择对应的GPS数据文件(可以是.txt格式、dBase等格式)，这里我们选择的GPS数据文件为“澜沧江GPS.txt”。②执行菜单命令Tools（工具）/AddXYData（添加XY数据），在“AddXYData”窗口中，在下拉列表中选择已添加的XY数据表，指定“XField：（X坐标字段）”为“E（东经）”和“YField：（Y坐标字段）”为“N（北纬）”，按“Edit（编辑）”按钮选择坐标系统。一般GPS系统采用的坐标系统为WGS_1984在出现的对话框中点按“Select”按钮，然后依次选择路径为：GeographicCoordinateSystems/World/WGS1984.prj。点按“Ok”后，在地图显示区域中就会根据GPS数据文件中采集的坐标信息创建点状的事件图层数据（澜沧江GPS.txtEvents）。③在图层控制面板（TOC）中，右键选中根据GPS数据文件生成的事件图层“澜沧江GPS.txtEvents”。在出现的菜单中，执行Data（数据）/“ExportData（导出数据）命令，在导出数据对话框中，指定要导出的文件名称及存储位置分别为“Export_Output”和“D:\PAGIS\GIS01\Exec2\Temp”。至此就完成了由GPS数据文件生成数据图层的过程。【问10】提交GPS数据文件生成数据图层的地图界面。【实验思考与扩展】（1）请大家课后多多上机操作熟练并了解软件的主要界面与功能；（2）安装MapGIS软件了解其主要界面和功能；（3）安装ArcViewGIS软件了解其主要界面和功能；（4）安装Mapinfo软件了解其主要界面和功能；（5）安装SuperMap软件了解其主要界面和功能。实验二空间数据的采集、转换与处理【实验内容与学时】（6学时）MAPGIS软件的扫描矢量化空间数据采集（课后学生自学完成）ArcGIS软件的数据矢量化空间数据采集利用影像配准(Georeferncing)工具进行影像数据的地理配准及编辑器的使用ArcGIS软件中的空间数据处理【实验目的】掌握MAPGIS软件和ArcGIS软件的扫描矢量化空间数据采集；掌握ArcGIS软件中影像数据的地理配准；掌握并熟悉ArcGIS软件中空间数据处理（数据裁减、图层拼接、要素融合、图层合并、图层相交、投影定义及变换、数据更新变换的综合应用练习）。【实验要求】要求上交实验报告。【实验步骤与过程】TOC\o"1-4"\h\z\u一、MapGIS软件空间数据矢量化采集1．矢量化等高线通过开始/程序/mapgis65/mapgis65主菜单启动mapgis主界面，点击“图形处理子系统”，点击“输入编辑”进入矢量化界面。在mapgis编辑器对话框中选择“打开已有工程/文件”选项，确定后选择光栅文件（扫描图件）G0，文件在D:\PAGIS\GIS02\Exec1目录下。注意需要在文件类型栏中选择“MAPGIS图像文件”才能找到G0文件。在矢量化前需要检查是否需要执行光栅文件求反操作。如果图件是白线灰底就不需要再进行光栅文件求反操作。否则需要执行“矢量化/光栅文件求反”操作。完成后通过“矢量化/交互式矢量化”开始矢量化。在进行矢量化时，大家要熟悉矢量化各功能键的作用：（1）当一条线结束时，按鼠标右键完成；当跟踪的线不要时可以按ESC键取消。（2）F5键(放大屏幕)：以当前光标为中心放大屏幕内容。（3）F6键(移动屏幕)：以当前光标为中心移动屏幕。（4）F7键(缩小屏幕)：以当前光标为中心缩小屏幕内容。（5）F8键(加点)：用来控制在矢量跟踪过程中需要加点的操作。按一次F8键，就在当前光标处加一点。（6）F9键（退点）：用来控制在矢量跟踪过程中需要退点的操作，每按一次F9键，就退一点。有时在手动跟踪过程中，由于注释等的影响，使跟踪发生错误，这时通过按F9键，进行退点操作，消去跟踪错误的点，再通过手动加点跟踪，即可解决。（7）F11键（改向）：用来控制在矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作。按一次F11键，就转到矢量线的另一端进行跟踪。（8）F12键（抓线头）：在矢量化一条线开始或结束时，可用F12功能键来捕捉需相连接的线头。（9）当所跟踪的线为闭合时，你在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键，则所画线自动封闭。利用“交互式矢量化”功能，我们在线上点击鼠标就自动跟踪很长的线，在前进方向受到干扰时，需要我们来决定跟踪的线路。这就是交互矢量。在矢量化工作中要注意保存自己的成果，最好以自己的学号保存，地址就放在D:\PAGIS\GIS02\Exec1的temp目录下。此外还有自动矢量化功能即“矢量化/自动矢量化”，大家可以试一试自动矢量化的效果。注意：在进行自动矢量化之前最好先关闭自己已经完成的矢量化工作。想一想在哪种情况下可使用自动矢量化。2．等高线高程自动赋值在前面建立的等高线数据的基础上首先应该建立属性结构字段以存放高程数据。注意输入好后按回车键到下一行。（1）建立线属性结构。执行“线编辑/参数编辑/编辑线属性结构”，在出现的编辑属性结构对话框中建立高程字段，字段类型为双精度型，字段长度为3，小数位数为0。完成后按回车键进入到下一行。（2）点击“高程自动赋值”（矢量化/高程自动赋值）后，在等高线地图上点击并拖出一条直线，并点击结束。所有与拖出的直线相交的等高线会自动按照设置的数值进行自动赋值并颜色发生变化。（3）在高程增量输入对话框中，当前高程即与直线相交的第一条线的高程值，高程增量即一条等高线与另一条等高线之间的高程差（等高距），注意：当从上往下时，增量为负值。高程域名中会自动选择原先建立的高程字段，如在此处没有的话，则前面的线属性结构建立高程字段时没有建立成功。图2-1高程增量输入3．多边形矢量化制图（1）利用前面方法打开光栅文件F1，文件在D:\PAGIS\GIS02\Exec1目录下。该图需要光栅文件求反。（2）按照矢量化线一样进行跟踪矢量化，注意在封闭时使用Ctrl键。当所跟踪的线为闭合时，大家在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键，则所画线自动封闭。后续工作要减少很多。（3）在画如下线时尽量延长一点（采用F8键直接添加点），以便后续由计算机自动工作，但注意不要延长太长。以下就把图上房子矢量化完……图2-2输入线时延长微小段（4）注意保存自己的成果，不过现在矢量化的还是线，因此也只能采用保存线功能，还是保存为自己的学号，地址就放在D:\PAGIS\GIS02\Exec1的temp目录下。（5）画完了，我们来执行自动剪断线功能（其它/自动剪断线）。（6）执行删除微短线功能（其它/清除微短弧线/清除微短线）。删除微短线的大小值一定要注意，最小线长的值大了，就有可能将有用的线删除了，如果最小线长的值小了，那么就不能将无用的微短线完全删除。一般情况下可以看一看无用的微短线长度值再来填数值。（线编辑/修改线属性/点击地图上需要删除的微短线，出现的对话框中会显示线的长度值）图2-3利用属性编辑查看线长度如上图中这条无用的微短线为1.777182。这里我们可以先设置最小线长为1.8或2。如果还不放心的话，也可以随机点击出现的微短线，看其是不是有用。如果确认所有线都为无用的微短线，那么可以点中框中任意一条记录，点鼠标右键，然后点删除所用微短线。通过一次删除后如果还有一些无用的微短线没有删除，那么还需要进行设置最短线长进行第二次删除微短线。（7）执行线线拓扑错误检查(其它/拓扑错误检查/线拓扑错误检查)，如有错误需要一个一个的进行检查纠正。（在课后进行中出现的问题请记录，上课时再一一解决）（8）当完成线拓扑错误检查后，执行线转弧段功能（其它－线转弧段），并将生成的弧段保存为“房屋区”。（9）关闭线文件，打开新生成的弧段文件“房屋区”。设置弧段可见：由于系统缺省为弧段不可见，因此刚打开弧段文件时是看不到的。需要通过设置－参数设置来进行设置弧段可见（在出现的对话框中在弧段可见前面打勾）。完成后点按更新窗口按钮即可显示弧段。（10）区拓扑错误检查：在建立区文件之前需要进行区拓扑错误检查（其它/拓扑错误检查/区拓扑错误检查）。（11）拓扑重建：完成区拓扑错误检查后，可进行拓扑重建（其它/拓扑重建）。完成后记得保存。4．MapGIS数据转换输出为了将数据转换为其他软件数据格式，我们需要利用mapgis的“文件转换”功能，（图形处理子系统/文件转换）。（1）转入区文件。通过“文件/装入区”装入刚完成的区文件“房屋区”。（2）浏览装入的区文件。为了核查装入的文件是否为我们所需要的，可以进行浏览核查（窗口/复位窗口/选择浏览显示文件并点按确定）。（3）文件转换：将区文件转换为shape文件（输出/输出SHAPE文件），选择需要输出的文件以及输出保存的地址目录和名称即可。二、ArcGIS软件空间数据矢量化采集ArcScan是ArcGIS中一个把扫描栅格图转化为矢量GIS图层的工具，这个过程可以交互式或自动进行。1．栅格跟踪ArcScan使得从扫描栅格上建立新要素变得简单，这个过程可以减少在矢量数据库中一体化栅格数据的时间。在本练习中，我们可以从扫描地图中通过跟踪栅格像元来生成矢量要素，开始前我们必须启动ArcMap和导入一个包含栅格数据、两个shape文件的地图文档。（1）启动ArcMap，打开数据在开始菜单中或桌面上双击ArcMap的快捷方式来启动ArcMap。单击标准工具栏上的“Open“按钮，在D:\PAGIS\GIS02\Exec1\ArcScan目录中选择ArcScanTrace.mxd，点击打开。（2）改变栅格图层的特征栅格图像必须变为单色才能利用ArcScan工具和命令。①在ArcMap的TableofContents（TOC，窗口内容表）中右键选择ParcelScan.img栅格图层，并选择Properties（属性）。②在Properties对话框中单击“Symbology（符号）”标签。在Show框中单击“UniqueValues”，点击“确定”按钮。（3）确定跟踪范围点击菜单View（视图）/Bookmarks（书签）/Tracelines（跟踪线）来设置当前区域为本次练习的区域范围。当显示刷新后，我们就可以看到跟踪的线区域范围。（4）开始编辑ArcScan扩展模块必须在编辑状态下才能激活，StartEditing（开始编辑）命令可以使我们开始编辑工作。①点击Editor工具栏中的“StartEditing（开始编辑）”开始编辑。如果Editor工具栏没有出现，可通过View/Toolbars/Editor打开；②如果ArcScan扩展模块无法工作，有可能是我们还没有装入该扩展模块。装入的方法为Tools/Extensions/在ArcScan前面打上勾即可。（5）设置栅格捕捉选项栅格捕捉设置影响跟踪过程，这些设置在RasterSnappingOptions对话框进行设置。（1）在ArcScan工具栏（View/Toolbars/ArcScan）上点击“EditRasterSnappingOptions”按钮打开对话框。在对话框中设置“maximumwidth”为7，这个设置使得能捕捉边界的栅格像元。点击“确定”结束。（2）点击Editor工具栏中Snapping（Editor/Snapping）菜单打开SnappingEnvironment对话框，点击Raster前的+号展开。选择其中的Centerlines和Intersection（在两个前面打勾即可）来进行捕捉。【问1】提交Snapping设置对话框界面。（6）跟踪栅格像元来建立线要素在设置好栅格捕捉环境后就可以开始跟踪栅格像元，接下来我们将利用VectorizationTrace工具。（1）在ArcScan工具栏上点击“VectorizationTrace”按钮。移动鼠标指针到捕捉边界交点然后点击来开始跟踪（如果感觉图形太小的话，可以先放大栅格图形）。（2）利用VectorizationTrace工具向下并点击来开始创建线要素，继续利用VectorizationTrace工具来跟踪外部边缘。当跟踪完成整个边界，按F2完成草图。现在一个新的线要素显示这块地的边界。图2-4跟踪线过程示意图【问2】提交跟踪线过程示意图界面。（7）跟踪栅格像元来创建面要素利用VectorizationTrace工具可创建面状要素。为了很好的显示需要跟踪的区域，需要缩放到一个名为Tracepolygons的书签（点击View/Bookmarks/Tracepolygons）。（8）改变编辑的目标层通过改变编辑目标层从ParcelLines到ParcelPolygons来创建面状要素。（1）在Editor工具栏上点击Target下拉框选择ParcelPolygons。（2）在ArcScan工具栏上点击VectorizationTrace工具。移动鼠标指针到捕捉地块061的左下角并点击开始跟踪，点击地块的右下角，创建面的一段边线，逆时针方向继续跟踪该地块，当鼠标指针回到开始点时按F2完成创建面。图2-5跟踪面过程示意图（9）完成编辑过程完成了栅格像元的跟踪后，需要屏蔽（停止）VectorizationTrace工具，可以通过保存来停止编辑并完成此练习。点击Editor菜单并点击StopEditing。点击Yes来保存自己的编辑成果。小结：在本练习中我们学习了怎样设置栅格捕捉选项和环境，捕捉栅格像元并跟踪栅格像元来创建线状要素和面状要素。这几个步骤覆盖了整个栅格跟踪的过程，在下一个练习中将显示怎样去编辑栅格图层并利用批处理矢量化工具来对整图进行自动产生要素。2．批处理矢量化在本练习中，我们将编辑一个扫描的地图，删除不需要矢量化范围的像元，栅格被处理后，将利用批处理矢量化模式来生成要素，我们开始前必须启动ArcMap和导入一个包含栅格数据、两个shape文件的地图文档。（1）启动ArcMap并开始编辑在开始菜单中或桌面上双击ArcMap的快捷方式来启动ArcMap。单击标准工具栏上的“Open”按钮，在ArcScan目录中选择ArcScanBatch.mxd，路径在D:\PAGIS\GIS02\Exec1\ArcScan目录中。（2）改变栅格图层的特征栅格图像必须变为单色后才能利用ArcScan工具和相关命令。①在ArcMap的TableofContents（TOC）中选择ParcelScan.img栅格图层，右击并选择Properties。②在Properties对话框中单击Symbology标签。在Show框中，单击UniqueValues。点击“确定”结束。（3）确定清除的区域点击菜单View/Bookmarks/Rastercleanup设置当前区域为本次练习的区域范围。（4）开始编辑点击Editor工具栏中的StartEditing开始编辑。（5）清理矢量化的栅格当执行批处理矢量化，在生成要素之前必须编辑栅格影像，这个过程ArcScan提供了rastercleanup工具来清理不需要矢量化的内容。现在利用rastercleanup工具从ParcelScan影像上清除不想要的注记。①点击RasterCleanup菜单并点击StartCleanup来开始清理工作。然后再点击RasterCleanup菜单并点击RasterPaintingToolbar来打开RasterPainting工具栏。②点击RasterPainting工具栏上的擦除（Erase）工具，点击并按住鼠标左键擦除地块内的注记。继续使用擦除工具直到完全擦除此注记，如下图所示。图2-6使用擦除工具进行擦除过程示意图③除擦除工具外，RasterPainting工具栏还提供了另一个叫做MagicErase（魔法擦除）工具，它允许我们通过画框的方式来擦除连续的一系列像元。点击RasterPainting工具栏上的MagicErase工具。擦除过程如下图所示。围绕地块中间的注记画一个框来删除这个注记，这个注记就从影像上删除，其余也同样删除。图2-7使用魔法擦除工具进行擦除过程示意图【问3】提交使用魔法擦除工具进行擦除过程示意图界面。（6）利用cellselection工具帮助清理栅格在前面的步骤中，我们利用擦除工具和魔法擦除工具从影像上删除不需要的像元。如果影像上需要大量的处理，这些方法太麻烦。为了使这个过程顺利，我们可联合使用cellselection工具和栅格擦除工具。（1）显示编辑区域。使用名字为Cellselection的书签，点击View/Bookmarks/Cellselection。当刷新屏幕后，我们可看到编辑区域。（2）点击CellSelection/SelectConnectedCells打开对话框，在Selectconnectedcells对话框中，在“Entertotalraster（栅格区域总像素）”中输入500，这个表达式将选择栅格中所有的注记，点击“OK”。现在栅格中所有的注记对应的像元都被选择。大家可以修改该数值（如将500改为200等），查看选择的像元数量变化情况。（3）点击RasterCleanup/EraseSelectedCells来删除选中的像元。（7）确定批处理矢量化设置批处理矢量化依靠用户自定义的设置，这些设置将影响产生的要素的形状，这些设置依赖我们所使用的栅格数据类型，一旦为我们的栅格确定了相应的设置，就可以保存它们到地图文档或独立的文件中，其中我们需要应用VectorizationSettings对话框来进行相应设置。（1）点击Vectorization/VectorizationSettings打开VectorizationSettings对话框。（2）在对话框中我们可以修改矢量化设置来确保生成最佳的结果，这里我们修改MaximumLineWidth为10；修改CompressionTolerance为0.1；其它不改变。（3）点击“Apply”保存设置并点击“Close”结束设置。（8）预览矢量化ArcScan提供了一种方式来预览批处理矢量化生成的要素，这可帮助我们来确定怎样设置将影像矢量化。当设置改变了，预览也可以随着单击VectorizationSettings中的Apply按钮改变，这个设计允许我们最佳的调整矢量化设置。点击Vectorization菜单并点击ShowPreview，地图中将预览矢量化后的结果。如果感觉矢量化效果不好，可以重新进行矢量化设置。（9）生成要素批处理矢量化的最后一个步骤就是生成要素，GenerateFeatures对话框允许我们选择保存新要素的图层和执行矢量化。①点击Vectorization/GenerateFeatures，在对话框的下拉列表中选择ParcelLinesBatch图层，点击“OK”结束。②在ArcMap的TableofContents（TOC）中将ParcelScan.img栅格图层前的勾去掉，然后点击右键，选择菜单中的ZoomToLayer来显示新生成的要素。当显示刷新后，我们可以看到新生成的矢量要素。（10）完成编辑任务一旦生成要素完成，就可以停止编辑并保存结果完成练习。点击Editor/StopEditing菜单；点击Yes来保存编辑结果。总结：在这个练习中我们学习了怎样利用栅格清理工具和像元选择工具来编辑栅格图层、应用矢量化设置、预览矢量化结果和生成矢量要素。这些步骤覆盖了批处理矢量化的主要步骤。三、影像数据的地理配准及编辑器的使用数据为昆明市西山区普吉1:10000地形图（70011-1.tif）。注意：严禁复制地形图带走，仅用于练习使用。所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。1．打开影像配准工具和地形图数据①打开ArcMap，添加“Georeferencing（影像配准）”工具栏（View/Toolbars/Georeferencing）。②把需要进行配准的影像70011-1.TIF添加到ArcMap中(点击工具栏AddData工具即可，数据在D:\PAGIS\GIS02\Exec2中)，添加完成后会发现“Georeferencing（影像配准）”工具栏中的工具被激活。2．输入控制点在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图（可适当放大），我们可以得到一些控制点即公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。在实际中，选取的点应该能够均匀分布在整个地形图中。①在“Georeferencing（影像配准）”工具栏上点击“AddControlPoints（添加控制点）”按钮。②使用该工具在扫描地形图上精确的找一个控制点点击（最好是在地图的中心位置且能很好定位处），然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置（公里网交点位置）。注：整幅地图公里网格交点的坐标图示如下表（表格中的坐标为表格单元格东北角的坐标值，粗体字建议大家采集输入的控制点）。表2-1扫描地形图各公里网交点的坐标值X＝564000Y＝2780000X＝565000Y＝2780000X＝566000Y＝2780000X＝567000Y＝2780000X＝568000Y＝2780000X＝569000Y＝2780000X＝564000Y＝2779000X＝565000Y＝2779000X＝566000Y＝2779000X＝567000Y＝2779000X＝568000Y＝2779000X＝569000Y＝2779000X＝564000Y＝2778000X＝565000Y＝2778000X＝566000Y＝2778000X＝567000Y＝2778000X＝568000Y＝2778000X＝569000Y＝2778000X＝564000Y＝2777000X＝565000Y＝2777000X＝566000Y＝2777000X＝567000Y＝2777000X＝568000Y＝2777000X＝569000Y＝2777000X＝564000Y＝2776000X＝565000Y＝2776000X＝566000Y＝2776000X＝567000Y＝2776000X＝568000Y＝2776000X＝569000Y＝2776000③在添加好第一个控制点后，地图无法看到，我们可以在TOC中右击地图名称，在出来的菜单中选择ZoomToLayer显示地图。④采用上述相同的方法，在地图影像上增加多个控制点（大于7个），并输入它们的实际坐标。注意在输入前面3个控制点时要非常严格精确才行，同时不能在一条直线上，后面的点会自动根据前面输入的点进行设置，只有进行微小调整就行。实际坐标点从图上读取的方法，可根据交点位置从上表中找到实际点坐标。（最低控制点数=[（t+1）*(t+2)]/2，其中t为所选的多项式的次数，如选择1次多项式，则需要的最少控制点数为3，2次方需要至少6个控制点，3次方需要9个控制点。）⑤点击“Georeferencing（影像配准）”工具栏上的“ViewLinkTable（查看链接表）”按钮。在链接表对话框中点击“Save（保存）”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。⑥在链接表对话框中检查控制点的残差（Residual）和TotalRMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式（Transformation）设定为“2ndOrderPolynomial”（二次多项式）。【问4】提交链接表界面以及包含有全部控制点的地图界面。3．设定数据框架的属性①添加采集完所有控制点并检查均方差（RMS）后，在“Georeferencing（影像配准）”菜单下，点击“UpdateDisplay（更新显示）”。②执行菜单命令View（视图）/DataFrameProperties（数据框架属性）设定数据框架属性。在对话框“General（常规）”标签中，在“Map（地图单位）”下拉列表中选择DecimalDegrees，将“Display（地图显示单位）”设置为“Meters（米）”。③在“CoordinateSystem（坐标系统）”标签中，设定数据框架的坐标系统为“Xian19803DegreeGKCM102E（西安1980投影坐标系，3度分带，中央经线东经102度）”，与扫描地图的坐标系一致。在对话框中依次选择进入Predefined/ProjectedCoordinateSystems/GaussKruger/Xian1980/Xian19803DegreeGKCM102E。点按“确定”结束。④更新后，就变成真实的坐标，大家可从状态栏中看到鼠标所在处的坐标值。4．矫正并重采样栅格生成新的栅格文件①在“Georeferencing（影像配准）”菜单下，点击“Rectify（矫正）”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件（Rectify_lxs000），“OutputLocation：（输出路径）”设置为D:\PAGIS\GIS02\Exec2\Temp；“Name：（名称）”设置为Rectify_学号后两位；“Format：（格式）”设置为tiff；点按“Save（保存）”按钮结束。②将原始的栅格文件从数据列表框（TOC）中删除即右键70011-1.tif/Remove，然后加载重新采样后得到的栅格文件。后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。通过上面的操作数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。5．分层矢量化在ArcCatlog中创建一个线要素图层，该数据采用西安80坐标系统3度分带坐标系。①打开ArcCatalog，在指定目录下（D:\PAGIS\GIS02\Exec2\Temp），鼠标右击，在“New（新建）”中，选择“PersonalGeodatabase”。并修改该Geodatabase数据库的名称（例如lxs000.mdb，大家可用自己的学号）。②创建新要素类（FeatureClass）“等高线”来存储等高线要素。在ArcCatalog中，鼠标右击lxs000（自己刚建立的数据库名称）这个个人Geodatabase,在“New（新建）”中选择“FeatureClass（要素类）”。输入创建要素类的“Name（名称）”为“等高线”，在“Type（类型）”下拉列表中选择“LineFeatures（线要素）”。③点击“下一步”，在ProjectedCoordinateSystems目录下，选择GaussKruger/Xian1980/Xian19803DegreeGKCM102E.prj。点击“下一步”，可确定新建要素类相应的坐标系统。④再点击“下一步”，在出现的对话框中可添加相应的字段。在“FieldName（字段名）”一栏中创建新的属性字段“高程”，在“DataType（数据类型）”一栏中设置为“Float”用来存储等高线的高程值。点击“Finish”完成线状要素类创建。6．从已配准的地图上提取等高线并保存到创建的线要素类中①切换到ArcMap，将新建的线要素图层（D:\PAGIS\GIS02\Exec2\temp\lxs000.mdb\等高线），添加到包含已配准地形图的数据框中（使用AddData工具），保存地图文档（使用菜单File/save）为lxs000.mxd，大家各自可保存为自己的学号，（路径保存到D:\PAGIS\GIS02\Exec2\Temp）。②打开“Editor（编辑器）”工具栏，点击Editor（编辑器）/StartEditing（开始编辑）。确认编辑器工具栏中“Task（任务）”为“CreateNewFeatu