《农业信息技术》课件-第三章 农业3S技术

农业信息技术第1页第2页第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用二、地理信息系统在农业中的应用三、全球定位系统在农业中的应用四、3S技术集成第3页一、遥感的基本概念遥感是什么？第6页叶绿素荧光高光谱成像仪【波段范围：670-780nm】红外热成像——森林病虫害监测【波段范围：400-1000nm】第9页1839年，达盖尔制作的第一台银版显影法照相机，人类可以利用感光材料来记录地物信息1609年伽利略望远镜的发明，帮助人类初步实现远距离对地物探测的好奇心遥感的发展历程第10页1860年，布莱克乘坐气球升空致630米拍摄的美国波士顿的照片1858年用热气球拍摄的法国巴黎的鸟瞰照片第11页1909年，莱特兄弟在飞机上进行了空中摄影1914-1918年世界大战期间，航空摄影成了军事侦查的重要手段第12页遥感发展的中期是二战阶段（1931-1945），各国都意识到军事侦查和航空摄影具有重要的军事价值，在对地作战中均取到实际效果第13页近期阶段1957年，苏联发射了第一颗人造卫星人类的空间观测进入了航天领域遥感应用逐渐向广度和深度发展第14页遥感的距离——不同遥感载荷平台大抵所处的高度地面遥感车载、船载、高架平台、无人机等航空遥感飞机、高空气球航天遥感(卫星遥感)人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等第15页地面遥感第16页航空遥感海军“奖状”飞机拍摄的四川雅安上空航空遥感图像第17页具有机动、灵活的特点，局限性：覆盖范围有限、无法实现全球连续监测第18页第19页航天遥感（卫星遥感）第20页2004年8月18日，中国深圳的城市风景2018年拍摄的深圳大湾区远景（那条线）是港珠澳大桥，远景右侧为深圳蛇口自贸区和深圳南山，远景左侧为香港，中间为横跨深港两地的深圳湾大桥，中景为深圳红树林公园，近景为深圳福田区。1985年的深圳，除了深圳国贸大厦，高楼大厦还是少数遥感的时间尺度第21页第22页被动遥感主动遥感第23页二、遥感影像的下载第24页全能地图下载器是一个专门下载地图瓦片数据的工具，可以从谷歌地图、高德地图、腾讯地图、雅虎地图、百度地图、天地图等网络地图中下载瓦片地图,并可无缝拼接成大图。集多技术于一身，作为国内最早开发地图下载软件的开发者，拥有大力自主研发的下载引擎，实现了对各种在线地图数据传输协议的完全解译，完美实现海量高质量影像、信息点高效率下载。包括不仅限于谷歌地图、百度地图、高德地图、四维地图、微软地图、诺基亚地图、天地图、腾讯地图、ArcGIS地图等地图的浏览、搜索、下载、标记、定位、拼接等功能为一身的地理信息管理软件，其中最重要的功能主要包括高清卫星影像下载、大图拼接、影像拍摄日期查看、大字体地图下载、兴趣点(POI)下载、导出无限制大图、导出瓦片、导出地图离线包、兴趣点(POI)标注、矢量路径绘制、矢量面状轮廓绘制、丰富多样的地图资源、影像在ArcMap、QGIS等GIS软件中完美叠加、影像数据裁剪等强功能。第25页全能地图下载器第一步打开软件免安装版本，打开就能用第26页第二步认识界面1、选择地图2、左侧功能列表3、地图框左上角功能键地图框右上角平移和缩放第27页第三步下载地图1、选择地图街道图、卫星图、混合图可以下载其他地图无法下载，可以查看2、选择地图级别选择好后，直接点“开始”即可下载第28页第四步等待下载和拼接1、怎么看有没有在下载看左下角的数字，有变动就是在下载，下载好后跳出提示框，点“是”即可2、拼接瓦片会自动拼接，拼接好后跳出文件夹第29页这就是下载好的地图第30页课堂任务1：选择一个地图，找到广西农业职业技术大学，以整个校园为范围，下载校园的遥感影像要求：同一个区域，选择最高级别和较低级别2种不同的地图级别，下载2张图片，并把图片插入word文档中第31页第二步认识界面1、选择地图2、左侧功能列表3、地图框左上角功能键地图框右上角平移和缩放4、添加标记和管理标记第32页课堂任务2：1、选择一个地图，在地图上找到多个地点（如家庭住址、学校等），在上面添加标记2、通过添加折线，计算整个范围的长度，截图3、通过绘制形状，计算整个范围的面积，截图作业内容：把截图插入word文档中，以“学号+姓名”命名文件，发送给教师机第33页二、遥感技术的概述阿波罗计划捕获的“地出”第36页地面目标的种类及其所处环境条件的差异，地面目标具有反射或辐射不同波长电磁波信息的特性。遥感正是利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性，通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的遥感数据采集示意图遥感技术（RemoteSensing，RS），即遥远的感知，指在一定距离上，应用探测仪器不直接接触目标物体，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征、性质及其变化的综合性探测技术。第38页电磁辐射除去绝对零度的物体之外，所有的物体都会发射电磁辐射所有电磁波遵循以下公式：光的色散波谱特征物体对电磁波固有的特征叫做波谱特征地物波谱特征，是遥感识别的原理和基础。不同地物在同一波段反射率不同,因此可以将不同地物区分开。不同感受器可接收电磁波的频率范围不同第42页借助遥感技术可以将松林、草地、红砂岩、泥浆等地物区分开。据材料,探究以下问题。【问题探究】1、在什么波长范围内，可以对4种地物进行明显的区分？在此范围内，4种地物反射率由高到低排列顺序是什么?2、还有别的可以区分4种地物的波长范围吗？在此范围内，反射率由高到低排列顺序是什么?3、说明了遥感的什么原理?不同地物在同一波段的反射率不同同一地物在不同波段的反射率不同波长在0.75～0.9微米范围内，反射率：草地>松林>红砂岩>泥浆叶绿素荧光高光谱成像仪【波段范围：670-780nm】红外热成像——森林病虫害监测【波段范围：400-1000nm】第48页三、遥感在农业中的应用第49页通常以影像为表达的遥感信息或遥感大数据，在国家经济建设、社会发展、环境监测、防灾减灾等方面具有重要的作用。现如今遥感已在政府的管理、各类业务应用上，成为不可或缺的信息资源。国家土地资源调查森林资源调查城市化检测生态环境检测农作物产量预估天气观测与气象预报海洋资源和环境的调查与监测自然灾害调查、检测与应急管理全球气候变化监测研究国家安全保障第50页1、农作物长势遥感监测作物长势是指作物生长发育过程中的形态相，其强弱一般通过观测植株的叶面积、叶色、叶倾角、株高和茎粗等形态特征进行衡量。LAI叶面积指数NDVI归一化植被指数反演出遥感技术如何观测这些形态特征呢？第51页反映了全国各地区在空间和时间尺度上的植被覆盖分布和变化状况，对植被变化状况监测、植被资源合理利用和其它生态环境相关领域的研究第52页第53页2、作物种植面积监测不同作物在遥感影像上呈现不同的颜色、纹理、形状等特征信息，利用信息提取的方法，可以将作物种植区域提取出来，从而得到作物种植面积和种植区域。第54页2017年11月13日-2020年3月19日，雄安新区,建设平原地区异龄、复层、混交的近自然“千年秀林”工程工人在“千年秀林”内管护树木雄安新区“千年秀林”片区的“绿色信号”明显增强第55页传统卫星遥感技术受到天气、轨道周期、空间分辨率等的影响，无法满足田间尺度的农情监测。无人机遥感可以发挥在农田精细尺度和动态连续监测方面的优势，应用于农田地块边界和面积调查、农作物种类识别和统计、农作物长势分析、农作物养分和土壤水分检测、农业灾后快速评估等方面，发挥独特的作用。视频4：“广西E农调”帮大忙精准调查农作物播种面积农业无人机遥感技术广西e农调：国家统计局广西调查总队——基于无人机高分影像的农作物高精度智能识别系统第56页3、农作物遥感估产遥感影像的红波段和近红外波段的反射率及其组合与作物的叶面积指数、太阳光合有效辐射、生物量具有较好的相关性，所以可以利用作物特有的波谱反射特征反演作物的生长信息。通过卫星传感器记录的地球表面信息，辨别作物类型，建立不同条件下的产量预报模型，集成农学知识和遥感观测数据，实现作物产量的遥感监测预报。第57页第58页4、作物品质遥感监测作物品质包括形态品质、营养品质、碾磨品质和食用加工品质。技术途径是利用遥感反演地表或者冠层叶绿素、氮素等作物品质关键组分参数以及LAI、水分和温度等相关影响因子，结合地面取样和实验室定标，为大面积估测作物品质指标提供辅助支持。第59页图2无人机高光谱影像作物氮素分布图1无人机高光谱影像作物叶绿素a分布第60页5、土壤墒情检测裸地土壤水分遥感植被覆盖下土壤水分遥感土壤水分的微波遥感监测土壤在不同含水量下的光谱特征不同土壤水分遥感监测是农田水分精确管理的基础，通过建立土壤表面光谱变量与土壤含水量的连通关系，就可以监测土壤水分的区域变化。第61页第62页6、作物病虫害监测与预报植被对病虫害等胁迫的反应随胁迫的类型和程度的不同而变化，包括生物化学变化（纤维素、叶片等）和生物物理变化（冠层结构、覆盖、LAI等）相应地，植物特征吸收曲线，特别是红色区和红外区的光谱特性就会发生相应变化第63页测区2模型输出结果与局部放大结果松材线虫病害监测第64页7、农业资源调查与监测农业资源调查包括对农作物、森林、草原生长活动相关的土壤、地形、植被、表层地质、气候、水文和地下水等各种农业自然要素的调查，对耕地面积、种植面积、森林资源、土壤侵蚀、草原退化等进行实时监测。三江源地区“山水林田湖草”全要素调查监测三江源地区多年月均NDVI第65页7、农业灾害遥感监测（1）旱灾遥感监测（2）洪涝灾害遥感监测（3）火灾遥感监测热惯量模型由于水体在可见光和近红外波段的反射率远远低于土壤和植被，所以水体的NDVI一般为负值，植被和土壤的NDVI为正值NOAA极轨卫星——中红外波段区域，对温度反应极其敏感，通过图像处理技术，能够有效识别火点。第66页第67页2010年5月24日与4月8日2010年5月24日与2009年5月21日图片来源：湖南省气象科学研究所洞庭湖水体面积变化图（红色部分为增加面积）第68页澳大利亚山火2019年12月31日，西部区域火情，卫星热力观测结果显示，烟雾之下的火情十分猛烈。第70页遥感技术在农业方面的应用有()①识别各种农作物②计算种植面积③根据作物生长情况估计产量④农作物灾情预报A.①②③B.②③C.①③④D.①②③④D【问题探究】【思考讨论】遥感技术与传统农业生产方式相比的优势效率、精度、成本遥感技术具有更高的效率和精度，能够实时获取作物生长信息，为农民提供科学的决策依据。不能忽视传统农业生产方式的价值，两者应该相互补充，共同推动农业的发展。遥感技术是否会完全取代传统农业生产方式？【回顾总结】遥感技术的基本概念、原理遥感技术在农业生产中的主要应用遥感技术与传统农业生产方式的对比课后，请查阅相关资料，进一步了解遥感技术的最新发展及其应用前景第73页会当凌绝顶，一览众山小谢谢观赏欢迎指正第74页第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第76页1.遥感技术的工作原理是()A.不同地物的海拔不同B.不同地物的表面温度不同C.不同地物的波谱特性不同D.不同地物的化学特征不同C第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第77页2.遥感技术监测森林火灾与人工监测相比，优点有()①获取资料快，可及时进行动态分析②受地面限制少，避免人员伤亡③获取信息量大④探测范围大，可在客观上进行监测A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④D第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第78页3.遥感技术在农业方面的应用有()①识别各种农作物②计算种植面积③根据作物生长情况估计产量④农作物灾情预报A.①②③B.②③C.①③④D.①②③④D第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第79页【问题探究】遥感技术的应用1.不同地物在同一波段反射率不同,因此可以将松林、草地、红砂岩、泥浆等地物区分开。据材料,探究以下问题。第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第80页(1)波长在0.7～0.9微米范围内,图中四种地物反射率由高到低排列顺序是什么?四种地物的反射率不同,说明了遥感的什么原理?【提示】草地>松林>红砂岩>泥浆;说明不同地物在同一波段的反射率不同。(2)红砂岩在不同波段的反射率一样吗?说明了遥感的什么原理?【提示】不一样;说明同一地物在不同波段反射率也不同。第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第81页【互动探究】在遥感影像中,线状物一定是道路吗?提示:错误。道路、河流多是线状。道路的宽度往往不发生变化,而河流的宽度从上游到下游逐渐变宽;道路相对比较顺直,而河流则弯曲多变。第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用第82页【补偿训练】下图是北美西部海岸区域某季节一次天气系统过程中的遥感图像,读图判断(

)A.甲地为晴天B.乙地为海洋C.丙地的线状地物为公路D.丁地天气系统过境B

从影像中可以看出甲地主要是云层覆盖地区,乙地海面上稍有云层,但不如甲地厚,天气系统在甲地过境,丙丁地区晴天。丙地线状地物曲折,并与海洋相连,为河流。第83页例题：首先对三幅图的主要地物进行判读，比较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关原理进行解释。从三幅图的主要对比可以看出,黄河三角洲的面积在扩大,主要是泥沙沉积作用造成的;植被覆盖区的范围增加,是由于植树造林产生的;居住区和水产业建筑区的面积增加。

第84页第三章农业3S技术一、遥感技术在农业中的应用二、地理信息系统在农业中的应用三、全球定位系统在农业中的应用四、3S技术集成第85页一、GIS的基本概念什么是GIS？“信息”关系：信息由数据来表达数据的意义就是信息数据一种载存信息的物理符号。通过数字、文字、符号、图形、影像等介质，来表示事件、事物、现象的内容。信息信息是对客观世界的各种事物特征的反映，提供了客观事物的消息与知识。“地理信息”地理信息又称地理空间信息、空间信息。是指与地理分布有关的事物的信息。如地理事物的数量、质量、分布特征、相互关系和变化规律等。强调地理信息的空间特征，如空间位置、空间分布、空间形态。地理数据又称地理空间数据、空间数据。是指描述地理事物各种信息的数字、文字、图像和图形等的总称。地理数据分为定量数据（空间位置）和定性数据（地理属性）关系：地理信息通过地理数据来描述2、数据分布不均匀纸质地图、实测数据、实验数据、遥感数据等地理信息包括具有空间、时间、属性不同版本的信息，因此数据量很大需要表示建筑物紧贴街道分布，城市立交桥的表达，两条道路在城市汇聚等复杂的空间关系，都需要在地理信息中体现出来局部数据相当密集，部分区域数据稀疏。描述密集分布和稀疏分布的地理现象，产生区域间的差别。黑龙江省境内小兴安岭中部、北部地区红松分布地理数据及所表示的空间范围的相对大小和时间范围的相对长短。例如某河流：大比例尺—双线表示；中比例尺—单线表示；小比例尺—不表示地理信息的特点1、数据量大3、拓扑关系复杂4、多重属性结构5、多尺度特征6、数据来源多样化7、地图表现形象化同一现象具有多方面的属性特征。地理现象在空间分布上的重叠和部分重叠。例如：某地块——土壤类型：红壤土；土地类型：耕地通过图形的形状、方向、颜色、纹理的差异等直观地反映地理特征又称时域特征、时间尺度。严格来说，空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到的。指现象或物体随时间的变化。江西景德镇土地利用覆被变化图又称几何特征或定位特征，是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。空间位置可以通过空间坐标来表示。地理信息(空间数据)的基本特征1、空间特征2、属性特征3、时间特征又称专题特征，指空间现象或空间目标的属性特征。它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如变量，分类和名称。包括地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。栅格数据结构中，整个地理空间被有规则地分割成一个个小正方形，地理实体用他们所占据的栅格的行、列号来定义，每个地理实体的形态是由栅格或网格中的一组点来构成。栅格可以同时附有属性值。矢量数据结构中，地理实体的形状和位置是由一组坐标对所确定，用点、线、面来表达。GIS的空间数据结构——矢量数据和栅格数据如何在计算机内部用数字形式描述客观事物或现象？类型矢量数据结构栅格数据结构定义用在坐标参考系中的坐标来定义点、线、面等地理要素的空间位置将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，以规则阵列来表示空间地物或者现象分布的数据组织优点数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，显示性较强缺点数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难数据量大，投影转换比较复杂视频：矢量数据和栅格数据“信息系统”从计算机科学的角度看，信息系统是由计算机硬件、软件、数据和用户等组成，具有采集、管理、分析和表达等基本功能的一种系统。“地理信息系统”使用地理数据的计算机系统处理空间数据的技术地理信息系统的组成硬件：各种设备，包括主机、外部设备、网络设备等。软件（核心）：计算机程序系统，包括GIS专业软件、数据库软件、系统管理软件等。数据：系统分析与处理的对象，包括栅格数据和矢量数据。用户：GIS服务的对象，包括一般用户和高级用户。“地理信息系统”地理信息系统（GIS）：是在计算机硬件、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存储、编辑、处理、分析和显示等功能，以提供管理、决策等所需信息的计算机应用系统。数据输入与处理数据编辑数据存储与管理空间查询与空间分析数据显示与结果输出数据更新以空间数据库为基础研究对象是地理信息空间分析使GIS超越一般空间数据库、信息系统和地图制图系统，不仅能进行海量空间数据管理、信息查询检索与量测，更可通过图形操作与数学模拟运算，分析出地理空间数据中隐藏的模式、关系和趋势，挖掘出对科学决策具有指导意义的信息，从而解决复杂的地学应用问题，进行地学综合研究。地理信息系统区别于其他信息系统的独特功能——空间数据分析各种类型的GIS中存贮了海量的地理空间数据，且数据还在以指数级方式不断增长，迫切需要高效、精确、科学地分析这些数据，为科学决策提供信息。因此，GIS领域由原来重点关注数据库创建和系统开发建设，逐渐转向重点关注空间分析和空间建模。1854年8月-9月，英国伦敦霍乱流行，当局始终找不到发病的原因，后来医生约翰·斯诺（JohnSnow）参与调查。他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1：6500比例尺地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，得到了霍乱病死者居住分布图。斯诺医生分析了这张分布图，发现霍乱病源之所在——死者居住地都集中于“布洛多斯托”井水附近并以此为饮用水源。根据患者的居住地与饮用水井之间的空间位置关系，找到了死亡病例和病源（水泵）之间的关系，提示了霍乱的发病根源。什么是“空间分析”？伦敦政府也开始行动起来了——1859年，在雪诺调查宽街霍乱之后的第五年，伦敦开展了下大规模的下水道改造工程。它是世界上第一套现代城市下水道系统，伦敦的污水与饮用水源彻底隔离，被排往泰晤士河出海口，最终汇入大西洋。伦敦霍乱死亡地图——最早的大数据可视化空间分布地图定义：是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。根本目的在于：通过对空间数据的深加工和分析，获取新的信息。空间分析空间分析是构成GIS的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，是GIS区别于其他信息系统的一个显著标志。第99页日常GIS问题去哪个食堂吃饭？离我们远不远（位置）饭菜味道，价格（属性）上课坐在哪个位置？哪个位置能看演示效果更好？哪个位置在能够听清讲课内容？哪个位置不容易被老师点名？哪个位置容易开溜？哪个位置凉快？第100页日常GIS问题新店选址在什么地方？物流路径规划如何选择？政府部门的资源部署，调控，现状调查，规划，项目任务实施等以上，各个环节都需要GIS第101页GIS解决地理问题的方法获取

地理数据研究

地理数据分析

地理信息可视化

地理结果解决问题

基于地理知识提出

地理问题1、提出地理问题：地形条件：开阔、平坦交通条件：便利，节约运输成本水源条件：充足，降低调水成本原料条件：煤炭和煤矸原料丰富，运输方便灰场容积条件：容积大，可供4×150MW机组存灰环境污染小：选择处于城区的下风向。案例展示：电厂选址问题2、获取地理数据地形数据交通路网数据水源数据原材料分布数据灰场分析数据风向数据3、分析地理信息允许修建电厂的位置4、可视化分析结果GIS的应用见3S技术集成中心本部资源环境遥感数据分中心沼泽湿地与东北数据分中心土壤数据分中心湖泊与华东数据分中心绿洲与新疆数据分中心冰川冻土沙漠与西北数据分中心山地与西南数据分中心中南资源环境数据分中心植被与生物多样性数据分中心中国科学院资源环境科学与数据中心：国家资源环境科学数据与国家相关部门数据的科学再加工，整合形成一个科学数据集成与共享平台第104页视频：GIS与数字地球GIS概述总结：第105页二、ArcGIS简介第106页ArcGIS简介ArcGISDesktop是一个系列软件套件，它包含了一套带有用户界面的Windows桌面应用：ArcMap，ArcCatalog，ArcGlobe，ArcScene，ArcToolbox和ModelBuilder，每一个应用都具有丰富的GIS工具。ArcGISDesktop是为GIS专业人士提供的用于信息制作和使用的工具，可以实现任何从简单到复杂的GIS任务。ArcGISDesktop包括了高级的地理分析和处理能力、提供强大的编辑工具、完整的地图生产过程，以及无限的数据和地图分享体验。1、创建和管理地理数据库ArcGIS使您可以设计、创建、维护和使用地理数据库，用于存储和管理GIS中所使用的关键基础图层数据。ArcGIS有哪些功能？中国科学院资源环境科学与数据中心：国家资源环境科学数据与国家相关部门数据的科学再加工，整合形成一个科学数据集成与共享平台2、创建、共享和使用智能地图ArcGIS可用于创建各种不同形式的地图使用ArcGIS绘制的地图可以集成了来自各种不同来源的丰富地理和描述性信息图层，不仅可以显示信息，还可以查询、分析、规划、管理和更新地理信息。2、编译地理信息ArcGIS使您可以将多个来源的数据合成到一个统一的地理视图中，并在地图上定位和访问。这些数据来源包括：来自地理数据库的信息、来自数据库管理系统、企业级系统的表格数据、经地理标记的照片和视频、CAD数据、来自传感器的实时反馈、航空和卫星影像。包含地理参考的信息记录（例如城市名称、街道地址、地块标识符、GPS坐标等）。这份地图由美国渔业和野生动物GIS团队制作，以应对密西西比峡谷252区块石油泄漏事故。该地图将遥感影像、交通、自然资源和行政区划边界与政府的救援范围和动物康复设施结合到了一起。此图显示了一个用于确定龙卷风影响的模型，以及运行此模型得到的结果。4、通过空间分析解决问题空间分析是利用数百种空间分析工具，和R语言这个强大的统计分析语言，根据用户的数据产生新的信息，以更好的做出决策。三、ArcGIS软件操作入门操作的知识点：1、认识界面2、调整软件基本配置3、添加素材——矢量数据的获取4、矢量数据互换——线转面、面转线5、线图层叠加6、去除交叉小尾巴多余线条7、手动矢量8、自动矢量9、矢量成的图层修饰10、地图投影——给图层添加坐标系（地理坐标系，投影坐标系）11、计算图层的长度和面积2节课4节课综合练习（2节课）：根据素材（地形图）上指定的某块区域手动绘制矢量图，并计算出绘制矢量图中线图层的长度，以及面图层的面积。考核（2节课）ArcMap的窗口组成1、主菜单主要包括文件、编辑、视图、书签、插入、选择、地理处理、自定义、窗口和帮助等10个子菜单。2、窗口标准工具软件基本配置1、导航“自定义”——拓展模块——全选3、添加ArcToolbox工具箱、内容列表、编辑器等工具。（鼠标右键）2、导航“地理处理”—地理处理选项—后台处理（启用）矢量数据的获取2、线转面；面转线右侧窗口“搜索”——本地搜索——工具——输入：要素转线（面）；或工具箱--数据管理工具--要素--要素转线（面）。1、点、线、面3个不同要素图层的添加点击“数据添加”按钮；或右侧窗口“目录”文件添加矢量数据的编辑1、图层的叠加编辑器“开始编辑”——单击选择b线图层——右键复制——空白处左键单击，取消选择，在空白处粘贴到a线图层——移除b，保留a;2、去除交叉小尾巴多余线条要素转面——要素转线（重点**）线转面的时候，线必须是完全封闭的3、编辑折点开始编辑——单击选择线段，选择“编辑折点”/也可以双击选择线段——添加、删除、移动描点地图矢量化（1）检查工具栏有无“编辑器”，没有先添加；（2）添加素材：点击“数据添加”按钮；

或右侧窗口“目录”文件夹——拖拽素材（JPG）（3）文件夹新建shapfile文件——要素类型（折线）——确定；（4）编辑器——“开始编辑”——创建要素（折线）——

“保存编辑”——“停止编辑”根据情况使用。（5）检查闭合线段。1、手动矢量地图矢量化2、自动矢量（1）添加素材：点击“数据添加”按钮；或右侧窗口“目录”

文件夹——素材双击——3个灰色图层（不是JPG）（2）只保留边界线较清晰的图层（3）文件夹新建shapfile文件——要素类型（折线）——确定；（4）工具栏添加“ArcScan”（5）地图图层进行重分类——右键——属性——符号系统 ——已分类——分类改成2类——确定应用——回到分类

调整线左右（直方图），右边最大值255不变，确定应用；（6）工具（矢量化）—矢量追踪————————保存编辑。（7）自动矢量过程中，有断开虚线，要配合手动矢量一起，

一般情况配合手动+S键点“已分类”弹出警告错误：此数据集中没有分类方法所需的直方图，运行“计算统计数据工具”以生成直方图操作方法：选择“工具箱”中的“计算统计数据工具”（数据管理工具-栅格-栅格属性-计算统计数据）——数据集选整个JPG文件地图投影1、查看图层的坐标信息（1）添加任一素材：点击“数据添加”按钮；或右侧窗口“目录”文件夹（2）图层——右键——属性——源——打开表查看；2、添加投影工具箱——数据管理工具——投影和变换---定义投影（1）地理坐标系，添加“GCS_Beijing_1954”；（2）投影坐标系，添加“Beijing_1954”（3）（重点**）先地理坐标，后投影坐标。第121页地理坐标系与投影坐标系

1、空间坐标系及两次抽象第122页地理坐标系第123页地理坐标系同一地点，在不同椭球下的地理坐标（经纬度）是不同的。使用三维球面来定义地球表面位置的坐标系。它以地球椭球体为参考，通过经纬度来表示地面点的位置。在地理坐标系中，经度从-180到+180度，纬度从-90到+90度。第124页投影坐标系地图投影：是将地球球面坐标转化为平面坐标的过程。我国常用的投影：1、高斯-克吕格投影（横轴等角切圆柱投影）2、Alberts（正轴等面积割圆锥投影）3、Lambert（正轴等角割圆锥投影）把球面上的地物投影到平面上，势必会造成角度、面积、长度变形。由于测量年代不一致、数据来源不同等原因，各种数据的坐标系可能不一致，要综合利用这些数据需要有统一的坐标系，也就涉及到了坐标系转换。目前，坐标系转换主要面对两类问题，一类是不同大地坐标系的转换问题，如不同参心坐标系间的转换，地心坐标系与参心坐标系的转换。另一类是大区域的跨带问题。小区域的高斯-克吕格投影地图的整合，并将其转换到全国的Lambert投影地图，涉及的跨带问题也受到关注。坐标的转换这里我们需要知道：同一椭球间的转换是严密的。不同椭球间的转换是不严密的。例如，由1954北京坐标系的大地坐标转换到1954北京坐标系的高斯平面直角坐标，是在同一参考椭球体范畴内的坐标转换，其转换过程是严密的，其实这是定义投影的过程。1954北京坐标系的大地坐标转换到WGS-84的大地坐标，属于不同椭球体间的转换，不严密。计算1、计算线图层的长度打开属性表—添加字段，浮点型—计算几何，长度，单位（米）；2、计算面图层的面积打开属性表—添加字段，浮点型—计算几何，面积，单位（平方米）；ArcMap实训项目请根据素材（地形图）上指定的某块区域手动绘制矢量图，并计算出绘制矢量图中线图层的长度，以及面图层的面积。要求：将绘制图层和长度、面积的计算结果进行截图，以Word文档提交给老师。（文件命名：姓名+学号）操作提示：1.打开ArcMap软件，导入shanxi.jpg素材，在目录中新建一个shapefile文件（要素类型：折线）。2.工具栏打开“编辑器”开始编辑，编辑后根据需要进行优化。3.线转面：打开工具箱--数据管理工具—要素—要素转面；4.面转线：打开工具箱--数据管理工具—要素—要素转线；5.通过图层属性查看线图层的坐标系信息（地理坐标、投影坐标），根据需要添加坐标信息，2个都无则先加地理坐标、后加投影坐标；打开工具箱--数据管理工具—投影和变换—定义投影—检查确认；6.计算线图层的长度：打开属性表—