ArcGIS空间数据处理

实验一空间数据的组织与处理一、实验目的1. 熟悉ArcGIS的工作环境2. 掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作3. 掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法4．熟练掌握数据更新变换（数据格式转换、空间数据剪切、拼接等）的方法5. 了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法6. 了解为某地区地块建立拓扑关系的方法二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：性能较高的PC机计算机软件：ArcGIS9.0软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第二章、第三章、第五章等三、实验内容与要求1 ArcGIS基本操作练习操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第二章p15-35。

实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1。

要求：（1）了解ArcMap的窗口组成（2）熟悉数据层的加载、基本操作等（3）熟悉ArcGIS的工作环境2 ArcGIS基本数据文件的创建操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p41-81。

要求：（1）掌握Shapfile文件创建方法（2）熟悉Coverage文件创建方法3 建立拓扑关系操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p93-100。

实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1（实例与练习1）。

要求：掌握创建拓扑关系的具体操作流程4矢量数据编码（选做）操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第三章p41-93。

实验数据具体见服务器\083 GIS原理及应用\ex1-4。

要求：（1）掌握图像配准方法（2）掌握矢量化、图形编辑的基本方法（3）掌握矢量数据结构编码的方法（如索引编码、拓扑编码等）5数据更新变换（1）操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第五章p106-136。

arcgis空间数据的编辑处理及坐标变换实验3-1、空间数据库管理及属性编辑⼀、实验⽬的1. 利⽤ArcCatalog 管理地理空间数据库，理解Personal Geodatabse 空间数据库模型的有关概念。

2. 掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。

3. 掌握根据GPS数据⽂件⽣成⽮量图层的⽅法和过程。

4. 理解图层属性表间的连接(Join)或关联(Link)关系。

⼆、实验准备预备知识：ArcCatalog ⽤于组织和管理所有GIS 数据。

它包含⼀组⼯具⽤于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显⽰数据集及为地理数据定义数据结构。

基本概念：要素数据集、要素类数据⽂件：National.mdb ，GPS.txt （GPS野外采集数据）。

软件准备：ArcGIS Desktop 9.x ---ArcCatalog三、实验内容与主要过程第1步启动ArcCatalog 打开⼀个地理数据库当ArcCatalog打开后，点击按钮（连接到⽂件夹）. 建⽴到包含练习数据的连接在ArcCatalog窗⼝左边的⽬录树中, 点击上⾯创建的⽂件夹的连接图标旁的(+)号，双击个⼈空间数据库－National.mdb。

打开它。

在National.mdb 中包含有2 个要素数据集、1个关系类和1 个属性表。

第2步预览地理数据库中的要素类在ArcCatalog窗⼝右边的数据显⽰区内，点击“预览”选项页切换到“预览”视图界⾯。

在⽬录树中，双击数据集要素集－“WorldContainer”，点击要素类－“Countries94”激活它。

在此窗⼝的下⽅，“预览”下拉列表中，选择“表格”。

现在，你可以看到Countries94的属性表。

查看它的属性字段信息。

第3步创建缩图，并查看元数据导出元数据信息第4步创建个⼈地理数据库(Personal Geodatabase-PGD)在ArcCatalog 的⽬录树中，定位到E盘，右键点击这E盘，在出现的菜单中，选择[新建]>>[⽂件夹]，⽂件夹名称改为myGeoDB 。

第4章 空间数据的转换与处理空间数据是GIS 的一个重要组成部分。

整个GIS 都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。

原始数据往往由于在数据结构、数据组织、数据表达等方面与用户自己的信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理，如投影变换，不同数据格式之间的相互转换，以及数据的裁切、拼接等处理。

以上所述的各种数据转换与处理均可以利用ArcToolbox 中的工具实现。

在ArcGIS9中，ArcToolbox 嵌入到了ArcMap 中。

本章就投影变换、数据格式转换、数据裁切、拼接等内容分别简单介绍。

4.1 投影变换由于数据源的多样性，当数据与我们研究、分析问题的空间参考系统（坐标系统、投影方式）不一致时，就需要对数据进行投影变换。

同样，在对本身有投影信息的数据采集完成时，为了保证数据的完整性和易交换性，要对数据定义投影。

以下就地图投影及投影变换的概念做简单介绍，之后分别讲述在ArcGIS 中如何实现地图投影定义及变换。

空间数据与地球上的某个位置相对应。

对空间数据进行定位，必须将其嵌入到一个空间参照系中。

因为GIS 描述的是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标（经纬网）可以作为空间数据的参照系统。

而地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上，就必须将球面的地理坐标系统变换成平面的投图4.1椭球体表面投影到平面的微分梯形Y影坐标系统（图4.1）。

因此，运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上由地理坐标确定的点，在平面上有一个与它相对应的点。

地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性。

当系统使用的数据取自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。

投影转换的方法可以采用：1. 正解变换: 通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x 、y 变换到另一种投影的直角坐标X 、Y 。

ArcGis 空间数据处理（ArcGis 9.x）ArcGis 空间数据处理主要是通过“ArcToolbox—Analysis tools”下的工具实现的。

一、首先看一下Analysis tools—Extract 下的三个工具:clip、select、split(A)clip 裁减1.矢量数据的裁剪Arctoolbox中，Analysis tools > Extract >Clip在InputFeatures中选择被裁剪的图层，在ClipFeatures中选择裁剪形状注：从图上裁减一块下来时，裁减形状大小的确定有两种方法：一种：新建一个Polygon图层，Polygon大小对照着图要裁减的大小而定；另一种：在Arctoolbox中，Spatial Analyst Tools>extraction>extract by Polygon，然后输入坐标2.补充：栅格数据的裁减（1）利用矩形对数据进行裁减，可以这样操作：Arctoolbox中，data management>raster>clip，InputRaster中选择被裁剪的栅格数据，设定好矩形四个顶点即可（2）利用其他方式，如：点、圆、多变形等对图形进行裁减时，可以这样操作：Arctoolbox中，Spatial Analyst Tools>extraction(B)Select 选择基于SQL的数据查询表达式从某个类或者图层中选出需要的内容将其输出。

(C)Split 拆分这个工具能将一个要素拆分为多个要素类，但前提是，拆分时需要一个表格式字段，这个字段有一唯一值能将输入的要素分为多个要素。

二、Analysis tools—overlayer下的erase、intersect、Union(A)erase 擦除擦除与前面的clip(裁减)是不一样的，擦除保留擦除后其他部分的要素，而裁减保留的就是被裁出的那部分要素。

arcgis空间数据处理实验报告.doc本文为arcgis空间数据处理实验报告，主要介绍针对一片区域的空间数据的处理过程及结果。

实验背景本次实验所使用的数据为一片区域内的点数据和面数据，需要对这些数据进行空间分析和可视化。

实验过程1.数据导入首先需要将数据导入到arcgis中，对于点数据和面数据都可以使用“增加数据”快捷方式导入。

导入后需要对图例进行编辑，调整颜色和符号以便于后续分析。

2.空间查询接下来需要对空间数据进行查询，根据实验需求进行选择。

在本次实验中需要对区域内的点数据进行查询，筛选出符合条件的点。

若查询条件不明确，可以通过在地图上绘制多边形圈定区域，然后使用“半径查询”等工具来进行精确的查询。

3.编辑数据在查询出符合条件的点后，需要对这些数据进行编辑，包括删除不必要的数据，修改数据属性等操作。

也可以在数据上添加标签和注释，以便于数据的展示和交流。

4.空间分析空间分析是arcgis的核心功能之一，可以通过这个功能来研究空间数据中的各种关系和规律。

对于本次实验的点数据，可以进行空间交叉分析和空间缓冲区分析，从而深入挖掘数据潜在的关联。

对于面数据，可以进行覆盖分析和叠置分析，以便于发现各个区域之间的差异和共性。

5.地图制作最后需要将处理后的数据可视化，制作出清晰明了的地图。

地图制作的关键在于色彩搭配和图例设计，需要选用颜色鲜艳而又充满层次感的配色方案，并清晰明了地展示数据特征。

实验结果本次实验的主要数据为一片区域内的点和面数据，经过上述步骤后，得出了以下结论：1.经过空间交叉分析和空间缓冲区分析，发现该区域内的点数据主要分布在交通枢纽周围和商业区附近，说明该区域的发展重心主要在交通和商业两个方面。

2.通过对面数据进行叠置分析，可以发现该区域内各个居住区面积的大小和人口密度的差异，从而为规划和设计提供参考。

3.制作地图后，可以清晰明了地展示区域的各个特征和差异，有助于更好地理解该区域内的空间结构和发展特点。

实验三、空间数据处理一、实验目的1.掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。

领会其用途。

2.掌握地图投影变换的基本原理与方法。

3.熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术4.了解地图投影及其变换在实际中的应用。

二、实验准备预备知识：ArcToolbox 是ArcGIS Desktop中的一个软件模块。

内嵌在ArcCatalog 和ArcMap 中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。

ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：●数据管理●数据转换●Coverage 的处理●矢量分析●地理编码●统计分析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。

是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并，相交。

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)投影坐标系（Projected Coordinate Systems）投影坐标系使用基于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。

ArcGIS基础学习思路整理学习资料：地理信息系统教程上的例题与操作步骤，地理信息系统导论上的习作与挑战任务，往届GIS大赛试题。

一、空间数据处理1.空间数据采集：（1）地理配准（2）空间校正2.空间数据编辑：（1）要素的编辑（2）创建要素（3）修改要素3.空间数据的拓扑处理：（1）拓扑创建（2）拓扑的验证（3）拓扑编辑（4）拓扑错误修改4.空间参考与变换：（1）空间参考与地图投影（2）投影变换（3）坐标问题5.地图制图：（1）地图制图输出（2）符号化与样式（3）掩模与制图表达二、空间数据分析1.矢量数据分析：（1）数据提取：裁剪，分割，筛选（2）统计分析：频数，汇总统计数据（3）缓冲区分析：建立缓冲区，多环缓冲区，点距离（4）叠置分析：相交，联合，融合，合并，标识，擦除，更新（5）泰森多边形2.栅格数据分析：（1）密度分析（2）距离分析（3）提取分析（4）局域分析（5）邻域分析3.地形表面分析：（1）用DEM进行制图（2）坡度坡向分析（3）表面曲率分析（4）提取破向坡度，水系河流4.视域流域水文分析：（1）视域分析（2）流域分析：填洼，流向分析，计算水流长度，流量分析（3）河网分析：生成河网，河网矢量化，平滑河网，河流连接5.插值及重分类分析：（1）插值分析：克里金插值（2）重分类分析6.网络分析：（1）网络分析（2）最小耗费路径分析7.地统计学分析：8.Model Builder与空间建模：ArcGIS处理问题综合流程整理一、按照一定的条件选取事宜区域某一地区引进X型经济作物，该作物的生长环境需要满足一定的地形及气象条件。

现有该地区的地形及气象数据，请你根据X型作物的生长条件，为该地区进行X型作物适宜区分析相关信息说明如下：①数据中，dem为数字高程模型数据，gully.shp为主沟谷数据；climate.txt为气象观测表数据（包含坐标、温度/℃及降雨/ mm等）。

②dll中，DevComponents.DotNetBar2.DLL为工具控件库，IrisSkin2.DLL为皮肤控件库，titlerectangle.ssk为皮肤文件。

使用ArcGIS进行地图制图和空间数据处理地图对于人类来说是非常重要的，因为它们展示了地球上地理事物的基本信息和关联性。

很多人都需要利用地图制图和空间数据处理，而ArcGIS在这方面是非常有用的工具。

ArcGIS是由Esri开发的一套强大的地理信息系统软件。

它提供了一个完整的GIS平台，从数据采集、空间数据处理、地图制图到空间数据分析与可视化都可以在这个平台上实现。

使用ArcGIS 进行地图制图和空间数据处理可以帮助我们更好地掌握信息，并能更好地计划和决策。

一、数据格式在使用ArcGIS时，需要注意数据的格式。

ArcGIS最常用的数据格式包括Shapefile、文件地理数据库（file geodatabase）和个人地理数据库（personal geodatabase）。

其中Shapefile是一种广泛使用的格式，可以储存各种信息，如点、线、面和注记等。

文件地理数据库和个人地理数据库则允许用户创建更复杂的数据结构，并提供更高效的空间数据存储。

在选择数据格式时，需要根据具体需要来选取最适合的格式。

二、数据导入和处理一旦确定了数据格式，就需要使用ArcGIS将数据导入软件中进行处理。

数据导入可以通过多种途径实现，如手动输入、从外部文件中导入或从互联网上下载等。

一旦数据导入成功，就可以开始对数据进行处理了。

在数据处理方面，ArcGIS拥有强大的空间数据处理功能。

这些功能包括空间查询、空间缓冲、地形分析和距离测量等。

通过这些工具，用户可以快速地进行空间数据处理和分析，并得出有用的结论。

三、地图制图地图制图是ArcGIS的重要功能之一。

它可以帮助用户将空间数据可视化，并用更直观的方式展示地理信息。

在地图制图时，用户可以选择不同的地图样式和配色方案，以适应不同需求的地图制作。

要制作一幅地图，需要关注以下几个方面：1.地图投影：不同的地图投影会产生不同的空间变形，因此需要根据具体需要选择最合适的投影方式。

2.制图元素：地图包含许多元素，如地图标题、比例尺、方向指示、图例等等。

信息技术ITWORLDARCGIS是美国环境系统研究所ESRI（Environment system Research Institute）推出的一套完整的软件产品，旨在构建完善的GIS（Geographic Information System）系统。

利用ARCGIS进行空间数据执行空间分析、建模、数据处理任务过程中，几乎所有操作都会涉及重复的工作，例如数据格式转换，裁切拼接，投影变换等。

如果采用人工处理，效率低并且容易出错，为了保证数据质量，减少重复劳动，需要创建可自动执行批量处理的方法。

空间数据的地理处理是以数据变换的框架为基础。

典型的地理处理工具会在ArcGIS数据集（如要素类、栅格或表）中执行操作，并最终生成一个新数据集。

每个地理处理工具都用于对地理数据执行一种非常重要的小操作，例如将数据集从一个地图投影中投影到另一个地图投影中、向表中添加字段或在要素周围创建缓冲区。

在ArcGIS中包含了数百个此类地理处理工具。

在软件编程领域中，语言可基本分为两类：系统语言和脚本语言。

系统语言是诸如C++和.NET，用于通过计算机的低级图元和原始资源从底层开发应用程序。

脚本语言（例如Python 和Perl）用于将多个应用程序组合到一起，该语言使用计算机内置的高级功能，回避了系统语言编程程序必须处理的具体细节。

与系统语言相比，脚本语言更加易学易用，对编程有基本的了解便足以很好地使用它们。

一、空间数据与空间位置有关的地理数据，按组织形式分为矢量数据和栅格数据两大类。

在ARCGIS中，常用的矢量数据有：Coverage，Shapefile和Geodatabase，这几种都是ARCGIS的原生数据格式，在ARCGIS中使用最多。

二、Python简介Python是一种不受局限、跨平台的开源编程语言，它功能强大且简单易学。

因而得到了广泛应用和支持。

ArcGIS从9.0开始中引入了Python。

此后，Python被视为可供地理处理用户选择的脚本语言并得以不断发展。

实验四空间数据处理实验内容：掌握空间数据的处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法和原理，领会其用途。

掌握地图投影变换的基本原理和方法，熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法和技术，并了解地图投影及其变换在实际中的应用。

实现方法：（一）空间数据处理打开ArcMap，在菜单栏中选择“地理处理->环境”，打开环境变量对话框。

在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为“D:\04实验四\04实验四\Exec4”，如图1所示。

图1第1步裁剪实体在ArcMap中，添加数据“云南县界.shp”、“clip.shp”（Clip中有四个实体），添加完后如图2所示。

●开始编辑，激活Clip图层，选中Clip图层中的一个实体，如图3所示。

图3●点击工具栏上按钮，打开ArcToolBox，选择“分析工具->提取->裁剪”，如图4所示，弹出裁剪对话框，指定输入的实体为“云南县界”，剪切的实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称为“云南县界_Clip1”，如图5所示。

裁剪完成后弹出如图6所示的对话框。

图4图5图6●依次选中Clip主题中其他三个实体，重复以上操作步骤，完成操作后得到四个图层——“云南县界_Clip1”，“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”，如图7所示。

完成操作后，保存编辑。

图7第2步拼接图层●在ArcMap中新建一个地图文档，加载在上一步操作中得到的4个图层，如图8所示。

图8●在工具箱中选择“数据管理工具->常规->追加”,设置输入实体和输出实体，拼接效果如图9所示。

图9●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”,弹出导出数据对话框，将输出的图层命名为“YONK.shp”,如图10所示。

图10通过以上操作，完成了将4个图层拼接为一个图层的处理，查看“YONK.shp”和“云南县界”的属性表，如图11和图12所示。

专题2 ArcGIS空间数据编辑一、实验目的1、掌握点、线、多边形要素的生成方法；2、掌握点、线、多边形要素的编辑方法；3、了解线、多边形的高级编辑功能；4、掌握地图注记的输入和编辑方法；二、实验准备实验数据位置：Training Material | 空间数据编辑预备知识：1、地物类是存放地物的直接位置，首先必须生成地物类；2、地物类的几何类型分为点、线和多边形，各有不同的编辑工具；3、Editor工具栏是主要编辑工具的容器，本次使用对象；4、设置捕捉功能用于提高定点精度，帮助准确捕捉点和线；5、快捷键是提高编辑速度和能力的关键。

三、实验内容与步骤第1部分生成点、线和多边形的地物类和创建地物要素利用ArcCatalog在空间数据编辑\实例1\temp文件夹中新建Road(Polyline)、Town(Point)和County(Polygon)三个shapefile地物类，打开地图文档--编辑.mxd。

加载新建图层：[Road、Town和County]。

1、数字化[Town]点状要素1）在ArcMap标准工具栏中点击按钮，调用Editor工具条；2）在工具栏[Target:]中选择Town图层；3）选择，精确定位图象上的城镇标志，并点击鼠标左键，从而生成一个点状要素；4）将图中所有城镇数字化为点状要素，为点状要素配置符号。

2、数字化[Road]线状要素1）在ArcMap标准工具栏中点击按钮，调用Editor工具条；2）在工具栏[Target:]中选择Road图层；3）选择，精确定位图象上的道路标志中心线，在拐点处点击鼠标左键，到终点时鼠标右键，选择，生成一个线状要素；4）将图中所有道路数字化为线状要素，为线状要素配置符号。

3、数字化[County]面状要素1）在ArcMap标准工具栏中点击按钮，调用Editor工具条；2）在工具栏[Target:]中选择County图层；3）选择，精确定位图象上的县域的边界，并点击鼠标左键，到终点时鼠标右键，选择，生成一个面状要素；4）将图中所有县域数字化为面状要素，为面状要素配置符号。