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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 。
空间数据的坐标变换空间数据坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，它们是空间数据处理的基本内容之一。
对于数字化地图数据，由于设备坐标系与用户确定的坐标系不一致，以及由于数字化原图图纸发生变形等原因，需要对数字化原图的数据进行坐标系转换和变形误差的消除。
有时，不同来源的地图还存在地图投影与地图比例尺的差异，因此，还需要进行地图投影的转换和地图比例尺的统一（图3一1）。
1.1几何纠正几何纠正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的改正。
现有的几种商业GIS软件一般都具有仿射变换、相似变换、二次变换等几何纠正功能。
仿射变换与相似变换相比较，前者是假设地图因变形而引起的实际比例尺在／和Y方向上都不相同，因此，具有图纸变形的纠正功能。
(X＝ao＋a,x＋a2Y、VI‘（3一2）’TlY＝b,＋b，x＋b2Y．Y,式（3一2）含有6个参数a。
、a，、a。
、b。
、b．、｝＼ｂＺ，要实现仿射变换，需要知道不在同一直I＼／／‘线上的3对控制点的数字化坐标及其理论ｌ入／《值，才能求得上述6个待定参数。
但在实际！叫应用中，通常利用4个以上的点来进行几何口匕一一一一一一匕‘一一一一一一今ｘ纠正。
下面按最小二乘法原理来求解待定参数：图3一2坐标变换原理设Qs、Q，表示转换坐标与理论坐标之差，则有f 0_＝X一（a-＋a，x＋a.,，）t ((，＝r一} Do＋。
,x＋b2Y）按照〔口几」＝min和「ｅ互」＝min的条件，可得到两组法方程：ra-n＋a，又x＋a,又，二又x、a-,.x十a, J x十a., }, x．v＝Lx．A (i＿4）Ｌ～、、．，．～、，．，．‘，＿灰，2＿又，＿。
v“ao山y十a,山x‘y＋a2山y＝山y’入和f bo n＋b, E x＋b2zy＝}Y（boLx＋b．Z; x`＋b2Zx·y＝Z x·Y（3一5）‘b,艺y＋b,名x"y＋b2艺厂二习Y- Y式中：n为控制点个数；二,y为控制点的数字化坐标；x、Y为控制点的理论坐标。
地理测量中的空间数据处理和变换方法地理测量是一门研究地球表面各种空间现象的学科，它涉及到大量的数据处理和变换方法。
在地理测量中，空间数据处理和变换方法起着至关重要的作用，它们能够帮助我们更好地理解地球表面的特征和变化。
一、地理测量中的空间数据处理方法地理测量中的空间数据处理方法主要包括数据获取、数据存储和数据分析三个方面。
首先，数据获取是地理测量中的基础工作。
通过各种遥感技术和地理信息系统，我们可以获取到大量的地理数据，包括地表高程、地形地貌、水文地理等。
然后，我们需要对这些数据进行存储，以便后续的分析和应用。
常见的数据存储方式包括数据库和文件系统等。
其次，地理测量中的空间数据处理需要进行数据分析。
数据分析可以帮助我们发现地球表面的规律和特征。
例如，我们可以通过地理测量数据分析得出某个地区的地形起伏情况，从而为地质灾害的预防和防治提供科学依据。
此外，数据分析还可以用于地理信息系统的建模和预测，帮助我们更好地了解地球表面的变化趋势。
二、地理测量中的空间数据变换方法地理测量中的空间数据变换方法主要包括坐标变换、投影变换和形态变换三个方面。
首先，坐标变换是地理测量中常用的一种数据变换方法。
由于地理测量数据通常是以经纬度坐标表示的，而在实际应用中，我们常常需要将其转换为其他坐标系，以适应不同的需求。
例如，我们可以将经纬度坐标转换为高斯投影坐标，以便进行地图绘制和测量分析。
其次，投影变换是地理测量中另一种常用的数据变换方法。
地球是一个球体，而地图是平面的，因此需要将球面上的地理数据投影到平面上。
常见的地图投影方法包括等角投影、等积投影和等距投影等。
不同的投影方法适用于不同的地理区域和应用领域。
最后，形态变换是地理测量中的一种重要数据变换方法。
形态变换可以帮助我们对地理现象进行形态学分析，揭示其内在的结构和特征。
常见的形态变换方法包括滤波、边缘检测和形态学运算等。
这些方法可以用于地理测量数据的特征提取和图像分析，有助于我们更好地理解地球表面的复杂性。
地理空间大数据处理方法改进之一统一坐标系变换策略1. 引言地理空间大数据的处理涉及到对庞大的地理数据集进行分析、处理和应用。
其中，坐标系变换是地理空间数据处理中的重要步骤之一。
本文将讨论一种统一的坐标系变换策略，旨在提高地理空间大数据处理的效率和准确性。
2. 背景在地理空间大数据处理中，由于不同地理数据源采用不同的坐标系，不可避免地需要进行坐标系的转换。
传统的坐标系变换方法通常存在以下问题：1）复杂繁琐，需要编写大量代码；2）变换结果的准确性和稳定性无法保证；3）时间和资源消耗较大。
因此，需要一种统一的、高效的坐标系变换策略。
3. 统一坐标系变换策略的设计为了解决现有方法存在的问题，我们提出了一种统一的坐标系变换策略，包括以下关键步骤：3.1 数据预处理首先，对输入的地理空间数据进行预处理。
这包括数据格式统一、数据清洗和数据格式验证等步骤。
通过数据预处理，可以为后续的坐标系变换提供准确的数据基础。
3.2 坐标系识别和归类根据数据预处理的结果，对每个地理空间数据的坐标系进行识别和归类。
通过识别和归类，可以清楚地了解到不同数据源所采用的坐标系类型，为后续的坐标系变换提供参考。
3.3 坐标系变换算法选择根据坐标系的类别和转换需求，选择合适的坐标系变换算法。
本策略可以采用多种常用的坐标系转换算法，如四参数、七参数、相似性变换、仿射变换等。
3.4 精度控制针对不同的应用场景，确定坐标系变换的精度要求。
根据精度要求，可以选择不同的坐标系变换算法和参数配置，以保证变换结果的准确性和稳定性。
4. 实验与分析为验证统一坐标系变换策略的效果，我们进行了一系列实验。
实验结果表明，该策略可以在保证数据准确性的同时，实现坐标系的高效转换。
与传统方法相比，该策略在处理大数据集时具有明显的时间和资源优势。
5. 结论本文提出了一种统一的坐标系变换策略，旨在改进地理空间大数据处理方法。
该策略通过数据预处理、坐标系识别和归类、坐标系变换算法选择和精度控制等步骤，实现了对不同坐标系的统一处理和转换。
实验六：空间数据的编辑处理及坐标变换
一、实验目的意义
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，并领会其用途；
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、实验步骤
实验准备：设定工作区：在ArcMap中执行菜单命令：<Tools>－><Options>，在“Geoprocessing”→“Environments…”→“General Setting”常规设置选项中，设定“Scratch Workspace”为d:\kGIS。
1、裁剪要素
⑴在ArcMap中，添数据云南县界.shp、Clip.shp。
如下图：
⑵激活Clip图层。
选中Clip图层中的一个要素，注意确保不要选中“云南县界”中的要素！
⑶点击打开ArcToolbox
⑷双击“Clip”选项，在弹出的对话框中设置：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）。
在出现的选项框中填写相应内容，如下图：
点击ok按钮后，剪切操作自动执行。
然后在TOC中关闭云南县界、Clip图层，就可看到剪切得到的结果。
⑸按照上述步骤，依次选中Clip主题中其它三个要素（三个矩形框），重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层（“云南县界_Clip1”、“云南县界_Clip2”、“云南县界_Clip3”、“云南县界_Clip4”）。
选定1个要素4个要素都选定之后
2、拼接图层
⑴在ArcMap中新建地图文档，加载剪切要素操作（上一步）中得到的四个图层。
⑵打开ArcToolbox，在ArcToolbox中执行“Append”命令。
⑶在弹出的对话框中设置：输出要素设定为云南县界_Clip,输入要素依次添加其它三个图层。
如下图1
图1 图2
通过以上操作我们就完成了将4个图层拼接为一个图层的处理（如图2）。
⑷加载云南县界.shp图层，查看图层及打开其属性表，看看云南县界.shp 与云南县界_Clip.shp中的属性表有何区别
3、要素融合
⑴在拼接图层的基础上继续。
⑵执行“Dissolve”命令。
图3 图4
⑶在弹出的对话框中设置：输入要素指定为云南县界_Clip；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，云南县界_Clip图层中“所
属州”相同的要素将合并成一个要素。
以上操作，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――云南县界_Clip_Dissovle,打开并查看其属性表。
⑷在TOC中的图层上点击右键，执行“Label Features”，得到下（图5）的结果。
图5 图6
⑸类似地，重复以上过程，并将融合字段指定为：CHINESE，看看结果有何不同。
（如图6）
第4步图层合并
⑴在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据西双版纳森林覆盖.shp和西双版纳县界.shp，并调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方。
⑵打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“Union”命令。
（如图7）
图7 图8
⑶在联合对话框中设置：输入要素依次添加“西双版纳森林覆盖”、“西双版纳县界”两个图层；输出要素类设置为“西双版纳_Union.shp”。
（如图8）
⑷查看输出要素类“西双版纳_Union”的属性表，并检查属性“Type”，其中为“Y”的表示有植被覆盖的区域。
第5步图层相交
⑴在图层合并（上一操作）的基础上继续，在ArcToolbox中，执行“Intersect”命令（如图9）
图9 图10
⑶点击ok按钮，在ArcMap中查看输出要素类“西双版纳森林覆盖_Intersect.shp”，并与“西双版纳森林覆盖”及图层合并操作所得结果――“西双版纳_Union.shp”进行比较，进一步思考这类操作适合求解哪一些现实问题。
第6步定义投影
⑴在ArcMap中新建地图文档，添加第4步图层合并成生成的图层“西双版纳_Union.shp”。
⑵在TOC中，右键点击图层“西双版纳_Union.shp”，查看属性“Properties”,在属性对话框中，点击“Source”，在选项页，查看该图层是什么坐标系。
具体没看出来是什么坐标系
⑶打开ArcToolbox，执行命令“Define Projection”。
⑷在定义投影“Define Projection”对话框中，选择要素类“西双版纳_Union”，并点击坐标系输入框右边的按钮。
图11
⑹在TOC中，右键点击图层“西双版纳_Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“Source”选项页，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“北京 1954 地理坐标系”。
图中（图11）可以看出，已被指定为北京1954地理坐标系。
第7步投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系
⑴在第6步的基础上进行，打开ArcToolbox，执行命令“Project”。
⑵在“Project”对话框中，依次设定输出要素类为――西双版纳_Union_Project.shp, 输出坐标系选择为――“Beijing_1954_GK_Zone_17N”。
操作为：点击“Select …”，从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954\Beijing 1954 GK Zone 17N.prj）。
⑶确定后，完成由地理坐标系GCS_BEJING_1954到投影坐标系BEJING_1954_GK_ZONE_17N的变换。
3、回答第4步中的问题―――没有森林覆盖的区域面积是多少？说明原理并给出结果。
原理：用图层相减的功能求出没有植被的区域，得到一个图层，检查此图层的坐标是否已使投影坐标系（即地图的单位为米），布什则将其转换为投影坐标系。
然后可查找arcmap的联机帮助，以了解如何人计算多边形面积。
总结可知，没有森林覆盖的区域为
四、简要谈谈实验收获和体会
我掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法、原理；掌握了地图投影变换的基本原理与方法，熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术，同时也了解地图投影及其变换在实际中的应用。
收获很多！。
