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GIS 软件应用
实验指导书
杨克诚 编
资环学院地理信息科学系
2006 年 5 月
软件应用
目 录
实验一、使用 ARCMAP 浏览地理数据....................................................................................................1
第
1
步 启动
ArcMap............................................................................................................................3
第
2
步 检查要素图层
..........................................................................................................................5
第
3
步 显示其它图层
..........................................................................................................................6
第
4
步 查询地理要素
..........................................................................................................................7
第
5
步 检查其它属性信息
..................................................................................................................9
第
6
步 设置并显示地图提示信息
.....................................................................................................11
第
7
步 根据要素属性设置图层渲染样式
........................................................................................14
第
8
步 根据属性选择要素
................................................................................................................18
第
9
步 使用空间关系选择地理要素
................................................................................................19
第
10
步 退出
ArcMap........................................................................................................................22
实验二、空间数据库管理及属性编辑......................................................................................................23
第
1
步 启动
ArcCatalog
打开一个地理数据库
................................................................................24
第
2
步 预览地理数据库中的要素类
................................................................................................25
第
3
步 创建缩图,并查看元数据
....................................................................................................27
第
4
步 创建个人地理数据库
(Personal Geodatabase-PGD)............................................................28
第
5
步 拖放数据到
ArcMap
中
..........................................................................................................37
第
6
步 编辑属性数据及进行
1
:
M
的空间查询
.............................................................................38
第
7
步 导入
GPS
数据,生成图层
...................................................................................................40
实验三、影像配准及矢量化......................................................................................................................46
第
1
步 地形图的配准-加载数据和影像配准工具
........................................................................46
第
2
步 输入控制点
............................................................................................................................47
第
3
步 设定数据框的属性
................................................................................................................49
第
4
步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件
................................................................................52
第
5
步 分层矢量化-在
ArcCatalog
中创建一个线要素图层
........................................................53
第
6
步 从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中
........................................58
第
7
步 根据
GPS
观测点数据配准影像并矢量化的步骤
...............................................................59
实验四、空间数据处理..............................................................................................................................66
空间数据处理
.....................................................................................................................................68
第
1
步 裁剪要素
................................................................................................................................68
第
3
步 要素融合
................................................................................................................................71
第
4
步 图层合并
................................................................................................................................72
第
5
步 图层相交
................................................................................................................................74
定义地图投影
.....................................................................................................................................75
软件应用
第
6
步 定义投影
................................................................................................................................75
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
........................77
实验五、空间分析基本操作......................................................................................................................80
空间分析模块
.....................................................................................................................................81
1.
了解栅格数据
.................................................................................................................................82
2.
用任意多边形剪切栅格数据
(
矢量数据转换为栅格数据
)...........................................................84
3.
栅格重分类
(Raster Reclassify).......................................................................................................87
4.
栅格计算-查询符合条件的栅格
(Raster Calculator)..................................................................89
5.
面积制表(
Tabulate Area
)
...........................................................................................................90
6.
分区统计
(Zonal Statistic)...............................................................................................................92
7.
缓冲区分析
(Buffer).........................................................................................................................95
8.
空间关系查询
.................................................................................................................................98
9.
采样数据的空间内插
(Interpolate).................................................................................................99
10.
栅格单元统计(
Cell Statistic
)
.................................................................................................103
11.
邻域统计(
Neighborhood
)
......................................................................................................105
实验六、缓冲区分析应用(综合实验).....................................................................................................108
1.
距离制图-创建缓冲区
...............................................................................................................108
1.1
点要素图层的缓冲区分析
.........................................................................................................108
1.2
线要素图层的缓冲区分析
.........................................................................................................110
1.3
多边形图层的缓冲区分析
.........................................................................................................112
2
.综合应用实验
.............................................................................................................................113
2.1
水源污染防治
.............................................................................................................................113
2.2
受污染地区的分等定级
.............................................................................................................115
2.3
城市化的影响范围
.....................................................................................................................118
实验七、地形分析-----TIN 及 DEM 的生成及应用(综合实验)...........................................................122
1. TIN
及
DEM
生成
..........................................................................................................................122
1.1
由高程点、等高线矢量数据生成
TIN
转为
DEM....................................................................122
1.2 TIN
的显示及应用
......................................................................................................................125
2. DEM
的应用
..................................................................................................................................137
2.1
坡度:
Slope.................................................................................................................................137
2.2
坡向:
Aspect...............................................................................................................................140
2.3
提取等高线
.................................................................................................................................142
2.4
计算地形表面的阴影图
.............................................................................................................144
2.5
可视性分析
.................................................................................................................................146
2.6
地形剖面
.....................................................................................................................................148
软件应用
实验八、MODEL BUILDER 土壤侵蚀危险性建模分析(综合实验)..................................................151
1.
认识
ModelBuilder
操作界面
.......................................................................................................151
2.
确定目标,加载数据
...................................................................................................................152
3.
创建模型
.......................................................................................................................................152
4.
编辑模型
.......................................................................................................................................155
5.
执行模型,查看结果
...................................................................................................................169
实验九、水文分析-DEM 应用................................................................................................................174
1.
数据基础:无洼地的
DEM..........................................................................................................178
2.
关键步骤:流向分析
...................................................................................................................179
3.
计算流水累积量
...........................................................................................................................179
4.
提取河流网络
...............................................................................................................................180
5
.流域分析
.....................................................................................................................................183
6.
其它应用
--
降水分析
(
选做
)..........................................................................................................186
实验十、网络分析....................................................................................................................................187
1
.寻找最佳路径
.............................................................................................................................188
2.
确定最近设施
...............................................................................................................................192
3.
创建服务区域
...............................................................................................................................194
实验十一、3D 可视分析..........................................................................................................................198
1
.
GIS
数据三维显示
......................................................................................................................198
2.
三维飞行动画制作
.......................................................................................................................204
实验十二、ARCMAP 制图-地图版面设计.........................................................................................207
第
1
步 渲染图层要素-唯一值符号
..............................................................................................207
第
2
步 标注图层要素
......................................................................................................................212
第
3
步 渲染图层要素—分类渲染
..................................................................................................214
第
4
步 渲染图层要素—点密度渲染
..............................................................................................219
第
5
步 渲染图层要素—图表渲染
..................................................................................................220
第
6
步 创建地图版面
......................................................................................................................222
第
7
步 添加各种元素到地图版面中
..............................................................................................227
第
8
步 打印输出地图
......................................................................................................................233
实验十三、基于 GIS 的城镇土地分等定级(综合实验)........................................................................237
参考文献:
软件应用
实验一、使用 ArcMap 浏览地理数据
一、实验目的
! 了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。
认识 "图形用户界面。
通过浏览与地理要素关联的数据表,你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行
连接的。
# 掌握 两中基本查询操作,加深对其实现原理的理解。
$ 初步了解设置图层显示方式-图例的使用。
二、实验准备
软件准备:确保你的计算机中已经正确安装了 % & 软件'()
*+)或,-如果不确定)请与你的指导老师协商。
实 验 数 据 ―― .++ 市 土 地利 用 及街 区 矢 量数 据 , 下载 地 址:
(*&!)
预备知识:
理解 GIS 的三种角度
!. 就是空间数据库:是一个包含了用于表达通用数据模型(要素、栅格、
拓扑、网络等等)的数据集的空间数据库。
. 就是地图:从空间可视化的角度看:是一套智能地图,同时也是用于显示
地表上的要素和要素间关系的视图。底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达,而这
些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”,来支持查询、分析和信息编辑。
. 是空间数据处理分析工具集: 从空间处理的角度看,是一套用来从现有
的数据集获取新数据集的信息转换工具。这些空间处理功能从已有数据集提取信息,然后进
行分析,最终将结果导入到数据集中。
这三种观点在*.%中分别用(是一套地理数据集的观
点)、"(是一幅智能的地图)和/0&(是一套空间处理工具)来表达。
这三部分是组成一个完整的关键内容,并被用于所有应用中的各个层面。
"是%中一个主要的应用程序,具有基于地图的所有功能,包括制
图、地图分析和编辑。
主要原理:查询数据
'两种最基本的查询-
根据位置查询要素属性或通过属性来查询要素的功能是每个桌面 软件必须提供的功
能。查询,通常是通过语句或表达式来定义的,用以在从地图上及数据库中选择要素。
最普通的 查询就是确定在指定的位置有什么。在这类查询中,用户知道他感兴趣的
!
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wmlsky
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