Arcgis操作基礎手冊專業(yè)資料

1ArcGIS簡介1.1安裝闡明1.1.1ArcView（單顧客使用允許）安裝ArcView(單顧客使用允許)即ArcView-SingleUse。試用版(EvaluationEdition)也屬于這種。這兩種軟件安裝過程基本相似，只是在注冊時候略有差別。ArcView安裝對話框闡明了如果在如何您機器上安裝Arcview，您可以選取安裝到本地機器或者安裝到網絡機器，本向導討論如何安裝到本地機器，如果需要安裝到網絡機器，請查看相應文檔。如果需要進行單顧客安裝，請選取第一種安裝選項。ArcView 安裝包括了可選取 ArcGIS 擴展和其她模塊。如果需要安裝可選模塊，在安裝時候請選取complete選項或者custome選項，complete選項將安裝所有可選取模塊，custom 容許你選取相應模塊。有可選模塊需要額外注冊，注冊向導將告訴您如何進行注冊。注意：要安裝目的目錄不能包括空格。當ArcView安裝結束時候，安裝向導會提示您安裝可選模塊。安裝向導也會提示您安裝例子數(shù)據(jù)ArcGISTutorialData和CrystalReports9.0。當所有模塊都安裝完畢之后，安裝向導會提示你進行注冊。在進行注冊前，ArcView將無法使用。選取一種注冊模式，然后注冊向導會提示您如何進行注冊。注：1.ArcView 試用版(EvaluationEdition)注冊時，需輸入注冊號碼(RegistrationNumber)，如：EVA；2.ArcView 正式軟件注冊時，需輸入軟件鎖號(KeyNumber)，如KEY3700541(見軟件鎖上印刷數(shù)字)；同步還需要輸入序列號，請留意產品交貨單。1.1.2ArcGIS（浮動使用允許）安裝ArcGIS(浮動使用允許)即ArcGIS-Concurrent，使用浮動 license。浮動License容許您對License進行集中管理，浮動License核心是License管理器，只要在一臺機器上安裝了License管理器，局域網內其她機器也可以使用該機器上License。圖1.1License管理器示意圖ArcGIS(浮動使用允許)軟件安裝跟單顧客使用允許軟件差別不大，只是需要安裝浮動license。由于License管理器(LicenseManager)已經安裝在局域網內一臺計算機上，因此其她計算機在安裝時只要訪問該計算機上License即可。如下圖所示，選取InstallArcGISonanetwork。圖1.2ArcGIS安裝界面LicenseManagerServer中輸入安裝有License計算機名稱，查找到License后繼續(xù)安裝即可。圖1.3LicenseManagerServer輸入界面1.2ArcGIS體系構造圖1.4ArcGIS體系構造圖ArcGIS不是一種孤立GIS軟件，而是具備統(tǒng)一、嚴整、完備、可伸縮集成體系構造系列GIS平臺，它可以適應GIS顧客由低到高廣泛需求。ArcGIS由三個重要某些構成：ArcSDE、ArcIMS、ArcGIS桌面軟件。1.2.1服務器端1.ArcSDE——空間數(shù)據(jù)管理中心ArcSDE是一種高效海量空間數(shù)據(jù)庫引擎。ArcSDE將空間數(shù)據(jù)和有關屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一放在工業(yè)原則 DBMS 下進行管理，支持多用產并發(fā)訪問操作。ArcSDE在公司級GIS應用中扮演了一種重要基本角色。ArcSDE結合了多顧客編輯和對空間數(shù)據(jù)庫事務解決，與ArcEditor 和 ArcInfo緊密結合支持對多顧客空間數(shù)據(jù)庫設計、建立、編輯和共享。ArcSDE支持Oracle，MicrosoftSQLServer，IBMDB2和Informix等基于工業(yè)原則數(shù)據(jù)庫平臺。2.ArcIMS——空間信息網絡發(fā)布中心ArcIMS是互聯(lián)網地圖服務器，是基于Internet分布式空間信息和GIS服務器。ArcIMS提供了Internet／Intranet環(huán)境下地圖服務能力。ArcIMS客戶端瀏覽器可以是原則瀏覽器，如IE，也可以是ESRI免費提供ArcExplorer專用地圖瀏覽器。所有 ArcGIS 桌面客戶端(ArcInfo，ArcEditor，ArcView，ArcExplorer和ArcIMSViewer)都可以通過Web從ArcIMS服務器動態(tài)地獲取矢量數(shù)據(jù)流。這些新圖層類型可以象本地數(shù)據(jù)同樣完畢符號化，制圖，查詢，簡樸編輯和分析工作。1.2.2客戶端ArcGIS 客戶端涉及 ArcInfo、ArcEditor、ArcView、ArcGIS擴展模塊、ArcExplorer、ArcReader和ArcIMSViewer(即通用瀏覽器)，此外，尚有諸多ESRI公司其她軟件產品：MapObjectsforwindows(MO-WIN)、MapObjectsforJava(MO-Java)、ArcPad等。ArcGIS 桌面軟件：一種一體化高檔GIS應用平臺，是指ArcView、ArcEditor和ArcInfo。它們分享通用構造，通用代碼基本，通用擴展模塊和統(tǒng)一開發(fā)環(huán)境。從ArcView、ArcEditor到ArcInfo，功能由簡到繁。1.ArcView8ArcView8提供了核心制圖和GIS功能?？梢酝戤厰?shù)據(jù)創(chuàng)立、編輯、顯示、查詢、符號定制管理，動態(tài)投影轉換，內嵌VBA開發(fā)環(huán)境，對Shape文獻和基于Access數(shù)據(jù)庫個人化Geodatabase編輯工具，支持注記等；使用ArcView可以完畢任何從簡樸到復雜GIS任務，涉及制圖，數(shù)據(jù)管理，地理分析，數(shù)據(jù)編輯和地理解決并使用VBA進行客戶化。2.ArcEditor8ArcEditor8包括了ArcView8軟件所有功能，還增長了對Geodatabase編輯能力。增長功能涉及，支持多顧客編輯，版本管理，數(shù)據(jù)模型定制與擴展，與要素關接注記和尺寸標注要素類。ArcEditor提供對ESRI支持所有矢量數(shù)據(jù)格式建立和編輯能力。3.ArcInfo8ArcInfo8除了涉及ArcView8和ArcEditor8所有功能外，還增長了高檔空間解決能力。ArcInfo是一種完全GIS數(shù)據(jù)建立、轉換、更新、查詢、制圖和分析系統(tǒng)。所有ArcGIS桌面軟件都由一組相似應用環(huán)境構成：ArcMap，ArcCatalog和ArcToolbox。通過這三個應用協(xié)調工作，可以完畢從簡樸到復雜GIST作，涉及查詢檢索、制圖，數(shù)據(jù)管理，空間記錄、空間分析和空間解決。還涉及與Internet~圖和服務整合，地理編碼，高檔數(shù)據(jù)編輯，高質量制圖，動態(tài)投影，元數(shù)據(jù)管理，對近40種數(shù)據(jù)格式直接支持等。（1）ArcMapArcMap是ArcGIS桌面系統(tǒng)核心應用。它把老式空間數(shù)據(jù)編輯、查詢、顯示、分析、報表和制圖等GIS功能集成到一種簡樸可擴展應用框架上。圖1.5ArcMap地理數(shù)據(jù)視圖在該應用中，咱們可以操作地圖。地圖是一種包括地理窗口或視圖制圖版面，它由一系列圖層，圖例，比例尺，指北針和其她制圖元素構成。ArcMap可以以不同視圖顯示地圖——地理數(shù)據(jù)視圖和版面視圖——在此環(huán)境中，你可以完畢一系列高檔GIS任務。圖1.6ArcMap版面視圖（2）ArcCatalogArcCatalog用于組織和管理所有GIS數(shù)據(jù)。它包括一組工具用于瀏覽和查找地理數(shù)據(jù)、記錄和瀏覽元數(shù)據(jù)、迅速顯示數(shù)據(jù)集及為地理數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)構造。圖1.7ArcCatalog組織管理GIS數(shù)據(jù)圖1.8ArcCatalog預覽GIS信息（3）ArcToolboxArcToolbox是一種簡樸包括了各種用于空間解決GIS工具應用。有兩個版本ArcToolbox-隨ArcInfo提供完整版和隨ArcView和ArcEditor提供簡化版。圖1.9ArcToolbox用于空間解決和數(shù)據(jù)轉換2 數(shù)據(jù)格式轉換2.1e00格式轉換成其她格式1.e00格式轉換成CoverageArcToolBox→ 轉換工具（ConversionTools）→ 導入到Coverage（ImporttoCoverage）→ 從 ESRI 中間交換文件導入 ArcView（ArcViewImportfromInterchangeFile） → 在“輸入文獻”中輸入e00途徑及文獻，在“輸出數(shù)據(jù)集”中輸入要生成Coverage途徑及名稱 → 擬定完畢轉換。圖2.1e00格式轉換成Coverage2.Coverage格式轉換成ShapeFileArcToolBox→轉換工具（ConversionTools）→從Coverage導入（ExportfromCoverage）→Coverage導入到ShapeFile（CoveragetoShapeFile）→在“輸入Coverage”中輸入Coverage途徑及文獻，在“Featureclass”中選取Poly、Line或Point類型，在“Datatypemapping”中選取投影類型，在“輸出ShapeFile”中輸入要生成ShapeFile途徑及名稱→擬定完畢轉換。圖2.2Coverage格式轉換成ShapeFiles2.2CAD格式轉換成Geodatabase一方面，在ArcCatalog中新建一種PersonalGeodatabase。ArcCatalog→在放置 Geodatabase目錄上擊右鍵→New→PersonalGeodatabase→生成一種PersonalGeodatabase。圖2.3 在ArcCatalog中生成一種PersonalGeodatabaseArcToolBox→轉換工具（ConversionTools）→從CAD導入（ExportfromCAD）→CAD格式轉換成Geodatabase（CADtoGeodatabase）→在“輸入CAD文獻”中輸入CAD途徑及文獻，在“SelectanexistingCADfeatureclass”中選取PolyLine或Point 等類型，在“OutputGeodatabase”中輸入要導入Geodatabase途徑及名稱→擬定完畢轉換。圖2.4CAD格式轉換成Geodatabase3數(shù)據(jù)顯示和查詢3.1數(shù)據(jù)打開和顯示3.1.1數(shù)據(jù)打開ArcMap→ 選取Anexistingmap→雙擊Browseformaps→選取要打開文獻（*.mxd）。圖3.1 在ArcMap中打開數(shù)據(jù)3.1.2數(shù)據(jù)視圖和版面視圖ArcMap→View菜單 →DataView數(shù)據(jù)視圖。圖3.2ArcMap數(shù)據(jù)視圖ArcMap→View菜單 →LayoutView版面視圖。圖3.3ArcMap版面視圖3.1.3圖層、數(shù)據(jù)集、地圖圖3.4ArcMap圖層、數(shù)據(jù)集、地圖ArcMap中，左邊是內容表（Tableofcontents），右邊是地圖。在內容表中，列出了所有圖層并批示出它們在地圖中體現(xiàn)方式。可以將圖層進一步組織為數(shù)據(jù)集（Dataframes），使數(shù)據(jù)框中包括圖層可以同步進行操作，例如數(shù)據(jù)集對比。圖3.5ArcMap數(shù)據(jù)集應用3.1.4管理內容表如圖3.4所示，排在內容表中上部圖層在地圖窗口中顯示在排在內容表中下部圖層上面，為了不遮蓋其她圖層，面圖層普通應排在內容表下部。點擊圖層前面 使之變成 ，可以看到該圖層詳細信息；將圖層前面 中“√”去掉，可以使該圖層不顯示。3.1.5修改符號屬性點擊 schools 圖層點符號 → 顯示其符號選取窗口，在該窗口中重新選取符號 → 新符號在地圖窗口中顯示。如圖3.6～圖3.8所示。圖3.6ArcMap中修改符號屬性1圖圖3.7ArcMap中修改符號屬性2圖圖3.8ArcMap中修改符號屬性3圖173.1.6符號定制Tools→Styles→StyleManager，彈出ArcMap符號管理器如圖3.9所示 →選中LineSymbols→ 在右邊Symbolcontents窗口空白區(qū)域擊鼠標右鍵 → 點擊New→ 點擊LineSymbol→ 得到NewLineSymbol。圖3.9ArcMap符號管理器在StyleManager中雙擊NewLineSymbol→ 彈出SymbolPropertyEditor→選取Type為CartographicLineSymbol→Color選取白色 →Width選取2.2→ 單擊Templatetab→ 將小格子拉到11位置 → 點擊將前面4各格子涂黑。圖3.10ArcMap符號屬性編輯1圖在SymbolPropertyEditor Layers下點擊+號增長1層 →Color選取黑色→Width選取3→ 擬定完畢鐵路符號定制。圖3.11ArcMap符號屬性編輯2圖3.1.7標記要素在內容表中右鍵點擊要標記層并點擊屬性→選取Labelstab→擇標記使用LabelField→ 擬定。圖3.12ArcMap中選取要標記字段在Drawtoolbar中點擊Labelbutton（點擊NewText旁邊dropdownarrow選?。?→ 選取position和labelstyle→ 在要標記位置點擊鼠標。3.1.8自動標記要素圖3.13ArcMap中要素標記和圖3.12類似，在內容表中右鍵點擊要標記層并點擊屬性→選取Labelstab→選中LabelFeatures→ 選取標記使用LabelField→擬定，該層所有要素自動標記。在內容表中右鍵點擊已標記層并點擊LabelFeatures，可清除該層自動標記；復選，重新自動標記。圖3.14ArcMap中開關自動標記3.1.9設立顯示閥值在地圖窗口中調節(jié)到適當顯示比例→右鍵點擊要設立顯示閥值visiblescale圖層→點擊VisibleScaleRange選取設立MaximumScale或MinimumScale。已設立顯示閥值可以點擊ClearScaleRange取消。圖3.15ArcMap中開關自動標記3.2數(shù)據(jù)選取與查詢3.2.1設立可選圖層點擊Selection菜單下SetSelectableLayers→ 在彈出窗體中選中要選取層 → 再點擊Selection菜單下InteractiveSelectionMethod 中CreateNewSelection→ 在工具欄中點擊SelectFeatures工具 → 點擊要選取要素（可以按住Shift鍵進行更多選取）。圖3.16ArcMap中設立可選圖層1圖圖3.17ArcMap中設立可選圖層2圖3.2.2屬性選取查詢點擊Selection菜單下SelectByAttributes→ 在彈出窗體中選中要選取層 → 選取selectionmethod→ 雙擊一種field添加fieldname到expressionbox→ 給表達式添加操作符operator→ 選取values→ 點擊Verify按鈕驗證表達式對的性 → 應用執(zhí)行。圖3.18ArcMap中屬性選取查詢3.2.3空間選取查詢點擊Selection菜單下SelectByLocation → 在彈出窗體中選取selectionmethod→選中要選取層 →選取執(zhí)行selectionmethod→ 選取要執(zhí)行選取層 → 選中useselectedfeatures→ 選中Applyabuffer→ 應用執(zhí)行。圖3.19ArcMap中空間選取查詢3.2.4查詢成果保存右鍵點擊包括選取集圖層→ 選取Data→ExportData→ 在Export框中選擇Selectedfeatures→ 輸入Outputfile途徑及文獻名 → 保存。圖3.20ArcMap中查詢成果保存3.2.5創(chuàng)立查詢成果記錄右鍵點擊包括選取集圖層→ 選取OpenAttributeTable→ 選取Selected顯示 → 右鍵點擊AREA字段頭選取Summarize。圖3.21ArcMap中查詢成果記錄1圖在彈出窗口中選取summarystatistics辦法 → 選取outputtable 途徑及文獻名 → 擬定執(zhí)行。圖3.22ArcMap中查詢成果記錄2圖4數(shù)據(jù)編輯4.1編輯環(huán)境4.1.1Editor工具條Editor工具條如圖4.1所示。圖4.1Editor工具條4.1.2開始和結束編輯會話點擊Editor→StartEditing，開始編輯會話；點擊Editor→StopEditing，結束編輯會話。4.1.3選用、拖動和旋轉要素點擊Edit按鈕，選用要素，被選要素高亮。選用要素后，左鍵按住不放可以拖動要素。選用要素后，點擊Rotate按鈕可以旋轉要素。4.2創(chuàng)立新要素4.2.1創(chuàng)立線要素1. 草圖工具2. 打斷工具3. 中點工具a單擊編輯工具條中中點工具；b在圖中點擊兩點畫一條線；d這條線中點將作為新創(chuàng)立線一種點；e繼續(xù)畫線，每一條線中點將作為新創(chuàng)立線點。4. 距離－距離工具a單擊編輯工具條中距離-距離工具；b單擊圖中任意一點，以此點為圓心畫圓，按D鍵后輸入數(shù)字，擬定半徑；c單擊圖中任意一點，以此點為圓心畫圓，按D鍵后輸入數(shù)字，擬定半徑；d兩個圓交點作為創(chuàng)立線一種點；e按上述辦法繼續(xù)創(chuàng)立線其她點。5. 方向—距離工具a單擊編輯工具條中方向-距離工具；b單擊圖中任意一點，擬定方向后單擊；c單擊圖一點，以此點為圓心畫圓，按D鍵后輸入數(shù)字，擬定半徑；d圓與線交點將做為新創(chuàng)立線一點；e按上述辦法繼續(xù)創(chuàng)立線其她點。6. 弧線工具7. 中點弧工具a單擊編輯工具條中工具中點弧工具；b點擊弧線起點；c點擊弧線終點；d移動鼠標擬定適當弧度。8. 切線工具a在畫完一段弧線之后，單擊編輯工具條中工具切線工具；b點擊任意一點畫第二個點；c擬定弧線和本來弧線相切。9. 追蹤工具4.3編輯存在要素4.3.1編輯節(jié)點StartEditing后，在Task欄選取ModifyFeature，點擊Edit工具→點擊小方塊形節(jié)點，可以進行移動，刪除等操作。圖4.2ArcMap中編輯節(jié)點4.3.5要素合并選取要合并兩個或兩個以上要素，點擊Merge或Union。Merge執(zhí)行合并，原要素刪除；Union產生一種新合并要素，原要素不變。4.3.6要素延伸和裁剪StartEditing后，在Task欄選取Extend/TrimFeatures→ 點擊Edit按鈕 → 選取要延伸或裁剪線段 → 點擊Sketch工具 → 繪制線段，完畢延伸或裁剪。圖4.3ArcMap中要素延伸和裁剪StartEditing后，在Task欄選取CutPolygonFeatures→ 點擊Edit按鈕 → 選取要裁剪多邊形 → 點擊Sketch工具 → 繪制線段完畢裁剪。圖4.4ArcMap中要素裁剪4.4編輯屬性4.4.1查看屬性StartEditing后，點擊Edit工具 → 選取要查看屬性要素→ 點擊Attributes按鈕 → 彈出屬性表。圖4.5ArcMap數(shù)據(jù)編輯中查看屬性4.4.2添加和修改屬性如圖4.5所示，可以在要素某一字段Value列中更改屬性值，回車即可保存。也可以對圖層所有要素某一字段修改屬性值，如圖4.6所示。圖4.6ArcMap數(shù)據(jù)編輯中查看屬4.4.3復制和粘貼屬性屬性表支持復制和粘貼操作，可以復制和粘貼屬性值。圖4.7ArcMap數(shù)據(jù)編輯中查看屬4.5空間配準4.5.1使用地理參照工具欄在菜單欄點鼠標右鍵，選用影像配準工具Georeferencing。圖4.8ArcMap影像配準工具鼠標右鍵單擊targetlayer（矢量層）選取ZoomtoLayer→選取Georeferencing下FitToDisplay→點擊ControlPoints工具添加控制點（在光柵圖上點擊一種位置點，再點擊矢量圖上相應位置點）→添加更多控制點使配準更精準→點擊ViewLinkTable可以查看添加控制點信息→點擊Georeferencing下UpdateGeoreferencing保存更改信息（和光柵圖同名但拓展名為.aux）→可以點擊Rectify將校正后光柵圖另存為一種文獻。圖4.9ArcMap中影像配準5數(shù)據(jù)管理5.1內容標簽Contents窗口有四種瀏覽辦法：大圖標、列表、詳細列表、縮略圖。圖5.1ArcCatalog內容瀏覽工具條圖5.2ArcCatalog內容標簽5.2預覽標簽在預覽窗口可以執(zhí)行ZoomIn，ZoomOut，Pan，F(xiàn)ullExtent，andIdentify操作。圖5.3ArcCatalog預覽工具條圖5.4ArcCatalog預覽標簽5.3元數(shù)據(jù)標簽元數(shù)據(jù)窗口顯示地圖數(shù)據(jù)描述信息。其中，Description描述數(shù)據(jù)狀態(tài)，存儲及訪問信息；Spatial描述數(shù)據(jù)坐標系，空間信息；Attributes描述數(shù)據(jù)字段信息。圖5.5ArcCatalog元數(shù)據(jù)工具條圖5.6ArcCatalog元數(shù)據(jù)標簽5.4設立顯示數(shù)據(jù)類型選取Tools菜單下Options→在Generaltab中可以設立Catalog顯示數(shù)據(jù)類型。圖5.7ArcCatalog中設立顯示數(shù)據(jù)類型5.5創(chuàng)立新ShapeFile等在放置ShapeFile 目錄上擊右鍵→New→ShapeFile→設置ShapeFile屬性，涉及Point、Line、Polygon等類型和坐標系 →生成。圖5.8ArcCatalog中創(chuàng)立新ShapeFile6 制圖與輸出6.1 地圖輸出通過一種練習（見usingArcMapP23），理解地圖輸出關于功能，重要涉及：1. 地圖模板2. 數(shù)據(jù)框3. 地圖制圖和整飾要素4. 頁面設立5. 預覽和打印輸出。6.2 矢量數(shù)據(jù)獲取，從紙質地圖到矢量地圖在GIS幾何數(shù)據(jù)采集中，如果幾何數(shù)據(jù)已存在于其他GIS或專項數(shù)據(jù)庫中，那么只要通過轉換裝載即可；對于由測量儀器獲取幾何數(shù)據(jù)，只要把測量儀器數(shù)據(jù)傳播進入數(shù)據(jù)庫即可，測量儀器如何獲取數(shù)據(jù)辦法和過程普通是與GIS無關。對于柵格數(shù)據(jù)獲取，GIS重要涉及使用掃描儀等設備對圖件掃描數(shù)字化，這某些功能也較簡樸。由于通過掃描獲取數(shù)據(jù)是原則格式圖像文獻，大多可直接進入GIS地理數(shù)據(jù)庫。從遙感影像上直接提取專項信息，需要使用幾何糾正、光譜糾正、影像增強、圖像變換、構造信息提取、影像分類等技術，重要屬于遙感圖像解決內容。因而，如下重要簡介GIS中矢量數(shù)據(jù)采集。GIS中矢量數(shù)據(jù)采集重要涉及地圖跟蹤數(shù)字化與地圖掃描數(shù)字化，以及屏幕跟蹤數(shù)字化。一、地圖跟蹤數(shù)字化跟蹤數(shù)字化是當前應用最廣泛一種地圖數(shù)字化方式，是通過記錄數(shù)字化板上點平面坐標來獲取矢量數(shù)據(jù)。其基本過程是：將需數(shù)字化圖件(地圖、航片等)固定在數(shù)字化板上，然后設定數(shù)字化范疇、輸入關于參數(shù)、設立特性碼清單、選取數(shù)字化方式(點方式和流方式等)，就可以按地圖要素類別分別實行圖形數(shù)字化了。由于跟蹤數(shù)字化自身幾乎不需要GIS其他計算功能，因此跟蹤數(shù)字化軟件往往可以與整個GIS系統(tǒng)脫離開，因而可單獨使用。地圖跟蹤數(shù)字化時數(shù)據(jù)可靠性重要取決于操作員技術純熟限度，操作員情緒會嚴重影響數(shù)據(jù)質量。操作員經驗和技能重要體當前能選取最佳點位來數(shù)字化地圖上點、線、面要素，判斷十字絲與目的重疊限度等能力。二、地圖掃描數(shù)字化掃描數(shù)字化是當前較為先進地圖數(shù)字化方式，也是此后發(fā)展方向，但要實現(xiàn)完全自動化還要做大量艱巨努力，當前所能提供掃描數(shù)字化軟件是半自動化，還需做相稱人機交互工作。地圖掃描數(shù)字化基本思想是：一方面通過掃描將地圖轉換為柵格數(shù)據(jù)，然后采用柵格數(shù)據(jù)矢量化技術追蹤出線和面，采用模式辨認技術辨認出點和注記，并依照地圖內容和地圖符號關系，自動給矢量數(shù)據(jù)賦屬性值。依照當前技術水平，一方面要對所掃描彩色地圖進行分版解決，普通分為黑版要素、水系版要素、植被要素和地貌要素，也可以直接對分版圖進行掃描，然后由軟件進行二值化，去噪音等解決，經常需要進行某些編輯，以保證自動跟蹤和辨認進行；在軟件自動進行跟蹤和辨認時，仍需要進行某些人機交互，如解決斷線、擬定屬性值等，有時甚至要人工在屏幕上進行數(shù)字化。與地圖跟蹤數(shù)字化相比，地圖掃描數(shù)字化具備速度快、精度高、自動化限度高等長處，正在成為GIS中最重要地圖數(shù)字化方式。地圖掃描數(shù)字化自動化限度高，但必要具備某些對掃描后地圖數(shù)據(jù)預解決能力，同步，由于其最后成果同地圖跟蹤數(shù)字化成果是相似，因而還必要具備地圖跟蹤數(shù)字化所具備某些功能。三、屏幕跟蹤數(shù)字化過程當數(shù)據(jù)量不是特別大，精度規(guī)定不是特別高時候，可以采用一種折中辦法，就是屏幕跟蹤數(shù)字化。結合實例簡介屏幕跟蹤數(shù)字化過程。1. 紙質地圖準備。2. 建立新圖層或者打開已有圖層，并進行坐標系統(tǒng)、范疇設立。3. 在紙質地圖上建立控制點，掃描。4. 配準紙質地圖。所有圖件掃描后都必要通過掃描糾正，對掃描后柵格圖進行檢查，以保證矢量化工作順利進行。對影像配準有諸多辦法，下面簡介一種慣用辦法。（1） 打開ArcMap，增長Georeferncing工具條。（2） 把需要進行糾正影像增長到ArcMap中，會發(fā)現(xiàn)Georeferncing工具條中工具被激活。（3）在配準中咱們需要懂得某些特殊點坐標，即控制點?？梢允墙浘暰€網格交點、公里網格交點或者某些典型地物坐標，咱們可以從圖中均勻取幾種點。如果咱們懂得這些點在咱們矢量坐標系內坐標，則用如下辦法輸入點坐標值，如果不懂得它們坐標，則可以采用間接辦法獲取。（4） 一方面將Georeferncing工具條Georeferncing菜單下AutoAdjust不選取。（5） 在Georeferncing工具條上，點擊AddControlPoint按鈕。（6）使用該工具在掃描圖上精準到找一種控制點點擊，然后鼠標右擊輸入該點實際坐標位置，如下圖所示：（7） 用相似辦法，在影像上增長各種控制點，輸入它們實際坐標。（8） 增長所有控制點后，在Georeferencing菜單下，點擊UpdateDisplay。（9）更新后，就變成真實坐標。（10）在Georeferencing菜單下，點擊Rectify，將校準后影像另存。背面咱們數(shù)字化工作是對這個校準后影像進行操作。5.分層矢量化。通過上面操作咱們數(shù)據(jù)已經完畢了配準工作，下面咱們將使用這些配準后影像進行分層矢量化。此時創(chuàng)立新圖層時可以直接導入第4步中創(chuàng)立圖層坐標系統(tǒng)了。7空間數(shù)據(jù)解決本章通過幾種練習，簡介空間數(shù)據(jù)解決關于幾種問題，重要涉及：投影概念投影分類投影變換影像配準空間配準空間數(shù)據(jù)解決是指針對數(shù)據(jù)自身進行操作，涉及數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)重構與數(shù)據(jù)抽取，使系統(tǒng)存儲和采集數(shù)據(jù)能滿足顧客特定需求。不產生新信息。數(shù)據(jù)轉換重要解決幾何配準問題，涉及幾何糾正、投影變換和輻射糾正。輻射糾正是對圖像而言，由成像系統(tǒng)中心投影變換為正射投影。對咱們而言用途不大，因此在這一章關于數(shù)據(jù)轉換重要簡介投影變換。數(shù)據(jù)重構是指針對數(shù)據(jù)自身進行某種格式再建，解決構造和類型上統(tǒng)一．涉及構造變換（柵格到矢量或矢量到柵格）、類型轉換、數(shù)據(jù)壓縮、邊沿匹配。數(shù)據(jù)壓縮重要是對柵格數(shù)據(jù)，邊沿匹配在ArcGIS中體當前空間配準上，在這一章里重要簡介空間配準。數(shù)據(jù)提取是指針對數(shù)據(jù)自身進行有條件提取，以滿足某種特定需求。涉及類型提取、窗口提取、布爾提取、空間內插等。關于數(shù)據(jù)提取某些重要簡介空間內插，放在第八章結合實例簡介。7.1 坐標系統(tǒng)當前，世界各國、各地區(qū)已建立了各種規(guī)模和類型GIS，這些系統(tǒng)為經濟、國防等各個領域科學決策提供了根據(jù)，發(fā)揮了重要作用。但是無論每個應用型GIS服務目是什么，每個GIS自身數(shù)據(jù)必要是在統(tǒng)一地理參照系下數(shù)據(jù)，也就是說要有統(tǒng)一坐標系和高程系。一、地球形狀地球近似球體，其表面高低不平，極其復雜。假想將靜止平均海水面延伸到大陸內部，可以形成一種持續(xù)不斷、與地球比較接近形體。把該形體視為地球形體，其表面就稱之為大地水準面。但是，由于地球內部物質分布不均勻和地面高低起伏不平，使各處重力方向發(fā)生局部變異，處處與重力方向垂直大地水準面顯然不也許是一種十分規(guī)則表面，且不能用簡樸數(shù)學公式來表達，因而，大地水準面不能作為測量成果計算面。為了測量成果計算需要，選用一種同大地體相近、可以用數(shù)學辦法來表達旋轉橢球來代替地球，且這個旋轉橢球是由一種橢圓繞其短軸旋轉而成。凡是與局部地區(qū)(一種或幾種國家)大地水準面符合得最佳旋轉橢球，稱為參照橢球。通過長期觀測、分析和計算，世界上許多學者和機構算出了參照橢球長短半徑數(shù)值。國內1952年前采用海福特橢球，1953年起改用克拉索夫斯基橢球，1978年后開始采用1975年國際橢球，并以此建立了國內新、獨立大地坐標系。二、坐標系坐標系——擬定地面點或空間目的位置所采用參照系。與測量有關重要有地理坐標系和平面坐標系。(1)地理坐標系(GeographicCoordinateSystem)咱們在ArcView和ArcInfo中經?？吹竭@種坐標系，它是一種用三維球面來定義地物位置坐標系，地面上任一點M位置可由經度λ和緯度φ來決定，記為M(λ,Φ)。經緯度是衡量地物點到地心和地球曲面之間角度。坐標原點在本初子午線和赤道交點，因而地理坐標系被分為四個象限。經緯度具備深刻地理意義，它標示物體在地面上位置，顯示其地理方位(經線與南北相應，緯線與東西相應)，表達時差，此外，經緯線還標示許多地理現(xiàn)象所處地理帶，如氣候、土壤等部門都要運用經緯度來推斷地理規(guī)律。雖然經緯度可以準擬定位，但是她們并不是原則度量單位，只有赤道上一種經度帶距離與一種緯度帶距離相接近，由于緯線中只有赤道是大圓，而所有經線圈都是大圓。(2)平面坐標系將橢球面上點通過投影辦法投影到平面上時，普通使用平面坐標系。平面坐標系分為平面極坐標系和平面直角坐標系。平面極坐標系采用極坐標法，即用某點至極點距離和方向來表達該點位置辦法，來表達地面點坐標。重要用于地圖投影理論研究。平面直角坐標采用直角坐標(笛卡爾坐標)來擬定地面點平面位置?？梢酝ㄟ^投影將地理坐標轉換成平面坐標。三、高程系高程——由高程基準面起算地面點高度。而高程基準面是依照近年觀測平均海水面來擬定。也就是說，高程(也稱海拔高程、絕對高程)是指地面點至平均海水平垂直高度。地面點之間高程差，稱為相對高程，簡稱高差。由于不同地點驗潮站所得平均海平面之間存在著差別，因此，選用不同基準面就有不同高程系統(tǒng)。一種國家普通只能采用一種平均海水面作為統(tǒng)一高程基準面。國內高程基準本來采用“1956年黃海高程系”，由于觀測數(shù)據(jù)積累，黃海平均海水面發(fā)生了微小變化，因而啟用了新高程系，即“1985年國家高程基準”。在采用新高程基準后，對已有地圖等高線高程影響可忽視不計。7.2 投影實質不規(guī)則地球表面可以用地球橢球面來代替，地球橢球面是不可展曲面，而地圖是一種平面，將地球橢球面上點映射到平面上來辦法，稱為地圖投影。對于較社區(qū)域范疇，可以視地表為平面，這樣就可以以為投影沒有變形。但對于大區(qū)域范疇，甚至是半球、全球，這種投影辦法就不太適合了。這時，可以考慮此外投影辦法，例如，可以假設地球按比例尺縮小成一種透明地球儀那樣球體，在其球心、球面或球外安放一種發(fā)光點，將地球儀上經緯線(連同控制點及地形、地物圖形)投影到球外一種平面上，即成為地圖。下圖是將地球表面投影在平面上透視投影示意圖。透視投影示意圖事實上這種直觀透視投影辦法亦有很大局限性，例如，只能對一局部地區(qū)進行投影，且變形有時較大，同步往往不能將全球投影下來，多數(shù)狀況下不也許用這種幾何作圖辦法來實現(xiàn)?？茖W投影辦法是建立地球橢球面上經緯線網與平面上相應經緯線網相相應基本上，其實質就是建立地球橢球面上點坐標(λ，φ)與平面上相應坐標(x,y)之間函數(shù)關系，用數(shù)學表達式表達為：這是地圖投影普通方程式。當給定不同詳細條件時，就可得到不同種類投影公式。7.3 投影分類由于要將不可展地球橢球面展開成平面，且不能有斷裂，那么圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，因而投影變形是不可避免。投影變形普通涉及三種，即長度變形、角度變形和面積變形。(1) 按投影變形性質分類依照地圖投影中也許引入變形性質，可以分為等角投影、等面積投影和任意投影三種。等角投影保證了投影后任意點由任意兩條微分線段構成角度不產生變形，這種投影可以使得投影先后形狀保持不變，因而也稱之為正形投影。等面積投影保證了投影先背面積保持不變，對微分面積如此，對整個區(qū)域較大面積亦如此。任意投影在投影后既不保持角度不變，又不保持面積不變，它同步存在著長度、角度和面積變形。在任意投影中，如果存在某一方向上長度不變時，咱們將之稱為等距離投影。等角與等面積是互相抵觸，也就是說等角是以犧牲等面積為代價；同樣等面積也是以犧牲等角為前提；任意投影雖然存在著各種變形，但各種變形比較均衡。(2) 依照投影面及其位置分類在地圖投影中，咱們一方面將不可展地球橢球面投影到一種可展曲面上，然后將該曲面展開成為一種平面，得到咱們所需要投影。普通采用這個可展曲面有圓錐面、圓柱面、平面(曲率為零曲面)，相應地可以得到圓錐投影、圓柱投影、方位投影。同步咱們還可以由投影面與地球軸向相對位置區(qū)別為正軸投影(投影面中心軸與地軸重疊)、斜軸投影(投影面中心軸與地軸斜向相交)、橫軸投影(投影面中心軸與地軸互相垂直)。各種投影都具備一定局限性，普通地說，距投影面越近，變形就越小。為了控制投影變形分布，咱們可以調節(jié)投影面與橢球體面相交位置，依照這個相交位置，又可以進一步得到各種投影相應切投影(投影面與橢球體相切)和割投影(投影面與橢球體相割)。對這一體系分類可以用給出，其中1、5、9表達是3種割投影。 此外，尚有方位、偽圓錐、偽圓柱等許多類型投影，此處從略。慣用投影示意圖7.4GIS中地圖投影GIS所存貯記錄、管理分析、顯示應用內容是地理信息，而地理信息描述必要要有指定地理參照系，且地理位置應以地理坐標或平面坐標方式表達出來。地圖不但是GIS重要數(shù)據(jù)源，并且是表達地理信息最佳媒介。也就是說，在GIS中，地理信息基本上都是以地圖方式顯示給顧客，顧客也是在地圖上進行空間信息查詢，GIS空間分析成果也是以地圖形式顯示出來，GIS輸出成果中大某些是地圖，等等。由于GIS大多是以地圖方式來顯示地理信息，而地圖是平面，地理信息則是在地球橢球面上，因而，地圖投影在GIS中是不可缺少。例如，當GIS地理數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)是以地理坐標(即經緯度)來存貯時，對于輸入以地圖為數(shù)據(jù)源空間數(shù)據(jù)必要通過投影變換來轉換成地理坐標，然后才干裝入到GIS地理數(shù)據(jù)庫中，而當需要顯示或輸出地圖時，則必要將地理數(shù)據(jù)庫中地理坐標表達空間數(shù)據(jù)通過投影變換成指定投影平面坐標。在GIS中，地理數(shù)據(jù)顯示往往可以依照顧客需要，指定各種投影。但當所顯示地圖與國家基本地圖系列比例尺一致時，往往采用與國家基本系列地圖所用投影。國內慣用地圖投影狀況為：(1) 國內基本比例尺地形圖(1：100萬、1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5、1：1萬、1：5000)除1：100萬外均采用高斯—克呂格投影為地理基本；(2) 國內1：100萬地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國際地理學會規(guī)定全球統(tǒng)一使用國際百萬分之一地圖投影保持一致。(3) 國內大某些省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺地圖也多采用Lambert投影和屬于同一投影系統(tǒng)Albers投影(正軸等面積割圓錐投影)；(4)Lambert投影中，地球表面上兩點間最短距離(即大圓航線)體現(xiàn)為近于直線，這有助于地理信息系統(tǒng)中和空間分析量度正的確施。1. 高斯—克呂格投影高斯—克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切于地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面切線為一經線，投影中將其稱為中央經線，然后依照一定約束條件即投影條件，將中央經線兩側規(guī)定范疇內點投影到橢圓柱面上，從而得到點高斯投影。高斯投影高斯投影特點為：(1)中央經線和地球赤道投影成為直線且為投影對稱軸；(2)等角投影；(3)中央經線上沒有長度變形。由此可見，高斯投影最大變形處為各投影帶在赤道邊沿處，為了控制變形，國內地形圖采用分帶辦法，即將地球按一定間隔經差(6°或3°)劃分為若干互相不重疊投影帶，各帶分別投影。1：2.5萬至1：50萬地形圖均采用6°分帶方案，即從格林尼治零度經線起算，每6°為一種投影帶，全球共分為60個投影帶。國內領土位于東經72°到136°之間，共涉及11個投影帶(13帶～22帶)。1：1萬及更大比例尺地形圖采用3°分帶方案，全球共分為120個投影帶。下圖給出了高斯投影6°帶和3°帶分帶方案。高斯－克呂格投影30帶與60大分帶示意圖為了制作地圖和使用地圖以便，普通在地圖上都繪有一種或兩種坐標網，即經緯線網和方里網。經緯線網——即指由經線和緯線所構成坐標網，又稱地理坐標網。在1：1萬——1：20萬比例尺地形圖上，經緯線只以圖廓線形式直接體現(xiàn)出來，并在圖角處注出相應度數(shù)。為了在用圖時加密成網，在內外圖廓間還繪有加密經緯網加密分劃短線(圖式中稱“分度帶”)，必要時相應短線相連就可以構成加密經緯線網。1：25萬地形圖上，除內圖廓上繪有經緯網加密分劃外，圖內尚有加密用十字線。國內1：50萬——1：100萬地形圖，在圖面上直接繪出經緯線網，內圖廓上也有供加密經緯線網加密分劃短線。方里網——是由平行于投影坐標軸兩組平行線所構成方格網。由于是每隔整公里繪出坐標縱線和坐標橫線，因此稱之為方里網，由于方里線同步又是平行于直角坐標軸坐標網線，故又稱直角坐標網。直角坐標網坐標系以中央經線投影后直線為X軸，以赤道投影后直線為Y軸，它們交點為坐標原點。這樣，坐標系中就浮現(xiàn)了四個象限?？v坐標從赤道算起向北為正、向南為負；橫坐標從中央經線算起，向東為正、向西為負。國內位于北半球，所有X值都是正值。在每個投影帶中則有一半Y坐標值為負。為了避免Y坐標浮現(xiàn)負值，規(guī)定縱坐標軸向西平移500km(半個投影帶最大寬度不超過500km)。這樣，所有坐標值都體現(xiàn)為正值了。2. 正等角圓錐投影這種投影，是假想圓錐軸和地球橢球體旋轉軸重疊并套在橢球體上，圓錐面與地球橢球面相割，將經緯網投影于圓錐面上展開而成。其經線體現(xiàn)為輻射直線束，緯線投影成同心圓弧(圖3—5)。正等角割圓錐投影及其經緯線圖形圓錐面與橢球面相割兩條緯線圈，稱之為原則緯線(φ1，φ2)。采用雙原則緯線相割比采用單原則緯線相切，其投影變形小而均勻。投影變形分布規(guī)律是：(1)角度沒有變形，即投影先后相應微分面保持圖形相似，故亦可稱為正形投影；(2)等變形線和緯線一致，同一條緯線上變形處處相等；(3)兩條原則緯線上沒有任何變形；(4)在同一經線上，兩原則緯線外側為正變形(長度比不不大于1)，而兩原則緯線之間為負變形(長度比不大于1)，因而，變形比較均勻，絕對值也較?。?5)同一緯線上等經差線段長度相等，兩條緯線間經線線段長度處處相等。7.5 投影變換當系統(tǒng)所使用數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影圖幅時，需要將一種投影幾何數(shù)據(jù)轉換成所需投影幾何數(shù)據(jù)，這就需要進行地圖投影變換。地圖投影變換實質是建立兩平面場之間點一一相應關系。假定原圖點坐標為x，y(稱為舊坐標)，新圖點坐標為X，Y(稱為新坐標)，則由舊坐標變換為新坐標基本方程式為：實現(xiàn)由一種地圖投影點坐標變換為另一種地圖投影點坐標就是要找出上述關系式。投影變換辦法有諸多，其中反解變換法(又稱間接變換法)更有助于咱們對投影理解。這是一種中間過渡辦法，即先解出原地圖投影點地理位置λ，對于x，y解析關系式，將其代入新圖投影公式中求得其坐標。7.6 實例一：影像配準和坐標系轉換已有數(shù)據(jù)：珠江流域行政區(qū)劃詳細圖：bount.shp珠江流域行政區(qū)劃圖（區(qū)級）：bount_proj.shp掃描珠江流域分區(qū)位圖：map.bmp其中：bount.shp沒有投影，鑒別辦法：（1） Windows目錄下，沒有bount.prj文獻（2） ArcCatalog中，bount屬性\字段\shape\空間參照為unknown，在ArcMap中查看，，map單位為度并且不可變化，闡明它使用是地理坐標系。Bount_proj有投影，可以查看（1）可以用記事本打開Bount_proj.prj（2）在ArcCatalog中查看（3）在ArcMap中新建地圖，添加數(shù)據(jù)bount_proj，查看dataframe屬性，投影。注：不同數(shù)據(jù)添加順序，dataframe投影設立也許會不同。1. 查看位圖依照經緯網形狀判斷它投影類型。目：變換矢量圖層投影，然后配準。由于通過控制點進行影像配準只是對影像進行：平移、旋轉和縮放，并不能變化位圖上投影數(shù)據(jù)。而配準目是讓柵格圖像和矢量數(shù)據(jù)較好切合。因此咱們環(huán)節(jié)可以解釋為定義一種地圖坐標系，然后把掃描位圖找到適當位置和角度放在這個坐標系內。判斷成果：以為它跟 bount_proj 很像，因而可以將 bount 投影轉成bount_proj投影。2. 在ArcCatalog里或者用ArcToolbox制定bount當前坐標系，為地理坐標系，beijing54ArcToolbox\數(shù)據(jù)管理工具\投影\定義投影。這時不是變換投影，而是告訴系統(tǒng)當前數(shù)據(jù)用了什么投影。3.ArcToolbox里投影向導，為大地坐標系數(shù)據(jù)進行投影，可以選取投影或者導入已有投影。4．配準。均勻布點，但如果強調某一地區(qū)顯示精準性，可在這一地區(qū)多加控制點。7.7 實例二：矢量數(shù)據(jù)校準、匹配。已有數(shù)據(jù)：bount.shp，政區(qū).shp1. ArcToolbox將以上兩種數(shù)據(jù)轉化為coverage：bount_cov和政區(qū)_cov。轉換成果，投影信息丟失，變成大地坐標系。2. 查看兩者Tic文獻，定義是四個角點坐標。3. 將bount_cov拷貝并重新命名為zhengqu_cov4. 在ArcMap中打開bount.cov，看看政區(qū)圖應當在這副圖什么范疇，用draw拉一種框，記下四個角點坐標5. 在zhengqu_covtic中輸入范疇坐標，角點輸入順序，左下開始逆時針。6. ArcToolbox轉換工具transform：政區(qū)_cov轉為zhengqu_cov7. 如果需要投影，可同步選取兩個文獻投影到同一種坐標系。83D分析通過5個練習（詳見UsingArcGIS3DAnalyst第二章）重點掌握如下幾種內容：三維數(shù)據(jù)生成：通過高程點生成TIN；在三維場景中如何將二維矢量特性表達到三維。依照TIN生成剖面、通視分析貼影像紋理三維場景飛行Exercise1：Drapinganimageoveraterrainsurface1. 打開3D分析擴展模塊2. 在ArcCatalog中預覽3D數(shù)據(jù)，預覽方式為3DView，右鍵打開3DViewtools。3. 啟動ArcScene并添加數(shù)據(jù)（TIN和TIF）TIN 是一種表達高程起伏表面，而圖像是一種平面，可以理解為高程值都為0，也就相稱于海平面。因而兩個圖層疊置時候，可以看到TIN中高出海平面某些，而低于海平面某些被隱藏了。4. 貼影像紋理。圖像層屬性對話框\BaseHeightstab頁，Obtainheightsforlayerfromsurface。在ArcScene中，可以將一層（涉及grid、image或者2DFeatures）覆蓋在一種地形表面上（可以是TIN或者是grid）。5. 夸大高度。(Sceneproperties).專項一：TIN與DEMTIN是數(shù)字高程模型（DEM）一種表達方式。一、數(shù)字高程模型(DEM)概念數(shù)字高程模型(DEM)，也稱數(shù)字地形模型(DTM)，是一種對空間起伏變化持續(xù)表達辦法。由于DTM隱具有地形景觀意思，因此，慣用DEM，以單純表達高程。盡管DEM是為了模仿地面起伏而開始發(fā)展起來，但也可以用于模仿其他二維表面持續(xù)高度變化，如氣溫、降水量等。對于某些不具備三維空間持續(xù)分布特性地理現(xiàn)象，如人口密度等，從宏觀上講，也可以用DEM來表達、分析和計算。DEM有許多用途，例如：在民用和軍用工程項目(如道路設計)中計算挖填土石方量；為武器精準制導進行地形匹配；為軍事目顯示地形景觀；進行越野通視狀況分析；道路設計路線選取、地址選?。徊煌匦伪容^和記錄分析；計算坡度和坡向，繪制坡度圖、暈渲圖等；用于地貌分析，計算浸蝕和徑流等；與專項數(shù)據(jù)，如土壤等，進行組合分析；當用其他特性(如氣溫等)代替高程后，還可進行人口、地下水位等分析。二、DEM表達辦法(1)擬合法擬合法是指用數(shù)學辦法對表面進行擬合，重要運用持續(xù)三維函數(shù)(如富立葉級數(shù)、高次多項式等)。但對于復雜表面，進行整體擬合是不可行，因此，普通采用局部擬合法。局部擬合法將復雜表面提成正方形小塊，或面積大體相等不規(guī)則形狀小塊，用三維數(shù)學函數(shù)對每一小塊進行擬合，由于在小塊邊沿，表面坡度不一定都是持續(xù)變化，因此應使用加權函數(shù)來保證小塊接邊處匹配。用擬合法表達DEM雖然在地形分析中用不多，但在其他類型機助設計系統(tǒng)(如飛機、汽車等輔助設計)中應用廣泛。(2)等值線等值線是地圖上表達DEM最慣用辦法，但并不合用于坡度計算等地形分析工作，也不合用于制作暈渲圖、立體圖等。(3)格網DEM格網DEM是DEM最慣用形式，其數(shù)據(jù)組織類似于圖像柵格數(shù)據(jù)，只是每個象元值是高程值。即格網DEM是一種高程矩陣(如下圖)。其高程數(shù)據(jù)可直接由解析立體測圖儀獲取，也可由規(guī)則或不規(guī)則離散數(shù)據(jù)內插產生。格網DEM長處是：數(shù)據(jù)構造簡樸，便于管理；有助于地形分析，以及制作立體圖。其缺陷是：格網點高程內插會損失精度；格網過大會損失地形核心特性，如山峰、洼坑、山脊等；如不變化格網大小，不能合用于起伏限度不同地區(qū)；地形簡樸地區(qū)存在大量冗余數(shù)據(jù)。10011012014011010590120115130135120110100135120120130130120110145130115120120115118150140135130135120110145135150140138125120(4)不規(guī)則三角網DEM(TIN)不規(guī)則三角網DEM直接運用原始采樣點進行地形表面重建，由持續(xù)互相聯(lián)接三角面構成(如圖4—4)，三角面形狀和大小取決于不規(guī)則分布觀測點密度和位置。不規(guī)則三角網DEM長處是：能充分運用地貌特性點、線，較好地表達復雜地形；可依照不同地形，選用適當采樣點數(shù)；進行地形分析和繪制立體圖也很以便。其缺陷是：由于數(shù)據(jù)構造復雜，因而不便于規(guī)范化管理，難以與矢量和柵格數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析。普通所說DEM即指格網DEM和不規(guī)則三角網DEM，地形分析也基于此。Exercise2：Visualizingcontaminationinanaquifer目：顯示地下水污染狀況和工廠關系，以及工廠治理優(yōu)先級。1. 打開地下水Scene文檔。（groundwater.sxd），查看數(shù)據(jù)類型和信息。2. 顯示污染物擴散和濃度。（將污染物濃度層congrd貼在plume表面上，進行三維顯示）。（baseheights，并變化顯示顏色）3. 顯示污染物與水井之間關系。Wells\properties\Extrusion\CalculateExtrusionExpression。（由于水井深度都是負值，因此從基準面往下畫）。4. 顯示工廠治理優(yōu)先級。Extrusion\priority*100。然后使用Quantities方法顯示。專項二：如何將2DFeature顯示為3D1. 從地形表面獲取高程值。Baseheights2. Extrusion。通過一列值或輸入一種常數(shù)將2D地物顯示為3D3. 3DAnalyst菜單\convert\Featureto3D。同樣也是通過一列或者表達式賦Z值，或者是從地形表面獲取高程值，與上述兩種辦法效果相似，不同是輸出新成果文獻。此外，將柵格數(shù)據(jù)顯示為3D，也是采用從地形表面獲取高程值辦法。Exercise3：Visualizingsoilcontaminationandthyroidcancerrates已有數(shù)據(jù)：土壤中 CS137 濃度樣點數(shù)據(jù)和甲狀腺癌病發(fā)率樣點數(shù)據(jù)目：顯示土壤污染與甲狀腺癌病發(fā)率關系1. 為CS137濃度樣點創(chuàng)立3D特性點。辦法是：菜單中convert；并夸大Z值。2. 為病發(fā)率樣點創(chuàng)立3D特性點。辦法：Extrusion。3. 從CS137樣點數(shù)據(jù)創(chuàng)立平面。辦法是反距離加權插值。4. 變化插值平面顯示。變化顏色；3維顯示：從自己獲取高程值。這是由于該平面自身就是以高程值為屬性柵格圖。5. 通過屬性選擇地物。菜單 selection\selectbyattributes。選擇條件：INCID1000>=0.5，也就是病發(fā)率不不大于等于千分之0.5。6. 運用屬性表記錄。Openattributetable。通過selected按鈕只顯示選中。然后右擊cases列進行記錄。專項三：空間內插辦法已知一批空間數(shù)據(jù)，它可以是離散也可以是分區(qū)，從這些數(shù)據(jù)中推求一種函數(shù)關系式，使該關系式最佳逼近這些已知空間數(shù)據(jù)，并能依照該函數(shù)關系式推求出區(qū)域范疇內其她任意點或任意分區(qū)值，這種通過已知點或分區(qū)數(shù)據(jù)推求出任意點或分區(qū)數(shù)據(jù)辦法稱為空間數(shù)據(jù)內插。它是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)解決慣用辦法之一，廣泛應用于等值線自動制圖、數(shù)字高程模型建立、不同區(qū)域界線現(xiàn)象有關分析和比較研究等等。通過內插可以生成或補充原始數(shù)據(jù)局限性，可以使本來離散分布數(shù)據(jù)變成規(guī)則格網數(shù)據(jù)。ArcGIS空間分析涉及如下內插辦法：?樣條（Spline）樣條用一種數(shù)學函數(shù)來預計值，最小化所有表面曲率，逼近曲面一種辦法。樣條函數(shù)易操作，計算量不大，它與空間記錄辦法相比具備如下特點:不需要對空間方差構造做預先預計；不需要做記錄假設，而這些假設往往是難以估計和驗證；同步，當表面很平滑時，也不犧牲精度。樣條函數(shù)適合于非常平滑表面，普通規(guī)定有持續(xù)一階和二階導數(shù)；它適合于依照很密點內插等值線，特別是從不規(guī)則三角網（TIN）內插等值線。樣條函數(shù)缺陷是難以對誤差進行預計，點稀時效果不好。?InverseDistanceWeighted(IDW)反距離加權法是最慣用空間內插辦法之一。它以為與未采樣點距離近來若干個 點對未采樣點值貢獻最大，其貢獻與距離成反比。式中，Z是預計值，Zi是第i（i=1，…，n）個樣本，di是距離。以數(shù)據(jù)點到待求點距離予以恰當權重，按最小二乘法平差原理求解。權值應與距離成反比，間距愈近，對待求點測定值影響應愈大。如取W=1/dp或[(R-d)/d]p式中d為待定點到數(shù)據(jù)點間水平距離，p是距離冪，它明顯影響內插成果，它選取原則是最小平均絕對誤差。Husar等研究成果表白，冪越高，內插成果越具備平滑效果。?Kriging克里格法是空間記錄辦法一種。所謂空間記錄辦法，其基本假設是建立在空間有關先驗模型之上。假定空間隨機變量具備二階平穩(wěn)性，或者是服從空間記錄本征假設（intrinsichypothesis）。則它具備這樣性質：距離較近采樣點比距離遠采樣點更相似，相似限度或空間協(xié)方差大小，是通過點對平均方差度量。點對差別方差大小只與采樣點間距離關于，而與它們絕對位置無關?？臻g記錄內插最大長處是以空間記錄學作為其堅實理論基本，可以克服內插中誤差難以分析問題，可以對誤差做出逐點理論預計；它也不會產生回歸分析邊界效應。缺陷是復雜；另一種缺陷是變異函數(shù)?？死锔穹ㄩL處是以空間記錄學作為其堅實理論基本，物理含義明；不但能預計測定參數(shù)空間變異分布，并且還可以估算預計參數(shù)方差分布?？死锔穹ㄈ毕菔怯嬎悱h(huán)節(jié)較啰嗦，計算量大，且變異函數(shù)有時需要依照經驗人為選定。Exercise4：BuildingaTINtorepresentterrain1. 打開并瀏覽數(shù)據(jù)。2. 從點生成TIN。Vipointpoints數(shù)據(jù)中包括一種SPOT字段，存儲是這一點高程值。CreateTINfromfeature。觀測生成TIN。3. addingfeaturestoaTIN4. 從TIN獲取高度，設立顯示5. 制作剖面圖6. 通視分析7. 最陡途徑，可以用于分析徑流方向。專項四：創(chuàng)立TIN1. 從矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)立TINTIN普通由矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)立生成，可以用帶有高程值點、線、多邊形來生成TIN。但也并不是所有矢量Feature都帶有高程值。可以使用一種或各種矢量數(shù)據(jù)一次創(chuàng)立TIN，也可以分步進行，也就是先用一種矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)立TIN，然后使用addFeaturetoTIN來修改TIN。慣用是從高程測樣點生成TIN，這些點就成為TIN中頂點，它們決定了整個平面形狀。往 TIN 中加入線稱為 breakline，可以有高程值也可沒有高程值，它們就成了TIN中三角形邊。Breakline可以是溪流、邊界、道路等等。Breakline可以分為兩種：soft和hardhardbreakline：表達在TIN表面上坡度不持續(xù)，往TIN中加入hardbreakline普通會帶來坡度突然變化。例如山坡上一條路。Softbreakline：將邊加入了TIN，但是不影響地表形狀。例如政界線。加入多邊形涉及四種類型：clip、erase、replace、fill.clip：定義了插值邊界，落在邊界外數(shù)據(jù)就被除去了。例如行政界限。Clip邊界成為新邊界。也有soft和hard區(qū)別，與上同理。Erase：落在邊界內數(shù)據(jù)被除去。Replace：用插入ploygon代替本來該區(qū)域地形表面。例如湖。Fill：給區(qū)域所有三角形賦整數(shù)值。內不變化地形表面高度。2. 從柵格數(shù)據(jù)創(chuàng)立TINconvertrastertoTIN。Exercise5：WorkingwithanimationsinArcScene1. 使用CaptureView2. 使用飛行工具3. 使用書簽設立拍照路線4. 使用GroupAnimation 設立層之間可視狀況5. 使用AnimationManager隱藏飛行路線6. 變化Options中Duration，變化放映速度。7. 沿預定義路線移動物體8. 沿預定義路線創(chuàng)立動畫專項五：三維動畫制作一、如何制作動畫在ArcScene 中提供了制作動畫工具條，可以制作數(shù)據(jù)動畫、視角動畫和場景動畫。動畫是由一條或多條軌跡構成，軌跡控制著對象屬性動態(tài)變化，例如，場景背景顏色變化，圖層視覺變化或者觀測點位置變化。軌跡是由一系列幀構成，而每一幀是某一特定期間對象屬性快照，是動畫中最基本元素。在ArcScene中可以通過如下幾種辦法生成三維動畫：1、通過創(chuàng)立一系列幀構成軌跡來形成動畫：在動畫工具條中提供了創(chuàng)立幀工具，如下圖：咱們可以通過變化場景屬性（例如場景背景顏色、光照角度等）、圖層屬性（圖層透明度、比例尺等）以及觀測點位置來創(chuàng)立不同幀。然后用創(chuàng)立一組幀構成軌跡演示動畫。其中，動畫功能會自動平滑兩幀之間過程。例如，可以變化場景背景顏色由白變黑，同步變化場景中光照角度來制作一種場景由白天到黑夜動畫。2、通過錄制導航動作或飛行創(chuàng)立動畫：點擊動畫控制器上錄制按鈕開始錄制，在場景中通過導航工具進行操作或通過飛行工具進行飛行，操作結束后點擊錄制按鈕停止錄制。這個工具類似錄相器，將場景中導航操作或飛行動作過程錄制下來形成動畫。3、通過捕獲不同視角，并自動平滑視角間過程創(chuàng)立動畫：通過導航工具將場景調節(jié)到某一適當視角，用動畫工具條上捕獲視角命令捕獲此時視角，然后將場景調節(jié)到另一種適當視角，再次用捕獲命令捕獲視角，依次可捕獲各種視角。動畫功能會自動平滑兩視角間過程，形成一種完整動畫過程。4、通過變化一組圖層可視化形成動畫效果：通過動畫制作工具條中創(chuàng)立組合動畫命令，選取圖層組，控制一組圖層可視化生成動畫效果。例如，可以用一組顯示洪水沉沒過程圖層生成洪水演進動畫效果。5、通過導入途徑辦法生成動畫：選取場景中存在途徑要素，用動畫工具條中沿途徑飛行命令制作沿途徑飛行動畫效果，此時可以設立飛行時某些參數(shù)來控制飛行過程中視覺效果?；蛴脠D層沿途徑移動命令制作某一圖層沿途徑移動動畫軌跡。以上是五種基本動畫制作辦法，動畫制作完畢后，可以通過動畫控制器中播放按鈕演播動畫。二、編輯和管理動畫屬性動畫幀或軌跡創(chuàng)立完畢之后，咱們還可以用動畫管理器編輯和管理構成動畫幀和軌跡。此外，通過它咱們也能變化幀時間屬性，并可預覽動畫播放效果。下圖是動畫管理器。三、保存動畫咱們在 ArcScene 中制作動畫可以存儲在當前場景文檔中，即動畫可以保存在SXD文檔中；也能存儲成獨立ArcScene動畫文獻（*.asa）用來與其她場景文檔共享；同步咱們也能將動畫導出成一種 AVI 文獻，被第三方軟件調用。9 空間分析模塊9.1 空間分析簡介空間分析是GIS最大特色，GIS發(fā)展中具備了一系列分析辦法和模型。大多是基于柵格數(shù)據(jù)。在ArcGIS中咱們可以直接用這些工具，而不必追問其原理和算法?？臻g分析不但能從各種已有數(shù)據(jù)源中信息生成適當表面表達，還可以從各種疊加專項類型里生成新信息，其成果可以用來作為最初提出問題建議方案。但是，空間分析不但僅是分析，更重要是解決問題，要得到對的成果，就規(guī)定提供對的信息，此外就是要建立對的概念模型。例如一種學校選址問題，有了地形等數(shù)據(jù)，最重要是咱們要懂得學校選址應當符合什么樣條件，考慮什么樣因素。建立了對的概念模型之后，就是要選取適當分析辦法，一步步得到咱們所要成果；最后就是要選取適當方式表達分析成果。ArcGIS 空間分析提供了豐富，強大空間建模