地理信息系统实验指导书.doc

地理信息系统实验指导书目录实验一：ARCGIS应用基础（2学时） 1一、arcgis体系 1二、 ArcMap 基础 21、用户界面介绍 42、新建地图 53、数据层的加载 64、据层的一些基本操作 8三、ArcCatalog 应用基础 131. 文件夹操作 142. 栅格数据的显示 143、目录内容浏览 164、地图与图层操作 175、 地理数据输出 19四、 ArcToolbox 应用基础 201、 激活扩展工具 202、ToolBox 内容简介 21实验二：栅格图配准（2学时） 22一、地形图配准 22第1步 地形图的配准－加载数据和影像配准工具 22第2步 输入控制点 23第3步 设定数据框的属性 25第4步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 27二、图像配准：通过GPS点进行配准 28实验三：空间数据库的建立、运行（2学时） 31一、 创建新 Shapefile 31二、 Geodatabase 数据库创建 331、建立persornal database 332、建立要素集 343、 建立要素类 364、 向地理数据库加载数据 385、复制地理数据库数据 45三、 添加和删除属性 45四、在arcmap中查看数据 46五、导入GPS数据，生成图层 47实验四：空间数据的输入、编辑（矢量化） （4学时） 52一、 学习并熟悉各个编辑工具 521 、选取、拖动和旋转要素 522 、创建新要素 523 、编辑存在要素 53二、点要素的编辑 55三、线要素的编辑 56四、多边形要素的编辑 56五、属性数据的编辑 57六、利用arcscan进行矢量化 58实验五：空间拓扑建立（2学时） 61一、Arcgis中topolopy说明： 61二、在arccatalog中创建拓扑规则的具体步骤 62三、有关geodatabase的topology规则 63四、拓扑处理 66实验六：空间数据处理投影转换（2学时） 67一、 裁剪要素 67二、 拼接图层 69三、 要素融合 70四、 图层合并 71五、 图层相交 72六、 定义投影 73七、 投影变换 75八 数据格式转换 751 在ArcCatalog中转换数据格式 762 在Toolbox中进行数据转换 793 利用Data Interoperability Tools工具进行数据转换 80补充：图层相减，计算面积 83实验七：空间分析（4学时） 841. 了解栅格数据 852. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据) 863. 栅格重分类(Raster Reclassify) 894. 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator) 905. 面积制表（Tabulate Area） 916. 分区统计(Zonal Statistic) 937. 缓冲区分析(Buffer) 958. 空间关系查询 989. 采样数据的空间内插(Interpolate) 9910. 栅格单元统计（Cell Statistic） 10311. 邻域统计（Neighborhood） 105实验八：缓冲区分析（2学时） 1071. 距离制图－创建缓冲区 1071.1 点要素图层的缓冲区分析 1081.2 线要素图层的缓冲区分析 1091.3 多边形图层的缓冲区分析 1112．综合应用实验 1122.1 水源污染防治 1122.2 受污染地区的分等定级 1142.3 城市化的影响范围 117实验九：DEM分析（2学时） 1201. TIN 及DEM 生成 1211.1由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM 1211.2 TIN的显示及应用 1232. DEM的应用 1352.1坡度：Slope 1352.2 坡向：Aspect 1382.3提取等高线 1402.4计算地形表面的阴影图 1412.5可视性分析 1442.6地形剖面 146实验十：地图制图（4学时） 1481、渲染图层要素－唯一值符号 1482、标注图层要素 1523、渲染图层要素—分类渲染 1544、渲染图层要素—点密度渲染 1585、渲染图层要素—图表渲染 1606、创建地图版面 1617、 添加各种元素到地图版面中 1668、打印输出地图 172关于本实验的说明本实验将围绕如何利用地理信息系统来制作中南林业科技大学所在图幅（1:1万）范围内的土地利用现状图，实验流程的整个流程将涉及到GIS数据处理的整个流程，包括地形图配准、空间数据库建立、矢量化、空间数据的查询与分析、专题图制作等。

在实验课前希望各位同学预先练习，课中认真实验，明白实验的目的和操作流程，同时与理论课程相联系，促进对地理信息系统理论知识的理解，从而更好地指导实验操作实验要求：1、每次实验课之前会说明当次实验的目的、注意事项、操作流程等，因此希望各位同学实验课不要吃到2、 每次实验结束后提交实验成果（如果有 ）与实验报告，其中实验报告的内容包括：实验目的、实验内容、步骤和心得体会等实验考核：根据提交的实验成果的质量与实验报告、实验出勤率评分实验一：ARCGIS应用基础（2学时）主要内容了解ArcGIS9.2的系统构成、桌面GIS的模块构成；熟悉ArcMap的界面，通过练习ArcMap的基本操作，了解ArcMap模块的主要功能和作用一、arcgis体系当用户使用 ArcGIS 系统进行空间分析时，首先应该掌握三大模块，分别是：ArcMap, ArcCatalog 和 ArcToolbox这三大模块是用户应用 ArcGIS 系统的基础ArcMap 是 ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序它具有基于地图的所有功能，让用户能按照需要创建地图，在地图上加载数据，并用合适的方式来表达；它可以实现可视化，通过处理地理数据，揭示地理信息中隐藏的趋势和分布特点；它可以很方便地实现制图成图。

最重要的是，ArcMap 的定制环境可以为用户量体裁衣，让用户定制自己需要的界面，建立新的工具来自动化操作他们的工作，并且可以发展出基于 ArcMap 地图组件的独立应用程序总之，ArcMap 能帮助用户解决一系列的空间问题，并且起到了很好辅助决策的作用ArcCatalog 模块就仿佛是空间数据的一个资源管理器利用 ArcCatalog 模块访问和管理空间数据将更为容易先运用 ArcCatalog 添加空间数据连接，连接对象包括文件夹，数据库，服务器等建立 ArcCatalog 数据连接后，用户可以运用不同的视图方式查看每个连接中的空间数据和单个数据源中的内容，用同样的方法可以查看各类格式的数据，利用ArcCatalog 提供的各类工具可以帮助组织和维护数据，无论是对于制图者来说还是对于数据管理者，ArcCatalog 都可以使他们工作简化ArcToolbox 提供了极其丰富的地学数据处理工具，包括 160 多个简单易用的工具使用 ArcToolbox 中的工具，能够在 GIS 数据库中建立并集成多种数据格式，进行高级 GIS分析，处理 GIS 数据等；使用 ArcToolbox 可以将所有常用的空间数据格式与 Arclnfo 的Coverage，Grids、TIN 进行互相转换；在 ArcToolbox 中可进行拓扑处理，可以合并、剪贴、分割图幅，以及使用各种高级的空间分析工具等。

二、 ArcMap 基础在ArcMap中，一个地图中(Map)可以包含多个数据框架（Data Frame），同时一个数据框架中可以包含多个图层（Layer），多个相关图层可以组合形成一个图层组（Layer Group）运行“开始\所有程序\ArcGIS\ArcMap”，或者运行桌面上的快捷方式出现 ArcMap 对话框, 出现三个选项："A new empty map" ，新建一个空白的地图文档，选择这个按钮，点击ok,将出现图1.5所示A template”, 以一个模板的形式建立地图文档，选择这个按钮，将出现一个模板选择对话框，选择任意一个模板，将以选择模板的样式建立一个空的地图文档An existing map”，打开一个已经存在的地图文档，选择这个按钮，再从下面的数据选框中选择文件所在位置，点击ok,将打开选择的文件1、用户界面介绍为了使用的方便，可以将常用的工具条打开，显示在窗口界面上，即定制用户自己的界面方法是：通过菜单“tools->Customs…”或者在菜单区或者工具条区按鼠标右键进行界面的定制这些菜单和工具条可以停靠在窗口的任意位置图1.8 用户界面定制图另外还可以通过下面方式打开或者关闭工具条。

1）在主菜单中点击：View-Toobars;（2）从工具条列表中, check一个工具条，则显示此工具条，uncheck一个工具条，则隐藏此工具条；（3）在主菜单区或者工具条区按鼠标右键，重复第2步，查看结果；（4）重复以上步骤，以保证主菜单，Standard, Tools工具条显示2、新建地图在主菜单中选择“File-New”或者在Standard工具条上选择,建立新的地图　3、数据层的加载通过上述步骤，我们创建好了新地图文档然而，没有各种数据层的加载，只是一张空白的地图，不能传递任何信息在 ArcMap 中，用户可以根据需要来加载不同的数据层数据层的类型主要有 ArcGIS 的矢量数据 Coverage，TIN 和栅格数据 Grid，还有 Arcview3.x的 shapefile，AutoCAD 的矢量数据 DWG，ERDAS 的栅格数据 Image File，USDS 的栅格数据 DEM 等加载数据层主要有两种方法，一种是直接在新地图文档上加载数据层，另一种是用ArcCatalog 加载数据层A 直接在新地图中加载数据层：在主菜单中选择“File-Add Data…”,或者在standard工具条中选择，或者在contents窗口的Display标签或Source标签内选择“Layers”, 并点击鼠标右键选择“Add Data…”；B 用 ArcCatalog 加载数据层：ArcCatalog 主要用来浏览和管理数据文件，相当于一个资源管理器，借助 ArcCatalog来加载数据层更方便，直观，只需将需要加载的数据层直接拖放到 ArcMap 的图形显示器中即可，具体操作如下：（1）启动 ArcCatalog。

2）在 ArcCatalog 中浏览，找到要加载的数据层3）将鼠标移至 ArcCatalog 窗口中需加载的数据层，拖曳到 ArcMap 窗口中，完成数据层的加载4、据层的一些基本操作1. 数据层更名在 ArcMap 内容表中，数据组所包含的每个图层以及图层所包含的一系列地理要素，都有相应的描述字符与之对应在默认情况下，添加进地图的图层是以其数据源的名字命名的，而地理要素的描述就是要素类型字段取值由于这些命名影响到用户对数据的理解和地图输出时的图例，用户可以根据自己的需要赋予图层和地理要素更能读懂的名字改变数据层名称的方法很简单，直接。