ARC、INFO培训班教材

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1、一、PC ARC/INFO概况1.1 PC ARCANF0的基本模块 PC ARC/INFO是ESRI(美国环境系统研究所开发的地理信息系统软件,该软件 以数字形式来管理,分析和显示空间数据。 PC ARC/INFO由若干个模块组成。每个模块完成不同的功能.PC ARC/INF0 的基本模块有: PC STARTER KIT一总体管理模块,具有数字化生成图件、生成属性表、主通迅以及绘图等系统功能。PC ARCEDIT一交互式的高级图形编辑器,是一套用以输入和修改编辑图层的空间信息与属性信息的编辑工具。可用于图层(coverage)的生成及编辑,修改空间和属性数据中的错误。同时它还具备给图层添加

2、注记的功能。 PC OVERLAY-提供对地理信息的处理和分析能力。以地理相关性和拓扑数据结构为根据进行多边形叠加、线、点在多边形中的叠加、生成buffer、溶解功能等等。 进行地理分析的步骤： 1 建立分析目标、确定要求2 准备数据用以空间操作 3 完成空间操作4 完成表分析 5 对结果进行评估和解释 6对分析进行精炼 7产生最终图件和最终结果报表 PC、DATA CONVERSION一提供与ATLAS*GRAPHICS、DIME、DLG、CSF、ETAK、IGES、MOSS、TIGER等数据格式间的相互转换。 PC ARCPLOT一为PC ARC/INFO提供了全部的制图输出能力。从简单的

3、屏幕 显示到高质量的制图。 其命令包括图件的定比例尺和定位;确定符号;选择、绘制和标注图层的特征；加图头、图例、比例尺和指北箭头:查询数据库、在屏幕上交互式地组合图形。 PC NETWORK一线状网络分析模型,包括路径选择、地址匹配,以及空间定位。 1.2 PC ARC/INFO的数据的表示PC ARC/INFO的数据模型可以有效地管理位置数据(特征在现实世界中的位置及彼此间的相对关系)及其专题信息(描述特证特性的属性数据。 PC ARC/INFO的数据模型由精心组织的目录和文件构成。坐标,几何关系和描述, 性数据都存贮其中。 PC ARC/INFO数据模型以二种格式存贮地理数据:拓扑结构的矢

4、量格式(称为COVERAGE,即图层以及栅格格式称为GRID)。图层:是相拟的地理特征及其相关的描述性数据按照一定的逻辑关系组织在一起的集合体。图层以目录方式存贮,其下包括若干描述特证位置及属性的文件。 特征:是图层中现实地理现象的一种抽象。PC ARC/INFO象传统地图一样,以点,(POINT、弧段(ARCS)、多边形(POLYGON)、注记(ANNOTATION)这四种基本类型来记录地理位置和表示地理现象。图层中的每个独立的特征被赋于以唯一的数字标识码,具有唯一的位置(空间数据)和一组相关属性(描述性数据)。 图层数据模型的优势在于它具有将空间数据(包括位置及拓扑关系和属性数据联结起来的

5、能力。位置数据表示特征的位置,拓扑数据表示特征间的空间关系,属性数据表示特征的性质。 点特征:表示单个位置或现象的地理特征。 弧段特征:表示线状地理特征。可用来定位和描述二点之间连线的地理信息,而不仅是一个点。 多边形特征:表示具有封闭边界的同质区域的地理特征。 注记特征:用以增强制图输出效果的文字。它不是一个有形的对象也不具有边界,但它建立了地理特征同用户之间进行信息交流的桥梁。 结点特征:一种独特的特征类型,除作为孤段的端点外,还用来表示弧段交叉点上特有的特征。 1.3 拓扑,确定空间特征及其相互关系。 拓扑数据模型可以高效地存贮数据,它用围绕多边形的弧段来建立多边形.对于公共 弧段,系统

6、只存贮一次弧段坐标。两个相邻多边形共享公共弧段。空 间 关 系 空 间 特 征每条弧都有起止结点（node） 弧段长和方向弧段以结点相联 连通性相互联结的弧段构成多边形边界 多边形面积和周长每条弧段都有左右多边形 邻接性1.4 特征属性表 PC ARC/INFO建立拓扑关系时就定义了几何拓扑特性,并存贮到一个称之为特征属性表的文件中。特征类型不同,属性表的内容也不同。 在PC ARC/INFO中,一套空间数据可以有二个特证属性表。例如一个图层可以有多边形特征属性表和弧段特征属性表,或者是有点特征属性表和弧段特征属性表。 图层中每一个特征在特征属性表中占据一个记录。每个录都包括一个由PC ARC

7、/INFO定义的内部标识码,以及一个由用户京立的用户标识码。用户标识码是用户定义和赋值的标识,因为它是一种特征标识符,所以应该是唯一的。 PC ARC/INFO基本的特征属性表有:点属性表(PAT),由四个标准属性数据项组成: 面积-总是0,点没有面积 周长一总是0,点是没有周长的 内部标识码 用户标识码 弧段属性表(AAT),由七个标准属性数据项组成: 孤段起结点的内部码 孤段终结点的内部码 孤段左多边形的内部码 孤段右多边形的内部码孤长 内部标识码 用户标识码 多边形属性表(PAT),由四个标准属性数据项组成 面积-多边形面积 周长一多边形周长 内部标识码 用户标识码 用户可以在各特征属性

8、表中增加其它有关这些特征的描述性属性。PC ARC/INFO 定义的属性总在表中用户标识码项的左侧,而用户定义的描述性属性总在表中用户标识码项的右侧。 二、应用PC ARC/INFO建立空间数据库的工作流程应用PC ARC/INFO来建立空间数据库,大致可分为四个部分:数据的准备与标准化;数据的输入及编辑修改;建立拓扑关系与属性库的联接;投影与坐标转换、图形拼接。其工作流程示意图见图1。 2.1 数据准备与标准化 完成一个项目,必需遵循一定的规范、准则。为了将来实现数据交流及信息共享,标准化的意义不言而喻。标准内容涉及名词术语,分类编码,图例符号及代码等。已有相关国家或行业标准的必需认真执行。

9、有关GIS应用于矿产资源区域评价试验研究,对于图层划分原则,图层划分方案,图层方件名编制规则,描述性属性表的命名规则等在GIS应用于矿产资源区域 评价试验研究初步设计,中均提出了要遵循的标准(草案),通过实践进一步完善。下表即是图层划分及命名的方案(草案)。 数据准备包括两部分。图形数据的准备和属性数据的准备。 属性数据的准备,首先是选择编码体系,编码体系应与数据代码字典一致。其次是填 写编码表。它提供了一个通过用户标识码识别特征记录的方法,通过它们的标识码,可以把图层的属性值加入到图层特征属性表中。 通常可以一个人负责数字化建立图层的空间数据,而另一个人负责录入属性数据。有一个编码表可以使数

10、据的输入效率大大提高。 图形数据的准备即在数字化之前做好图形预处理的工作。图形的预处理工作十分重要,它关系到以后能否顺利地进行数字化,它需要将图面上全部地物以类分层并标识请楚。预处理工作包括下面几项: 1.图面检查 (1) 要选用最新版本,图面清晰的底图。 (2)对图面变形情况进行检查,由于长期保存图纸可能会产生缩、放变形,如果变形超过0.5mm应做记录,并进行变形改正。(3)若图中有局部线划不清或断线现象,应用铅笔在图上描绘清楚。2.结合应用和图素内容适当划分图层,不论是地形图还是地质图都要再划分为若干图层,使每个图层的性质和属性单一化。(见设计的划法) 3.根据图层划分方案,分别对每一个图

11、层的图素进行标识。主要对线性图素和多边形要标出节点,并对点、线、面图素按规则写上图元编号。可以在一张或多张塑料透明纸上用彩笔标识。 4.数字化前的图面准备 确定定位点的位置,并对每个定位点编号,图廓的四个角点为定位点,应对编号统一管理,一个定位点不能有两个编号,两个以上定位点不能有相同编号。 2.2 数据输入及编辑修改 PC ARC/INFO即能以矢量也可以栅格数据结构输入,存贮和处理数据。地图模拟数据可以通过数字化以一系列X,Y)坐标值的数字形式来获取空间数据,并直接存贮于 ARC/INFO的图层中,也可以通过扫描产生能矢量化的栅格数据文件,然后再转成一个 ARC/INFO的图层。 PC A

12、RCEDIT的主要功能是完成图层空间信息及属性信息的输入与编辑。数字化或编辑图层;修改空间和属性数据中的错误。 2.3 建立拓扑关系与属性库的联接 拓扑是一种确定空间特征及其相互关系的数学方法,包括孤段的长度;弧段的方向;多边形面积;弧段的连通性;多边形的邻接性。 无论采用何种方法将数据输入到PC ARC/INFO系统中,只有经过建立了拓扑关系,改正了错识之后,才算完成了空间数据库的建库工作。空间数据库才可用于地理分析,生成地图产品。 建立拓扑关系是空间数据输入后首先要进行的工作之一,因为图层查错需要拓扑关系。然后就是识别错误和改正错误。修改空间错误时,改变了拓扑关系,因此,在修改后必须重新建

13、立拓扑关系,以确保图层中的空间数据和特征属性表中的拓扑数据一致。 这个过程往往不只是进行一次,这取决于原始数据的质量,数字化方法和改错的方法等等。 建立拓扑关系时,特征的几何特性和特征间的空间关系都存贮在特定的文件中。这些文件中最重要的就是特征属性表。 图形数据除了特征属性表之外,特征还具有描述性的属性。因此往往还需建立有描述性的属性数据文件。属性数据文件中的属性值可以通过联接与特征属性表相联系。几个文件可以被联接成一个表或者被临时关联,在这两种情况下,各文件中必须有一个公共数据项。 2.4 投影,坐标转换与图形拼接 建立空间数据库的原始资料不必具有同样的投影方式。PC ARC/INFO可以将

14、地理数据集(图层,坐标文件,格网等等)从一种投影方式转到另一种方式。一个项目的所有原始地理数据都必须配准到一个统一的坐标系中。这种配准是通过在统一的坐标系中建立地理配准定位控制点来实现。相同地理区域的图层应有相同的定位点,这样才能使相邻或叠置的图层配准。 定位点必须是地图上能清楚识别的特征。比如:地图的角点 测绘控制点 道路交叉点 内插地图参照点许多问题的研究范围涉及的图层往往不是一个,不管是由多个图层结合成一个图层还是图层作为图片插入图库,图层之间的边缘都应当正确的接边。 在PC ARC/INFO中,图形拼接的方法有两种。选择拼接的方法取决于合并的特征类型(线型或多边形型)。 三、PC AR

15、C/INFO的图形数据采集PC ARC/INFO的图形数据采集主要有两种方式。首先是通过ARCEDIT子模块进行图形数字化输入来采集图形数据,其次是通过扫描,格式转换来得到图形数据。 3.1 应用ARCEDIT进行图形数据采集 3.1.1 ARCEDIT简介 ARCEDIT是一个交互式图形软件。 ARCEDIT功能ARCEDIT是用来输入和修改COVERAGE特征及其属性的工具模块,它具有数字化图层特征,设置参数(例如,特征连接限差)等功能,能灵活地增加和修改弧段,另外,ARCEDIT还能用于添加注记,编辑属性信息,显示编辑图层乃至背景图层的特征,以及帮助检查,更正图层错误。 ARCEDIT环境 所有的ARCDIT命令都是设置好环境下工作的