实验一 实验指导书

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1、山西师范大学城市与环境科学学院地理信息系统实验指导书实验一、使用 ArcMap 浏览地理数据一、实验目的1. 了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。2. 认识 ArcMap 图形用户界面。3. 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。4. 掌握 GIS 两中基本查询操作，加深对其实现原理的理解。二、实验准备软件准备： ArcGIS Desktop 9.2 软件(ArcView , ArcEditor , 或 ArcInfo)实验数据Redlands 市土地利用及街区矢量数据，下载地址：http:/www.geo- （Ex1.rar）预备知识

2、： 理解 GIS 的三种角度1 GIS 就是空间数据库：GIS 是一个包含了用于表达通用 GIS 数据模型（要素、栅 格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。2 GIS 就是地图：从空间可视化的角度看：GIS 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。3GIS 是空间数据处理分析工具集： 从空间处理的角度看，GIS 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

3、种观点在 ESRI ArcGIS Desktop 中分别用 ArcCatalog（GIS 是一套地理数据集的观点） 、 ArcMap（GIS 是一幅智能的地图）和 ArcToolbox（GIS 是一套空间处理工具）来表达。这 三部分是组成一个完整 GIS 的关键内容，并被用于所有 GIS 应用中的各个层面。ArcMap 是 ArcGIS Desktop 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 GIS 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

4、地图上及数据库中选择要素。 最普通的 GIS 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要素的位置，但是想进一步了解与之相关的特征。在 GIS 中，这是很容易实现的，因为地图显示区中的地理要素与它们的属性是(描述性的特征)相互关联的，属性信息是存储在数据库中的。 在 GIS 中，你可以在地图上点击一个要素来查看数据库中与之相关联的属性。另一类型的 GIS 查询是确定符合给定条件的要素它的位置在哪里。 在这种情况下，用户知道要素的重要特征，他想要找出具有这些特征的那些要素的具体位置。.假定你想查找人口数大于 2000 万的内陆国家。你应该使用这个限定条件创建一个查询表达式。

5、 一旦 GIS 找到符合查询限定条件的要素，将会在地图上高亮显示这些要素。三、实验步骤及方法第 1 步 启动 ArcMap启动 ArcMap。. 执行菜单命令：开始所有程序 ArcGIS ArcMap 当出现 ArcMap 对话框时, 点击 一个新的空地图 单选按钮，然后点击 OK. 确定。你现在将可以看到 ArcMap 的操作界面如果你的 ArcMap 界面与上面的图看起来不一样，也不用在意，这不会对练习的结果产生影响。 当你在 ArcMap 中进行各种操作时，你的操作对象是一个地图文档。 一个地图文档可以包含多个数据框架，根据数据集依次形成数据框架。一个地图文档是存储在扩展名为.mxd 文

6、件中。第 2 步 加载地图文档执行菜单命令 FileOpen. 浏览到“实验一数据”文件夹 (比如： D:实验一数据) ，双击文件夹，然后点击 Redlands.mxd.点击 Open 按钮。打开地图文档 Redlands 后, 你会看到加州 Redlands 市的地图。地图显示以图层表示的几种地理要素。 一个图层表示某种专题信息。在 ArcMap 窗口的左边区域称为图层管理栏（也称图层控制面板 TOC） ，它显示的是图层列表。窗口的右边区域显示的是图层控制面板中各图层的图形内容。 例如, 所有油炸圈饼店是点要素(以房屋符号表示) 且被组合成名为 Donut Shops 图层。名为 Land

7、use 的图层表示 Redlands 市土地利用现状，在这个图层中，根据多边形的地类将其组合成不同类型的土地利用多边形。第 3 步 显示其它图层在地图中显示其它图层，铁路、街道、及 ESRI 的位置。选中 Railroads 图层旁边的小方框. Redlands 市的铁路就会显示在图中。.现在，选中 Streets 旁边的小方框就可以显示 Redlands 市的街道。注意：图层 ESRI 没有被显示。稍后，你将学习如何显示它。第 4 步 查询地理要素在 ArcMap 中，通过在地图显示区点击某个要素你就可以查询其属性，了解它是什么东西。首先，你应放大地图，这样你更清楚地查看单个的要素。 你可以

8、使用一个先前创建的书签，这个书签存储着包含 ESRI 和附近街道的地理区域。执行菜单命令 “视图”(View)“书签”( Bookmarks)“ESRI ”当前显示区就被调整到书签 ESRI 所定义的区域。注意到，现在所有街道根据其名称显示了标注信息，你可以很容易找到 ESRI 所处的位置。地图文档的创建已决定了街道及ESRI 的标注信息只在某个特定的比例尺范围才显示出来，在这个比例尺下它们可以很容易地找到。在“工具”(Tools)工具栏上，点击查询按钮 。如果看不到“工具”(Tools)工具栏，在菜单“帮助”(Help)的右边的菜单栏上点击右键，然后点击“工具” （Tools ）选项。在表示

9、纽约街道（名为 New York）的线要素上点击(就在街道名左边的红色线段 )。查询结果窗口打开并显示数据库中名为 New York 的街道的所有属性。你可能需要将查询结果窗口放大，才能看到所有的属性。 你可以 闪烁显示 被查询的要素以观察它在地图中所处的区域。 为方便查看，将查询结果窗口移到不碍眼的位置，这样你可以同时看到这个要素在地图上的位置。 查询结果窗口的左边，点击 New York (街道的名称) ，这时，可以观察到这个要素在地图中“闪现” 。从“identify from”下拉列表框中选择“所有图层(all layers)”，然后在图上再次点击代表“New York”的那条街道。查

10、询结果窗口现在包含了“Land use”图层中与选中的街道相交的地块 。在查询结果窗口的左边区域，点 Land use 左边的加号 (+), 然后点击第一个要素(可能会列出不只一个要素)。这样，选定地块的所有属性都会显示出来。通过在显示区内点击，可以继续查询其它的要素。.点击“查询结果窗口”右上角的X 结束查询。第 5 步 检查其它属性信息在你浏览显示在图层列表（TOC）中某些图层的属性信息之前，你要重置 ArcMap 地图文档的显示区域为原来的显示区域。地图显示区域可以通过地图书签来定义。地图书签是为了防止地图显示变得混乱，可以通过书签恢复到原来的显示区域和显示风格。执行菜单命令“视图(vi

11、ew)”“书签 (bookmark)”“Original” 。或者点击工具栏（tools）上的 full extention ,地图显示区将显示这些图层：Donut Shops, Railroads, Streets, 及 Land Use. 在图层管理栏（TOC）中，选中 Railroads 然后点击右键执行“打开属性表（open attribute table） ”命令。属性表显示如下：这时会显示与“Railroads” 图层相关的属性表窗口。这个表中的每一行是一个记录，每个记录表示“Railroads”图层中的一个要素。. 请注意：图层中要素的数目也就是数据表中记录的个数被显示在属性表窗

12、口的底部，在这个例子中，有 11 个记录，其中有一个记录被选中。稍后，你将了解如何选中记录。向右拖动滚动条查看其它的属性。 完成后，请关闭属性表窗口。打开图层Land Use 的属性表。注意到每个要素 (记录) 有一个属性(字段)LU_ABV ，它是记录的是地类代码( 土地类型的缩写) 。在地图中，就是根据这个属性字段的值来确定每个地块的渲染方式的。完成后关闭属性表。 第 6 步 根据属性选择要素有时，你可能需要显示满足特定条件的哪些要素。在这一步中，你将要选择及定位第 10 号州际公路。在图层列表(TOC)中，反选图层Railroads 边上的检查框，关闭这个图层。因为下面的操作不需要显示这

13、个图层。执行菜单命令 。在属性选择对话框中，你可以构造一个查询条件。通过构造表达式：Select * From Street WHERE ”STR_NAME”=”I 10” , 可以从数据库中找出第 10 号州际公路。选中的要素将会在属性表及地图中高亮显示。.具体操作如下：在图层(layer)下拉列表中，选择 Streets。在方法(method)下拉列表中，确定“创建一个新的选择集(create a new selection)”被选中。在字段列表中，调整滚动条，双击“STR_NAME”。然后，点击“”按钮。 再点击“得到唯一值(get unique value) ”按钮，在唯一值列表框中，

14、找到“I 10”后双击。. 点击“ok”按钮。 注意：在地图显示区中属性为“I 10 ”的第 10 号州际公路被高亮显示。选中的这些线段是第 10 号州际公路的组成部分。 关闭“属性选择对话框” 。 第 7 步 使用空间关系选择地理要素现在你将选择处于距 10 号州际公路 1000 米范围内的所有油炸圈饼店，这样如果 你开车从帕姆斯普林到洛杉矶，饥肠辘辘时就可以很快找到歇脚的地方，可以美餐一顿。执行菜单命令“选择(slection) ”“通过位置选择(select by location)” 。 在“位置选择(select by location)”对话框中，对过选择操作，形成如下的一个表达式

15、，“我想要从图层(select feature from)Donut Shops 中选择要素，这些要素位于距图层Street 中被选中的要素 1000 米的区域内” 。选中检查框“对要素进行缓冲区操作” ，缓冲距离设为 1000 米。.点“应用”按钮，点“关闭”按钮。这时，在地图显示区中，处于沿 10 号州际公路 1000 米缓冲区范围内的油炸圈饼点就会被高亮显示。在图层管理列表(TOC)中，右键点击图层 Donut Shops ，然后点“打开属性表”命令。图层donut shops 中被显中的哪些要素就被高亮显示出来。关闭属性表。.上面的操作是通过空间分析实现的。在以后的课程中，你将会学会更多的更深入的空间分析功能的使用。第 10 步 退出 ArcMap执行菜单命令 File Exit 关闭 ArcMap。点击 No ，如果系统提示保存修改(save changes)。