实验3、空间数据处理

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1、实验三、空间数据处理、实验目的1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其 用途。2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。3. 熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。二、实验准备预备知识：ArcToolbox 是 ArcGIS Desk top 中的一个软件模块。内嵌在 ArcCa talog 和 ArcMap 中， 在 ArcView、 ArcEditor 和 ArcInfo 中 都可以使用。ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有： 数据管理 数据转换 Coverage 的处理 矢

2、量分析 地理编码 统计分析空间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现 的。是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集，） 相交（交集）。地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。某一个地 理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自 的基准面。椭球体长半轴a （米）短半轴b （米）Krassovsky （北京 54 采用）63782456356863.0188IAG 75 （西

3、安80采用）63781406356755.2882WGS 8463781376356752.3142在ArcGIS中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系:GCS_WGS1984（基于 WGS84 基准面） GCS_BEIJING1954（基于北京 1954 基准面） GCS_XIAN1980 （基于西安1980基准面）投影坐标系（Projec ted Coordina te Sys tems）投影坐标系使用基于 X,Y 值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是 从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。投影坐标系由以下参数确定 地理坐标系（由基准面确

4、定，比如：北京 54、西安 80、WGS84） 投影方法（比如高斯一克吕格、Lambert投影、Mercator投影）在ArcGIS中提供了几十种常用的投影方法北京1954投影坐标系和西安1980坐标系都是应用高斯克吕格投影，只是基准面、椭球、 大地原点不同。地理变换地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标 系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地 理变换来实现地理变换或基准面平移。主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。投影变换当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成 另一种投影的地

5、理数据，这就需要进行地图投影变换。实验数据：云南县界.shp; Clip.shp西双版纳森林覆盖.shp西双版纳县界.shp三、实验内容及步骤空间数据处理步骤：将所需要的数据下载后，解压 到 e:gisdata,设定工作区:在ArcMap中执行菜单命令：工具选项，在“空间 处理”选项页里，点击“环境变量” 按钮，在环境变量对话框中的常规设 置选项中，设定“临时工作空间”为 e:gisdata第 1 步 裁剪要素 在ArcMap中，添数据GISDATA云南县界.shp,添加数据GISDATAClip.shp （Clip中有四 个要素） 激活Clip图层。选中Clip图层中的一个要素，注意确保不要

6、选中“云南县界”中的要素!点击打开 ArcToolbox，输入要索指定输出要素类路径及名称，这里请命名为“云南县界_Clipl”l谗定I訂境讣亘.隱蒲衲肋.簇客限值:可选指定输入类：云南县界指定剪切要素：Clip （必须是多边形要素）依次选中Clip主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层（“云南县界_Clipl” ,“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）。第2步 拼接图层 在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层点击匚打开 ArcToolboxArcToolbox| Data Management T

7、ools + 尊 Database+ 商 Disconnected Editing+ 轸 Domains+ 亀 Feature class+ 第 FeaTLires+ 觀 Fields- Ge ne rar-i 追加z选择数据 z重命名 第 Generalizationa6Illi1 s收藏夹索引搜索在 ArcToolbox 中执行“追加”命令回创2S1Jd 岸二異.Zhl*T同方霍芝2冋也:LI|test1输出要素：设定为云南县界Clipl, 输入要素：依次添加其它三个图层右键点击图层“云南县界Clipl”，在出现的右键菜单中执行“数据”-”导出数据”输出:所有要素*使用和源数据相同的坐标系

8、统.C使用和数据框相同的坐标系统.输出shapef己或者要素类:D:GISDATAYNOKlshp取消指定导入数据的路径和名称:YNOK.shp 通过以上操作我们就完成了将4 个图层拼接为一个图层的处理。新建一地图文档，加载数据YNOK.shp，查看图层及打开其属性表看看与“云南县界”中的属性 表有何区别。第 3 步 要素融合 在拼接图层的基础上继续执行“融合”命令 输入要素：指定为 YNOK 融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合， YNOK 图层中“所 属州”相同的要素将合并成一个要素+mi+ArcToolbox-尊 Data+St收藏夹I索引I搜索-Generali

9、zation沪平滑线Z消除Z简化线Z融合IndexesManagement Tools DDisconnected Editing DomainsFeature classFeaturesFieldsGeneral知7层京H刖|Q YWK*邵比中HfJJ吭ciipiidatzAYNOK-DiMfllw jdp融合宇段冋选） ODE_K CNFlf_NM ljocaLnm CHINESE回斯翩+* INKOUKTT 口至击一.职潮;帘址“坏垸逹迓.以上操作，根据指定字段的值，对现有图层中的要素进行融合，产生新的图层一一YNOK_Dissovle,打开并查看其属性表类似地，重复以上过程，并将融合字

10、段指定为：CHINESE，看看结果有何不同第 4 步 图层合并 在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据GISDATA、西双版纳森林覆盖.shp和GISDATA、 西双版纳县界.shp 调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方 打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“联合”命令 在联合对话框中输入要素：依次添加 “西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层输出要素类：设置为 Union.shpisIII, X怖tl要京妥幵烷E鱼.电总辛助注J.ISDATVJHonhplJoi nAttributes (E选:L查看输出要素类：Union的的属性表，并检査属性“Type”，其中为“Y

11、”的表示有植被覆盖的区域, 右键点击图层Union,修改属性一符号（设置为唯一值图例，字段设置为TYPE）思考题：勐海县的总面积是多少平方公里？其中有森林覆盖的区域面积是多少？没有森林覆盖的区域 面积是多少？第 5 步 图层相交在图层合并练习的基础继续 在ArcToolbox中，执行“相交”命令 在“相交对话框”中输入要素：依次添加 “西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层输出要素类：设置为 Intersect.shp回+聖*1丄查看 输出要素类InterSect，并与“西双版纳森林覆盖”及“图层合并”操作所得结果一一 “Union”进行比较，并进一步思考这类操作适合求解哪一些现实问题。在

12、定义投影对话框中，选择要素类：Union，点击坐标系输入框右边的按钮，定义地图投影 第 6步 定义投影(1) 在ArcMap中新建地图文档，添加第4步成生成的图层:Union.shp(2) 在TOC 中,右键点击图层“Union”，查看属性，在属性对话框中，点击“源” 选项页，查看这图层是什么坐标系(3) 打开ArcToolbox，执行命令“定义投影”命令在出现的“空间参考属性”对话框中，选择一个地理坐标系， GCS_BEJING_1954 (注意：前提是我们已知道图层Union是使用北京1954地理坐标系)坐标系名字： GCS_Beijing_1954更多：Alias：Abbrevi:mt

13、ion：Rem：=Lfk5 :虹l淇山辽 Unit：Prime Meri di ：=ltl: Greenwi ch (0. 000000000000000000) D:ELturn ： D_Eeij ingl954Spharoid： krasovEkr_l940选择导人Semimajor Ax让：6378245. 000000000000000000 Semiminor 吐让：6356863. 018T73047300000000 Inverse Flattening： 298.300000000000010000选挥一平预定殳的坐标系统从一于已经存在的数据中导入坐标系统和 X/Y, Z和M域.新建一个坐标系统.修改編辑当前选择的坐标系统的雇性.清空点击“选择按钮”，SystemsAsiaBeijing设置坐标系统到未知.从预定义的坐标系中魏择(坐标系统Geo 1954.prj)raphic Coordinate(4)在 TOC地理坐标系”中，右键点击图层“Union”查看属性,在属性对话框中，点击“源” 选项页，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“北京1954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1 ) 在第