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1、空间数据库实验报告=大学=学院空间数据库课程设计报告专业：08地理信息系统01姓名：*学号：二零一一年一月实验一拓扑规则实验题目：拓扑规则实验准备：相关概念解释1、拓扑关系：是指图形要素之间几何上的相互关系，图形在保持连续状态下即使变形，相互之间的关系依然不变。2、Geodatabase的拓扑规则包括点拓扑规则、线拓扑规则、多边形拓扑规则。3、拓扑结构:即反映拓扑关系的结构，利用拓扑关系的空间数据结构，不仅要记录要素的空间位置（坐标），而且记录不同要素在空间上的相互关系。4、Geodatabase 用一系列的拓扑规则（Rule ,Topology Rule）,在空间要素之间建立起相互关系，即拓
2、扑结构。5、悬结点(Dangle)：仅和一个线要素相连，孤立的结点6、伪结点（Pseudo）：两个线要素相连、共享一个结点7、普通结点：三个或者三个以上的线要素交汇、共享一个结点8、线簇容差（Cluster Tolerance）：不相连的要素拐点之间的最小距离9、问题区（Dirty Area）：建立拓扑关系后，又被编辑过的空间范围，该范围很可能存在不符合拓扑规则的要素。10、差错（Error）：不符合拓扑规则的地方，用红点、方块、线表示。实验内容：1、拓扑规则用于同一图层内数据质量检验。2、拓扑规则用于不同一图层内数据质量检验。实验过程：1、拓扑规则用于同一层内数据质量检验1.1 建立线要素拓
3、扑规则启动ArcCatalog ,将路径定位到c:gis_ex09ex22.mxd,利用拓扑规则Must Not Have Dangles(不能出现悬节点)为Geo_DB22dataset1lotlines建立拓扑关系Dataset1_Topology，建立后，成果如图1-1，意思是有三个悬节点，不符合预定义的拓扑规则图1-11.2修改拓扑错误关闭ArcCatalog，启动ArcMap，打开ex22.mxd，激活Data frame1,除了已经存在的lotlines以外，加入Dataset1_Topology,可以看出有三处拓扑错误线过长、线过短、线多余，调动Editor,打开Topology
4、拓扑工具条和Advanced Editing 高级编辑工具条，Start Editing开始编辑辑，此处例举线过短时的编辑情况，选中参考边界，在Advanced Editing高级编辑工具条中选择Extention工具，点击需要延长的线，如图1-2，过短的线就延伸到参照线图1-2当将当前窗口的拓扑关系错误一一修改后，需要验证刚才编辑过的地方是否还有错误，则需勾取Dataset1_Topology图层中Properties中Symbology Dirty Areas （问题区）,则地图上刚刚编辑过的地方有三个蓝色区域，如图1-3图1-3则只需再对Dirty Areas进行拓扑关系验证，即利用Vi
5、lidate Topology In Specified Area工具进行质量验证，无拓扑错误后，如图1-4（如若有错，仍需进一步修改）图1-41.3生成地块多边形启动ArcCatalog，右击Geo_DB22dataset1，选用NewPolygon Feature FromLines（从线要素产生多边形），生成一个新的多边形要素类lotspolygons ,预览如图1-5 图1-52、拓扑规则用于不同图层之间数据检测2.1 建立不同要素之间的拓扑关系在ArcCatalog中Geo_DB22dataset2下为Road、Parcel建立拓扑关系Topology22.2修改拓扑错误在ArcMa
6、p中利用Topology2对Road、Parcel进行拓扑查错并修改，此处的拓扑关系主要是多边形共同边界的错误和线多余的错误，正确修改后结果如图1-6 图1-6实验小结：1、Geodatabase可以有多种线、点、多边形规则，用于控制要素类之间的特定空间关系。2、拓扑关系在ArcCatalog中建立，靠规则来控制，可以控制同一要素类内各要素间的关系，也可以控制同一个数据集中不同要素类之间的关系。3、本实验中使用了常用的线拓扑Must Not Have Dangles(不允许有悬节点)。4、按许多拓扑规则，悬结点、伪结点被当做查错。相比之下，数据输入（数字化）时悬结点对数据质量影响更大5、线过长
7、、过短、多余均表现为悬结点6、线要素要存在悬结点，如果要构造多边形，很容易产生不正确的多边形7、建立拓扑关系时，如果两个拐点之间的建立小于Cluster Tolerance（线簇容差），这两个拐点就自动被捕捉到一起，变成一个拐点。8、多个要素类参与拓扑关系需要一个Rank（等级值），在验证拓扑的过程中，有自动捕捉的过程，要素会移动，Rank值小的要素会相对不动，Rank值大的要素的拐点向等级高的要素拐点移动，实现捕捉。9、Dirty Area用一个矩形框把编辑过的地方围起来，验证拓扑规则的时候，只在这些矩形框范围内验证，速度也不慢，这是因为数据量很小，体验不出差别，如果实际应用中空间要素非常多
8、，处理时间的长短会有很大差别。10、某些可以接受的查错Error，如某位置的道路和地块边界确实不一致，被称为例外（Exception）实验二通过转换建立数据库实验题目：通过转换建立数据库实验内容：1、新建Geodatabase2、转换生成多边形3、转换生成线要素，再生成网络实验过程：1、新建Geodatabase在c:gis_ex09ex23 Geo_DB23下新建GeodatabaseParcel_Polyline ,如图（21图）21 图2、转换生成多边形2.1、AutoCAD的线实体转换成线要素将Parcel_Polyline利用ImportFeature Class(single)转换
9、为多边形Parcsel_end，结果如（22图）22 图2.2、DWG的文字实体转化成点要素用同样的方法建立要素类Parcel Label，如图（23图含属性查询）23 图2.3、利用拓扑关系检查数据质量建立拓扑关系D1_Topology1，设置线簇容差值为0.01meter，可以看出四处错误。2.4、修正几何差错，重建拓扑利用D1_Topology1修改Parcel_Polyline的错误，修改完毕后如（24图）24 图2.5、线要素生成多边形生成多边形Parcel_Polyline，并带有Parcel_Label的字段，如（25图），也可以对字段进行编辑，在Parcel_Polyline属
10、性列表中进行。25 图2.6、连接外部表用连接（Join）外部表的方法，给地块多边形增加其他属性，在ArcMap中选择Parcel_PolylineJoins and RelatesJoin中连接plandata,则可以看到多边形增加了其他属性，如（26图）26 图3、转换生成线要素，再生成网格3.1、用AutoCAD的线实体转换成线要素3.2、拓扑查错为Road建立拓扑关系D1_TopologY2,其中此关系规定数据不能有悬结点、伪结点、线要素不能重合，系统统计生成的拓扑错误，如（27图），共计11个悬结点、11个伪结点、1处线重合27 图3.3、标记例外在ArcMap中利用D1_Topol
11、ogY2的属性中将悬结点设置为例外（Exception）。3.4、修正悬结点错误利用编辑工具中Sketch Tool输入一段线要素，修改完毕后，经拓扑验证，仍然显示两个拓扑结点错误，因为修改后，两个悬结点变成了两个伪结点。3.5、修正伪结点、重复线、打断交叉线框选Road图层上所有线要素，合并，选择，解开多段要素，则拓扑关系已经正确，如（28图）28 图3.6、建立网络在ArcCatolog中建立数据集(Network Dataset)Road_ND,并加载到ArcMap 中显示出来，如（29成果图）29 图实验小结：1、CAD在工程设计行业应用广泛，CAD和GIS数据之间双向数据转换，是常用
12、的数据获取、交换途径。2、ArcGIS 可以转换CAD的DWG、DXF文件。3、ArcGIS 转换DWG文件，并不是按照图层读取，而是按照实体类型(点、线、多边形、文字注记)读取，每一类DGW实体可以被转换为一个要素类，转换时，可以选择是否将原有的图层、颜色、高程等特征值也转换到要素属性表中。4、DGW图形数据转换进入Geodatabase,一般是直接使用原来的X,Y坐标，但是空间参照的有关参数需要事先设定。5、在CAD中，闭合的Polyline 可以直接转换为多边形要素类，但是，在CAD中生成闭合的Polyline并不方便，尤其是边界较为复杂、带有弧段，难以保证闭合的Polyline的数据质
13、量。6、本实验的DWG文件不要求在CAD中闭合，而是先将多边形的边界转换为线要素，利用拓扑查错、改错，再由线要素生成多边形，这一方法保证了数据质量，也减少了CAD中数据输入的工作量。7、在CAD中，多边形的编号往往用Text实体注记，将Text实体转换为点要素后再进入多边形的属性表也是一种实用的途径。DWG文件中的线实体转换为Geodatabase的线要素类，再建立网格。实验三投影变换、坐标校正实验题目：投影变换、坐标校正实验内容：1、坐标系与投影变换2、坐标转换3、坐标拉伸4、接边5、影像配准实验过程：1、坐标系投影变换1.1 全球经纬格网显示在ArcMap中显示ex24.mxd中Data
14、Frame1,将图层坐标GCS_WGS_1984改为Utm/Wgs1984/WGS1984UTM Zone 12N,结果如图3-1图3-11.2 全国分省地图坐标定义、显示在ArcCatalog中为数据项CN_prv采用北京1954地理坐标系，将此数据项加载到ArcMap Data Frame1里，随光标闪动观察状态栏里坐标变换情况，随后改变坐标显示方式再进行观察；再进入Data Frame2的Prosperities中，按标签Grids，为地图添加打印用的格网；完成后，选择View/Layout,地图文档中出现六个数据框架，此为地理坐标系，如图3-2；进行投影变换，完成后，观察随光标变换的坐
15、标位置，如图3-3；图32地理坐标系图33投影坐标系2、坐标变换2.1 选择校正对象激活Data Frame3，加载Spatial Adjustment,利用Spatial Adjustment/Set Adjust Data对Design图层所有要素进行校正。2.2 设置移位连接选择移位连接工具（New Displacement Link），先确定Design图层上一特征点，在roadcenter、plan层上找到正确位置的对应点，建立一条位移连接线Displacement Link；重复以上步骤，设置位移连接，通过查看属性表，删去残差较大的位移连接线，结果如图3-4图3-42.3 Transform的方式选择Spatial Adjustment/ Adjustment Methods /Transform/Affine（仿射变换）,可以先预览效果，符合预期效果后，点击Spatial Adjustment/ Adjust 就完成了Transform，Design图层转移到预期
