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1、ArcView GIS 计算机操作教程计算机操作教程 张成旺 副教授临沂大学商学院地理信息系统（GIS）是：能够能够采集、存储、分析、和显示地理参地理参考信息的计算机系统。考信息的计算机系统。地理参考信息：数据与空间位置密切相关联功能定义：告诉我们GIS能干什么 深入的理解地理信息系统是关于空间信息的理论和方法的科学地理信息系统是关于空间信息的理论和方法的科学- -重地理信息理论和方法的研究重地理信息理论和方法的研究地理信息系统是技术地理信息系统是技术: :表现为软件的形式表现为软件的形式, ,工具性工具性. .应用领域广泛应用领域广泛. .GIS&TS科学T技术数据和使用GIS的人员也经常作
2、为系统的一部分数据是GIS的基础没有”人”会如何？GIS构成的“五元素”人员GIS硬件模型数据软件主机打印机显示器绘图仪存储设备扫描仪数字化仪解析测图仪测绘仪器遥感图象GPS网络地理信息系统的硬件组成地理信息系统的硬件组成地理信息系统的软件系统地理信息系统的软件系统 ArcGIS/MapInfoArcViewMapGIS/SuperMap.操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件软件基础软件基础软件系统软件系统软件GIS文件图表数据采集数据采集 图形数据图形数据影像数据影像数据存储检索空间查询
3、空间分析图像纠正图像纠正数据处理数据处理投影变换投影变换数据输出数据输出 制图、表格 交互展示 结构化数据空间空间数据库数据库GISGIS基本功能的实现基本功能的实现定位(Location)：对象在何处？条件(Condition)：哪些地方符合特定的条件？趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？模拟(Modeling)：如果将如何？GISGIS能解决的问题能解决的问题课程情况：课程情况： 课程操作软件：课程操作软件：ArcViewArcView课时：课时：3232学时学时考核方式：平时（考核方式：平时（作业作业+ +论文论文）4 40
4、%0% 考试考试（开卷开卷+ +论文论文）6 60%0%参考书籍：参考书籍：1 1、李玉龙等，、李玉龙等，ArcView GISArcView GIS基础与制图设计，电子工业出版社，基础与制图设计，电子工业出版社，2002.82002.82 2、樊红等，、樊红等，ArcView GISArcView GIS应用与开发技术，武汉大学出版社，应用与开发技术，武汉大学出版社，2003.12003.13 3、郑贵洲，晁怡、郑贵洲，晁怡 编著，地理信息系统分析与应用，电子工业编著，地理信息系统分析与应用，电子工业出版社，出版社，2010.12010.1第一讲 ArcView ArcView 简介及初步A
5、rcViewArcView简介ArcView 是一个桌面GIS及制图软件ArcView 具有：可视化、浏览、查询, 和分析空间数据的能力.使用ArcView，用户可以：创建地图; 识别地理空间要素; 理解空间关系; 解决实际问题; ArcView的特点 跨平台跨平台 Arcview能在能在Windows 和和Unix 上运行。上运行。 面向对象面向对象 Arcview由视图、由视图、 表格、表格、 统计图和图版等对象组成，可统计图和图版等对象组成，可 作为对象操作。作为对象操作。开放性开放性 Arcview的的系统用户界面系统用户界面、程序运行环境程序运行环境、数据管理数据管理均具均具有良好的
6、开放性。有良好的开放性。 系统用户界面的开放性 ArcView 的菜单、按钮、工具栏、窗口等可以实现用户定制。 ArcView内置面向对象的程序设计脚本语言Avenue 可以进行用户界面定制。程序运行环境的开放性利用Avenue 语言可直接调用操作系统执行文件；在Windows 环境下通过DDE 和DLL 与外部程序通讯，在Unix 和环境下通过IAC与外部程序通讯。数据管理的开放性空间数据： 能直接接收DXF, DWG, TIF, JPEG, BMP, Arc/Info 系列数据。通过Avenue 编程可以接收其他格式空间数据。属性数据： 直接接收BDF文件数据。通过ODBC可以与Oracl
7、e, INFORMIX, Sybase 等连接。ArcView GIS ArcView GIS 功能Data Manipulation数据处理Data Analysis数据分析Data Presentation数据演示Customization定制开发地图数字化数字化仪屏幕跟踪数字化扫描的纸图, 航空照片、卫星照片地址匹配将地址数据与街道图层进行匹配，并创建一个点要素图层数据表查询使用ArcView 的数据表查询功能，可以回答这类问题：比如.：二年人口超过3千万的国家有那些?地图属性编辑地图属性编辑存储于数据表中的数据 (行列表)数据表由记录构成记录中包含字段创建新数据表,更新、增加记录.事件
8、成图如果数据表中有专门的字段存储地理空间要素的坐标信息，那么可根据这个数据表直接生成一个点图层数据表连接数据表连接如果数据存在外部的数据库中为了能够在 ArcView GIS中使用这些数据, 可以将这些数据表与一个图层连接.空间查询ArcView 可以回答关于地理空间要素实体位置的相关问题.在沿高速公路500m的范围内有多少客户？专题图ArcView 提供制作各种专题图的功能.渐变着色渐变着色地图图表地图图表图形/ / 图表ArcView 可以基于地图数据生成传统的统计图表和图形. 饼图饼图地图版面设计将各种制图要素放到一个版面中.视图视图图例图例文本文本图表图表比例尺比例尺指南针指南针Hot
9、-LinkingHot-Linking可以将地图上的要素连接到另外的应用程序.定制ArcViewArcViewArcView GIS 内嵌了 AvenueAvenue 是一种面向对象编程语言（OOP）ArcView 的图形用户界面(GUI) 可以完全被定制修改ArcView ArcView 扩展模块和扩展应用ArcView 3.x扩展模块很容易把新的功能加到ArcView 3.x。扩展模块是插件，可以加载和卸载。 可选的扩展模块可选的扩展模块可选的扩展模块可选的扩展模块ArcView Spatial Analyst*ArcView Spatial Analyst*ArcView 3D Anal
10、yst*ArcView 3D Analyst*ArcView Image Analysis*ArcView Image Analysis*ArcView Tracking Analyst*ArcView Tracking Analyst*ArcView Business Analyst*ArcView Business Analyst*ArcView Network Analyst*ArcView Network Analyst*ArcView StreetMapArcView StreetMap（USAUSA）ArcPress for ArcViewArcPress for ArcView扩
11、展模块的加载和御载首先要确保已购买并安装了这些可选的模块！ArcView GUIArcView GUI （图形用户界面（图形用户界面）菜单, 按钮, 工具文档类型专题的状态：激活/可视ArcViewArcView的图形用户界面工程文件和文档表格（Tables）统计图（Charts）图版（Layouts）视图（Views）程序（Scripts）工程文件（Project）.apr文档(Doc)应用程序窗口菜单栏菜单栏按钮栏按钮栏工具栏工具栏状态栏工程窗口视图数据表图表图版脚本程序 工程文档工程文档ArcView ArcView 用户界面构成用户界面构成ArcView Project ArcView
12、 Project 窗口ArcView中，项目实际上通过“项目文件”来保存ArcView一组文档的工作状态，包括它们的显示位置、当前选择集、应用窗口的布局等在其中以图标方式显示 ArcView 中五种基本文档.文档列表，通过选择执行文档列表，通过选择执行某一操作某一操作.通过点选图标，选择一种通过点选图标，选择一种文档类型文档类型通过这些按钮通过这些按钮, 你可以打你可以打开、打印或新建各种文档开、打印或新建各种文档.ArcViewArcView的图形用户界面主要内容的图形用户界面主要内容项目窗口视图文档菜单栏按钮兰工具条表格文档地图图版文档图表文档Avenue文档GUIGUI的要素窗口标题栏窗
13、口标题栏: Use to select a window and move windows around the screen菜单栏菜单栏: Contains ArcView pull-down menus grouped by function type.工具栏工具栏: : Click a tool and it becomes active (pushed in). Apply the tool inside a document to execute the function.按钮栏按钮栏: Contains ArcView command buttons. Click a button
14、 once to execute a function.工具提示工具提示: : Hold the mouse pointer over a Button or Tool to get its name. Also look in the Status BarArcView ArcView 文档类型Views （视图）- 包含地图数据专题. Tables（数据表）（数据表） - 显示与地图数据相关的属性数据.Charts （统计图表）- 统计图表和图形.Layouts（地图版面）（地图版面） - 将各种地图要素组织在一起用于打印输出专题地图.Scripts （脚本）- 编写 Avenue 脚本程
15、序代码来定制ArcView.文档：视图用以显示地理实体空间特征的图形窗口 .可执行如下操作: 漫游 及 缩放创建和编辑地理空间要素执行查询及其它操作文档：数据表包含与项目相关的所有属性数据.管理, 编辑或创建属性数据.你可以执行如下操作: 连接数据表查询汇总统计文档：图表以图形的方式显示表格数据图表动态连接到数据表和图层文档：地图版面创建地图用于打印：将构成地图的各种要素组织在一起你可以在其中放入:图框、视图, 数据表, 图表比例尺，指南针用于编写 Avenue 脚本程序，实现对ArcView的定制 ArcView中的某些功能中是以脚本的形式提供的。文档：脚本第二节第二节 项目、视图、主题的基
16、本操作项目、视图、主题的基本操作ArcView 应用的组织方式：项目组成视图的数据：主题视图：概念和相关操作ArcView ProjectsArcView Projects（工程/ /项目）ArcView 工程是相关窗口和各种文档的集合, 通过工程文件可以将与某项应用有关的数据组织在一起。工程文件决定了这些文档如何被显示，及显示在什么位置。Projects 文件是 文本文件(ASCII) ，其文件扩展名是.apr视图文档和专题视图文档和专题视图是一种交互式地图，具备对地里数据的创建、管理、显示、查询和分析功能，视图文档由基于相同坐标系的多个图层构成 图层也被称为专题（或主题），一个专题是同类地
17、理空间要素的集合。比如：点要素、多边形要素、线要素、文本标注或影像.每个专题 只能表示一类要素类型。图例地图显示专题基本的数据类型和格式(*.shp)(*.shp)shapefile文件属于矢量数据中无拓扑关系的数据类型。它至少包含3个文件，dbf、shp、shx 。dbf文件时存储矢量数据的属性信息的； shp是存储矢量数据的空间信息的。shx是保留要素几何学特征的索引文件。另外，shapefile文件还可以包括其它文件，如sbn 、sbx 、prj等。sbn 、sbx 也是空间索引文件，.prj属于数据的投影文件。 基本操作一、创建视图文档二、添加专题、设置视图属性地图投影三、设置专题状态
18、n开或关闭专题（主题）的显示n激活专题、改变显示属性四、设置工作目录一、创建一个新的工程文件1打开一个栅格文件：打开arcviewcreate a new projectwith a new view OK2创建一个新的专题：viewnew theme 选择要创建的专题的类型（point/line/poly）OK. 保存文件。3开始矢量化面，工具选择如下。矩形工具圆形工具多边形工具多边形内切工具多边形外切工具4保存工程文件：filesave project 保存。创建视图文档、添加专题 (1) (2)步骤：(1) 双击 “视图图标” 打开一个视图文档. (2) 执行菜单命令 “View”- “
19、Add Theme”在在“Add ThemeAdd Theme” 对话框中选择要加载的数据对话框中选择要加载的数据Add Theme 对话框数据类型路径设置视图属性执行菜单命令： “View” “Properties” ;在出现的“视图属性”对话框中设置 “Map UnitsMap Units” 和 “Distance UnitsDistance Units”两项。只有在这里进行了正确的设置，才可以在 “图版文档”中显示正确的比例尺.地图单位距离单位“视图属性视图属性”对话框对话框设置专题状态打开/关闭显示;激活专题:要显示一个专题, 单击专题显示开关（设置为打勾的状态）要“激活”一个专题,
20、在专题名称上单击视图控制面板视图控制面板专题名称专题名称视图区视图区 (map)(map)专题显示开关专题显示开关窗口标题栏窗口标题栏通过点击专题名称左边的检查框打开或关闭专题的视图区的显示通过点击专题名称左边的检查框打开或关闭专题的视图区的显示专题检查框 打开或关闭专题（主题）的显示打开或关闭专题（主题）的显示激活专题 “激活的” 专题:与是否“显示”不同在对一个专题进行操作之前, 它必须是“激活”状态.某些工具只对 “激活” 的专题起作用 (比如：属性查询). 激活状态非激活的状态打开显示关闭显示使用图例编辑器 在视图控制面板上双击一个专题，打开图例编辑器。 在图例编辑器对话框中，双击符号
21、显示区设定当前专题的符号 在这里，当前专题的符号颜色被设定为 “红色” 点击“ Apply”按钮确认所做的修改设置工作目录获取联机帮助？要想知道某一工具、按钮或菜单的功能：可以通过工具提示及状态栏操作提示.获取按钮,工具或菜单选项的更详细帮助信息：单击工具栏上的“帮助”图标， 然后用鼠标单击某个菜单项、按钮、工具或某个窗口，或按F1键，系统将显示关于该控件或当前窗口的帮助信息；ArcView的详细帮助执行菜单命令：“Help”-“Help Topics”.打开帮助系统第三讲第三讲 视图的编辑视图的编辑一、视图编辑界面目录表视 图 窗 口目录表的作用：列出视图专题名称；控制专题的可视性；控制专题
22、的叠放顺序；激活可操作的专题；通过控制专题的图例改变要素的颜色与符号。 工程窗口中处理视图查看工程的视图列表；创建新视图；打开视图；关闭视图；重命名视图；删除视图；保存在视图上所做的工作；在两个工程之间复制视图。(copy theme-past)Arcview菜单工具说明：二、矢量文件的编辑操作（面）Edit ：编辑 Cut Themes ：剪切文档：剪切文档 Copy Themes ：复制文档：复制文档 Delete Themes ：删除文档除文档 Undo Feature Edit ：撤：撤销操作操作 Cop Feature Edit ：恢复：恢复 Cut Features ：剪切所：剪切
23、所选部分部分 Copy Features ：复制：复制 Delete Features ：删除除 Union Features ：融合：融合 Subtract Features ：分离：分离 Paste Feature ：粘：粘贴Theme ：文档工具：文档工具 Stop/Start Editing ：停止：停止编辑/开始开始编辑 Save Edits ：保存：保存编辑 Save Edits As. ：另存：另存为. Auto-label ：标注属性（文字或号注属性（文字或号码）常用的工具条： File ：文档 Close ：关闭文档 Close All ：关闭所有文档 Print ：打印 P
24、rint setup ：打印设置 Exit ：退出View ：视图 New Theme ：新建文档 Theme on ：打开文档 Theme off ：关闭文档 Layout ：排版设置 Full Extent ：全屏显示 Zoom In ：放大 Zoom out ：缩小 Find ：查找三、 空间数据的编辑创建点专题图创建线专题图创建多边形要素 （一）线要素的编辑 1.snapping结合环境的设置（建立结合snapping环境：线间是否结合或对齐，确保相交于同一点，是否有过伸overshoot线段和未及undershoot线段） 步骤:(1)设置view- properties (2)设置
25、theme-properties-editing-snapping环境设置 2.线要素的分裂和合并 (1)添加线属性 (2)设置分裂（合并）规则 (3)进行分裂和合并自动计算线线要素的长度:在线要素专题的属性表中增加一个字段Length,数据类型为数值型(Number),选中字段Length,执行菜单命令:Field-Calculate 在出现的对话框中,Fields 列表中,请选中字段Length ,在输入框中输入 Shape.ReturnLength ,点击确定按钮.线段自闭合：选 中该对象，对shape字段进行calculate，命令如下Shape = Polygon.Make(Shap
26、e.AsList).AsPolyline基本操作基本操作创建空白线专题建立结合（Snapping）环境过伸线段过伸线段未及线段未及线段建立结合环境的方法键入容限值建立常规结合环境用鼠标设置常规结合环境输入容限值设置交互式结合环境用鼠标设置交互式结合环境结合到已有线的最近顶点上结合到已有线的最近顶点上结合到已有线的最近线段上结合到已有线的最近线段上结合到已有线的最近结点上结合到已有线的最近结点上结合到最近的多条线的结点上结合到最近的多条线的结点上线要素的分裂与合并线要素的分裂Draw Line to Split Feature合并线要素为线要素添加属性在创建线专题是系统会自动地为该专题创建专题属
27、性表，当往该专题添加一条线时，ArcView则向专题属性表中增加一条记录来代表这条线。用户可以为专题属性表增加新字段来存储要素的其他属性数据。为线专题添加属性为线专题添加属性线要素属性添加的关键步骤线分裂或合并时属性的处理新线的属性可以从原始线的属性导出。对于线专题而言，有两种类型。Single（单一）Range（范围）Single（单一）single可以选择下列线分裂规则： （1） blank：两个结果记录值为空；（2） copy：原始值拷贝给两个结果记录值（缺省）（3） proportion：结果值将与新线的长度成比例（4） shape length：结果值将是新线的长度（缺省字段为len
28、gth）Single（单一）single可以选择下列合并规则：（1）blank：结果记录值为空（2）copy：（3）proportion：（4）add：原始值加到一起形成结果记录（5）average：原始值平均值形成结果记录分裂前分裂前分裂规则设置分裂规则设置分裂后分裂后分裂示例分裂示例合并前合并前合并后合并后合并规则合并规则合并示例合并示例Range（范围）字段处理规则Range字段是指在专题属性表中与另一字段成对出现、表示起始终止范围的字段。如街道专题属性表通常包含成对的门牌号范围信息，一个代表起始地址，另一个代表终止地址。ArcView支持两类Range字段：Adress: 地址值。值的
29、奇偶性被维护。如果地址范围是偶则结果为偶。Continuous:连续的值，不维护奇偶性，结果值可以为奇，也可以为偶。基本操作（二）面要素的编辑 1.面要素的snapping结合环境的设置 步骤:(1)设置view- properties (2)设置theme-properties-editing-snapping环境设置 2.面要素的分裂和合并 步骤:(1)添加属性：tables-edit add fields (2)设置分裂（合并）规则：theme prppertities-slip(union) rule (3)进行分裂和合并:选中要进行分裂（合并）的对象- slip(union)操作注：
30、分裂和合并和合并规则的设置是对合并要素属性的更新 3. subtruct/intersect/combine工具的使用 subtruct:将所选两个多边形的公共部分进行分离 选择-subtruct Combine:将公共部分删除 选择 - conbine intersect:保留公共部分 选择 intersectu自动计算多边形线要素的面积:在多边形要素专题的属性表中增加一个字段Area,数据类型为数值型(Number),选中字段Area,执行菜单命令:Field-Calculate 在出现的对话框中,Fields 列表中,请选中字段Area ,在输入框中输入 Shape.ReturnArea
31、 ,点击确定按钮.u线段自闭合：选择中对象，对shape字段进行calculate,命令：Shape = Polygon.Make(Shape.AsList).AsPolyline创建空白多边形专题为多边形专题设置结合环境结合环境的设置有如下几种类型：Snap to Vertex：结合顶点到已有多边形的最近顶点上Snap to Boundary：结合顶点到已有多边形的最近线段上Snap to Intersect：结合顶点到最近的多个多边形的公共结点上添加多边形要素创建不规则多边形创建圆创建矩形交互式环境的应用交互式环境的应用分裂前分裂前分分裂裂线线分裂后分裂后分分裂裂后后效效果果分裂多边形合并
32、多边形创建圈饼多边形多边形相减多边形的交集为多边形添加属性 属性数据的添加与线、点要素的属性数据的添加同理。多边形分裂或合并是属性的处理多边形分裂是专题属性的分裂规则：Blank：两个结果记录值为空Copy：原值复制伪两个结果记录值（缺省）Proportion：结果值与新生成的多边形的面积成正比Shape Area：结果值为新多边形的面积（缺省字段为Area）Shape Perimeter：结果值为新多边形的周长（缺省字段为Perimeter）为多边形专题属性表的字段建立属性更新规则Vertex Edit的编辑功能：移动顶点增加顶点删除顶点改变线单条线的形状改变两条线的形状改变两条线的一条公共
33、线段移动一组线的公共结点例：基本操作基本操作顶点编辑（顶点编辑（Vertex Edit）工具的使用）工具的使用多边形要素的编辑改变单个多边形的形状改变两个多边形的公共边界改变前改变前改变方法改变方法改变后改变后改变效果改变效果移动一组多变性的公共结点 与改变两个多边形之间的公共边界类似，只是所有的多边形都会发生改变。 影像数据的操作 Arc View用到的影像大多是扫描地图或地球表面的照片。航空影像可以在视图中为其他专题数据提供真实的背景，卫星影像可以补充与天气情况、洪水灾情、土地利用等相关的现势信息，还可以利用影像专题作底图创建和更新矢量空间数据。ArcView 支持的影像数据格式BSQ、B
34、IL、BIPERDAS LAN、GISERDAS IMAGINEJPEGBMPRun-length Compressed FileSun Raster FileTIFF、TIFF/LZW、GEOTIFFArc/Info Grid 格式的栅格数据。影像数据的加载EXtentions对照图对照图属性数据库的操作1.属性数据库操作的基本内容2.数据的链接与联接第三讲第三讲 表表 格格 第三讲 表 格 ArcView 的表格模块（Tables）主要用于对表格类数据进行输入、管理、分析和查询的功等操作。同时，系统采用专题属性表来表示地理要素的属性，通过Shape字段与专题要素(Feature)建立一一对
35、应关系。ArcView表格的基本概念ArcView表格文档可分为两类： 专题属性表 独立表ArcView表格为动态表（总是指向所代表的表 格数据源）表格能否编辑取决于表格的数据源格式。添加表格数据1. 自动加载空间数据的属性表 在加入专题作为空间数据源时系统自动加载 其属性表2. 加载dBASE、文本文件或INFO文件3. 加载数据库表格数据加载dBASE、文本文件或INFO文件加载数据库表格数据创建新表格新表格的创建步骤：点击Table后单击New按钮或双击Table在出现的对话框中输入新表的文件名及路径创建新表为新表添加字段（在Edit菜单中选取Add Field进行字段添加，重复操作此步
36、骤完成字段的添加）为新表添加记录（在Edit菜单中选Add Record 进行记录添加，重复操作此步骤完成记录的添加）完成数据添加后在Table菜单中选Stop Edit完成表格的创建。 全部选择反选统计成图查找选择统计计算排序显示信息选择记录编辑不选编辑利用基本工具进行属性数据的查询、选择、排序、计算和统计。ArcView表格工具的功能在工程窗口中添加、打开、关闭、删除和重命名表格表格字段和记录的编辑表格的排序设置表格属性表格统计基本操作：在工程窗口中添加、打开、关闭、删除和重命名表格查看工程中的表格 tables打开、关闭表格 table-open(*.dbf) 输入dBASE、INFO、
37、带格式的文本文件和外部数据库文件 table-add改名 table-properties删除表格 选中要打开的表格-delete存储对表格文档所做的处理 点击保存工具 表格字段和记录的编辑添加和删除字段添加和删除记录编辑记录计算字段值 table-field-caculate记 录record字 段field基本操作：基本操作：属性表字段编辑 根据提供的数据结构表编辑字段名（Name），字段类型（Type），字段长度（Width），以及数值（Number）类型字段的小数位数（Decimal Places）。其中字段类型分为数值型（Number）、字符型（String）、逻辑型（Boolean
38、）、日期型（Date）。可在editedit菜菜单中分别对record和field进行增加、删除的操作。表格的排序 按升序排列 sort ascending 按降序排列 sort discending前置选中记录 promote基本操作：基本操作：设置表格属性指定字段的显示与隐藏 table-properties为字段指定别名 table-properties改变表格字段的显示宽度和排列顺序 鼠标拖拉表格统计使用Summarize按钮可以基于某字段值进行统计，并将统计结果存放在一个新表格中。 Tablefield-summarizeu统计选中记录u统计全部记录 基本操作：基本操作：表格链接（J
39、oinJoin）与表的关联（linklink）1.表格链接： 通过表格的公共字段值将两个表格的数据拼接到一起。 链接条件：基于表格的公共字段进行，且数据类型必须相同链接条件：基于表格的公共字段进行，且数据类型必须相同。2.表的关联： 通过表格的公共字段值将两个或多个表格的数据关联起来。 Nonamea1Noa2a3Noa4a5121212Nonamea112Noa2a312Noa4a512link关联条件：基于表格的公共字段进行，且数据类型必须相同关联条件：基于表格的公共字段进行，且数据类型必须相同相同：形成条件相同；区别：Join形成一个表 Link只在形成一种关联关系。 练习一：空间数据与
40、属性数据的链接数据：数据：wp.shp, wpdata.shpwp.shp, wpdata.shp1.1.启动启动ArcViewArcView，打开一个新视窗，将，打开一个新视窗，将wp.shpwp.shp添加到视图中。从添加到视图中。从ThemeTheme下接下接菜单中选择菜单中选择Tablers Tablers 打开打开wp.shpwp.shp主题表；主题表；2.2.保持项目窗口呈激活状态。点击保持项目窗口呈激活状态。点击TableTable与与AddAdd，打开，打开Add TableAdd Table对话框。对话框。点击点击wpdata.dbfwpdata.dbf来添加表格；来添加表格
41、；3.3.至此，打开了两个表格。用两表的至此，打开了两个表格。用两表的IDID作为关键字段把作为关键字段把wpdata.dbf(wpdata.dbf(源表源表) )中的数据连接到主题表（目标表）中去；中的数据连接到主题表（目标表）中去；4.4.点击点击wpdata.dbfwpdata.dbf中的中的IdId字段使之激活，点击主题表中的字段使之激活，点击主题表中的Id Id 使之激活；使之激活；5.5.点击点击JoinJoin按钮，连接按钮，连接wpdata.dbfwpdata.dbf与与wp.shpwp.shp主题表。主题表。6.Theme convert shp to 6.Theme con
42、vert shp to 另存为一文件。另存为一文件。练习二：空间数据与属性数据的关联1.启动ArcView,打开一个新视窗，把wp.shp加到新视窗中。从Theme下拉菜单中选择Table以打开wp.shp主题表；2.确认项目视窗处于激活状态。点击Table和Add来打开Add Table对话框。确认对话框中的文件类型是dBASE。点击wpdata.dbf与wpact.dbf,将它们作为新表加进来；3.排好wp.shp、wpdata.dbf和wpact.dbf这三个表的位置，使之在屏幕上都能看得到。Wpdata.dbf与wpact.dbf是含有wp.shp的附加属性的dBASE文件。在关联中，
43、wpdata.dbf与wpact.dbf称为源表，wpdata.dbf主题表称为目标表；4首先，用两个表中的ID作为关联项，将wpdata.dbf关联到wp.shp主题表。点击wpdata.dbf中的ID和wp.shp主题表中的ID。然后从Table下拉菜单中选择Link。重复，wpact.dbf关联到wp.shp主题表；5. 点击wp.shp主题表中一条记录，该记录高亮显示，同时wpdata.dbf和wpact.dbf中的相关记录以及wp.shp中被选 中的地图要素也高亮显示。练习三：属性分类1. 确认wp.shp仍在视窗中，wpdata.dbf中的属性数据与wp.shp主题表被连接；2 E
44、lev代表一个植被群丛的平均海拔，将elev的值分成5类：50。3.增加一个新的字段用于保存分类结果；4.用Query Builder，按逻辑表达式分别求出符合条件的值，并用calculate进行计算，最后保存。第四讲 查询分析地理信息可以分为相互关联的两类，即空间数据和属性数据。ArcView为这两类数据的互动查询提供了有力的工具。Identify（查询）工具查询Select Feature （选择要素）工具查询用选择要素工具选择要素用选择要素工具改变要素的选择集改变选择集中要素的显示颜色清空选择集通过选择专题属性表记录来选择要素通过排序属性查找重要的要素一、属性查询一、属性查询FindFi
45、nd（搜索）工具查询Query BuilderQuery Builder（查询表达式生成器）工具 查询用统计图查询要素二、空间查询空间关系查询时利用地理要素之间的空间关系来查询要素，这也是GIS有别于其他桌面制图系统的重要功能。ArcView的查询功能有：空间邻近性查询多边形空间关系查询相交性查询空间邻近性查询 空间邻近性查询是基于要素之间的邻近性来发现要素、查询数据。查找的对象是落在距指定要素一定距离之内的要素，或者是与指定要素相邻的要素。可以查询不同专题中相邻、相近的要素。 查找落在指定距离之内的要素。 Select Features Using GraphicSelect Feature
46、s Using Graphic查找落在给定要素某距离之内的要素查找与指定要素邻近的要素空间查询的练习：1.查找位于Edmonton(city.shp)市100km以内或位于Peace（river.shp）100km以内的道路(road.shp);2.查找位于Edmonton(city.shp)市100km以内且位于Peace（river.shp）100km以内的道路(road.shp);多边形空间查询 多边形关系查询是ArcView重要查询功能之一，它支持对一个专题中的点、线、多边形要素完全落入另一专题的多边形进行查询，还支持对专题中多边形完全包含另一个专题中指定的点、 线、面的查询。查询落入
47、多边形内的要素查找落入另一专题的多边形中的要素查找出有查找出有完全落入完全落入高速公路高速公路的州的结的州的结果果查找落在指定多边形内的要素找出落入找出落入州的道路州的道路Are Completely Within相交性查询 要素相交是一种常见的空间关系。相交性要素相交是一种常见的空间关系。相交性查询是查询与其他要素相交或重叠的要素。在查询是查询与其他要素相交或重叠的要素。在地图上可以观察到线要素与线要素的相交，如地图上可以观察到线要素与线要素的相交，如道路穿过河流；多边形与线相交，如土地地块道路穿过河流；多边形与线相交，如土地地块与城市管线的交叉；多边形与多边形重叠，如与城市管线的交叉；多边
48、形与多边形重叠，如洪水淹没区与某地块的重叠等。洪水淹没区与某地块的重叠等。查找与指定线或多边形图形相交的要素查找前查找前查找结果查找结果查找与另一专题中所有要素相交的要素处理查询结果 对于查询需求而言，仅仅显示所选要素对于查询需求而言，仅仅显示所选要素的属性是不够的。有时还需要用的属性是不够的。有时还需要用ArcView从从选择的要素中获取统计资料。如已经选择了选择的要素中获取统计资料。如已经选择了一个特定的地块集，还想从中进一步求出这一个特定的地块集，还想从中进一步求出这些地块的总面积和平均值。些地块的总面积和平均值。对换选择集和非选择集对所选要素进行统计对所选要素进行累加统计打印所选要素的
49、属性输出所选属性数据输出所选属性数据用统计图图示所选要素属性用统计图图示所选要素属性显示和注记所选的要素显示和注记所选的要素将所选要素存入新专题 Arcview 空间查询和分析空间查询和分析 一、属性查询一、属性查询二、空间查询二、空间查询综合练习综合练习数据准备：C:ESRIAV_GIS30AVTUTORARCVIEWqstartcustomers.dbf查询：销售量(sale)位于前五位的商店（store）。一、属性查询1.打开新的工程文件，点击Table中的Add按钮，选择customers .dbf文件2.点击Query Builder 查询按钮，选择类型为百货商店。3.再打开Them
50、e Table,黄色的就是百货商店。4.选择表中的Sales字段名，再点击排序按钮，最后点击提升按钮，前五位即为销售量最高的百货商店二、空间查询分析：二、空间查询分析：已知数据： C:ESRIAV_GIS30AVTUTORARCVIEWqstar.prj美国各洲分布图（poly）;US States.shp美国各洲销售额表；Sales.dbf美国城市分布图（point）;Uscities.shp查询亚特兰大城市三百米范围内，销售额为一级的城市(125000)。提示：先将美国各洲分布图与销售额表提示：先将美国各洲分布图与销售额表join 找到销售额小于找到销售额小于125000的州；的州； 从城
51、市中找到亚特兰大；从城市中找到亚特兰大； 查找目标城市。查找目标城市。二、空间查询分析：二、空间查询分析：1. 直接打开工程文件C:ESRIAV_GIS30AVTUTORARCVIEWqstar.prj，选择United States，打开。(Join)2.美国地图被打开3.选择窗口中的.qstar.apr。4.选择Table的Add5.弹出对话框，选择qstar文件夹的sales.dbf文件。6.弹出一个表格，即销售。7.激活美国地图后，再激活US States theme，点击Open Theme Table弹出对话框，即属性。8.再激活销售表，我们发现两个表格在各州的名称上是一样的，就可
52、以连接了。9.分别点击两个表的State再点Join。10.两个表连接起来了。 11. 11.下面开始对图例编辑，双击下面开始对图例编辑，双击US StatesUS States在在Table of ContentsTable of Contents中，选择中，选择Graduated Graduated ColorColor，如图所示。，如图所示。12.在中Classification Field选择Total，在Color Ramps选择Greens to Oranges dichromatic，然后倒转颜色代表的销售额。13.这样根据销售额美国就被分区。14.加题目，即在图上加上美国的城市
53、名。点击Add Theme，在对话框中选择qstar中的uscities.shp文件。打开。15.这样美国的城市添加成功（如图）16.对新加的图例进行编辑，双击US cities弹出对话框再进行编辑。17.如图所示，城市出现在图上。18.按要求只需要8万人以上的城市，先点击Theme Properties，再点Query Builder进行操作，将人口设置为8万人以上。19.再把UScities改为Large cities20.这样地图上的城市都在8万人以上。21.现在再找出配送中心城市亚特兰大的位置，点击Find再输入Atlanta，点ok。22.图上黄色一点就是亚特兰大。 23.在Them
54、e menu中选Select By Theme选择离亚特兰大300英里的城市。24.选择Are Within Distance Of再输入300英里。点击New Set。25.这样黄色的点就代表离亚特兰大距离300英里的城市。26.点击Zoom to Selected Features放大这一区域，便于观察。27.在Theme menu中选Auto-label自动作标签，在每个点附近标上城市名称。28.从图上的颜色版块可知，Lexington-FayetteHuntsvilleBirminghamandMontgomery四个城市满足题意。第五讲 制图设计ArcView的视图作为交互式地图用来
55、显示数据。在很多应用中，还需要为视图加上标题、比例尺、图例、指北针、描述文本以及图廓线等附件将视图打印出来。利用Arcview的Layout（图版）模块提供的功能，可以满足用户设计和制作地图的要求。创建新图版导入视图l打开视图l从View菜单选择Layout选项l在出现的Template Manager对话框中选取合适的图版模版l点击Ok即可生成新的图版在空白图版上添加元素l激活Project窗口l双击图版图标或单击图版图标并按New即可图版页面参数设置设置图版网格建立图版页面图版页面参数设置图版页面参数设置设置图版网格设置图版网格操作图版中的视图Live Link（动态链接）： 决定在视图框
56、架与视图之间是否保持实时链接，即视图的变化即时在图版中反映出来。Scale（比例尺缩放）： 决定视图框架内视图的范围和比例尺。Extent（地理范围）: 控制视图在视图框架中显示的地理范围。Display（显示）： 控制对视图内容显示的刷新。Quality（质量）：控制视图框架内容显示和打印的质量。添加制图元素添加视图添加比例尺条添加图例添加指北针添加统计图添加表格添加图片（GIF、EPS、Postscript、Tiff、BMP 、JPG）添加文本和其他图形编排制图元素鼠标拖放改变制图元素的尺寸和位置输入坐标和尺寸指定制图亚unsude 尺寸和位置对齐制图元素剪切、复制和删除制图元素使用Sim
57、plify（分解）选项编辑制图元素输出图版图版打印输出图版为其他数据格式保存图版为设计模版第六讲第六讲 GIS空间分析空间分析方法方法主要分析方法：一、叠加分析 矢量叠加二、缓冲区分析三、三维分析和表面分析 利用数字高程模型进行地形图制图与分析四、空间插值 进行IDW空间插值 叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。是将两幅要素图的几何形状和属性组合在的手段之一。是将两幅要素图的几何形状和属性组合在一起而生成输出地图。两幅地图之一称为输入地图，另一起而生成输出地图。两幅地图之一称为输入地图，另一幅称为叠加地图。输出地图的几何形状或
58、空间地图和一幅称为叠加地图。输出地图的几何形状或空间地图和叠加地图的总和，大于两者之和。输出地图的每个地图叠加地图的总和，大于两者之和。输出地图的每个地图要素包含输入和叠加地图的属性的组合。要素包含输入和叠加地图的属性的组合。（一）叠加分析的基本原理和类型（一）叠加分析的基本原理和类型1.基本原理基本原理 一、叠加分析一、叠加分析2.2.基本类型基本类型矢量叠加矢量叠加栅格叠加栅格叠加视觉叠加视觉叠加矢量数据结构矢量数据结构 矢量数据结构是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体的空间分布的一种数据组合方式。栅格数据结构栅格数据结构 基于栅格模型的数据结构简称栅格数据结构，是指
59、将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。栅格数据结构表示的是二维表面上的要素的离散化数值，每个网格对应一种属性。网格边长决定了栅格数据的精度。空间分辨率：一个像元所代表的地面实际面积的大小。分辨率的确定：以保证最小多边形的精度来确定网格的尺寸。分辨率需要的像元（网格单元）100m10000个10m1000000个面积100KM2的区域矢量与栅格数据结构的比较 矢量数据结构的优缺点：优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。 具体来说优点有：表达地理数
60、据精度高严密的数据结构，数据量小用网格链接法能完整地描述拓扑关系，有利于网络分析、空间查询图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现图形输出美观缺点有：数据结构较复杂软件实现技术要求比较高多边形叠合等分析相对困难现实和绘图费用高栅格数据的优缺点：优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；缺点为数据量大，投影转换比较复杂。具体来说优点有：数据结构相对简单空间分析较容易实现有利于遥感数据的匹配应用和分析空间数据的叠合和组合十分容易方便数学模拟方便技术开发费用低缺点有：数据量较大，冗余度高，需要压缩处理定位精度比矢量的低拓扑关系难以表达难以建立网络连接关系投影变形花时间地图输出不精美
61、两者比较：栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。 2.基本类型基本类型矢量叠加分析矢量叠加分析 拓朴叠加之前，假设每一层都是平面增强的（已拓朴叠加之前，假设每一层都是平面增强的（已建立了完整的拓朴关系），当两层数据叠加时，结果也建立了完整的拓朴关系）
62、，当两层数据叠加时，结果也必然是平面增强的。必然是平面增强的。 拓朴叠加能够把输入的特征属性合并到一起，实现拓朴叠加能够把输入的特征属性合并到一起，实现特征属性在空间上的连接；拓朴叠加时，新的组合图关特征属性在空间上的连接；拓朴叠加时，新的组合图关系将被更新。系将被更新。点与多边形叠加线与多边形叠加多边形与多边形叠加(1)(1)点与多边形叠加点与多边形叠加 计算多边形对点的包含计算。通过计算每个点相计算多边形对点的包含计算。通过计算每个点相对于多边形的位置，进行点是否在一个多边形中的空对于多边形的位置，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。间关系判断。 (2)(2)线与多边形叠加线与多边形叠
63、加 是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。线是否落在多边形内。 (3)(3)多边形与多边形叠加多边形与多边形叠加 是最常见的叠加操作。输出地图是将地图和叠是最常见的叠加操作。输出地图是将地图和叠加地图的多边形边界组合在一起，生成一套新的多加地图的多边形边界组合在一起，生成一套新的多边形。每个新的多边形携带了两幅地图的属性。边形。每个新的多边形携带了两幅地图的属性。 栅格数据结构空间信息隐含属性信息明显，栅格数据结构空间信息隐含属性信息明显，可以看作是最典型的数据层面，通过数学关系建立可以看作是最典型的数据层面，通过数学关系建立不同数据层
64、面之间的联系是不同数据层面之间的联系是GISGIS提供的典型功能。空提供的典型功能。空间模拟尤其需要通过各种各样的方程将不同数据层间模拟尤其需要通过各种各样的方程将不同数据层面进行叠加运算，以揭示某种空间现象或空间过程。面进行叠加运算，以揭示某种空间现象或空间过程。这种作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加这种作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算，地理信息系统中称为地图代数。是栅格图层运算，地理信息系统中称为地图代数。是栅格图层进行叠加的一种重要形式。进行叠加的一种重要形式。栅格图层叠加栅格图层叠加（1 1）基于常数对数据层面进行的代数运算）基于常数对数据层面进行的代数运算（2 2）
65、基于数学变换对数据层面进行的数学变换）基于数学变换对数据层面进行的数学变换（3 3）多个数据层面的代数运算。）多个数据层面的代数运算。（1 1）代数运算：）代数运算：（2 2）二值逻辑叠加）二值逻辑叠加 视觉信息叠加是将不同层面的信息内容叠视觉信息叠加是将不同层面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其相互空间关系，获得更为丰富的空间信息。相互空间关系，获得更为丰富的空间信息。 视觉叠加视觉叠加（1）点状图、线状图和面状图之间的叠加显示；）点状图、线状图和面状图之间的叠加显示；（2）面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题）面状图区域边界
66、之间或一个面状图与其他专题 区域边界之间的叠加；区域边界之间的叠加；（3）遥感影像与专题地图的叠加；）遥感影像与专题地图的叠加；（4）专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图。）专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图。（二（二 ）ArcView中叠加分析的方法中叠加分析的方法 如果输入地图具有与叠加地图相同的区如果输入地图具有与叠加地图相同的区域范围，则该区域范围也用于输出地图。但域范围，则该区域范围也用于输出地图。但是，如果输入地图区域范围与叠加地图不同，是，如果输入地图区域范围与叠加地图不同，那么输出地图的区域范围将依所用叠加方法那么输出地图的区域范围将依所用叠加方法而不同。常用的叠加方
67、法分别为联合而不同。常用的叠加方法分别为联合（UnionUnion），相交（），相交（IntersectIntersect）和层叠加）和层叠加（Identity/ARCinfoIdentity/ARCinfo）。）。(一一)主要叠加方法主要叠加方法1.Union 通过把两幅地图的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的所有地图要素，要求输入图层均为多边形,布尔运算使用关键字OR，即（输入地图）OR（叠加地图）。 UNION法在输出图层中保留了两个输入专题图的全部范围UNION2 Intersect 仅仅保留落在地图和叠加地图共同区域范围的那些要素。仅仅保留落在地图和叠加地图共同区域范围的
68、那些要素。INTERSECT使用的布尔运算使用关键字使用的布尔运算使用关键字AND，即（输入地图），即（输入地图）AND（叠加地图）。可用（叠加地图）。可用于于INTERSECT的输入地图可以包含点、线或多边形。的输入地图可以包含点、线或多边形。 INTERSECT法在输出图层中仅保留两个叠加图层的共同区域法在输出图层中仅保留两个叠加图层的共同区域INTERSECTINTERSECT3. IDENTITY 仅保留落在由输入地图定义的区域范围内的地图要素。以布尔运算表示为：仅保留落在由输入地图定义的区域范围内的地图要素。以布尔运算表示为：（输入地图）（输入地图）AND（叠加地图）（叠加地图）OR
69、(输入地图输入地图)。输入地图区域之外的叠加。输入地图区域之外的叠加地图的要素不在输出地图上出现。可用于地图的要素不在输出地图上出现。可用于INDENTITY的输入地图可以包含点、的输入地图可以包含点、线或多边形。线或多边形。 （三）存在的主要问题（三）存在的主要问题-碎多边形（碎多边形（SLIVERS） 破碎多边形的出现主要是由于数字化时采点误破碎多边形的出现主要是由于数字化时采点误差、数据来源中边界的不完全一致或解译出现的误差、数据来源中边界的不完全一致或解译出现的误差，倒致两幅图边界相交形成碎多边形差，倒致两幅图边界相交形成碎多边形. . AcrView中图层的叠加步骤1.将要叠加的专题
70、添加到view中，file-extensions-geoprocessing.2.view-geoprocessing wizardintersect two themes(union two themes)二、缓冲区分析基于邻近的概念，缓冲把地图分为两个区域：一个区域位于所选地图要素的指定距离之内，另一个区域在指定距离之外。在指定距离之内的区域称为缓冲区。为了缓冲而选的地图要素可以是点、线或面。围绕点的缓冲开成圆形缓冲区。围绕线的缓冲形一系列长条形缓冲带。围绕多边表的缓冲表成由多边形边界向外延伸的缓冲带。缓冲分析就是在点、线、面实体（缓冲目标）周围建立一定宽度范围的多边形。换言之，任何目标所
71、产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。227ArcView中缓冲区分析的步骤1.打开一个view，view-properties设置单位为m2.Theme-create buffer.综合练习：缓冲、叠加的应用模拟实际项目的应用分析，要求用下列指标选模拟实际项目的应用分析，要求用下列指标选择寻找一个新大学水产养殖实验室的适宜地点：择寻找一个新大学水产养殖实验室的适宜地点： 1.1.首选土地利用为灌木林地（如首选土地利用为灌木林地（如landuse.shplanduse.shp中的中的lucode=300lucode=300） 2. 2.选择适宜开发的土壤类型（如选择适宜开发的
72、土壤类型（如soils.shpsoils.shp中的中的suit=2suit=2） 3. 3.地点必须离下水道管线地点必须离下水道管线300m300m范围之内。范围之内。步骤：1.启动启动ArcViewArcView，添加，添加GeoprocessingGeoprocessing扩展模块，把扩展模块，把sewers.shpsewers.shp、landuse.shplanduse.shp和和soils.shpsoils.shp加到视图中；加到视图中；2.2.设置地图单位和距离单位为设置地图单位和距离单位为m,m,以以300m300m为缓冲距离对为缓冲距离对sewers.shpsewers.sh
73、p作缓冲，保存文件名为作缓冲，保存文件名为sewerbuf.shpsewerbuf.shp；3.3.对对soils.shpsoils.shp和和landuse.shplanduse.shp作叠加操作，选择方法为作叠加操作，选择方法为union,union,保存文件为为保存文件为为landsoil.shplandsoil.shp；4.4.叠加叠加landsoil.shplandsoil.shp与与sewerbuf.shpsewerbuf.shp，选择方法为，选择方法为intersectintersect，输出文件名为，输出文件名为finalcov.shpfinalcov.shp；5.5.对对fi
74、nalcov.shpfinalcov.shp做查询分析。用做查询分析。用Query BuilderQuery Builder选择满选择满足以下指标的多边形：足以下指标的多边形：lucode=300and suit =2lucode=300and suit =2栅格数据分析栅格数据模型使用一种覆盖空间的规则格网，使其每个格网单元值对应于该单元位置的空间现象的特征。647102520191681215212534221511172432302721121425313932251472029323323211232026282520161342023231812994171817128323最常见的
75、栅格数据分析方法： 局部运算 领域运算 分区运算 距离量测局部运算是一个单元接一个单元运算，由单个或多个输入格网生成一个新的格网，新格网的单元值由输入与输出的关系函数计算而成。单一格网的局部运算：15.216.018.517.818.319.618.019.120.2算术+，绝对值，整型，浮点型对数指数，对数三角函数Sin,cos, tan, arcsin, arccos, arctan幂平方，平方根，幂8.649.0910.4810.0910.3711.0910.8119.111.42EG：百分数表示的度表示为以度表示的度：百分数表示的度表示为以度表示的度：slope_d=57.296*ar
76、ctan(slope_p/100)多个格网的局部运算与把空间和属性数据结合起来的矢量地图叠加类似，但效率更高。可作更多的运算，包括概要统计（最大值、最小值、值域、总和、平均值、中值等）321210211111010111432220322EG：对两个格网数据作：对两个格网数据作sum运算：运算：ArcView中的局部运算：Map calculator两格网数据相加（grid1+grid2) evaluate两格网数据组合bine(grid2) evaluate案例分析案例分析(栅格数据分析文件夹栅格数据分析文件夹)爱达荷州年均降水量爱达荷州年均降水量(precipgd.grd)；流域界线（流域
77、界线（hucgd.grd），）， 求（求（1）降水）降水*100+523 （2）（降水量）（降水量+流域界线）流域界线）/1000步骤步骤(1):arcview-analysis-map calculation:precipgd.grd 8 100 +523 (2)同上同上应用：通用土壤流失方应用：通用土壤流失方程（程（USLEUSLE）采用）采用6 6个环境个环境因素，因素， A=PKLSCPA=PKLSCPA A为水土保持措施因素；为水土保持措施因素；R R为降水强度；为降水强度；K K为土壤为土壤可蚀性；可蚀性；L L为坡长；为坡长；S S为为坡度；坡度；C C为耕作因素；为耕作因素；P
78、 P为水土保持措施因素。为水土保持措施因素。把个因素转为栅格数据，把个因素转为栅格数据，通过局部运算产生土壤通过局部运算产生土壤平均流失量的输出格网平均流失量的输出格网数据。数据。领域运算（neighborhood statistics）：涉及一个中心点单元和一组环绕单元，用领域内的单元值与中心值点的单元值作计算或仅用领域内的单元值作计算，然后把计算值赋给中心点单元。作领域内1/5求和=原格网数据55510 15 15 4015520 10 10 20 15545 10 15 30 30 1015 30 30 10 20 25 4010 10 15 10 20 25520 10 25 25 2
79、0 25 3515 15 15 20 25 30 4555510 15 15 4015 23 25 25 31 31 15529 29 31 34 40 1015 34 35 32 37 41 4010 33 33 35 36 43520 27 29 35 40 25 3515 15 15 20 25 30 45 案例分析：高程数据Emidalat ，分辨率30,求3*3领域内的相对起伏度（最大值与最小值之差）步骤：步骤：（1）利用）利用arcview-analysis-neighborhood statistics分别求出最分别求出最大值（大值（grdmax）和最小值）和最小值(grdmin
80、)（2）arcview-analysis-map calcultion，grdmax-grdmin分带运算：分析每一分区内的格网特征ArcView中用Summarize zones完成要求：分带数据，统计数据均为格网数据可统计各分区内统计数据的各项统计特征值 案例分析：案例分析：爱达荷州年均降水量爱达荷州年均降水量(precipgd.grd)；流域界线；流域界线（hucgd.grd），求各流域内年降水量的最大值、最小值、均），求各流域内年降水量的最大值、最小值、均值、范围、总和、标准差等统计量。值、范围、总和、标准差等统计量。步骤步骤（1）将要统计的数据（）将要统计的数据（precipgd.g
81、rd）处于激活状态；）处于激活状态；（2）arcview-analysis-summarize zones选择要统计的数据选择要统计的数据precipgd然后再然后再选择选择界线界线hucgd.grd，即可得到要统计的量。，即可得到要统计的量。重分类运算（Reclassify）空间信息的再分类分为两类空间信息的再分类分为两类: :一类是基于地理信息的非空间属性如高程、产值、性质一类是基于地理信息的非空间属性如高程、产值、性质等进行再分类，它并不改变地物已有的属性值，而只是等进行再分类，它并不改变地物已有的属性值，而只是根据地物的属性，将它们划分到相应的类别中。根据地物的属性，将它们划分到相应的
82、类别中。另一类在分类的方法是通过对地物属性信息经过分类组另一类在分类的方法是通过对地物属性信息经过分类组织产生新的地物特征。对于矢量数据结构中的点、线地织产生新的地物特征。对于矢量数据结构中的点、线地物，可以通过简单的修改属性表中的数值来实现，对面物，可以通过简单的修改属性表中的数值来实现，对面状地物，还需同时改变实体的几何形状和属性。对于栅状地物，还需同时改变实体的几何形状和属性。对于栅格数据，也可通过赋值或简单的计算来获取新的地物，格数据，也可通过赋值或简单的计算来获取新的地物，来达到重新分类的目的（如来达到重新分类的目的（如ArcView ArcView 中的中的ReclassifyRe
83、classify功功能）能） 案例分析：案例分析：高程数据高程数据Emidalat，分辨率，分辨率30，将其分为，将其分为5类：类：1200提示：提示：arcview-analysis-reclassisfy,先确定要分类的先确定要分类的field，然后在，然后在classify中确定要分中确定要分类的级数，然后类的级数，然后old value中进行分类值的修改。中进行分类值的修改。栅格查询（ map query）条件查询，可在多个栅格数据层中进行。距离测量运算：计算与源单元的距离格网中的距离量测遵循节点链接关系。节点代表单元的中心，链接把节点与其邻接单元连接起来，距离是沿链接计算的。可分为自
84、然距离和成本距离。647102520191681215212534221511172432302721121425313932251472029323323211232026282520161342023231812994171817128323自然距离的量测（find distance）分两种情况：第一是连续距离对源单元建立缓冲，形成一系列波状距离带；第二种是对格网中的每个单元确定与其最近的源单元的自然距离。案例分析：案例分析：河流格网河流格网strmgd；高度带格网；高度带格网elevgd，分辨，分辨率均为率均为100m。查找一个植物种类的潜在生长环境，要。查找一个植物种类的潜在生长环境，
85、要求高度带为求高度带为2，且与河流的距离在，且与河流的距离在200m之内。之内。提示（1）创建河流200m的距离带（find distance）； *（2）将河流距离带重分类（reclassify） （3）查询满足条件的生长环境（map query）步骤步骤（1）view property设置设置distance unit为为meter; （2） 让让strmgd处于激活状态，处于激活状态，analysis-find distance，求其距离缓冲带；，求其距离缓冲带； （3）方法）方法analysis-map query中直接对缓冲带和高度进行条件查询；中直接对缓冲带和高度进行条件查询；矢量
86、到栅格的转换（1）单位的设置；（2）最小分辨率的确定步骤步骤（1）在）在view property中设置单位为中设置单位为m； （2）theme 中选择中选择convert to grid，选择要转为，选择要转为grid的字的字段，并设置段，并设置cell大小，保存。大小，保存。矢量栅格分析综合练习：已知，点文件P1.shp和土地利用数据land.shp.试运用所学矢量和栅格空间分析方法，求算距离P点周围5km以内耕地的面积（分别用矢量和栅格的方法）。1. 1. 常用于地形制图和分析的数据源：数字高常用于地形制图和分析的数据源：数字高程模型和不规则三角网程模型和不规则三角网2. 2. 地形制图
87、的不同方法；地形制图的不同方法；3. 3. 地形分析：坡度、坡向、表面曲率、视域地形分析：坡度、坡向、表面曲率、视域分析和分析和流域分析流域分析地形制图与分析地形制图与分析数字地面模型及其应用概念DTMDTM与DEMDEM的概念 定义：DTMDTM（Digital Terrain ModelDigital Terrain Model）数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x x、y y、z z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示。 内容：DTMDTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。 定
88、义：DEM DEM （数字高程模型-Digital Elevation Model-Digital Elevation Model）是一定范围内规则格网点的平面坐标（X X，Y Y）及其高程（Z Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。DEMDEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息。 内容：DEMDEM是一定范围内规则格网点的平面坐标（X X，Y Y）及其高程（Z Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据
89、内插而形成的。 DTMDTM与DEMDEM的区别DTM（数值地形模型）被定义为以数字形式储存的地球表面上所有信息的总和，是描述地面特征和空间分布的数值的集合，是地形表面型态等多种信息的一种数字表示；即在DTM数据中，除地形外，尚可包含资源、环境、人口分布、地价、土地权属、以及土地利用等其他地面特征信息的定量或定性的描述，这些非地形特征的信息与地形信息结合在一起，就构成数值地形模型。由于DTM包含的地形以外的信息，所以如果只考虑地形因子，而不包含其他的讯息，这样的数值模型则称为数值高程模型DEM，一般习惯则统称为DEM。故DEM仅含有X坐标、Y坐标及Z高程值，而利用高程值作所须之分析与应用。等高
90、线是表现地形的方式之一，但也是DEM表现地表的方法，所以利用等高线可以产生DEM；而利用DEM已可产生等高线。但由DEM产生等高线时，需注意准确度，通常利用中、小比例尺的图形来产生DEM较为适当。从DEM整合某类信息，再配合其他地面特征中非地形因子之数值，则成为DTM。地面的高程信息，是所有模型的核心。数字地面模型及其应用数据采集DTM的数据采集数据源决定采集方法：（1）航空或航天遥感图像为数据源（2）以地形图为数据源 （3）以地面实测记录为数据源（4）其它数据源 数字地形模型及其应用表示方法DTM的表示方法主要有规则格网（GRID）表示法和不规则三角网(TIN)表示法，此外还有离散点表示法和
91、数学分块曲面表示法。规则格网（GRID）表示法结构简单、计算方便，但：a.地形简单的地区存在大量冗余数据；b.如不改变格网大小，则无法适用于起伏程度不同的地区；c.对于某些特殊计算如视线计算时，格网的轴线方向被夸大；d.由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征。数字地面模型及其应用表示方法不规则三角网(TIN)表示法克服了高程矩阵中冗余数据的问题，而且能更加有效地用于各类以DTM为基础的计算。但其结构复杂。数字地面模型及其应用表示方法TIN存储方式：129758103641 17 76 63 32 24 45 59 98 811111010数字地面模型及其应用表示方法TIN存储方式：No1
92、22334455963718:9378386NoP1P2P3112321343451:：11678坐标与高程值表三角形表NoXYZP190.010.043.51250.710.067.35367.223.962.68:1010.090.081.036数字地面模型及其应用内插方法DTM的空间内插方法 地形制图等高线法等高线法是最常见的地等高线法是最常见的地形制图法，连接相同高形制图法，连接相同高程的点，等高距代表等程的点，等高距代表等高线之间的垂直距离，高线之间的垂直距离，其排列及模式是地形的其排列及模式是地形的反映。反映。注：等高线不可相交或注：等高线不可相交或在地图中间终止，尽管在地图中间终
93、止，尽管在凹地或孤丘情况下可在凹地或孤丘情况下可自行闭合，但由自行闭合，但由GIS生生成的等高线地图有时会成的等高线地图有时会出现不合规律甚至出错。出现不合规律甚至出错。地形制图垂直剖面法制作剖面图垂直剖面表示高度沿一条线上的变垂直剖面表示高度沿一条线上的变化，手工方法的步骤：化，手工方法的步骤：（1）在等高线图上画一条线；）在等高线图上画一条线；（2）标记等高线与剖面线的每个交）标记等高线与剖面线的每个交叉点，并记录其高程；叉点，并记录其高程；（3）适当提高每个交叉点的高程比）适当提高每个交叉点的高程比例；例；（4）连接各交叉点，绘成垂直剖面）连接各交叉点，绘成垂直剖面图图;自动绘制步骤相同
94、，只不过等高线自动绘制步骤相同，只不过等高线是由高程格网和不规则三角网替代。是由高程格网和不规则三角网替代。地形制图地貌晕渲法地貌地貌晕渲法又称地形晕渲法或晕渲法又称地形晕渲法或阴影法，是在模拟太阳光与地阴影法，是在模拟太阳光与地表要素相互作用下的地形容貌。表要素相互作用下的地形容貌。其视觉效果受控于四个因子。其视觉效果受控于四个因子。太阳方位角太阳方位角是光的来向，变化是光的来向，变化范围为顺时针方向范围为顺时针方向0-360度。度。太太阳高度角阳高度角是太阳光与地平面的是太阳光与地平面的夹角，夹角，0-90度变化。度变化。坡度坡度，0-90度。度。坡向，坡向，0-360度。度。地形制图分层
95、设色法分层设色法是用不同的颜色表示不同的高度带。有助于看出高程的渐变，可用于强调特殊的高度带。地形制图透视图的绘制透视图是地形的三维透视图是地形的三维视图，受控于四个参视图，受控于四个参数：数：观察方位观察方位是观察是观察者对地面的方向，者对地面的方向，0-0-360;360;观察角度观察角度，是观，是观察者所在的高度与地察者所在的高度与地平面的夹角，平面的夹角，0-900-90度度; ;观察距离观察距离是观察者是观察者与地表的距离与地表的距离; ;竖向竖向比例尺比例尺是垂直比例尺是垂直比例尺与水平比例尺的比率，与水平比例尺的比率，又称垂直夸大因子又称垂直夸大因子地形分析坡度坡向的计算(0,0
96、)(1,1)(1,0)Z10Z11Z01POQRSZ00又：又：所有所有坡度，指的是斜坡的度数。坡向定义为坡面法线在水平面上的投影的方向。其中法线，就是垂直于斜坡的直线。 简单的来讲，坡度是指坡面的倾斜程度。坡向是指地形坡面的朝向。 数字地面模型应用坡度坡向的计算坡度坡向表面建模表面建模: : 可视域及可视性分析可视域及可视性分析观测点的可视域观测点的可视域视域是从一个观察点或多个观视域是从一个观察点或多个观察点可视的地面范围。察点可视的地面范围。综合练习：利用数字高程模型进行地形图制图与分析所需数据：高程格网plne;河流的shapefile文件stream.shp1.1创建等高线专题图启动
97、ArcView并加载3D Analyst 和spatial Analyst模块；2.打开新视图，加入格网源数据plne和河流的streams.shp文件，激活plne;3.surface-create contours，输入等高距为100，基础等高线为800；4.点击contours of plne，画出新创建的等高线专题图。1.2创建垂直剖面1.激活streams.shp,选择Usgh_id=167，用于绘制垂直剖面的小支流；2.Theme-conver to 3D shapefile，转为三维shp。在get Z values from 选择surface ,surface 选为plne.
98、格网设为30m,命名为profile.shp，激活；3.显示plne和profile，并激活profile。View-Layout，然后点击profile graph工具按钮。在图版内划定要画垂直剖面的范围沧双方4. Profile graph properties对话框里，设定垂直夸大因子为10，图版显示出所选河流的垂直剖面。1.3创建晕渲专题图1.1.激活激活plneplne，surface- compute hillshade,surface- compute hillshade,选择方位角选择方位角默认值为默认值为315315，高度角默认值为，高度角默认值为4545，即创建晕渲专题图的
99、，即创建晕渲专题图的光源来自西北方向，与地平面呈光源来自西北方向，与地平面呈4545度夹角；度夹角；2.2.点击点击hillshade of plne,hillshade of plne,画出晕渲专题图。画出晕渲专题图。1.4创建透视图1.1.选择选择3D scenes3D scenes文档并双击文档并双击newnew，打开一个单独的和一个，打开一个单独的和一个3Dviewer3Dviewer；2.2.从从3D scene3D scene中中add themeadd theme，把高程格网，把高程格网plneplne加到视图中。加到视图中。Theme-Theme-3Dproperties-su
100、rface,3Dproperties-surface,比例尺为比例尺为1 1：1 1，即无垂直夸大；，即无垂直夸大；3.3.选择不同的工具进行三维视图：选择不同的工具进行三维视图：navigatenavigate以不同的视角和距离观察地面；以不同的视角和距离观察地面；rotate viewerrotate viewer以逆时针方向自动旋转三维视图；以逆时针方向自动旋转三维视图；stopstop停止旋转；还可以放大、停止旋转；还可以放大、缩小、查询或选择；缩小、查询或选择；4.4.在三维视图上叠置河流。在三维视图上叠置河流。3D-add theme-streams.shp3D-add theme
101、-streams.shp。激活。激活streams.shpstreams.shp，theme-conver to 3D shapefile theme-conver to 3D shapefile 选择选择surface zsurface z值选为值选为plne,plne,采样距离为采样距离为30m,30m,命名为命名为strm3d.shp,strm3d.shp,显示显示strm3d.shpstrm3d.shp，河流即叠置于三维表面上。，河流即叠置于三维表面上。1.5创建坡度图1.1.激活激活plne,surface-derive slope;plne,surface-derive slope
102、;2.2.重分类：重分类：analysis-reclassify,analysis-reclassify,改变类型数目；改变类型数目；3.3.重新分类把坡度专题由浮点型转变为了整型，整型格网的重新分类把坡度专题由浮点型转变为了整型，整型格网的好处在于可以显示属性数据。好处在于可以显示属性数据。练习练习2：某地需要对大于：某地需要对大于15度以上的坡耕地退耕还林，现有该区土地利用数据度以上的坡耕地退耕还林，现有该区土地利用数据（land.shp），），DEM（90m），求算需要退耕的面积有多少？），求算需要退耕的面积有多少？练习练习1：在：在plne的基础上生成坡度图，差以的基础上生成坡度图，差
103、以0-5、5-10、10-15、15将坡度进行将坡度进行重分类，统计各级坡地的面积。重分类，统计各级坡地的面积。1.5视域分析所需数据lookout.shp；plne.grd（1）让lookout和plne同时处于激活状态；（2）surface选择calculate viewshed。四、空间插值概念：是用已知点的数值来估算其他点概念：是用已知点的数值来估算其他点的数值的过程。的数值的过程。空间插值方法通常可分为两种：全局和空间插值方法通常可分为两种：全局和局部方法。局部方法。ARC/INFOARC/INFO和和ArcViewArcView中的全局方法ARC/INFO：1-12阶趋势面分析；
104、回归分析。 ArcView没有用于趋势面或回归分析的菜单，但可用avenue程序脚本scripts进行趋势面分析。ARC/INFOARC/INFO和和ArcViewArcView中的局部方法ARC/INFOARC/INFO：泰森多边形；密度估算；反距离权重；薄板张：泰森多边形；密度估算；反距离权重；薄板张力样条和规则样条；普通克里金法和通用克里金法。力样条和规则样条；普通克里金法和通用克里金法。ArcViewArcView：可进入密度估算、反距离权重插值，张力样条：可进入密度估算、反距离权重插值，张力样条和规则样条；和规则样条；Avenue scripts Avenue scripts 程序脚
105、本可运行克里金法程序脚本可运行克里金法反距离权重插值是一种局部方法，它假设未知值的点受较近控制点的影响比较远控制点的影响更大。影响程度用点之间距离乘方的倒数表示。乘方为1表明点之间数值变化率为恒定，该方法称为线性插值法。乘方为2或更高表明越靠近已知点，数值的变化率越大，远离已知点趋于平稳。趋势面插值思路：用一个通过各个空间采样点的空间曲面来模拟地形表面，常用的是二次多项式基本公式：克里金插值（Kriging）思路：首先考虑空间属性在空间位置上的变异分布，确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点属性值是一种求最优线性无偏内插估计量的方法（线性、无偏、最小估计方差）基
106、本步骤：输入原始数据数据检验与分析直方图的计算计算变异函数克里金插值练习1 1：用：用IDWIDW进行空间插值数据：数据：stations.shpstations.shp和和idoutl.shpidoutl.shp1.1.启动启动ArcViewArcView，加载，加载spatial analyst. spatial analyst. 打开新视图，加载打开新视图，加载stations.shpstations.shp和和idoutl.shpidoutl.shp。设置地图单位为。设置地图单位为m;m;2.2.激活激活idoutl.shpidoutl.shp，theme-convert to gri
107、dtheme-convert to grid，输出格网命名为，输出格网命名为idoutlgd,idoutlgd,设置设置output grid cell size output grid cell size 为为2000M 2000M ，单元值选择，单元值选择idoutl_id;idoutl_id;3.3.使用使用idoutlgfidoutlgf作为分析屏蔽掩膜图。作为分析屏蔽掩膜图。Analysis-properties,Analysis-properties,设置设置same as same as idoutlgf idoutlgf 作为作为analysis extentanalysis
108、extent，analysis cell size analysis cell size 为为 2000m 2000m，选择，选择idoutlgdidoutlgd作为作为analysis maskanalysis mask；4.4.将将stations.shpstations.shp插值为一个面。激活插值为一个面。激活stations.shp,surface-interpolate Grid,stations.shp,surface-interpolate Grid,选择选择IDWIDW作为作为methodmethod，选择，选择ann_precann_prec作为作为Z value fiel
109、d,Z value field,选择选择nearest neighbornearest neighbor，默认近邻数为，默认近邻数为1212。选用默认幂为。选用默认幂为2 2，barriersbarriers为为no ;no ;5.5.激活插值面，激活插值面，surface-create contours,surface-create contours,选择选择5 5作为等高距，作为等高距，1010作为基准等高线；作为基准等高线；6.theme-auto-label6.theme-auto-label，可以看到等雨量的值，可以看到等雨量的值。练习2 2：用Avenue ScriptAvenue
110、 Script程序脚本进行趋势面分析所需数据：stations.shp，包含爱达荷州105个气象站数据的SHAPE文件；idoutl.shp，一个显示爱达荷州外轮廓的SHAPE文件；trend.ave，进行趋势面分析用的Avenue Script程序脚本。要求调用Avenue Script程序脚本，使用stations.shp文件中名为ann_prec的属性表，运行趋势面分析。 ann_prec是自19611990年的年平均降水量。启动系统并加载空间分析扩展模块。打开一个新视图，将stations.shp和idoutl.shp加到视图中，并从视图下拉菜单中选择属性，将地图单位设置为米。在Pro
111、ject窗口中点击Script和new打开Script1；在Script菜单中点击按钮，浏览到trend.ave的路径并双击它。在按钮栏中点击编译按钮对该脚本程序进行编译。回到视图界面，双击工具或按钮栏空白处，出现对话框，进行相关设置，并返回到视图。按照以下步骤进行：Grid 1是基于三阶多项式方程输出的趋势面分析网格在趋势面分析网格的基础上绘制等值线。按照设置可自动生成等值线专题Contours of Grid1，将其激活并显示出来，并可进行自动标注。结果图如下：练习3 3：用Avenue ScriptAvenue Script程序脚本进行普通克里金插值分析所需数据：stations.shp
112、和格网idoutlgd；kriging.ave，运行克里金法的Avenue Script程序脚本。要求用线型模型的kriging.ave运行普通克里金法。启动系统，加载空间分析扩展模块设置工作目录Work Directory到你自己的目录下再设置一个空文件夹：D:bookdatachap13打开一个新视图，并把stations.shp和idoutlgd加到视图中。从视图下拉菜单中选择属性，将地图单位设置为米。在Project窗口中点击Script和new打开Script1在Script菜单中点击按钮，浏览到kriging.ave的路径并双击它。在按钮栏中点击编译按钮对该脚本程序进行编译。回到视
113、图界面，双击工具或按钮栏空白处，出现对话框，进行相关设置，并返回到视图。按照以下步骤进行：系统自动生成两个格网：VargridVargrid和grid2grid2（如下图），其中VargridVargrid为估算的离差格网，以下介绍如何将其改变为估算的标准差格网。注意：如果在这一步注意：如果在这一步没有自动生成的话，没有自动生成的话，请检查请检查D:PAGISDATA07路径中是否有路径中是否有vargrid和和info文件夹，将这文件夹，将这两个文件夹删除即可。两个文件夹删除即可。综合练习现要在某地建立生物多样性监测台站，要求该台站土地利用类型为草地或林地、土壤类型非盐碱土非风沙土、离主干道
114、1.5KM以内，并且该台站5KM以内有两个或两个以上的野外台站，试求该台站的适宜位置。(检测站台.shp;土地类型.shp；土壤类型.shp;主干道.shp)练习答案（1）土地类型与土壤类型数据表链接（2）对连接表做空间查询分析:(土地类型=草地或林地 and 土壤类型=非盐碱土非风沙土)，得到-土地土壤.shp（3）对主干道.shp做1.5km的缓冲，得到-主干道缓冲.shp；（4）将得到土地土壤.shp与主干道缓冲.shp进行空间叠加，采用intersect，保留公共部分，得到-主干道土地土壤.shp；（5）将检测站台.shp显示在主干道土地土壤.shp之上，（6）对落入主干道土地土壤.shp中的监测台点一一做5KM缓冲，缓冲区内有两个或两个以上的野外台站的点即为所求点。答：主要用到的空间分析方法有：答：主要用到的空间分析方法有：矢量叠加法、缓冲区分析、数据表链接（矢量叠加法、缓冲区分析、数据表链接（join）和空间查询）和空间查询
