《ArvViewGIS操作》PPT课件.ppt

ArcViewGIS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 能够采集 存储 分析 和显示地理参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 重地理信息理论和方法的研究地理信息系统是技术 表现为软件的形式 工具性 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 硬件 模型 数据 软件 主机 打印机 显示器 绘图仪 存储设备 网络 地理信息系统的硬件组成 地理信息系统的软件系统 ArcGIS MapInfoArcViewMapGIS SuperMap 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 GIS能解决的问题 课程情况 课程操作软件 ArcView课时 32学时考核方式 平时 作业 论文 40 考试 开卷 论文 60 参考书籍 1 李玉龙等 ArcViewGIS基础与制图设计 电子工业出版社 2002 82 樊红等 ArcViewGIS应用与开发技术 武汉大学出版社 2003 13 郑贵洲 晁怡编著 地理信息系统分析与应用 电子工业出版社 2010 1 第一讲ArcView简介及初步 ArcView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Arcview能在Windows和Unix上运行 面向对象Arcview由视图 表格 统计图和图版等对象组成 可作为对象操作 开放性Arcview的系统用户界面 程序运行环境 数据管理均具有良好的开放性 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Oracle INFORMIX Sybase等连接 ArcViewGIS功能 DataManipulation数据处理DataAnalysis数据分析DataPresentation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 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 如果数据存在外部的数据库中为了能够在ArcViewGIS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 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 地图版面设计 将各种制图要素放到一个版面中 视图 图例 文本 图表 比例尺 指南针 Hot Linking 可以将地图上的要素连接到另外的应用程序 定制ArcView ArcViewGIS内嵌了Avenue Avenue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扩展模块和扩展应用 ArcView3 x扩展模块很容易把新的功能加到ArcView3 x 扩展模块是插件 可以加载和卸载 可选的扩展模块ArcViewSpatialAnalyst ArcView3DAnalyst ArcViewImageAnalysis ArcViewTrackingAnalyst ArcViewBusinessAnalyst ArcViewNetworkAnalyst ArcViewStreetMap USA ArcPressforArcView 扩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 ArcViewGUI 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 ArcView的图形用户界面 工程文件和文档 应用程序窗口 菜单栏按钮栏工具栏 状态栏 工程窗口 视图数据表图表图版脚本程序 工程文档 ArcView用户界面构成 ArcViewProject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 通过选择执行某一操作 通过点选图标 选择一种文档类型 通过这些按钮 你可以打开 打印或新建各种文档 ArcView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 GUI的要素 窗口标题栏 Usetoselectawindowandmovewindowsaroundthescreen 菜单栏 ContainsArcViewpull downmenusgroupedbyfunctiontype 工具栏 Clickatoolanditbecomesactive pushedin Applythetoolinsideadocumenttoexecutethefunction 按钮栏 ContainsArcViewcommandbuttons Clickabuttononcetoexecuteafunction 工具提示 HoldthemousepointeroveraButtonorTooltogetitsname AlsolookintheStatusBar ArcView文档类型 Views 视图 包含地图数据 专题 Tables 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 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 ArcViewProjects 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 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 设置专题状态开或关闭专题 主题 的显示激活专题 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arcview createanewproject withanewviewOK 2 创建一个新的专题 view newtheme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 4 保存工程文件 file saveproject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 AddTheme 在 AddTheme 对话框中选择要加载的数据 AddTheme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 MapUnits 和 DistanceUnits 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 视图属性 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 在专题名称上单击 视图控制面板 专题名称 视图区 map 专题显示开关 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 专题检查框 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 HelpTopics 打开帮助系统 第三讲视图的编辑 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 copytheme past Arcview菜单工具说明 二 矢量文件的编辑操作 面 Edit 编辑CutThemes 剪切文档CopyThemes 复制文档DeleteThemes 删除文档UndoFeatureEdit 撤销操作CopFeatureEdit 恢复CutFeatures 剪切所选部分CopyFeatures 复制DeleteFeatures 删除UnionFeatures 融合SubtractFeatures 分离PasteFeature 粘贴Theme 文档工具Stop StartEditing 停止编辑 开始编辑SaveEdits 保存编辑SaveEditsAs 另存为 Auto label 标注属性 文字或号码 常用的工具条 File 文档Close 关闭文档CloseAll 关闭所有文档Print 打印Printsetup 打印设置Exit 退出View 视图NewTheme 新建文档Themeon 打开文档Themeoff 关闭文档Layout 排版设置FullExtent 全屏显示ZoomIn 放大Zoomout 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 Shape AsList AsPolyline 基本操作 创建空白线专题 建立结合 Snapping 环境 过伸线段 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线段上 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 线要素的分裂与合并 线要素的分裂 DrawLinetoSplitFeature 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 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 shapelength 结果值将是新线的长度 缺省字段为length 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 分裂规则设置 分裂后 分裂示例 合并前 合并后 合并规则 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 editaddfields 2 设置分裂 合并 规则 themeprppertities 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 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 subtructCombine 将公共部分删除选择 conbineintersect 保留公共部分选择 intersect 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 点击确定按钮 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 SnaptoVertex 结合顶点到已有多边形的最近顶点上SnaptoBoundary 结合顶点到已有多边形的最近线段上SnaptoIntersect 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 分裂前 分裂线 分裂后 分裂后效果 分裂多边形 合并多边形 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ShapeArea 结果值为新多边形的面积 缺省字段为Area ShapePerimeter 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 VertexEdit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线段移动一组线的公共结点例 基本操作 顶点编辑 VertexEdit 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 改变方法 改变后 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 ArcView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 BIL BIPERDASLAN GISERDASIMAGINEJPEGBMPRun lengthCompressedFileSunRasterFileTIFF TIFF LZW GEOTIFFArc InfoGrid格式的栅格数据 影像数据的加载 EXtentions 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 第三讲表格 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AddField进行字段添加 重复操作此步骤完成字段的添加 为新表添加记录 在Edit菜单中选AddRecord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StopEdit完成表格的创建 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 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 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 DecimalPlaces 其中字段类型分为数值型 Number 字符型 String 逻辑型 Boolean 日期型 Date 可在edit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sortascending按降序排列sortdiscending前置选中记录promote 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 Table field summarize统计选中记录统计全部记录 基本操作 表格链接 Join 与表的关联 link 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 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 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 空间数据与属性数据的链接 数据 wp shp wpdata shp1 启动ArcView 打开一个新视窗 将wp shp添加到视图中 从Theme下接菜单中选择Tablers打开wp shp主题表 2 保持项目窗口呈激活状态 点击Table与Add 打开AddTable对话框 点击wpdata dbf来添加表格 3 至此 打开了两个表格 用两表的ID作为关键字段把wpdata dbf 源表 中的数据连接到主题表 目标表 中去 4 点击wpdata dbf中的Id字段使之激活 点击主题表中的Id使之激活 5 点击Join按钮 连接wpdata dbf与wp shp主题表 6 Themeconvertshpto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AddTable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 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 2Elev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QueryBuilder 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SelectFeature 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 Find 搜索 工具查询QueryBuilder 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 SelectFeaturesUsingGraphic 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 查找出有完全落入高速公路的州的结果 查找落在指定多边形内的要素 找出落入州的道路AreCompletelyWithin 相交性查询 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 如土地地块与城市管线的交叉 多边形与多边形重叠 如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 仅仅显示所选要素的属性是不够的 有时还需要用ArcView从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 打印所选要素的属性 输出所选属性数据 用统计图图示所选要素属性 显示和注记所选的要素 将所选要素存入新专题 Arcview空间查询和分析一 属性查询二 空间查询 综合练习 数据准备 C ESRI AV GIS30 AVTUTOR ARCVIEW qstart customers 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QueryBuilder查询按钮 选择类型为百货商店 3 再打开ThemeTable 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 已知数据 C ESRI AV GIS30 AVTUTOR ARCVIEW qstar prj美国各洲分布图 poly USStates 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join找到销售额小于125000的州 从城市中找到亚特兰大 查找目标城市 二 空间查询分析 1 直接打开工程文件C ESRI AV GIS30 AVTUTOR ARCVIEW qstar prj 选择UnitedStates 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 Add 5 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 USStatestheme 点击 OpenThemeTable 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 下面开始对图例编辑 双击 USStates 在 TableofContents 中 选择 GraduatedColor 如图所示 12 在中 ClassificationField 选择 Total 在 ColorRamps 选择 GreenstoOrangesdichromatic 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名 点击 AddTheme 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 UScities 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 ThemeProperties 再点 QueryBuilder 进行操作 将人口设置为8万人以上 19 再把 UScities 改为 Largecities 20 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 Thememenu 中选 SelectByTheme 选择离亚特兰大300英里的城市 24 选择 AreWithinDistanceOf 再输入300英里 点击 NewSet 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 ZoomtoSelectedFeatures 放大这一区域 便于观察 27 在 Thememenu 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 Fayette Huntsville Birmingham and Montgomery 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 导入视图打开视图从View菜单选择Layout选项在出现的TemplateManager对话框中选取合适的图版模版点击Ok即可生成新的图版在空白图版上添加元素激活Project窗口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 设置图版网格 操作图版中的视图 LiveLink 动态链接 决定在视图框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Simplify 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GIS空间分析方法 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 1 基本原理 一 叠加分析 2 基本类型 矢量叠加栅格叠加视觉叠加 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 栅格数据结构基于栅格模型的数据结构简称栅格数据结构 是指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 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 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 矢量叠加分析拓朴叠加之前 假设每一层都是平面增强的 已建立了完整的拓朴关系 当两层数据叠加时 结果也必然是平面增强的 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 点与多边形叠加线与多边形叠加多边形与多边形叠加 1 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 2 线与多边形叠加 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 3 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 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 通过数学关系建立不同数据层面之间的联系是GIS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 栅格图层叠加 1 基于常数对数据层面进行的代数运算 2 基于数学变换对数据层面进行的数学变换 3 多个数据层面的代数运算 1 代数运算 2 二值逻辑叠加 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 以便研究者判断其相互空间关系 获得更为丰富的空间信息 视觉叠加 1 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区域边界之间的叠加 3 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 二 ArcView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 那么输出地图的区域范围将依所用叠加方法而不同 常用的叠加方法分别为联合 Union 相交 Intersect 和层叠加 Identity ARCinfo 一 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 UNION 2Intersect仅仅保留落在地图和叠加地图共同区域范围的那些要素 INTERSECT使用的布尔运算使用关键字AND 即 输入地图 AND 叠加地图 可用于INTERSECT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 INTERSECT INTERSECT 3 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 输入地图 AND 叠加地图 OR 输入地图 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INDENTITY的输入地图可以包含点 线或多边形 三 存在的主要问题 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 AcrView中图层的叠加步骤 1 将要叠加的专题添加到view中 file extensions geoprocessing 2 view geoprocessingwizard intersecttwothemes uniontwothemes 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 227 ArcView中缓冲区分析的步骤 1 打开一个view view properties设置单位为m2 Theme createbuffer 综合练习 缓冲 叠加的应用 模拟实际项目的应用分析 要求用下列指标选择寻找一个新大学水产养殖实验室的适宜地点 1 首选土地利用为灌木林地 如landuse shp中的lucode 300 2 选择适宜开发的土壤类型 如soils shp中的suit 2 3 地点必须离下水道管线300m范围之内 步骤 1 启动ArcView 添加Geoprocessing扩展模块 把sewers shp landuse shp和soils shp加到视图中 2 设置地图单位和距离单位为m 以300m为缓冲距离对sewers shp作缓冲 保存文件名为sewerbuf shp 3 对soils shp和landuse shp作叠加操作 选择方法为union 保存文件为为landsoil shp 4 叠加landsoil shp与sewerbuf shp 选择方法为intersect 输出文件名为finalcov shp 5 对finalcov shp做查询分析 用QueryBuilder选择满足以下指标的多边形 lucode 300andsuit 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 6 4 7 10 25 20 19 16 8 12 15 21 25 34 22 15 11 17 24 32 30 27 21 12 14 25 31 39 32 25 14 7 20 29 32 33 23 21 12 3 20 26 28 25 20 16 13 4 20 23 23 18 12 9 9 4 17 18 17 12 8 3 2 3 最常见的栅格数据分析方法 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 EG 百分数表示的度表示为以度表示的度 slope d 57 296 arctan 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 EG 对两个格网数据作sum运算 ArcView中的局部运算 Mapcalculator 两格网数据相加 grid1 grid2 evaluate两格网数据组合 grid1 combine grid2 evaluate 案例分析 栅格数据分析文件夹 爱达荷州年均降水量 precipgd grd 流域界线 hucgd grd 求 1 降水 100 523 2 降水量 流域界线 1000 步骤 1 arcview analysis mapcalculation precipgd grd8100 523 2 同上 应用 通用土壤流失方程 USLE 采用6个环境因素 A PKLSCPA为水土保持措施因素 R为降水强度 K为土壤可蚀性 L为坡长 S为坡度 C为耕作因素 P为水土保持措施因素 把个因素转为栅格数据 通过局部运算产生土壤平均流失量的输出格网数据 领域运算 neighborhoodstatistics 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 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 1 利用arcview analysis neighborhoodstatistics分别求出最大值 grdmax 和最小值 grdmin 2 arcview analysis mapcalcultion grdmax grdmin 分带运算 分析每一分区内的格网特征 ArcView中用Summarizezones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 爱达荷州年均降水量 precipgd grd 流域界线 hucgd grd 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 步骤 1 将要统计的数据 precipgd grd 处于激活状态 2 arcview analysis summarizezones选择要统计的数据precipgd然后再选择界线hucgd grd 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 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 而只是根据地物的属性 将它们划分到相应的类别中 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 来达到重新分类的目的 如ArcView中的Reclassify功能 案例分析 高程数据Emidalat 分辨率30 将其分为5类 1200 提示 arcview analysis reclassisfy 先确定要分类的field 然后在classify中确定要分类的级数 然后oldvalue中进行分类值的修改 栅格查询 mapquery 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 可分为自然距离和成本距离 6 4 7 10 25 20 19 16 8 12 15 21 25 34 22 15 11 17 24 32 30 27 21 12 14 25 31 39 32 25 14 7 20 29 32 33 23 21 12 3 20 26 28 25 20 16 13 4 20 23 23 18 12 9 9 4 17 18 17 12 8 3 2 3 自然距离的量测 finddistance 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 河流格网strmgd 高度带格网elevgd 分辨率均为100m 查找一个植物种类的潜在生长环境 要求高度带为2 且与河流的距离在200m之内 提示 1 创建河流200m的距离带 finddistance 2 将河流距离带重分类 reclassify 3 查询满足条件的生长环境 mapquery 步骤 1 viewproperty设置distanceunit为meter 2 让strmgd处于激活状态 analysis finddistance 求其距离缓冲带 3 方法analysis mapquery中直接对缓冲带和高度进行条件查询 矢量到栅格的转换 1 单位的设置 2 最小分辨率的确定 步骤 1 在viewproperty中设置单位为m 2 theme中选择converttogrid 选择要转为grid的字段 并设置cell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 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2 地形制图的不同方法 3 地