ArcInfo.docx

1、ArcInfoArcInfoArcInfo教程(一) ArcInfo纵览 系统结构 重要子目录 ATOOL目录:存放ESRI的系统AML程序命令 BIN目录(PROGRAMS):存放ARCINFO的可执行程序 DATABASE目录:存放数据库接口文件 DIGFORM目录:存放数字化仪接口文件 FONTS目录:存放字体文件 HELP目录:存放ARCINFO的帮助文件 INFOSYS目录:存放INFO数据库软件 LIB目录:存放ARCINFO的库文件 PLOTTERS目录:支持绘图仪的文件 SYMBOLS目录:存放标准符号设置文件和模板 TABLES目录:存放LIBRARIAN所建立的图库的名称及

2、路径 TEMPLATE目录:存放Coverage, INFO和Workspace的模板文件 ARCTOOLS目录:存放ArcTools系统 各模块介绍 ARC模块:ArcInfo的总体管理模块，不具有图形功能。负责生成和管理数据库中的地理数据集(Coverage, TIN, Grid, Lattice等)、数据转换、操作空间与属性数据等。 ARCEDIT模块:具有交互式的图形编辑环境。数据化或编辑Coverage、空间和属性数据的编辑、数据的编码。 ARCPLOT模块:具有交互式图形环境。负责空间数据的显示、查询、分析、制图等。 TABLES模块:进行INFO数据文件管理和维护的数据库管理系统

3、。 LIBRARIAN模块:地图数据库管理系统 COGO模块:属扩展模块，主要应用于对坐标的几何精度要求比较高的应用中。 NETWORK模块:线性网络模型系统 TIN模块:三维表面模型 GRID模块:栅格分析模块 ArcInfo如何模拟现实世界 地理信息系统是现实世界的计算机模型。现实世界中的对象有坐标信息来说明它们的位置，利用属性信息来说明它们的状态。用利用地图表现现实世 地理数据及其存贮 地理数据是对现实世界对象(地理特征)的空间信息和专题属性信息描述。利用空间信息来说明对象在现实世界中所处的位置，利用专题属性信息来描述对象在现实世界中的状态。 ArcInfo以四种类型来分别描述现实世界中

4、不同的地理特征: 点(Point):一个x和y坐标对。 线(Line):x和y坐标对点集的有序集合 面(Polygon):具有相同起点和终点坐标的x和y坐标对点集的有序集合 表面(Surface):与每一对x和y坐标对相对应的点都有一个描述该空间位置上某种属性的值的集合。 ArcInfo提供了两种模型来建立地理数据: 矢量模型:Coverage, TIN 栅格模型:GRID，Lattice。 矢量模型与栅格模型的对比 矢量模型突出的是地理特征或地理对象，而栅格模型强调的是位置(Location)。 矢量模型用(x,y)坐标来代表地理对象，而栅格模型通过单元的行和列值来确定位置。 矢量模型需要定

5、义对象的边界信息，而栅格模型不需要定义边界。 矢量模型精确地表现地理对象的形状，而栅格模型用小的矩形即单元(Cell)组合构成，因此精度上不如矢量模型高。 利用矢量模型进行空间分析的过程比较复杂，而栅格模型则在此方面有优势。 矢量模型中的地理对象容易与多种专题属性信息产生关联，而栅格模型只能给相应的位置联接一种属性。 空间信息与属性信息的联系 现实世界中的对象即具有空间信息，同时具有描述其状态的专题属性信息。能够实现空间信息和专题属性信息的统一管理是GIS区别于其它信息系统的一个重要特点。 ArcInfo用如下的方法实现地物特征的空间信息与专题属性信息的联系: 每个地理对象都存贮一个标识码。对

6、象的标识码在对象的空间特征(描述它的坐标信息)产生时一同产生，它唯一地代表这个地理对象，这个标识存贮在一张记录有对象几何特征(线的长度、多边形的面积等)的属性表中，这个属性表称为特征属性表(Feature Attribute Table, FAT)。 地理特征的专题属性信息可以直接存贮与FAT表中，也可以存贮其它的数据表中，后者通过对象标识码与FAT产生联系，建立地理特征与专题属性信息间的联系。 从空间信息检索专题属性信息，或从专题属性信息检索空间信息的实现就依赖于地理信息系统所建立起来的这种联系。 空间关系的处理(拓朴关系) 除了要实现空间数据与专题属性数据的统一管理，地理信息系统还要实现对

7、地理特征之间空间关系的处理。从而帮助人们实现空间思维。 以下是一些关于空间关系的提问: 哪些地理特征与哪些地理特征相联结, 哪些地理特征与哪些地理特征相邻接, 哪些地理特征包含在其它地理特征中, 哪些地理特征相互交叉, 哪些地理特征靠近其它地理特征。 地理特征间的相对位置是什么, 在地理信息系统中，用Topology来认识地理对象间的空间关系。 连通性(Connectivity): 弧段与弧段在结点处联接。 构造面(Area definition): 弧段与弧段联结围绕成一个面构成一个多边形。 邻接性(Contiguity): 弧段具有方向，可以区分弧段的左边和右边。 弧段结点拓朴(Arc-N

8、ode Topology) 反映弧段结点拓朴的数据包括: 起结点和终结点:定义了弧段的开始和终结。 长度:从起结点开始，沿中间点(Vertex)到终结点，计算弧段长度 方向:弧段的起结点和终结点定义了弧段的方向 连通性:如果弧段共用一个结点，则它们相互连通。 多边形弧段拓朴(Polygon-Arc Topology) 多边形弧段拓朴描述了弧段与其围成的多边形之间的关系。描述这类拓朴关系的数据包括: 面积定义:由一个或多个弧段围成的封闭区域构成了多边形，它也同时定义了多边形的面积。 邻接性:如果两个多边形共用一条弧段，它们之间的关系就是邻接关系。 外多边形:所有多边形之外的区域。 ArcInfo

9、用上图所示的数据表来存贮Polygon-Arc Topology ArcInfo数据管理 工作空间(Workspace) 利用ArcInfo的命令创建的用于存贮各种ArcInfo数据的操作系统目录。其中可以存贮Coverage、Grid、TIN、Lattice、Image等。 工作空间与一般意义上的操作系统目录的区别 每个工作空间所对应的目录中都有一个INFO目录，用于存贮与空间数据相关的专题属性数据。 应该用ArcInfo的命令来创建工作空间，所有ArcInfo的操作也都应该在特定的工作空间中进行。 关于工作空间的命令，参见后面的数据管理表。 Coverage Coverage是相似的地理特

10、征及其相关的专题属性数据，按照一定的逻辑关系组织在一起的一个集合体，在ArcInfo中，Coverage以目录形式存在，与其相关的专题属性信息存贮在与Coverage同级(Coverage所处的工作空间)的INFO目录中。 Coverage中所处理的地理特征类型包括: 地图要素 ArcInfo的特征类型 存贮方式 点特征 点、结点 存贮在标识码+坐标对 线特征 弧、路径及网络系统 存贮在两个Coverage的文件中:ARC和AAT。 ARC文件:每条弧段对应一条记录。其中存贮User-ID，定义弧段形状的坐标串，From-Node和To-Node以及左多边形号和右多边形号。 AAT文件:参见特

11、征属性表部分。 面特征 多边形，Region 标识码+弧段标识号序列 注记特征 注记 标识码+坐标对+文本字符串+注记属性信息 特征属性表(FAT) 特征属性的命名 特征类型 特征属性表名称 描述 Point .PAT 点属性表 Arc .AAT 弧段属性表 Node NAT 结点属性表 Route .RAT 路径属性表 Section .SEC 段属性表 Polygon .PAT 多边形属性表 Region .PAT Region属性表 Annotation .TAT 注记属性表 点(多边形)属性表(.PAT) AREA 面积，如果为0, 指点 PERIMETER 周长，如果为0，指点 #

12、点或多边形的内部充号 -ID 用户ID号 结点属性表(NAT) ARC# 联接在该结点上的一个弧段的内部序号 # 结点的内部序号 -ID 用户ID号 如果用结点(Node)代表点特征，则存在NAT表。并不明确三存贮NODE的坐标，而是以弧段结点的形式存在。 弧段属性表(.AAT表) FNODE# 弧段起始结点的内部序号 TNODE# 弧段终止结点的内部序号 LPOLY# 沿弧段方向左侧多边形的内部序号。如果Coverage中没有多边形，设为0 RPOLY# 沿弧段方向右侧多边形的内部序号。如果Coverage中没有多边形，设为0 LENGTH 弧段的长度 # 记录在ARC文件中的弧段的内部序号

13、 -ID 用户ID号 路径属性表(.RAT) # 路径的内部序号 -ID 路径的用户ID号 段属性表(.SEC) ROUTELINK# 段所属的路径的内部序号 ARCLINK# 段指向的弧段的内部序号 F-MEAS 段的起始量测 T-MEAS 段的终止量测 F-POS 段的起点位置(从它所指向的弧段的起始结点算起) T-POS 段的终止位置(从它所指向的弧段的起始结点算起) # 段的内部序号 -ID 段的用户ID号 Region属性表(.PAT(Region) AREA Region的面积 PERIMETER Region的周长 # 对于子类来说唯一的序号 -ID Region的用户ID号 A

14、ttributes 用户定义的Region的属性 注记属性表(TAT) subclass# 注记内部序号 subclass-ID 注记用户ID号码 ArcInfo数据管理命令列表 数据对象(Object) 操作类型 使用的命令 工作空间 拷贝 COPYWORKSPACE 创建 CREATEWORKSPACE 删除 DELETEWORKSPACE 列举 LISTWORKSPACE 重命名 RENAMEWORKSPACE 转至 WORKSPACE (in AML)&WORKSPACE 地理数据集 包括 拷贝 COPY 创建 CREATE (ARC, ARCEDIT, ARCPLOT) 描述 DES

15、CRIBE DESCRIBETIN DESCRIBELATTICE (in AML)&DESCRIBE 删除 KILL 列举 LISTCOVERAGES LISTGRIDS LISTTINS DIRECTORY (ARCEDIT, ARCPLOT) 重命名 RENAME INFO数据文件 拷贝 COPYINFO (ARC) 创建 DEFINE (INFO, TABLES) CREATE (ARCEDIT) 删除 ERASE (INFO, TABLES) DELETE (AML) KILL (ARCEDIT) 列举 DIRECTORY (ARC, ARCEDIT, ARCPLOT, INFO,

16、TABLES) 重命名 RENAME (INFO) 列数据 LIST (ARC, ARCEDIT, ARCPLOT, INFO, TABLES) 列数据项 ITEMS (ARC, ARCEDIT, ARCPLOT, INFO, TABLES) 数据处理中的容限值 均方根误差RMS(Root Mean Square) 图幅数字化和图幅配准时用于的TIC点之间的匹配精度的量测参数。 RMS0.004inches时可以得到高精度的地理数据。 TIC匹配容限(Tic match tolerance) 进行地图数字化时的TIC点最小配准误差(保证RMS尽可能的小)。 。 模糊容限(Fuzzy toler

17、ance) 在执行CLEAN，BUFFER和叠置操作时，坐标点可以移动的最小距离。这个容限值用于必要时删除弧段的多余中间点(Vertex)，以及用于检测弧段的交叉点。 悬挂弧段距离(Dangle length) 弧段长度小于该距离时，在CLEAN操作中会删除该弧段。 结点粘接容限(Node Snap Tolerance) 新结点与已经存在的结点的距离小于该距离时，新结点就会粘接到已存在的结点上。 弧段粘接容限(Arc Snap Tolerance) 新增加的弧段，如果它的结点与其它结点的距离小于该距离，则会产生粘接。 Weed容限值(Weed Tolerance) 弧段上两点间的最短距离，小于

18、该距离的中间点不会增加进弧段。 Grain容限值(Grain Tolerance) 增加Spline或曲线时，中间点之间的最短距离。 - 数据存贮和处理的限制 Coverage数据大小的限制 INFO数据文件 每个工作空间10,000(7.0版以前为1000)个 结点数目(Nodes) MAXLIMIT* 弧段的点数 每条弧段最多500个点。输入时，ArcInfo自动在第550个点处生成一个结点，并开始一条新弧段。 一个线特征可以同MAXLIMIT*个弧段组成 多边形的弧段数 MAXLIMIT* 结点可连接的弧段数 360条 Coverage的弧段数 MAXLIMIT* Coverage的点的

19、数目 MAXLIMIT* Coverage的多边形的数目 MAXLIMIT* 路径系统的数目 INFOLIMIT/2(每个路径系统由两个INFO文件组成) 路径系统的路径数 MAXLIMIT* 每条路径的段数 MAXLIMIT* Region的子类数 INFOLIMIT 每个子类的Region数 MAXLIMIT* 每个Region的多边形数 MAXLIMIT* TIC点数目 MAXLIMIT* 注记子类 MAXLIMIT* 注记的层数 MAXLIMIT* 注记字符串 MAXLIMIT* 用户ID号的值 MAXLIMIT* *MAXLIMIT 2,147,483,647 特征属性表的限制 对于

20、存贮在INFO表中的数据有如下限制，这种限制对外部数据库数据不起作用。 记录的最大字节数:4096 INFO文件的最大记录数:只与存贮空间的限制有关。 Coverage处理过程中限制 在建立拓朴关系、进行Coverage的叠置操作中对内存等系统资源有一定的限制 建立空间数据库 地理配准点(TIC) TIC点 地理控制点或地理配准点。用于将Coverage的坐标数据配准到公共的坐标系统中，从而建立地理特征的Coverage图幅位置与地球表面位置的相关关系。 TIC点在地图的数字化、数字化地图数据的编辑、图幅的拼接等方面具有非常重要的作用，例如，在建立同一空间范围内的不同数据层(例如东北三省土地利

21、用图、东北三省公路图、东北三省水系图等)时，使用同一组TIC点，可以保证所建立的三幅图具有完全相同的空间坐标系统和空间范围。 。 如何选取TIC点 TIC点必须是代表地图上能够清楚识别的特征的点。 (1) 地图的角点 (2) 测绘控制点 (3) 明显地物点 (4) 重要特征的交叉点(道路交叉点) (5) 地图本身的参照点。 TIC点的存贮 Coverage的TIC点信息存贮在以TIC为扩展名的文件中，它是一个INFO文件，包括三个数据项。 (1) IDTIC:TIC的ID号 (2) XTIC: TIC点的X坐标 (3) YTIC: TIC点的Y坐标，每个地理信息系统应用项目都是对一定的地理区域

22、而言的。有时由于地理区域太大，不可能将所有地图信息都放在一个图幅范围内进行输入和处理，也就是要进行数据的分幅输出和处理，而后根据需要拼接图幅，进行统一管理。 主控Coverage 每个地理信息系统应用项目都是对一定的地理区域而言的。有时由于地理区域太大，不可能将所有地图信息都放在一个图幅范围内进行输入和处理，也就是要进行数据的分幅输出和处理，而后根据需要拼接图幅，进行统一管理。 在分幅输入和处理过程中，如何保证邻接图之间空间位置精确配准，以及如何保证以后图幅拼接时，不出现大的空间匹配误差，这一点是每个地理信息系统应用中必须要考虑的问题。 可以通过建立主控Coverage的方式来控制。 主控Co

23、verage 定义了研究区范围和地理配准点的Coverage，它的作用包括: 研究研究区的范围 主控Coverage的多边形可以用于确定数据分幅的标准和范围 用主控Coverage的TIC点生成的分幅数据，在进行拼接时可以保证较高的空间匹配精度 主控Coverge的投影等信息确定了所有分幅Coverage的信息，因此保证了统一性 建立主控Coverage 创建TIC点坐标文件:MTIC.TXT 创建多边形坐标文件:MPOLY.TXT 使用GENERATE命令生成主控Coverage GENERATE的用法 GENERATE 子命令 ANNOTATIONS 增加注记 CIRCLES 生成圆(圆心

24、和半径) COMMANDS 列出子命令 COPYTICS 从中拷贝TIC点到. CURVES 以指定的Grain度值和Vertext之间的距离产生曲线 FISHNET 创建矩形单元网格 INPUT 指定数据输入源(批处理方式输入数据) LINES 增加弧段 LINKS 增加Link POINTS 增加Label点 POLYS 增加多边形 QUIT 结束GENERATE. ROUTES 创建Route TICS 增加TIC 创建主控Coverage Arc: GENERATE Master Generate: INPUT MTIC.TXT Generate: TICS Generate: INP

25、UT MPOLY.TXT Generate: POLYS Generate: QUIT 主控Coverage的处理 可以对进行投影变换等操作，这种操作的结果存贮在主控Coverage中，以后用主控Coverage生成的分幅数据也都会具有这些信息。 投影变换 PROJECT projection_file NEAREST | BILINEAR | CUBIC out_cellsize 创建投影 PROJECTDEFINE 由于主控Coverage的信息会影响到分幅数据， 空间数据输入 空间数据输入的方式 数字化(Digitizing) 利用数字化仪，将模拟空间数据(纸质地图)转换为数字数据的过程

26、。 扫描矢量化(Vectorizing) 利用扫描仪和矢量化软件，从图像数据生成矢量数据。 数据转换 ArcInfo提供了一系列数据转换命令，可以将Autocad、Microstation、DLG、ArcView的Shape文件等多种外部数据转换为ArcInfo数据。 数字化 从传统介质的地图获得空间数据并建立Coverage的主要方式。 地图数字化前的准备工作: 在传统介质地图上明确标出TIC的的位置和编号 标出弧段的交叉点位置 标出多边形的起止点 标出多边形Label点的位置和编码 对图幅边界处的弧段进行一定程度的延伸。 其它一些数字化的准备工作 Coverage的坐标值取决于TIC点的坐

27、标，根据TIC坐标值单位的不同，有两种常用的数字化地图数据的方法: 基于数字化仪坐标系统单位 TIC点被数字化仪坐标系统的坐标单位，图幅范围内的地物特征都在该坐标系统下记录，在所有地物特征数字化完成以后，要通过坐标变换，实现从数字化坐标系统到真实世界坐标的转换。其步骤包括: 数字化TIC点和地物特征 将地图配准到数据化仪上，按标出的位置，首先数据化TIC点，然后数字化各种地理特征。 对TIC进行投影变换等操作(Projection) 以TIC点为基础进行坐标变换(Transform) 创建一个空的Coverage, 其中包含具有真实世界坐标，且从相对位置上编号与前面数字化的地图的TIC编号一致

28、的TIC点。然后使用Transform命令，将数字化仪坐标部位的Coverage转换为真实世界坐标单位的Coverage TRANSFORM AFFINE | PROJECTIVE | SIMILARITY 坐标变换过程中涉及的变换包括: : Affine:仿射变换方式，需要至少三个匹配的TIC点。缺省的坐标变换方式 x = Ax + By + C y = Dx + Ey + F 根据输入和输出Coverage的TIC点确定A-F的值，然后应用于中的所有地物特征 Projective:投影变换方式，需要至少四个匹配的TIC点。适合于航片和在相对较平的地形环境中的地图数字化数据的坐标变换。 。

29、Similarity:同比坐标变换方式，需要至少两个匹配的TIC点。 。 基于真实世界坐标系统单位 TIC点的坐标被赋以真实世界的坐标单位，因此在其后的数字化过程中，各地物特征的坐标就已经是真实世界坐标了。其步骤包括: 数字化TIC点或创建TIC点(赋真实世界坐标) TIC的投影(做必要的投影变换) 数字化其它地物特征(在真实世界坐标基础上数字化其它特征) 数字化地图的步骤 第一步:启动ArcEdit，并设置数字化环境 Arc: arcedit Arcedit: digitizer 9100 com1 stream Arcedit: coordinate digitizer 第二步:创建新Coverage并输入TIC点 Arcedit: create excov Creating EXCOV Digitize a minimum of 4 tics. Signal end of tic input with Tic-ID = 0 Tic-ID: 1* Tic-ID: 2* Tic-ID: 3* Tic-ID: 4* Tic-ID: 0* Enter the initial boundary. The edit coverage is now EXCOV.