ArcGIS日常应用培训.pptx

ArcGIS日常应用培训.pptx

《ArcGIS日常应用培训.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ArcGIS日常应用培训.pptx（177页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS日常应用培训,第一、二章原作者：

闫磊第三章作者：

吴勇,Monday,August12,2019,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS日常应用培训,Page2,一、GIS基本知识介绍二、ArcGISDeskTop桌面平台介绍三、数据叠加分析详细流程,中国科学院计算技术研究所教育中心,一、基本知识,Page3,地理信息系统概念介绍GIS平台介绍GIS数据格式介绍4.4D概念介绍坐标系统介绍坐标变换和数据换带,中国科学院计算技术研究所教育中心,1、地理信息系统概念介绍,Page4,地理信息系统，简称GIS（GeographicInformationSystem）。

顾名思义，地理信息系统是处理地理信息的系统。

地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息，又常称为空间信息。

一般来说，GIS可定义为:

用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。

从GIS系统应用角度，可进一步定义为:

GIS由计算机系统、地理数据和用户组成通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务（陈述彭，1999）,中国科学院计算技术研究所教育中心,1、地理信息系统概念介绍,Page5,地理信息系统基础是数据，就是对数据的显示，编辑处理，分析应用，打印输出的系统。

有两个基本概念:

地理学与地理信息。

地理学是从时间与空间角度研究地球表面发生的宏观各种自然与社会现象的产生、演化直至消亡过程及其规律的基础科学。

这些地理现象的表达即是地理信息地理信息系统有一种传统的说法，数据占7，软件占3，硬件占1，比例7:

3:

1,中国科学院计算技术研究所教育中心,2、GIS平台介绍,Page6,1、国外GISArcGIS:

ArcInfo高级的功能完善的ArcIMS互联网数据发布系ArcGISServer企业级GISArcPad为野外应用设计的开发的ArcEngine，ArcobjectsMapinfo:

MapinfoProfessional:

桌面MapX:

控件开发MapInfoMapXtreme:

WebGISMapInfoVerticalMapper:

栅格的工具具有3D的分析和应用,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS产品发展史,Page7,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS平台,Page8,中国科学院计算技术研究所教育中心,2007年GIS软件全球销售比率,Page9,中国科学院计算技术研究所教育中心,2、GIS平台介绍,Page10,CAD在机械制图，建筑有很广泛的应用,CAD和GIS共同点:

计算机图形，相似的输入、输出设备，和生成漂亮的彩色图像。

同GIS相比，CAD较简单，这就是随着计算机图形学的发展，它发展更快的原因。

下面是一个对比:

CAD几何形状包含规则图形很多，如正方形、圆弧和曲线、水平线、垂直线；GIS相对较少，早期版基本不使用圆弧和曲线在CAD中，一个典型的多边形有四个顶点；在GIS中，一个多边形可能有上千个顶点。

在CAD中，诸如映射、旋转、比例、拷贝之类的操作频繁地被用到，在GIS中不常用。

在CAD中，目标间的拓扑关系实际上不存在；在GIS中，拓扑是主要的考虑之一。

在CAD中，栅格很少用；但在GIS中，这是获取地图库或卫星数据的一个有效、经济的方法。

中国科学院计算技术研究所教育中心,2、GIS平台介绍,Page11,国内平台:

MapGIS:

武汉中地产品，总体规划制图SuperMap:

北京超图软件股份有限公司TopMap:

北京慧图信息科技有限公司做水利比较多一些GeoStar：

武大吉奥，综合性平台,中国科学院计算技术研究所教育中心,3、ArcGIS数据格式介绍,Page12,中国科学院计算技术研究所教育中心,Page13,3、ArcGIS数据格式介绍,FileGeodatabase（Filegeodatabase-FGDB是ArcGIS9.2推出的新数据格式，主要用于大量图斑的叠加分析），是9.2才有的格式，是文件数据库，支持1TB。

PersonalGeodatabase-PGDB基于微软access的MDB，基于数据库oracle、sqlserver的arcsde格式geodatabase），只支持2G。

Shapefiles只有点、线、面，通用交换格式只有Geodatabase支持注记，支持拓扑、制图表达等等，Geodatabase将代替Coverage数据格式,中国科学院计算技术研究所教育中心,FileGeodatabase重点讲解,Page14,对平台支持:

FGDB跨平台，可以支持windows,linux,Solaris,PGDB（Mdb）只支持Windows评价:

这是个非常大的亮点，使得数据可以更好的移植,中国科学院计算技术研究所教育中心,FileGeodatabase重点讲解,Page15,对数据格式支持:

FGDB支持所有geodatabase的特征包括vector,raster,terrian、annotation等等存储空间FileGeodatabase中比PersonalGeodatabase和Shapefile小5070%，数据处理，查询速度快20%10倍，其差异最根本的原因是数据结构。

中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS自身的数据格式,Page16,基于文件和数据库的geodatabase，区别在于文件，有容量限制，如access的2G限制，fgdb目前是1TB，数据库geodatabase，功能是强多的，需要ArcSDE的支持，支持三级索引Shapefiles实际的dbf，查询dbf的sql语法，即=,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS自身的数据格式查询使用,Page17,大，应为%西南交%大%,总结字符串一般用单引号，特殊的查询，如西南交,中国科学院计算技术研究所教育中心,4、4D概念,Page18,数字线划图DLG（DigitalLineGraphic）数字正射影像图DOM（DigitialOrthophotoMap）3.数字高程模型DEM（DigitalElevationModel）4.数字栅格地图DRG（DigitalRasterGraphic）其中1是矢量图，2是影像图，3，4是栅格,中国科学院计算技术研究所教育中心,4.1数字线划图DLG（DigitalLineGraphic）,Page19,数字线划地图（DLG,DigitalLineGraphic）:

是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。

内容包括行政界线、地名、水系及水利设施工程、交通网和地图数学基础（高斯坐标系和地理坐标系）。

数字线划地图是满足地理信息分析要求的数据结构，可视为带有智能的数据集，不但含有几何数据，还有社会人文信息。

中国科学院计算技术研究所教育中心,4.2数字正射影像图DOM,Page20,数字正射影像图（DOM,DigitalOrthophotoMap）:

是对航空（或航天）像片（卫片、航片）进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。

它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

目前的Spot5是法国卫星2001年底发射升空，2002年初正式运营，分辨率最高可达2.5米。

可以用来做1:

10000的数据QuickBird（快鸟）:

2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射卫星，最大分辨率0.61米，可以用来做1:

2000数据,中国科学院计算技术研究所教育中心,4.2数字正射影像图DOM-航片,Page21,航片就是航空像片，航空像片又称航摄像片。

泛指用航空摄影装置拍摄的各类遥感像片。

航空像片一般分辨率较高，影像清晰而且细致，成图比例可达1：

500，反映的地物也较丰富，比较容易判读。

但是航片获取成本也较高，而且它属于中心投影，校正处理比较复杂。

一般在局部范围和制作大比例尺时使用。

与航空像片相比，卫片的突出优点是:

宏观性强、覆盖面积大；多时相重复，资料更新快，现势性强；以多波段方式观测，可反映地物光谱特征；观测平台高，几何畸变小，在计算机图像几何精纠正之后制作的卫片，一般专业用图可不经纠正直接成图；大多数卫片可公开发售，无保密性，易于购买使用，同时价格相对低廉，一般相同面积区域的卫片成本不到航片的十分之一。

中国科学院计算技术研究所教育中心,4.3数字高程模型DEM,Page22,它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型（DTM）的一个分支。

一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。

建立DEM的方法有多种。

从数据源及采集方式讲有:

直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等；根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取，如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等；从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。

中国科学院计算技术研究所教育中心,4.4数字栅格地图DRG,是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。

这种数据格式将越来越少。

Page23,中国科学院计算技术研究所教育中心,5、坐标系统介绍,Page24,1.ArcGIS的坐标，投影文件的含义一、ArcGIS中坐标系统两种:

地理空间坐标系与投影坐标系（平面直角坐标）地理空间坐标系（Geographiccoordinatesystem），使用基于经纬度坐标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；也称球面坐标。

如WGS1984（GPS点），Xian1980.prjBeijing1954.prj。

中国科学院计算技术研究所教育中心,5.1ArcGIS的坐标，投影文件的含义,Page25,投影坐标系统（Projectioncoordinatesystem）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。

平面坐标系统地图单位通常为米，,earth），或者是平面,也称非地球投影坐标系统（not直角坐标。

投影坐标系由以下两项参数确定:

地理坐标系（由基准面确定，比如:

北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯克吕格、Lambert投影、Mercator投影）坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标，对地理坐标系坐标0360,中国科学院计算技术研究所教育中心,平面坐标范围，以标准分幅为例,平面坐标:

坐标X，Y（在ArcGIS中），X在前，Y在后,X坐标不加带号，是六位，加带号是八位,Y是七位,Page26,5.2、北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别中国科学院计算技术研究所教育中心,Page27,北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系北京54坐标系:

1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃西安80坐标系:

也称国家大地坐标系，1980年，原点在西安附近GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系（WordGeodeticSystem1984即WGS-84）。

WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。

原点是地球的质心，以经纬度为单位存储,中国科学院计算技术研究所教育中心,5.2北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别,Page28,北京54:

长半轴a=6378245m:

短半轴b=6356863m扁率f=1/298.3西安80:

长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25WGS-84:

长半轴a=6378137m;短半轴b=6356752.314m扁率f=1/298.25是经纬度坐标系统注:

扁率:

f=（a-b）/a由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的WGS只有经纬度坐标系,中国科学院计算技术研究所教育中心,5.33度、6度分带含义,Page29,分度方法:

有3度和6度分带法6分带法:

从格林威治零度经线起，每6分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0-6为第一带，中央经线为3，9，15，依此类推，投影带号为1-30。

其投影带号n和中央经线经度L0的计算公式为:

L0=（6n-3）；西半球投影带从180回算到0，编号为31-60，投影代号n和中央经线经度L0的计算公式L0=360-（6n-3）。

中国科学院计算技术研究所教育中心,5.33度、6度分带含义,Page30,3分带法:

从东经130起，每3为一带，将全球划分为120个投影带，东经130-430，.17830-西经17830，.130-东经130。

东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式:

L0=3n,中央经线为3、6.180。

西半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式:

L0=360-3n,中央经线为西经177、.3、0,中国科学院计算技术研究所教育中心,带号和中央经线的计算公式,Page31,1、3度带中央经线L0=3*n带号n:

=L0/32、6度带中央经线经度L0的计算公式为:

L0=（6n-3）带号n:

=（L0+3）/6总之：

中央经线和带号只和经线有关，与纬度纬度，经度在地球上表现为东西方向。

中国科学院计算技术研究所教育中心,由经线（X）反算最近带号,1、3度带以中央经线正负1.5度N=Int（（X+1.50）/3）2、6度带,是以中央经线正负3度,N=Int（X/6）+1,Page32,中国科学院计算技术研究所教育中心,中国经纬度范围,Page33,中国经纬度范围最东端东经135度2分30秒黑龙江和乌苏里江交汇处最西端东经73度40分帕米尔高原乌兹别里山口（乌恰县最南端北纬3度52分南沙群岛曾母暗沙最北端北纬53度33分漠河以北黑龙江主航道（漠河县）2日本朝鲜韩国经度为73135，3度为25带-45带，6度带13（对应中央经线为75度）-23（对应中央经线为135度）纬度为3度-53度,中国科学院计算技术研究所教育中心,分带范围,Page34,中国科学院计算技术研究所教育中心,3度分带、6度分带对应平面XY规定,在GIS系统中如北京54，西安80，采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影。

每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴（纵轴，纬度方向），赤道投影后为Y轴（横轴，经度方向），为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线加500公里（向东平移500公里），由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如（4231898,21655933）其中37即为带号，同样所定义的偏移值也需要加上带号，,如37带的偏移值为37500000米。

x,y,Page35,中国科学院计算技术研究所教育中心,5.4ArcGIS坐标系统文件说明-北京54,Page36,在CoordinateSystemsProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerBeijing1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式:

说明如下:

3度分带法的北京54坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号3度分带法的北京54坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号，分带确定，中央经线就确定166度分带法的北京54坐标系，分带号为16，横坐标前加带号16N6度分带法的北京54坐标系，分带号为16，横坐标前不加带号记忆方式:

3度分带，前有3.,中国科学院计算技术研究所教育中心,Page37,5.4ArcGIS坐标系统文件说明-西安80,在CoordinateSystemsProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerxian1980目录中，我们可以看到四种不同的命名方式:

Xian19803DegreeGKCM102E.prjXian19803DegreeGKZone34.prjXian1980GKCM117E.prjXian1980GKZone17.prj3度分带法的西安80坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号3度分带法的西安80坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号117E6度分带法的西安80坐标系，分带号为20，中央经线117，横坐标前不加带号17度分带法的西安80坐标系，分带号为17，中央经线99，横坐标前加带号,记忆方式:

3度分带，前有3，,中国科学院计算技术研究所教育中心,5.5定义坐标系,Page38,有三种方法1、ArcCatalog右键属性（properties）中xycoord，select是自己选择一个坐标系统，import是按另一个文件设置本文件2、ArcToolboxDataManagementTools-projectionsandtransformation-DefineProjection3、批量定义坐标系统BatchDefineCoordinateSystem,中国科学院计算技术研究所教育中心,地理坐标系:

GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980GCS_Beijing_1954都是以GCS开头投影坐标系:

和坐标系的文件一致，详细部分，detail有向东偏移量，500公里，是不加带号，大于500公里，前两位为带号,5.6查看已有的坐标系统,Page39,中国科学院计算技术研究所教育中心,坐标定义并观察,1、西安80，带号38，加带号，东偏移38500000，北偏移2000002、珠区坐标，不加带号，东偏移500000，北偏移-2000000,Page40,中国科学院计算技术研究所教育中心,6、坐标变换和数据换带,Page41,坐标变换分地理变换和投影变换地理变换:

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。

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理数据，这就需要进行地图投影变换。

中国科学院计算技术研究所教育中心,6.1、坐标变换,基于同一基准面，如北京54，地理坐标和平面坐标，可以有固定公式转换，ArcGIS可以直接转换，误差可以达到0.1mm，实现北京54经纬度，和北京54平面（xy）之间转换实现西安80经纬度，和西安80平面（xy）之间转换工具的位置:

Datamangementtools下projectionsandtransformations-feature-project,Page42,中国科学院计算技术研究所教育中心,6.2不同基准面坐标的转换,主要是:

三参数和七参数法。

个别4参数三参数转换含义X平移，Y平移，Z平移（如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值）四参数转换含义,见右图-七参数转换含义3个平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3个旋转因子（X旋转，Y旋转，Z旋转），一个比例因子（也叫尺度变化K）。

Page43,中国科学院计算技术研究所教育中心,6.3、三参数例子,Page44,中国科学院计算技术研究所教育中心,6.3三参数例子转换过程后到arcmap中看,Page45,中国科学院计算技术研究所教育中心,6.3注意:

Page46,定义坐标系统和坐标转换区别坐标转换是真正改变坐标（xy）值在平面坐标下，在arcmap可以查看经纬度，反过来是经纬度坐标系统，无法看xy，因为中央经线不一样，xy就不一样,中国科学院计算技术研究所教育中心,6.3、删除已定义坐标转换,Page47,%userprofile%ApplicationDataESRIArcToolboxCustomTransformations删除对应文件,中国科学院计算技术研究所教育中心,二、DeskTop桌面平台简介,Page48,总述ArcMap基本功能介绍3.ArcCatalog创建各种要素和技巧4.ArcToolbox基本功能介绍5.相互调用,中国科学院计算技术研究所教育中心,1、总述,Page49,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGIS9介绍,Page50,ArcGIS9提供了全面的geoprocessingtools（地理处理工具）和一个全新的框架，有了这个框架，有5种方法执行geoprocessing:

1、可以独立运行每个命令；2、通过Modelbuilder建模；3、支持标准的脚本语言（Python,JscriptorVBscript.AnArcInfoWorkstationAML）4、command窗口中运行命令5、AO在ArcGIS9中ArcToolbox不再是一个独立的运行程序，而是集成到Desktop中的一个dockable窗口；并提供了一个新的command窗口,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGISDesktop（桌面）简介,ArcGISDesktop以功能角度来划分就可以分为：

ArcInfo,ArcEditor,ArcView，Arcreader,ArcView，顾名思义“View”，是“看、浏览、可视化”，其基本功能是空间数据的可视化、查询、制图输出oArcEditor，是在ArcView的基础上对Editor功能的增强，主要是针对存储在大型关系型数据库中存储的空间数据的编辑。

ArcInfo，是在ArcEditor的基础上对空间分析功能的增强，支持近400多个空间分析处理工具，GIS区别与其他CAD、MIS系统的本质在该产品中体现的淋漓尽致。

Page51,中国科学院计算技术研究所教育中心,ArcGISDesktop简介,Page52,ArcInfo主要模块：

ArcMap,ArcCatalog和ArcToolboxArcMap：

是集空间数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图和打印等功能。

相比于CAD，其优势在与符号化、属性标注、制图。

ArcCatalog:

是一个集成化的空间数据管理器。

主要用于空间数据的浏览，数据结构定义，数据导入导出，和拓扑规则的定义，检查、元数据的定义和编辑修改等。

ArcToolbox:

是用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等的集成化“工具箱”。

有100多个不同的空间数据处理工具。

在ArcGIS9.0以后不是一个独立模块,中国科学院计算技术研究所教育中心,2、ArcMap基本功能介绍,ArcMap：

数据显示、数据编辑、数据查询、数据分析