ArcGIS基本操作教程.docx
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ArcGIS基本操作教程
Arcgis基本操作教程
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1.配准栅格地图
1.1跟据图上已知点来配准地图
1.1.1选择标志性程度高的配准控制点
对照底图和待数字化的地图，判断和选择标志性程度高的控制点。
标志点可以是经纬线网格的交点、公里网格的交点、一些典型城镇或地物的位置、一些线线要素或线面要素的交点或者地图轮廓中的明显拐点，控制点的分布要相对均匀，理论上至少取三个点，实际配准中控制点越多越好。
后增加的控制点可以起到纠偏的作用，即用前面的控制点配准后，有些远离控制点的位置有坐标误差，新的控制点会纠正新点附近位置的坐标误差，所以有控制点坐标准确的前提下，控制点越多整个图的坐标误差越小。
1.1.2从基础数据底图上获取控制点坐标
将有坐标的底图放大到足够大，用鼠标尖部对准控制点，获取其坐标信息。
本文用方里网坐标。
方里网是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。
因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。
直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴，以赤道投影后的直线为Y轴，它们的交点为坐标原点。
这样，坐标系中就出现了四个象限。
纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。
下面是常熟市域范围内的控制点和主要控制点的坐标。
控制点编号
X经（东大西小）
Y纬（南小北大）
1.
567316
3517496
4.
551441
3495174
8.
592306
3486438
12.
600554
3511876
16.
570015
3499175
1.1.3增加Georeferncing工具条
打开ArcGIS的ArcMap软件，在工具栏空白部位点鼠标右键，出现选项时勾选Georeferncing工具条，将其增加为当前工具。
1.1.4加载需要配准的地图
在“Standard”工具条（工具条非悬浮时不显示“Standard”）或“File”菜单中用“”（AddData）把需要进行配准的地图增加到ArcMap中，会发现Georeferncing工具条中的工具被激活。
1.1.5不选择AutoAdjust
去掉Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下的AutoAdjust，即不选择此功能，目的是防止在配准过程中误差的累积。
1.1.6在要配准的地图上增加控制点
在Georeferncing工具条上，点击AddControlPoint按钮。
使用“+”工具在图上精确找到控制点并点击左键，鼠标不动再点击右键，选择“AddXandY…”，输入坐标点的理论坐标值，为了减少误差，在找到控制点的大致位置后，将图放大，以便更准确地定位控制点。
1.1.7重复增加多个控制点检查残差
重复上述动作设定多个控制点坐标。
点击“查看列表”。
检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。
转换方式设定为“二次多项式”一般情况下，要求RMS小于1即可。
1.1.8更新地图显示
增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击UpdateDisplay，使地图更新到目标坐标位置。
而点击后地图在视域中消失，其实它是移动到了目标位置。
点击Tools工具条
中的FullExtent（地球图标）让地图的新位置显示到当前视域范围内，点击后可见地图（地图可能变歪，甚至变形，属正常现象，因为地图原先可能是不同的投影和坐标系统，只有变形才能适应方里网的坐标），同时右下角的坐标也发生了变化，显示图域范围的实际坐标。
1.1.9保存配准图像
在Georeferencing菜单下，点击Rectify（相当于另存为），将校准后的地图保存在指定位置。
保存好后可在ArcCatalog中为校正后的栅格图像指定坐标系。
1.1.10增加有坐标的底图检验配准效果
在“Standard”工具条或“File”菜单中用“AddData”把有坐标的底图增加到ArcMap中，检验配准效果（将有坐标的基础数据的边界图设置成中间透明的图进行对比）。
对比中如果效果不错，可进行下一步工作，如果不理想需要检查原因，并做重新配准的工作。
不理想的原因可能有：
控制点坐标记录错误，控制点坐标误差较大，两幅图边界本来就不一致，两幅图中有一幅图边界或其中的要素有误差。
本次常熟图的配准工作陆地边界十分理想，但长江中的边界出现不一致，说明两幅图在长江附近的边界数据不一致，可能其中有错或不同时期图反映了画界调整的先后状况，因此需要核实并做修正工作。
1.2根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤
扫描地图－昆明市旅游休闲地图（）、
Garmin手持GPS野外采集数据（）-GCS_WGS_1984地理坐标系
⑴打开ArcMap，添加扫描地图－，打开“影像配准”工具栏（在ArcMap的工具栏的空白区域点击鼠标右键，然后选择“影像配准”）
⑵执行菜单命令<工具>－<添加X,Y数据>,添加经纬度坐标生成野外采样点位图。
在出现的菜单中指定坐标系统为地理坐标：
GCS_WGS1984,X坐标指定为经度（E），Y坐标指定为纬度（N），在TOC面板中“显示”视图下，右键选择刚生成的野外采样点位图，从右键菜单中执行“数据”－>“导出数据”，将其导出成为一个新的Shape文件－名称为。
将添加到当前的数据框中
这里显示的数据就是第1个小组在野外用GPS获取的控制点，每个控制点在纸质地图上都有一个唯一的记号。
⑶在TOC中右键选择图层――，在出现的菜单中点击“缩放到图层”，并将其放大到某一尺度下对比第一组同学在进行GPS数据采集时所使用的纸质地图，在地图显示区中找到第1个控制点。
点击“影像配准”工具栏上的控制点选择工具
，在扫描地图中，采集第1个GPS控制点的位置，点击。
⑷在TOC中右键选择图层――GPS，在出现的菜单中点击“缩放到图层”，并将其放大到某一尺度下,并移动地图，在地图显示区中，我们可以看到第1组同学在野外采集的GPS控制点，找到与扫描地图中对应的那个GPS控制点，点击鼠标。
重复以上步骤增加足够的控制点，扫描地图就被配准到了GCS_WGS_1984地理坐标系下。
当鼠标在地图显示区移动时，在ArcMap状态栏上就会显示当前位置在GCS_WGS_1984坐标系下的经纬度坐标。
也可将GPS数据投影成平面坐标后再校正，这样校正好的地图就是平面坐标系了。
2.图形的失量化录入
2.1半自动失量化
ArcScan让从扫描的栅格图像生成新的要素变得很简单。
这个过程能显著地减少将栅格数据集成到矢量数据库所需要的时间。
本练习中，你将使用扫描的地块图通过交互跟踪栅格像元来生成要素。
首先要从启动ArcMap开始，然后调入包含栅格数据和两个shapefile的地图文档。
2.1.1启动ArcMap
启动ArcMap。
从Tools菜单下选择Extensions，从打开的对话框中勾选上ArcScan，这样你才能使用这个扩展模块的各个功能。
点击ArcMap的标准工具栏上的Open按钮
浏览选择到试验数据所在的ArcScan目录下的地图文档。
点Open按钮打开此地图文档。
2.1.2栅格图层的二值化
要使用ArcScan的工具和命令，栅格图层必须采用二值图像符号显示。
首先在Symbology中设为Stretched，并在Band中尝试不同的波段，选择最能突出线条，区块颜色最浅，效果较好的波段，点击确定，再通过以下两种方法选择合适的阈值将灰度图像分为仅有0和1属性值的二值图像（注:
栅格数据的值，是指像素值Pixelvalue）。
有多种方法可以实现，这里介绍两种：
a）加载SpatialAnalyst工具条，选RasterCalculator，进行栅格计算，输入“[]<1”（举例），点击Evaluate，可以得到一个二值图像，如果发现不理想，需要反复测试阈值的大小，直到满意为止。
b）加载SpatialAnalyst工具条，选Reclassify，对栅格值进行重分类，设置如图所示两类即可得到二值图像！
2.1.3更改Symbology设置
在ArcMap的内容表中右击栅格图层，从右键菜单中选择Properties。
在打开的图层属性对话窗口中选择Symbology页面。
在左边的Show列表中选择使用UniqueValues显示方法。
OK关闭图层属性对话窗口。
2.1.4定位到跟踪区域
地图文档中可以将某个范围命名保存为空间书签。
为那些经常要查看的区域建立空间书签可以节省时间。
现在我们放大到为本练习建立的空间书签区域。
从View菜单下点击Bookmarks，选择Tracelines空间书签，从而将放大到这个书签对应的空间范围。
图面刷新后你就能看到实验的跟踪区域：
2.1.5开始编辑
只有在编辑过程中ArcScan才能激活。
从Editor菜单下选择StartEditing，从而开始一个编辑过程。
2.1.6设置栅格捕捉选项
栅格捕捉需要设置那些影响到跟踪行为的选项。
这些选项都在栅格捕捉选项对话框中进行设置。
在ArcScan工具条上点选RasterSnappingOptions按钮。
设置最大线宽度为7。
这个设置确保你跟踪到那些代表地块边界的栅格像元。
OK关闭栅格捕捉选项窗口。
点Editor菜单，选择Snapping打开捕捉环境对话框。
点Raster左边的加号以展开它。
勾选中心线（Centerlines）和交点（Intersection）两个选项。
关闭捕捉环境设置窗口。
2.1.7通过跟踪栅格像元来生成线要素
设置好栅格捕捉环境后，就可以开始跟踪栅格像元了。
你将使用VectorizationTrace工具来进行：
在ArcScan工具栏上选择矢量化跟踪工具（VectorizationTrace）。
将鼠标移动到地块边界的交点处，直到它捕捉到交点。
单击以开始跟踪。
向下移动鼠标，点击以生成线要素。
继续向下移动并点击，数字化地块的外边界。
完成对外边界的跟踪后，按F2键结束描线。
这样就生成了一条代表地块外边界的线要素（下图右）。
2.1.8通过跟踪栅格像元生成多边形要素
前面你透过跟踪栅格像元来建立了线要素；下面你将使用矢量化跟踪工具来生成多边形要素。
为了能更好地查看要跟踪的区域，需要放大到标记为Tracepolygons的区域。
从主菜单上的View菜单下选择Bookmarks->Tracepolygons。
2.1.9改变编辑目标图层
为了在跟踪的时候建立多边形，你必须将目标图层从当前的线图层ParcelLines更改为多边形图层ParcelPolygons。
点击Editor工具条上的Target下拉箭头，选择ParcelPolygons图层作为目标图层。
点选ArcScan工具栏上的VectorizationTrace工具。
将光标移动到061地块的左下角直到捕捉到交点，点击开始跟踪。
将箭头指向该地块右下角，点击以开始生成多边形要素的段。
继续逆时针方向跟踪地块边界，
当光标回到了跟踪的起点后，按F2结束多边形。
2.1.10结束你的编辑过程
在你完成栅格跟踪后，取消VectorizationTrace工具，你可以停止编辑，保存你所做的编辑。
在编辑工具栏上点Editor菜单，选择StopEditing。
回答Yes保存你所做的编辑。
本练习中，你学习了怎样设置栅格捕捉选项和环境，捕捉倒栅格像元，跟踪栅格像元以生成新的线或多边形要素。
这些步骤覆盖了主要的栅格跟踪处理过程。
下一练习中你将学习怎样编辑栅格图层，用批量矢量化工具来将整个栅格图层自动生成要素。
2.2批量矢量化
本练习中，你将编辑扫描的地块图，去除那些不属于矢量化范围的栅格元素。
清理好栅格地图后，你将使用批量矢量化方式来生成要素。
同样，首先从启动ArcMap并调入包含实验数据的地图文档开始。
2.2.1启动ArcMap，开始编辑
启动ArcMap。
从标准工具栏上选择Open按钮。
浏览并选择到实验数据所在的ArcScan目录下的文档。
点Open打开它。
2.2.2更改栅格图层符号
要使用ArcScan的工具和命令，栅格图层必须采用二值图像符号显示。
因此，你需要把栅格图层从扩展（Stretched）显示更改为单独值（Uniquevalue）显示。
在ArcMap的内容表中右击栅格图层，从右键菜单中选择Properties。
在打开的图层属性对话窗口中，点选Symbology页。
在Show列表中，选择UniqueValues显示方法。
OK关闭图层属性对话窗口。
2.2.3定位到实验的清理区域
实验区域已经定义为空间书签。
从View菜单下选择Bookmarks->Rastercleanup，放大到该区域。
屏幕刷新后，将显示实验指定的编辑区域：
2.2.4开始编辑
只有在编辑过程中才能使用ArcScan扩展模块。
点Editor菜单，选择StartEditing。
2.2.5为矢量化清理栅格图
在执行批量矢量化前，很多时候需要预先编辑栅格图像。
这个过程被称为栅格清理，包括从栅格图像中去除那些不属于矢量化范围的多余的像元。
ArcScan提供了工具来执行栅格清理。
现在你将学习使用栅格清理（RasterCleanup）工具来清楚ParcelScan图像中的那些不需要的文本。
点击RasterCleanup菜单，选择StartCleanup以开始栅格清理过程。
点击RasterCleanup菜单，选择RasterPaintingToolbar以打开栅格描绘工具栏。
在栅格描绘工具栏上选择Erase工具。
点击并按下鼠标左键，清除地块顶部的文字。
继续使用Erase工具清除该文本，直到完全去除它。
除了Erase工具外，栅格描绘工具栏上还有另外一个工具是用来清除像元的。
这个工具是MagicErase工具，它可以通过一个点击或拖处一个围绕的矩形框来清除互相连接的像元。
在栅格描绘工具栏上点选MagicErase工具。
在地块中央的文本周围拖出一个矩形框以去除它。
2.2.6使用像元选择工具来帮助清理栅格
前面的步骤中，你学习了怎样使用Erase和MagicErase工具来清除栅格图像中不需要的像元。
但是，如果你所要处理的图像中包含很多需要清理的地方，使用这些技术可能非常耗费时间。
为了促进这个处理步骤，你可以结合使用栅格选择工具。
为了更好看清编辑区域，你需要放大到命名为CellSelection的书签区域。
从View菜单下选择Bookmarks->Cellselection。
图面刷新后，可以看到将要实验的区域：
点击CellSelection菜单，选择下面的SelectConnectedCells。
在打开的Selectconnectedcells对话框中，在Entertotalarea中输入500作为指定的栅格象素数量。
这个表达式将选择到所有的那些表示文本的栅格。
OK确定关进行选择。
可以在地图上看到选择到的文本（像元）：
点击RasterCleanup菜单，选择EraseSelectedCells以删除这些选择到的像元。
删除后的栅格图如下：
2.2.7使用矢量化设置
批量矢量化依赖于用户定义的设置。
这些设置影响到要生成的要素的几何性质。
根据你使用的栅格数据类型的不同，设置也会相应不同。
一旦你确定了你的栅格的适合的设置，你可以将设置与地图文档一起保存或者保存为一个单独的文件。
你将在VectorizationSetting对话框中进行设置。
点击Vectorization菜单，选择VectorizationSettings以打开矢量化设置对话框。
设置最大线宽度值为10。
设置压缩容限为。
点Apply以更新这些设置。
关闭对话窗口。
2.2.8预览矢量化结果
ArcScan提供了在真正批量矢量化生成要素前进行预览的方法。
这可以帮助你节省时间，你可以看到你所做的设置是怎样影响到矢量化的。
当修改设置后，点击设置对话框上的Apply按钮就能更新预览。
这个设计可以让你微调矢量化设置。
点选Vectorization菜单，选择ShowPreview。
地图上显示出矢量化预览效果：
2.2.9生成要素
批量矢量化操作最后的步骤是生成要素。
GenerateFeature对话框中你可以选择用来存储将生成的要素的图层，并执行矢量化。
点选Vectorization菜单，选择GenerateFeatures。
在对话框中选择ParcelLinesBatch图层作为目标图层。
OK关闭对话框并开始进行矢量化。
在内容表中右击图层，选择ZoomToLayer以查看整个矢量化的结果：
2.2.10结束编辑过程
一旦你完成了生成要素，你可以停止编辑，保存你所做的编辑结束这个练习。
从Editor菜单下选择StopEditing。
回答Yes保存你所做的编辑。
2.3手工数字化
2.3.1在ArcCatalog下新建一个空的shapefile：
启动ArcCatalog；在目录树中找到你的工作空间；右击你的工作空间选择NewShapefile在打开的CreateNewShapefile对话框中为新建的文件起名叫boundary；指定要素类型为polyline；点击下面的空间参照区域的Edit按钮，然后在打开的SpatialReference属性对话框中为新建的文件选择投影：
北京1954高斯－克吕格投影6度分带20N区，确定后返回CreateNewShapefile对话框，OK。
2.3.2为boundary添加属性字段
为了能记录各条边界线的类型，需要添加字段来存储这个信息。
右击刚建立的boundary，选择属性。
在打开的shapefileproperties对话框中选择Fields页面。
在Fieldname列表下第一个可用的地方输入linetype作为字段的名字；在右边的DataType栏中点击，选择shortinteger作为字段类型。
点确定按钮关闭对话框。
2.3.3新建地图，并添加需要的数据
打开ArcMap，选择新建一幅空白地图；将刚才建立的boundary添加到地图上；将提供的添加到地图上。
2.3.4进行栅格显示设置：
ArcScan的跟踪要求栅格图形是以2值方式显示。
由于本地图过于复杂，使用不到跟踪功能。
但是，使用Sketch工具来进行手工数字化时，同样需要用到栅格的捕捉功能来帮助准确定位，因此还是应该参照前面的方法将栅格设置为二值显示。
接下来，参考前面，进行；打开编辑工具条，进行捕捉设置，数字化行政边界，并赋给属性信息。
3.拓普错误检查
3.1ArcGIS拓扑介绍
目前ESRI提供的数据存储方式中,Coverage和GeoDatabase能够建立拓扑,Shape格式的数据不能建立拓扑。
ArcGIS拓扑（Topology）是在同一个要素集（FeatureDataset）下的要素类（FeatureClass）间的拓扑关系的集合。
所以要参照一个拓扑的所有要素类，必须在同一个要素集内。
一个要素集可以有多个拓扑，但每个要素类最多只能参照一个拓扑。
ArcGIS拓扑由拓扑名称（Name），拓扑容差（Tolerance）、级别（Rank，1（最高）<=Rank<=50）、要素类（Featureclass）、拓扑规则（Rule）组成。
拓扑名称不能以数字开头，不能存在一些类似@、#等符号。
3.2Geodatabase组织结构。
Geodatabases中，将地理数据组织成为数据对象（dataobjects）。
这些数据对象存储于要素类（featureclass）、对象类（objectclass）或要素集（featuredatasets）中。
对象类（objectclass）用于存储非空间信息。
要素类（featureclass）则存储了空间信息及其相应的属性信息，在同一个要素类中，空间要素的几何形状必须一致，比如必须都是点、线或者面。
简言之，要素类是同类要素的集合。
要素集（featuredataset）用于存放具有同一空间参考（spatialreference）的要素类。
存放了简单要素的要素类可以存放于要素集中，也可以作为单个要素类直接存放在Geodatabase的目录下。
直接存放在Geodatabase目录下的要素类也称为独立要素类（standalonefeature）。
存储拓扑关系的要素类必须存放到要素集中，使用要素集的目的是确保这些要素类具有统一的空间参考，以利于维护拓扑。
Geodatabase支持要素类之间的逻辑完整性，体现为对复杂网络（complexnetworks）、拓扑规则和关联类等的支持。
下面描述Geodatabase中的数据对象（dataobjects）。
3.2.1要素类（Featureclass）
要素类，可称为点、线或面类型要素的集合，同时，地图的文本信息也可用注记（annotation）要素类存储。
非独立要素类，也就是相关联的要素类（如参与拓扑规则或者几何网络的要素类），以要素集的形式管理到一起。
栅格数据集（Rasterdataset）
以栅格表的形式管理的单或多波段栅格数据。
表（Tables）
描述非空间信息的表。
关联类（Relationships）
关联类是一种机制：
从一个表（要素类）中选择记录以后，可以在相关联的表（要素类）中可以获取到相应记录。
域（Domains）
列有效值的一个列表（或范围）。
子类（Subtypes）
将要素类中的要素进行了逻辑分组，每一个分组便是一个子类。
每一个这样的都有其完整性规则和GIS行为（如高速公路，是道路要素的一个子集）。
3.2.2空间关系（Spatialrelationships）
在拓扑工具（topologies）或几何网络（Geometricnetwork）中定义。
拓扑规则可以指定要素类中的要素之间有何种空间关系，如地块之间不能重叠（overlap），或者多个不同要素类中的要素之间的空间关系，比如国家首都（点要素）必须位于该国家疆土（面要素）上。
元数据（Metadata）数据库中的每个元素的描述文档。
3.3在arccatalog中创建拓扑规则的具体步骤
首先创建一个新的geodatabase，然后在其下创建一个要素集，然后要创建要素类或将其它数据作为要素类导入到该要素集下。
注意：
要进行拓扑规则检查的要素类必须在同一要素集下。
进入到该要素集下，在窗口右边空白处单击右键，在弹出的右键菜单中有new->topolopy，然后按提示操作，添加一些规则，就完成拓扑规则的检查。
最后在arcmap中打开由拓扑规则产生的文件，利用topolopy工具条中错误记录信息进行修改。
不能建立拓扑的情况有：
1.目标要素类已参与了一个Topology或GeometryNetwork；2.目标要素类是一个注记层；3.目标要素类是一个多维图层；4.目标要素类是一个多点层；5.目标要素类是一个多片层；6.目标要素类已被注册为有版本。
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