【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 選擇地理數(shù)據(jù)庫(kù)－，在出現(xiàn)的菜單中選擇 New Relationship Class，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定，其它設(shè)置接受默認(rèn)選項(xiàng)即可。 指定源表和目標(biāo)表 。 設(shè)定主鍵和外鍵 ， 點(diǎn)擊下一步，直到完成關(guān)系類的定義。 選擇關(guān)系類型為一 對(duì)多關(guān)系，這樣可以建立公交站點(diǎn)到公交線路一對(duì)多的關(guān)系，因?yàn)榻?jīng)過(guò)一個(gè)公交站點(diǎn)的公交線路有多條，這樣，在我們從公交站點(diǎn)分布圖是查詢某個(gè)公交站點(diǎn)時(shí)就可以查詢經(jīng)過(guò)這個(gè)站點(diǎn)的所有公交線。 10 以上步驟完成后， ArcCatalog 中就可以看到，在地理數(shù)據(jù)庫(kù) 中，有一個(gè)要素集（ Kunming），其中包含一個(gè)要素類 （ 公交站點(diǎn) ） 、一個(gè)數(shù)據(jù)表（公交線路）、一個(gè)關(guān)系類（公交站及公交線 1:M） 。 第 5 步 拖放數(shù)據(jù)到 ArcMap 中 啟動(dòng) ArcMap，新建一個(gè)空的地圖文檔，通過(guò)拖放的方式添加上面所創(chuàng)建的數(shù)據(jù) 到 ArcMap 中 。 在 ArcCatalog 中，點(diǎn)擊“內(nèi)容”選項(xiàng)頁(yè)，在目錄樹(shù)中，點(diǎn)擊地理數(shù)據(jù)庫(kù) —— ，將要素類 —— “公交站點(diǎn)”及屬性數(shù)據(jù)表“公交線路”拖放到ArcMap 中。 關(guān)閉 ArcCatalog，激活 ArcMap 窗口。 第 6 步 編輯屬性數(shù)據(jù)及進(jìn)行 1:M 的空間查詢 為了讓大家了解屬性編輯的過(guò)程，我們需要在要素類公交站點(diǎn)中添加 3 個(gè)公交站點(diǎn)。（這只作演示使用，實(shí)際的數(shù)字化過(guò)程還需要加載經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)后的掃描地圖作為背景）。 首先，在工具欄顯示區(qū)的空白處點(diǎn)擊右鍵，在出現(xiàn)的菜單在選中“編輯器”，從而 打開(kāi)編輯器工具欄。 在編輯器工具欄中，點(diǎn)擊“編輯器”下拉菜單，選擇“開(kāi)始編輯”命令。按下按鈕，在地圖顯區(qū)內(nèi)隨意地添加 3 個(gè)公交站點(diǎn)。 在圖層列表控制面板（ TOC）中，右鍵選擇圖層 —— “公交站點(diǎn)”，在出現(xiàn)的菜單中，選擇“打開(kāi)屬性表”命令，將顯示公交站點(diǎn)的屬性編輯窗口，在其中輸入站點(diǎn)名稱和公交站點(diǎn)編號(hào)。字段 OBJECTID 是關(guān)鍵字段，是自動(dòng)生成的不需要輸入。 在圖層列表控件面板（ TOC）中，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)源”選項(xiàng)頁(yè)，切換到數(shù)據(jù)源視圖下，右鍵選擇屬性表 —— “公交線路”，在出現(xiàn)的菜單中，選擇“打開(kāi)”命令，將 會(huì)顯示“公交線路”的屬性編輯窗口。按下圖所示輸入幾條公交線路（公交站點(diǎn)編號(hào)、公交線路）。 點(diǎn)擊“編輯器”工具欄中的“編輯器”下拉菜單，選擇“停止編輯”命令，將以上所作的編輯結(jié)果保存。 點(diǎn)擊屬性查詢按鈕，查詢地圖顯示區(qū)中任意公交站點(diǎn)的屬性，可以看到經(jīng)過(guò)公交站－“云南大學(xué)”的公交線路有 3 條，可進(jìn)一步查詢每條公交線路的詳細(xì)數(shù)據(jù)。 第 7 步 導(dǎo)入 GPS 數(shù)據(jù)，生成圖層 各類手持 GPS 接收機(jī)采集到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)相關(guān)軟件（如 MapSource 等）導(dǎo)入到 ArcMap 中。 GPS 數(shù)據(jù)文件 啟動(dòng) ArcMap，切換到數(shù) 據(jù)源視圖。點(diǎn)擊按鈕 添加 GPS 數(shù)據(jù)，選擇對(duì)應(yīng)的 GPS 數(shù)據(jù)文件 （ 可以是 .txt 格式、 dBase 等格式 ） ，這里 GPS 數(shù)據(jù)文件為：瀾滄江 。 選中要添加的 GPS 數(shù)據(jù)文件 根據(jù) GPS 數(shù)據(jù)生成圖層： 執(zhí)行菜單命令： [Tools] [Add XY Data]，在“ Add XY Data”窗口中，選擇已添加的 XY 數(shù)據(jù)表，指定 X 坐標(biāo)字段（ E）和 Y 坐標(biāo)字段（ N），按“ Edit”按鈕，選擇坐標(biāo)系統(tǒng)。一般 GPS 系統(tǒng)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)為 WGS_1984（其操作方式同第 4 步） 。 確定后，在地圖顯示 區(qū)域中，就會(huì)根據(jù) GPS 數(shù)據(jù)文件中采集的坐標(biāo)信息創(chuàng)建點(diǎn)狀的事件圖層。 在圖層控制面板（ TOC）中，右鍵選中根據(jù) GPS 數(shù)據(jù)文件生成的事件圖層。在出現(xiàn)的菜單中，執(zhí)行 [Data][Export Data]命令： 在導(dǎo)出數(shù)據(jù)對(duì)話框中，指定要導(dǎo)出的文件名稱及存儲(chǔ)位置。這樣就完成了由GPS 數(shù)據(jù)文件生成圖層的過(guò)程。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容： ① 闡述基本原理和概念 （ 要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集 ） ； ② Geodatabse 空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型的特點(diǎn) ； ③ 1:M 空間查詢的實(shí)現(xiàn)原理及應(yīng)用實(shí)例 ； ④ 比較連接 （ Join） 和關(guān)聯(lián) （ Link） 關(guān)系的區(qū)別和應(yīng)用 。 實(shí)驗(yàn) 3 影像配準(zhǔn)及矢量化 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1 利用影像配準(zhǔn) （ Georeferencing） 工具進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的地理配準(zhǔn) ； 2 編輯器的使用（點(diǎn)要素、線要素、多邊形要素的數(shù)字化） ； 注意：在基于 ArcMap 的操作過(guò)程中請(qǐng)注意保存地圖文檔。 二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)： 西南交大新校區(qū)遙感圖 ―― （有正確坐標(biāo)） ， 西南交大新校區(qū)航拍圖 （任意坐標(biāo)） 。 軟件準(zhǔn)備： ArcGIS Desktop ArcMap、 ArcCatalog 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 第 1 步 影像配準(zhǔn) －加載數(shù)據(jù)和影像配準(zhǔn)工具 ⑴ 打開(kāi) ArcCatalog 和 ArcMap， 并 添加“ Georeferencing”工具欄 。 ⑵ 把需要進(jìn)行配準(zhǔn)的影像 — 添加 到 ArcMap 中，會(huì)發(fā)現(xiàn)“ Georeferencing”工具欄中的工具被激活；同時(shí)在 ArcCatalog 中打開(kāi) 參考圖像。 第 2 步 輸入控制點(diǎn) 在 配準(zhǔn) 中需要知道一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)。通過(guò)讀圖， 可以得到一些控件點(diǎn) ， 我們可以從圖中均勻的取幾個(gè)點(diǎn)。在實(shí)際 工作 中，這些點(diǎn) 最好 能夠均勻分布。 ⑴ 在 ArcMap 和 ArcCatalog（ Preview） 中同時(shí)操作 ， 找到兩圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置 ； 然后在 ArcCatalog（ Preview） 中移動(dòng)鼠標(biāo) 到該特殊點(diǎn) ， 記錄下它的坐標(biāo) ；最后在 ArcMap 的“ Georeferencing”工具欄上點(diǎn)擊“ Add Control Points”按鈕， ⑵ 使用該工具在 圖上精確到 對(duì)應(yīng) 控制點(diǎn)點(diǎn)擊，然后鼠標(biāo)右擊輸入該點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置，如下圖所示： ⑶ 用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)（大于 7 個(gè)），輸入 它們的實(shí)際坐標(biāo)。點(diǎn)擊 “ Georeferencing” 工具欄上的“ View Link Table”按鈕。 檢查控制點(diǎn)的殘差 （ Residual，圖中 2 處） 和 RMS（圖中 3 處） ，刪除 （選中，并點(diǎn)擊 1 處按鈕就可刪除） 殘差特別大的控制點(diǎn)并重新選取控制點(diǎn)。 Transformation（ 轉(zhuǎn)換方式 ） 設(shè)定為“ 2nd Order Polynomial（ 二次多項(xiàng)式 ，圖中 4 處） ” 注意：在連接表對(duì)話框中點(diǎn)擊“ Save”按鈕，可以將當(dāng)前的控制點(diǎn)保存為磁盤(pán)上的文件，以備使用。 第 3 步 設(shè)定數(shù)據(jù)框的屬性 ⑴ 增加所有控制點(diǎn)，并檢查 均方差（ RMS）后，在 “ Georeferencing”菜單下，點(diǎn)擊“ Update Display”。執(zhí)行菜單命令“ View”－“ Data Frame Properties?” ，設(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩?。 在 “General”選項(xiàng)頁(yè)中，將地圖顯示單位設(shè)置為 “meters” 在 “Coordinate System”選項(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系統(tǒng) ，其設(shè)定應(yīng)與參考圖像 一致。 ⑵ 在 “Coordinate System”選項(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系統(tǒng) ，其設(shè)定應(yīng)與參考圖像 一致。對(duì)于圖像 的坐標(biāo)系統(tǒng)，在ArcCatalog 中查看（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn) 2 第 4 步 5）。 ⑶ 在上圖中點(diǎn)擊“ Modify?”按鈕，彈出如下界面。在上面設(shè)定坐標(biāo)系統(tǒng)，更新后，就變成真實(shí)的坐標(biāo)。 第 4 步 矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚碌臇鸥裎募? ⑴ 在 “ Georeferencing”菜單下，點(diǎn)擊“ Rectify? （矯正（ y）?） ”，對(duì)配準(zhǔn)的影像根據(jù)設(shè)定的變換公式重新采樣，另存為一個(gè)新的影像文件。 ⑵ 加載重新采樣后得到的柵格文件，并將原始的柵格文件從數(shù)據(jù)框中刪除。后面我們的數(shù)字化工 作是對(duì)這個(gè)配準(zhǔn)和重新采樣后的影像進(jìn)行操作的。 通過(guò)上面的操作我們的數(shù)據(jù)已經(jīng)完成了配準(zhǔn)工作，下面我們將使用這些配準(zhǔn)后的影像進(jìn)行分層矢量化。 第 5 步 分層矢量化－在 ArcCatalog 中創(chuàng)建一個(gè)線要素圖層 ⑴ 打開(kāi) ，鼠標(biāo)右擊，在“ New”中，選擇“ Personal Geodatabase”。并修改該 Geodatabase 數(shù)據(jù)庫(kù)的名稱（例如 ）。 具體操作見(jiàn)實(shí)驗(yàn) 2。 ⑵ 下面將為該 Geodatabase 創(chuàng)建新的要素類，首先創(chuàng)建一個(gè)“ 道路 ”要素類來(lái)存儲(chǔ) 道路 要素。在 ArcCatalog 中，鼠標(biāo)右擊 test3 這個(gè) Personal Geodatabase，在“ New”中選擇“ Feature Class” 。 ⑶ 輸入創(chuàng)建的要素類的名稱“ daolu” 、別名“道路”、 Type“ Line Feature”。點(diǎn)擊下一步。 ⑷ 點(diǎn)擊 “ Import??”，從已有影像數(shù)據(jù)中導(dǎo)入坐標(biāo)系統(tǒng) 。 ⑸ 點(diǎn)擊下一步，再點(diǎn)擊下一步。 ⑹ 在上面的窗口中添加屬性表的字段信息，如道路名等，并指定數(shù)據(jù)類型。設(shè)定完成后，點(diǎn)擊“ Finish”。 ⑺ 按照上述方式再新建幾個(gè)要素類（圖層），如河流（ 面數(shù)據(jù)）、校舍（面）等。 第 6 步 從已配準(zhǔn)的 影像上 提取 地物 并保存到上面創(chuàng)建的要素類中 ⑴ 切換到 ArcMap 中，將新建的要素圖層 與已配準(zhǔn)的影像數(shù)據(jù)添加進(jìn)來(lái) ，保存地圖文檔為 。 ⑵ 打開(kāi)“ Editor toolbar”工具欄，在“ Editor”下拉菜單中執(zhí)行“ Start Editing”，并選擇前面創(chuàng)建的 一個(gè) 要素類。確認(rèn) Editor 中： Task 為―― create new Feature，目標(biāo)為―― 道路； 設(shè)置圖層――顯示符號(hào) 顏色 ，并設(shè)置為合適的寬度 （參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)1） 。 ⑶ 將地圖放大到合適的比例下 ，從中跟蹤并畫(huà)出地物要素 。 ⑷ 進(jìn)一步練習(xí)線要素的其它操作，比如 點(diǎn)的捕捉、 線段的合并、分割、編輯頂點(diǎn)等操作 。 ⑸ 可參照以上步驟，從地圖中提出多邊形要素（如 房屋等 ），并進(jìn)一步熟悉多邊形要素編輯的相關(guān)操作。 繪制西南交大部分地物要素。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求 邊操作邊思考 如下 具體內(nèi)容 ： ⑴ 總結(jié)屏幕跟蹤數(shù)字化過(guò)程的基本步驟及每一步驟的必要性 ； ⑵ 分析數(shù)字化過(guò)程中誤差的來(lái)源及減小誤差的相關(guān)方法 ； ⑶ 為什么要對(duì)配準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣？實(shí)驗(yàn) 4 空間 數(shù)據(jù)處理 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ⑴ 掌握空間數(shù)據(jù)處理（融合、拼接、剪切、交 叉、合并）的基本方法 、 原理 ，并 領(lǐng)會(huì)其用途 ； ⑵ 掌握地圖投影變換的基本原理與方法 ； ⑶ 熟悉 ArcGIS 中投影的應(yīng)用及投影變換的方法、技術(shù) ； ⑷ 了解地圖投影及其變換在實(shí)際中的應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 預(yù)備知識(shí)： ArcToolbox 是 ArcGIS Desktop 中的一個(gè)軟件模塊 ， 內(nèi)嵌在 ArcCatalog 和 ArcMap 中，在 ArcView、 ArcEditor 和 ArcInfo 中都可以使用。 ArcToolbox 具有許多復(fù)雜的空間處理功能，包括的工具有： ⑴ 數(shù)據(jù)管理 ； ⑵ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 ； ⑶ Coverage 的處理 ； ⑷ 矢量分析 ； ⑸ 地理編碼 ； ⑹ 統(tǒng)計(jì)分析 。 空間間數(shù)據(jù)處理是基于已有數(shù)據(jù)派生新數(shù)據(jù)的一種方法 ，它 通過(guò)空間分析方法實(shí)現(xiàn) ，也 是基于矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行的，包括如下幾種常用的操作：融合 、 剪切 、 拼接 、 合并（并集） 、 相交（交集）。 地理坐標(biāo)系（ Geographic Coordinate System） 地理坐標(biāo)系使用基于經(jīng)緯度坐標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)描述地球上某一點(diǎn)所處的位置。某一個(gè)地理坐標(biāo)系是基于一個(gè)基準(zhǔn)面來(lái)定義的?；鶞?zhǔn)面是利用特定橢球體對(duì)特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個(gè)國(guó)家或地區(qū)均有各自的基準(zhǔn)面。 橢球體 長(zhǎng)半軸 a（米） 短半軸 b（米） Krassovsky（北京 54 采用） 6378245 IAG 75（西安 80 采用） 6378140 WGS 84 6378137 在 ArcGIS 中基于這三個(gè)橢球，建立了我國(guó)常用的三個(gè)基準(zhǔn)面和地理坐標(biāo)系 ： ⑴ GCS_WGS1984(基于 WGS84 基準(zhǔn)面 )； ⑵ GCS_BEIJING1954(基于北京 1954 基準(zhǔn)面 )； ⑶ GCS_XIAN1980(基于西安 1980 基準(zhǔn)面 )。 投影坐標(biāo)系（ Projected Coordinate Systems） 投影坐標(biāo)系使用基于 X、 Y 值的坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)描述地球上某個(gè)點(diǎn)所處的位置。這個(gè)坐標(biāo)系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對(duì)應(yīng)于某個(gè)地理坐標(biāo)系。 投影坐標(biāo)系由以下參數(shù)確定 ： ⑴ 地理坐標(biāo)系（由基準(zhǔn)面確定，比如：北京 5西安 80、 WGS84） ； ⑵ 投影方法（比如高斯－克呂格、 Lambert 投影、 Mercator 投影） 。 在 ArcGIS 中提供了幾十種常用的投影方法 北京 1954 投影坐標(biāo)系和西