ArcGIS三大基础模块.docx
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ArcGIS三大基础模块
ArcGIS应用基础
ArcMap、ArcCatalog和Geoprocessing是ArcGIS的基础模块，应用ArcGIS进行空间分析时，应首先掌握这三个模块的各项功能。
ArcMap是ArcGIS桌面系统的核心应用程序，用于显示、查询、编辑和分析地图数据，
具有地图制图的所有功能。
ArcMap提供了数据视图（DataView）和版面视图（LayoutView）两种浏览数据的方式，在此环境中可完成一系列高级GIS任务。
ArcCatalog是一个空间数据资源管理器。
它以数据为核心，用于定位、浏览、搜索、组织和管理空间数据。
利用ArcCatalog还可以创建和管理数据库，定制和应用元数据。
从而大大简化用户组织、管理和维护数据工作。
Geoprocessing空间处理框架，具有强大的空间数据处理和分析工具。
框架主要包括两个部分：
ArcToolbox（空间处理工具的集合）和ModelBuilder（可视化建模工具）。
ArcToolbox包括了数据管理、数据转换、Coverage处理、矢量分析、地理编码以及统计分析等多种复杂的空间处理工具。
ModelBuilder为设计和实现空间处理模型（包括工具、脚本和数据）提供了一个图形化的建模框架。
它们均内嵌于ArcMap和ArcToolbox中。
ArcMap基础
本节分为四部分，主要介绍ArcMap数据层的基本操作、数据的符号化、注记标注和专题地图的编制等。
2.1.1新地图文档创建
ArcMap中，创建新的地图文档有以下两种方法：
1.启动ArcMap
在ArcMap对话框中，选择Anewemptymap并单击OK按钮，创建一个新的空地图。
或者应用已有的地图模板创建新地图：
选择Atemplate并单击OK按钮，在New对话框中选择General标签中的LandScapeClassic.mxt，即古典景观地图版式，单击OK按钮，出现了预先设计好的地图模板，进入地图编辑环境（图2.1）。
2.若已经进入了ArcMap工作环境
单击NewMapFile按钮直接创建一个空白新地图。
若希望应用已有地图模板创建新地图，单击File菜单下的New命令，在New对话框里确定当前创建的文件类型为Document；进入General选项卡，选择古典景观地图版式LandScapeClassic.mxt；单击OK按钮，进入地图编辑环境。
图2.1古典景观地图版式
2.1.2数据层的加载
创建了新地图文档之后，需给该文档加载数据。
在ArcMap中，用户可以根据需要来加载不同的数据层。
数据层的类型主要有ArcGIS的矢量数据Coverage、TIN和栅格数据Grid、Arcview3.x的shapefile、AutoCAD的矢量数据DWG、ERDAS的栅格数据ImageFile、USGS的栅格数据DEM等。
图2.2加载图层后的界面
加载数据层主要有两种方法：
一是直接在新地图文档上加载数据层，二是用ArcCatalog加载数据层。
1.直接在新地图中加载数据层：
1）单击File下AddData命令打开AddData对话框；
2）在Look列表框确定加载数据的位置，按下shift键，选择cities和states两个shapefile文件；
3）单击Add按钮，两个图层被加载到新地图中（图2.2）。
2.用ArcCatalog加载数据层：
使用ArcCatalog加载数据层，只需将需要加载的数据层直接拖放到ArcMap的图形显示器中即可，具体操作如下：
1）启动ArcCatalog。
2）在ArcCatalog中浏览要加载的数据层。
3）点击需加载的数据层，拖放到ArcMap窗口中，完成数据层的加载。
2.1.3数据层的基本操作
1.数据层更名
ArcMap内容表中，数据组所包含的每个图层以及图层所包含的一系列地理要素，都有相应的描述字符与之对应。
默认情况下，添加进地图的图层是以其数据源的名字命名的，而地理要素的描述就是要素类型字段取值。
由于这些命名影响到用户对数据的理解和地图输出时的图例，用户可以根据自己的需要赋予图层和地理要素更易识别的名字。
改变数据层名称，直接在需要更名的数据层上单击左键，选定数据层，再次单击左键，数据层名称进入可编辑状态，输入新名称。
地理要素的更名方法同上。
2.改变数据层顺序
数据层在内容表中的排序决定了数据层中地理要素显示的上下叠加关系，直接影响输出地图中的效果表达。
因此，图层的排列顺序需要遵循以下四条准则：
1）按照点、线、面要素类型依次由上至下排列。
2）
图2.3ArcMap地图窗口
按照要素重要程度的高低依次由上至下排列。
3）按照要素线划的粗细依次由下至上排列。
4）按照要素色彩的浓淡程度依次由下至上排列。
调整数据层顺序，只需将鼠标指针放在需要调整的数据层上，按住左键拖动到新位置，释放左键即可完成。
3.数据层的复制与删除
在一幅ArcMap地图中，同一个数据文件可以被一个数据组的多个数据层引用，也可以被多个数据组引用，可通过数据层的复制实现。
打开一个包含点、面要素的地图文档（图2.3）。
图中有两个数据层，一个名为Layer1，另一个为Layer2。
现将Layer2中的Roads数据层拷贝到Layer1数据组中。
在内容表中单击左键，选定Roads数据层，再单击右键打开快捷菜单，单击Copy命令。
鼠标点中Layer1单击右键，打开快捷菜单，单击PasteLayers命令，完成粘贴（图2.4）。
删除图层只需在该图层上单击右键，选择Remove命令即可。
按住“shift”或者“ctrl”键可以选择多个图层进行操作。
图2.4完成粘贴后的ArcMap地图窗口
4.数据层的坐标定义
ArcMap中数据层大多是具有地理坐标系统的空间数据，创建新地图并加载数据层时，第一个被加载的数据层的坐标系统被作为该数据组的默认坐标系统，随后被加载的数据层，无论其原有的坐标系如何，只要满足坐标转换的要求，都将被自动转换为该数据组的坐标系统，但不会影响数据层所对应的数据本身。
对于没有足够坐标信息的数据层，一般情况下由操作人员来提供坐标信息。
若没有提供坐标信息，ArcMap按默认办法处理：
先判断数据层的X坐标是否在-180到180之间，Y坐标是否在-90到90之间，若判断为真，则按照大地坐标来处理；若判断不为真，就认为是简单的平面坐标系统。
若不知道所加载数据层的坐标系统，可以通过数据组属性或者数据层属性进行查阅，并根据需要进一步修改：
（1）查阅数据组坐标
打开一个地图文档。
1）单击View下DateFrameProperties命令，打开DateFrameProperties对话框。
2）进入CoordinateSystem选项卡。
选项卡上显示了该地图的数据组的坐标信息。
（2）变换数据组坐标
打开一个地图文档。
1）在数据组上点击右键，选择peoperties命令，打开DateFrameProperties对话框。
2）在CoordinatingSystem选项卡中单击Predefined目录，其中包含有系统定义的各种地图投影类型（图2.5）。
3）选择需要的地图投影类型。
4）单击确定按钮，数据组中所有数据层的投影都将变换为选定类型。
（3）修改坐标系统参数
打开一个地图文档。
1）打开DateFrameProperties对话框中的CoordinateSystem选项卡。
2）单击Modify按钮。
打开ProjectedCoordinateSystemProperties对话框（图2.6）。
3）在ProjectedCoordinateSystemProperties对话框中可以根据需要修改地图投影参数。
4）
图2.7DataFrameProperties对话框
图2.5DateFrameProperties对话框
图2.6ProjectedCoordinateSystemProperties对话框
单击确定按钮，完成参数修改。
（4）设置地图显示参数
打开一个地图文档。
1）打开DataFrameProperties对话框，单击General标签，进入General选项卡（图2.7）。
2）设置显示单位（Display）：
Meters；设置显示参考比例（ReferenceScale）：
0；设置旋转角度（Rotation）：
0。
3）单击确定按钮，应用所设置的显示参数。
5.数据层的分组
当需要把多个图层作为一个图层来处理时，可将多个图层形成一个组图层（GroupLayer）。
例如，有两个图层分别代表铁路和公路，可以将两个图层合并为一个新的“交通网络”图层。
一个组合图层在地图文档中的性质类似于一个独立的数据层，它所包含的图层之间没有相互冲突的属性。
对于组图层的主要操作有：
1）建立组图层：
在内容表中选中多个数据层，右键单击Group，完成创建。
2）添加图层到组图层：
双击内容表中的组图层，打开GroupLayerProperties对话框，在Group选项卡中单击Add按钮添加图层。
3）调整组图层顺序：
双击内容表中的组图层，打开GroupLayerProperties对话框，在Group选项卡中选中要调整顺序的图层，使用向上、向下按钮调整。
4）在组图层中显示某一图层属性：
打开GroupLayerProperties对话框，在Group选项卡中选择某一图层，单击Properties查看该图层的属性。
5）在组图层中删除某一图层：
打开GroupLayerProperties对话框，在Group选项卡中选择某一图层，单击Remove删除该图层。
6.数据层比例尺设置
通常情况下，不论地图显示的比例尺多大，只要在ArcMap内容表中勾选数据层，该数据层就始终处于显示的状态。
如果地图比例尺非常小，就会因为地图内容过多而无法清楚表达。
若照顾小比例尺地图，当放大比例尺的时候可能出现图画内容太少或者要素线划不够精细的缺点。
为了克服这个缺点，ArcMap提供了设置地图显示比例尺范围的功能。
任何一个数据层，都能根据其本身内容特点来设置它的最小显示比例尺和最大比例尺。
若地图显示比例尺小于数据层的最小显示比例尺或者大于数据层的最大显示比例尺，数据层就不显示在地图窗口。
（1）设置绝对显示比例尺
1）在数据层上点右键，打开数据层快捷菜单中的Properties命令。
2）在General选项卡中选择Don’tshowlayerwhenzoomed选项，然后在Outbeyond文本框中输入最小显示比例尺，在Inbeyond文本框中输入最大显示比例尺，单击确定按钮。
（2）设置相对显示比例尺
1）在城市数据层上点右键，打开VisibleScaleRange命令。
2）使用SetMaximumScale或者SetMinimumScale设置显示比例尺的最大最小值。
（3）删除比例尺设置
当不再需要已设好的显示比例尺范围时，在该数据层上点击右键，选择VisibleScaleRange中的ClearScaleRange命令删除比例尺设置。
2.1.4数据层的保存
由于ArcMap地图文档记录和保存的并不是数据层所对应的源数据，而是各数据层对应的源数据路径信息。
如果磁盘中地图所对应的数据文件路径被改变，系统会提示用户指定该数据的新路径，或者忽略读取该数据层，地图中将不再显示该数据层的信息。
为了解决这个问题，ArcMap提供了两种保存数据层路径的方式，一种是保存完整路径，另一种是保存相对路径，同时还可以编辑地图文档中数据层所对应的源数据。
例如：
保存一个数据层，可以先用前面的方法创建一个空白新地图，再单击AddData按钮添加若干图层。
1）在ArcMap窗口，单击File菜单下MapProperties命令。
2）在打开的对话框中，点击DataSourceOption按钮，打开DataSourceOptions对话框。
3）选择Storefullpathnames，保存完整路径；若选择Storerelativepathnames，保存相对路径，单击确定，关闭MapProperties对话框。
4）打开File菜单下SaveAs命令，保存文件。
ArcCatalog应用基础
当ArcCatalog与文件夹、数据库或者GIS服务器建立链接之后，就可以通过ArcCatalog来浏览其中的内容。
ArcCatalog具有浏览地图和数据，创建元数据，搜索地图数据，管理数据源等功能，以下简要介绍ArcCatalog中的相关功能与操作。
2.2.1ArcCatalog基础操作
1.文件夹链接
首次启动ArcCatalog，会发现目录树上包含了本机硬盘上的目录。
但是，若要使用的数据不在本机硬盘，或欲访问的地理数据存储在一个子目录中，可以通过定制FolderConnection，添加指向该子目录的文件夹链接。
通过添加文件夹链接，可以设置经常访问的数据链接。
操作如下：
1）单击File菜单下ConnecttoFolder命令或者在ArcCatalog标准工具栏上直接单击ConnecttoFolder按钮，打开ConnecttoFolder对话框。
2）选择经常访问的文件夹，单击确定按钮，建立链接。
该链接出现在ArcCatalog目录树中。
3）若要删除链接，在需删除链接的文件夹上右键打开快捷菜单，选择DisconnectFolder命令。
2.文件类型显示和增删
第一次启动ArcCatalog时，会发现很多类型的文件能在Windows的资源管理器中显示，却不能在ArcCatalog中显示。
这是因为ArcCatalog是以地理数据为对象的资源管理器。
有些其他类型的文件也包含与地理数据相关的信息，为了显示这些文件，需要把相应的文件类型添加到Catalog的文件类型列表框中。
（1）文件夹类型显示操作
图2.8Options对话框
可以根据需要，显示或隐藏特定的文件夹或者数据类型。
1）单击Tools下Options命令，打开Options对话框（图2.8）。
2）进入General选项卡，勾选想要显示的数据类型，单击确定按钮，完成设置。
（2）文件类型的增删
可根据需要添加或者移除空间数据类型。
增加文件类型有两种方式：
一是增加与空间数据有关的文件类型，具体操作如下：
1）单击Tools下Options命令，打开Options对话框，进入FileType选项卡（图2.9）。
2）单击NewType按钮，在FileType对话框中填写文件类型的后缀名。
3）单击ChangeIcon按钮，为该文件类型指定图标。
4）单击OK按钮，完成操作。
另一种是增加非空间数据文件类型，具体操作如下：
1）在FileType选项卡中单击NewType按钮。
2）在打开的FileType对话框中单击ImportFileTypeFromRegistry按钮；
3）在RegisteredFileType对话框中选择相应的文件类型。
单击OK按钮，完成设置。
如果想删除某种文件类型，只需在FileType选项卡中选中该类型，单击Remove按钮即可。
3.
图2.9Options对话框FileType选项卡
文件特性项的显示操作
（1）单击File下Options命令，进入Contents选项卡（图2.10）。
（2）
图2.10Contents选项卡
图2.11Raster选项卡
选择列表框中的选项，可以控制ArcCatalog标准栏的详细信息以及元数据内容信息的显示。
（3）单击确定按钮，完成设置。
4.栅格数据的显示
并非所有栅格数据都是以单一文件形式存储的，有些是以文件夹形式存储的，识别该类数据需要花费大量时间，所以在默认状态下栅格数据是不显示的。
如果想要显示栅格数据，可以进行如下操作：
1）单击Tool下Options命令，打开Options对话框。
2）进入Raster选项卡（图2.11），选中Alwayspromptforpyramidcalculation,总是提示是否为栅格数据创建金字塔；如果希望不再提示，选中Alwayspromptforpyramidcalculationanddon’tpromptinthefuture；如不希望为栅格数据创建金字塔，也不提示，选择第三选项。
3）单击FileFormat按钮，打开RasterFileFormatsProperties对话框，在栅格数据类型列表中，选择要显示或隐藏的文件格式。
单击确定按钮，完成设置。
2.2.2目录内容浏览
1.目录内容浏览
Catalog有三个选项卡，Contents、Preview和Metadata,每一个选项卡提供一种唯一的查看Catalog目录树中项目内容的方式。
1）在Catalog目录树中选定诸如文件夹、数据库或者要素数据集等项目时，Contents选项卡能列出项目中所包含的项目，不同于视窗浏览器只能显示目录树中的文件夹，Contents选项卡能扩展文件夹的项目，且能看到目录树中的所有内容。
2）Preview选项卡能以多种视图方式浏览数据：
有Geography、Table、3DView以及GlobeView等。
其中，Geography视图方式为缺省方式，对于那些既包含空间数据又包含表格属性数据的项目，可以在Preview选项卡中的下拉列表中进行切换。
A.Geography视图方式下，矢量数据集的每个要素或注记，栅格数据集的每个象元，TIN数据集的每个三角均被绘图显示。
借助标准工具栏上的工具可以对视图进行放大、缩小、移动、查询等操作。
B.Table视图方式状态下，预览栏显示所选内容项中的属性数据表格。
3）元数据栏浏览
要确认一个数据源是否满足要求，不仅要知道该数据的基本信息，查看它的图形图像特征，还需要知道该数据的精度信息、数据获取方式等。
这些信息可以从该数据内容项的元数据中得到。
内容项的元数据除包括这些信息外，还包括很多根据数据本身特征而自动生成的信息。
在默认状态下，元数据栏以网页的形式提供这些信息，因此可以像在浏览器中浏览网页那样交万式地访问元数据，同时，可以利用元数据工具条中的Sty1esheet下拉菜单实现不同格式间的切换。
2.地理数据浏览
在Preview选项卡中选择地理视图方式（Geography），就可以在Catalog中预览所选择的地理数据。
在地理视图状态，可以使用工具条上的快捷工具（地理数据的缩放、显示区域的移动等）浏览数据，也可以利用查询按钮单击视图中的地理要素、栅格像元或者TIN来查看其属性数据。
3.表格数据浏览
要预览Catalog目录树中项目的表格数据，选中项目后在Preview选项卡的下拉列表选择Table视图方式即可。
表格数据浏览操作主要有以下内容：
（1）调整、冻结、排列
1）重排列表的列：
激活要移位的列名，单击此列名并按下鼠标左键，将其拖到新位置，松开左键，实现移动。
2）冻结：
激活要冻结的列名，右键选中列名，单击Freeze/UnfreezeColumn，即可冻结该列。
3）排列：
对表中的行进行排序可以使信息查找更加容易。
单击要排序的列名，右键打开快捷菜单，单击SortAscending（升序）或者SortDescending（降序）命令，完成排序。
（2）修改属性
单击Tools下Options命令，进入Table选项卡（图2.12），在选项卡中可以修改表格中的字体类型、颜色、大小，以及表格中被选中区域的颜色等。
图2.12Table选项卡
注：
若需利用一个符号来标示数据列是否被索引，选中Showindexfields复选框，并在其后的窗口键入用于显示的符号，默认使用符号“*”。
如不需显示某一列被索引，只需要去掉Showindexfields复选项。
（3）表格数据统计
在需统计的列名（必须为数值型的列）上单击右键，打开快捷菜单，单击Statistics命令查看统计信息，包括总和、最大值、最小值、标准差等，同时绘制数据分布的直方图。
（4）查询
单击表格右下方的Options按钮，选择Find命令，打开Find对话框，在对话框中输入要查找的字段之后，选择搜索范围和搜索方向。
MatchCase复选框表明需要完全匹配，包括字母的大小写，SearchonlySelectedField复选框表明只在选择的范围内搜索。
Text列表框中，AnyPart表示任意含有匹配，Wholefield表示精确匹配，Startoffield表示开头匹配。
（5）数据字段的增删
单击表格右下方的Options按钮，选择AddField命令。
在Name文本框中，键入新字段的名称。
单击Type下拉箭头，选择字段的类型。
单击OK按钮，完成数据列的增加，新列出现在表的最右边。
2.2.3数据搜索
数据搜索即根据一定条件或关键词搜索需要的数据。
在ArcCatalog中，按照搜索依据可分为下面四种：
1.按内容项搜索
图2.13Name＆1ocation选项卡
在ArcCatalog标准工具条中：
1）单击Search按钮
，打开Search对话框，进入Name＆1ocation选项卡，（图2.13）。
2）在Name文本框中，键入内容项名称或名称的组成部分，或者使用“*”代表一个或多个字符。
3）按住Ctrl键，可同时在类型列表中选择多个希望搜索的内容项类型，单击Clear按钮可清除选择。
4）单击Search下拉箭头，选择需要搜索的范围（Catalog目录或文件系统等）。
5）单击Look文本框右面的浏览按钮，打开Browseforlocationtostartsearch对话框，浏览并选择需要从中搜索的文件夹、数据库连接或Internet服务器，单击add按钮，确定搜索位置。
6）在SaveAs文本框中，键入搜索结果文件夹名称。
7）单击FindNow按钮，开始搜索，搜索结果存储在搜索结果文件夹中，并在目录树中处于被选择状态。
一旦搜索到满足条件的内容项，搜索结果列表中就会出现该内容项的快捷方式。
2.按地理范围搜索
ArcCatalog还提供了依据地理位置搜索数据的功能，即可搜索覆盖特定地理位置的数据。
在进行地理位置搜索时，可以直接在图上画出搜索范围区域，也可以从下拉列表中选取一个地名。
在定义地理搜索准则时，可以从地图下拉列表中选择不同的地图。
如果没有合适的覆盖区域，可选择地图下拉列表中的Others选顶，从而选择自己的地图数据源。
1）在Search对话框中进入Geography选项卡（图2.14）。
选中Usegeographiclocationinsearch复选框；
2）
图2.14Geography选项卡
在图上画一个矩形框，或者在Choosealocation下拉列表中选一个区域地名，也可以在Specifycoordinatesofabox选项组中确定需要搜索区域的坐标；
3）如果希望仅仅搜索位于选定矩形框内部的数据，选中Finddataentirelywithinlocation；如果希望搜索与指定矩形框相接的所有数据，选中Finddataoverlappinglocation；
4）在SaveAs文本框键入搜索结果文件夹名称，单击FindNow开始搜索。
3.按时间搜索
在ArcCatalog中，可以按照时间进行内容项的搜索
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