GIS原理实习一操作指南文档格式.docx
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最普通的GIS查询就是确定在指定的位置有什么。
在这类查询中，用户知道他感兴趣的要素的位置，但是想进一步了解与之相关的特征。
在GIS中，这是很容易实现的，因为地图显示区中的地理要素与它们的属性是（描述性的特征）相互关联的，属性信息是存储在数据库中的。
在GIS中，你可以在地图上点击一个要素来查看数据库中与之相关联的属性。
另一类型的GIS查询是确定符合给定条件的要素它的位置在哪里。
在这种情况下，用户知道要素的重要特征，他想要找出具有这些特征的那些要素的具体位置。
.
假定你想查找人口数大于2000万的内陆国家。
你应该使用这个限定条件创建一个查询表达式。
一旦GIS找到符合查询限定条件的要素，将会在地图上高亮显示这些要素。
三、实验步骤及方法
第1步启动ArcMap
启动ArcMap。
.执行菜单命令：
开始>
>
所有程序>
ArcGIS>
ArcMap
当出现ArcMap对话框时,点击"
一个新的空地图"
单选按钮，然后点击OK.确定。
你现在将可以看到ArcMap的操作界面
如果你的ArcMap界面与上面的图看起来不一样，也不用在意，这不会对练习的结果产生影响。
当你在ArcMap中进行各种操作时，你的操作对象是一个地图文档。
一个地图文档可以包含多个数据框架，根据数据集依次形成数据框架。
一个地图文档是存储在扩展名为.mxd文件中。
第2步检查要素图层
执行菜单命令File>
Open.
浏览到包含有你下载的练习数据的文件夹（比如：
D:
\ArcgisEx\Ex1）然后点击Redlands.mxd.
点击Open按钮。
打开地图文档Redlands后,你会看到加州Redlands市的地图。
地图显示以图层表示的几种地理要素。
一个图层表示某种专题信息。
在ArcMap窗口的左边区域称为图层控制面板（TOC），它显示的是图层列表。
窗口的右边区域显示的是图层控制面板中各图层的图形内容。
例如,所有油炸圈饼店是点要素（以房屋符号表示）且被组合成名为DonutShops图层。
名为Landuse的图层表示Redlands市土地利用现状，在这个图层中，根据多边形的地类将其组合成不同类型的土地利用多边形。
第3步显示其它图层
在地图中显示其它图层，铁路、街道、及ESRI的位置。
选中Railroads图层旁边的检查框.Redlands市的铁路就会显示在图中。
现在，选中Streets旁边的检查框就可以显示Redlands市的街道。
注意：
图层ESRI没有被显示。
稍后，你将学习如何显示它。
第4步查询地理要素
在ArcMap中，通过在地图显示区点击某个要素你就可以查询其属性，了解它是什么东西。
首先，你应放大地图，这样你更清楚地查看单个的要素。
你可以使用一个先前创建的书签，这个书签存储着包含ESRI和附近街道的地理区域。
执行菜单命令“视图”（View）>
“书签”（Bookmarks）>
“ESRI”
当前显示区就被调整到书签ESRI所定义的区域。
注意到，现在所有街道根据其名称显示了标注信息，你可以很容易找到ESRI所处的位置。
地图文档的创建已决定了街道及ESRI的标注信息只在某个特定的比例尺范围才显示出来，在这个比例尺下它们可以很容易地找到。
在“工具”（Tools）工具栏上，点击查询按钮
。
如果看不到“工具”（Tools）工具栏，在菜单“帮助”（Help）的右边的菜单栏上点击右键，然后点击“工具”（Tools）选项。
在表示纽约街道（名为NewYork）的线要素上点击（就在街道名左边的红色线段）。
查询结果窗口打开并显示数据库中名为NewYork的街道的所有属性。
你可能需要将查询结果窗口放大，才能看到所有的属性。
你可以"
闪烁显示"
被查询的要素以观察它在地图中所处的区域。
为方便查看，将查询结果窗口移到不碍眼的位置，这样你可以同时看到这个要素在地图上的位置。
查询结果窗口的左边，点击NewYork（街道的名称），这时，可以观察到这个要素在地图中“闪现”。
从“图层”下拉列表框中选择“所有图层”，然后在在图上再次点击代表“NewYork”的那条街道。
查询结果窗口现在包含了“Landuse”图层中与选中的街道相交的地块。
在查询结果窗口的左边区域，点Landuse左边的加号（+）,然后点击第一个要素（可能会列出不只一个要素）。
这样，选定地块的所有属性都会显示出来。
通过在显示区内点击，可以继续查询其它的要素。
点击“查询结果窗口”右上角的"
X"
结束查询。
第5步检查其它属性信息
在你浏览显示在图层列表（TOC）中某些图层的属性信息之前，你要重置ArcMap地图文档的显示区域为原来的显示区域。
地图显示区域可以通过地图书签来定义。
地图书签是为了防止地图显示变得混乱，可以通过书签恢复到原来的显示区域和显示风格。
执行菜单命令“视图”>
“书签”>
“Original”。
地图显示区将显示这些图层：
DonutShops,Railroads,Streets,及LandUse.
在图层列表（TOC）中，选中Railroads然后点击右键执行“打开属性表”命令。
这时会显示与“Railroads”图层相关的属性表窗口。
这个表中的每一行是一个记录，每个记录表示“Railroads”图层中的一个要素。
.
请注意：
图层中要素的数目也就是数据表中记录的个数被显示在属性表窗口的底部，在这个例子中，有11个记录，其中有一个记录被选中。
稍后，你将了解如何选中记录。
向右拖动滚动条查看其它的属性。
完成后，请关闭属性表窗口。
同样的方法，查看图层－DonutShops的属性表。
关闭属性表.
最后，打开图层－LandUse的属性表。
注意到每个要素（记录）有一个属性（字段）－LU_ABV，它是记录的是地类代码（土地类型的缩写）。
在地图中，就是根据这个属性字段的值来确定每个地块的渲染方式的。
完成后关闭属性表。
第6步设置并显示地图提示信息
地图提示以文本方式显示某个要素的某一属性，当你保持将鼠标放在某个要素之上时，将会显示地图提示。
使用地图提示是获取指定要素属性信息比较简单的一种方式。
将鼠标指针停留在代表圈饼点位置的一个符号的中心位置，可以显示圈饼点的名称。
你可以在图层属性对话框中设置，地图提示信息来自于数据表中的哪一个字段。
在图层列表中（TOC）,右键点击图层－DonutShops的名字，然后点击“属性”命令。
在出现的属性对话框中，点击“字段”选项页。
通过设置主显示字段来设定地图提示信息的对应字段。
你可以指定任一个属性字段作为地图提示字段。
默认情况下，ArcGIS使用字段“Name”作为地图提示字段。
你可以改变为其它的字段。
在主显示字段下拉列表框中，选中字段：
Address.。
点击OK按钮关闭图层属性对话框。
将鼠标保持在图层－DonutShops中的任意一个要素之上。
这个要素的“Address”就为作为地图提示信息显示出来。
第7步根据要素属性设置图层渲染样式
现在，图层－Streets是以单一符号进行渲染，每个要素都是同一种符号。
你可以根据要素的属性来设置不同的渲染方式。
首先，在图层列表（TOC）中反选Landuse边上的检查框（将√去掉），从而关闭图层LandUse的显示。
然后右键点击图层－Streets，点“属性”菜单命令。
在出现的图层属性对话框中，点击“符号”选项页。
在对话框的左边区域，有地图渲染方式列表。
点击“类别”，依次点击“唯一值”。
在“值字段”下的下拉列表中，选择字段“CLASS”。
点击按钮“添加全部值”。
点击按钮“应用”（Apply），先不要击点“确定”，移动图层属性对话框到不碍眼的位置，这样你就可以看到地图的显示发生了变化。
现在，图层－streets就以会根据属性字段－CLASS的取值不同而采用不同的符号表示。
在图层属性对话框中的渲染方式列表中，点“要素”，然后点“确定”按钮，恢复原先的渲染方式和显示风格。
第8步根据属性选择要素
有时，你可能需要显示满足特定条件的哪些要素。
在这一步中，你将要选择及定位第10号州际公路。
在图层列表（TOC）中，反选图层――Railroads边上的检查框，关闭这个图层。
因为下面的操作不需要显示这个图层。
执行菜单命令<
选择>
－>
<
通过属性选择>
在属性选择对话框中，你可以构造一个查询条件。
通过构造表达式：
Select*FromStreetWHERE”STR_NAME”=”I10”,可以从数据库中找出第10号州际公路。
选中的要素将会在属性表及地图中高亮显示。
具体操作如下：
在图层下拉列表中，选择Streets。
在方法下拉列表中，确定“创建一个新的选择集”被选中。
在字段列表中，调整滚动条，双击“STR_NAME”。
然后，点击“＝”按钮。
再点击“得到唯一值”按钮，在唯一值列表框中，找到“I10”后双击。
点击“应用”按钮。
将“属性选择”对话框移到不碍眼的益，这样，你将可以方便地看到地图显示效果。
在地图显示区中属性为“I10”的第10号州际公路被高亮显示。
选中的这些线段是第10号州际公路的组成部分。
关闭“属性选择对话框”。
第9步使用空间关系选择地理要素
现在你将选择处于距10号州际公路1000米范围内的所有油炸圈饼店，这样如果你开车从帕姆斯普林到洛杉矶，饥肠辘辘时就可以很快找到歇脚的地方，可以美餐一顿。
执行菜单命令“选择”>
“通过位置选择”。
在“位置选择”对话框中，对过选择操作，形成如下的一个表达式，“我想要从图层――DonutShops中选择要素，这些要素位于距图层――Street中被选中的要素1000米的区域内”。
选中检查框“对要素进行缓冲区操作”，缓冲距离设为1000米。
点“应用”按钮，点“关闭”按钮。
这时，在地图显示区中，处于沿10号州际公路1000米缓冲区范围内的油炸圈饼点就会被高亮显示。
在图层列表（TOC）中，右键点击图层――DonutShops，然后点“打开属性表”命令。
图层――donutshops中被显中的哪些要素就被高亮显示出来。
关闭属性表。
上面的操作是通过空间分析实现的。
在以后的课程中，你将会学会更多的更深入的空间分析功能的使用。
第10步退出ArcMap
执行菜单命令File>
Exit关闭ArcMap。
点击No，如果系统提示保存修改（savechanges）。
四、实验报告要求
做出书面报告，包括原理、过程和结果。
具体内容如下：
1.学习本实验预备知识相关材料，结合GIS原理总结ArcGISDesktop主要特点。
2.GIS中两种基本查询的原理是什么？
3.回答如下问题：
a）在ArcMap中,打开Redlands.mxd。
街道名称为“NEWYORK”的是什么类型的道路？
Localstreet（本地街道）Minorstreet（次要街道）Interstate（州际道路）Majorstreet（主要街道）
在ArcMap中,打开Redlands.mxd。
在Railroads图层中有多少条铁路线？
实验二、空间数据库管理及属性编辑
1.利用ArcCatalog管理地理空间数据库，理解PersonalGeodatabse空间数据库模型的有关概念。
2.掌握在ArcMap中编辑属性数据的基本操作。
3.掌握根据GPS数据文件生成矢量图层的方法和过程。
4.理解图层属性表间的连接（Join）或关联（Link）关系。
ArcCatalog用于组织和管理所有GIS数据。
它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。
ArcCatalog应用模块帮助你组织和管理你所有的GIS信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。
它包括了下面的工具：
●浏览和查找地理信息。
●记录、查看和管理元数据。
●创建、编辑图层和数据库
●导入和导出geodatabase结构和设计。
●在局域网和广域网上搜索和查找的GIS数据。
●管理ArcGISServer。
ArcGIS具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS（数据库管理系统）的两种数据模型。
基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网（TIN）等GIS数据集。
Geodatabase数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式－称为PersonalGeodatabase，另一种是基于Oracle或SQLServer等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。
GeoDatabase是geographicdatabase的简写，Geodatabase是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。
Geodatabase是ArcGIS软件中最主要的数据库模型。
Geodatabase支持在标准的数据库管理系统（DBMS）表中存储和管理地理信息。
在Geodatabase数据库模型中，可以将图形数据和属性数据同时存储在一个数据表中，每一个图层对应这样一个数据表。
Geodatabase可以表达复杂的地理要素（如，河流网络、电线杆等）。
比如：
水系可以同时表示线状和面状的水系。
基本概念：
要素数据集、要素类
数据准备：
数据文件：
National.mdb，GPS.txt（GPS野外采集数据），请从课程相关网站下载。
ArcGISDesktop9.x---ArcCatalog
三、实验内容及步骤
第1步启动ArcCatalog打开一个地理数据库
当ArcCatalog打开后，点击,按钮
（连接到文件夹）.建立到包含练习数据的连接（比如“E:
\ARCGIS\EXEC2”）,
在ArcCatalog窗口左边的目录树中,点击上面创建的文件夹的连接图标旁的（+）号，双击个人空间数据库－National.mdb。
打开它。
在National.mdb中包含有2个要素数据集、1个关系类和1个属性表
第2步预览地理数据库中的要素类
在ArcCatalog窗口右边的数据显示区内，点击“预览”选项页切换到“预览”视图界面。
在目录树中，双击数据集要素集－“WorldContainer”，点击要素类－“Countries94”激活它。
在此窗口的下方，“预览”下拉列表中，选择“表格”。
现在，你可以看到Countries94的属性表。
查看它的属性字段信息。
花几分钟，以同样的方法查看一下National.mdb地理数据库中的其它数据。
第3步创建缩图，并查看元数据
在目录树中，选择地理数据库National中的要素类－Countries94，切换到“预览视图”，点击工具栏
上的放大按钮，将图层放大到一定区域，然后再点
，生成并更新缩略图。
这时，切换到“内容”视图界面下，并在目录树中选择要素集－“WorldContainer”，数据查看方式更改为“缩略图方式”。
.注意，此时，要素类“Countries94”的缩图图是不是发生了改变
点击“元数据”选项页，查看当前要素类的元数据，了解当前要素类是采用什么坐标系，都有哪些属性字段，字段的类型等信息。
在元数据工具栏中，从样式表中选择不同的样式，可以看到，元数据显示的格式发生了变化。
点击元数据导出按钮
，可以将元数据导出为多种格式，这里我们选择为“HTML”格式，确定后，元数据将被保存在指定路径下的.htm文件中，从资源管理器中，打开这个.htm文件，查看导出后的元数据信息。
第4步创建个人地理数据库（PersonalGeodatabase-PGD）
在PGD数据库中创建属性表然后录入数据。
●在创建的地理数据库之间要完成数据库的概念设计，每一个图层对应一个数据表，在ArcCatalog中“要素类”（FeatureClass）的概念与之对应。
可以将多个要素类组织成为一个“要素集”（FeatureDataSet），在同一个要素集中的要素类都具有相同的地理参考（坐标系相同）。
●在ArcCatalog的目录树中，定位到E：
盘，右键点击这E:
盘，在出现的菜单中，选择[新建]>
[文件夹]，文件夹名称改为myGeoDB。
右键选中这个文件夹，在出现的菜单中，点击[新建]>
[个人Geodatabase]，这时会创建一个名称为“新建个人Geodatabase.mdb”的数据库文件，将之改名为：
“Yunnan”。
●右键点击数据库文件“Yunan.mdb”,在出现的菜单中，选择[导入]>
[要素类multiple],在出现的对话框中，打开要导入要素：
云南县界prj.shp/云南县城prj.shp/云南道路prj.shp（这些文件在Exece2文件夹下，按住Shift键并点击鼠标可同时选择多个Shape文件）
确定后可以看到这三个图层已经被导入到数据库Yunan.mdb中
●右键点击数据库文件“Yunan.mdb”,在出现的菜单中，选择[新建]>
[要素集]
●在出现的对话框中输入要素集的名称、点击按钮“编辑”为其指定一个坐标系
在这里，我们设定坐标系为：
GCS_WGS_1984（即GeographicCoordinateSystem>
World>
WGS1984.prj），这是一种被GPS采用的地理坐标系。
●右键点击新建的要素集-Kunming，在出现的菜单中选择[新建]>
[要素类]，在出现的对话框中输入要素类的名称－公交站点，点击<
下一步>
再次点击<
按钮。
在出现的对框中选择“Shape”字段，修改字段的几何类型为“点”（表示此要素类中将要存储的要素类型是点要素，我们准备用来存储公交站点）
要素类的空间参考也被默认地设置为GCS_WGS_1984，与要素集中指定的坐标系相同。
在出当前的对话框中，我们新加两个字段“站点名称”、“公交站点编号”，数据类型都设置为“Text”.点击“完成”按钮。
●这样我们就完成了要素类的定义。
可以将这个要素类（图层）加入的ArcMap中，进行数字化的工作，从背景地图中提取公交站点的位置。
●新建数据表：
右键点击地理数据库－Yunnan.mdb，在出现的菜单中，选择[新建]>
[表]，输入表名称：
公交线路，点<
再次点<
，在对话框中，新添加两个字段“公交站点编号”、“公交线路”（数据类型都设为Text）
点击“完成”，结束属性表的定义。
●创建公交站点到公交线路一对多的关系（1:
M）：
右键选择地理数据库－Yunnan.mdb，在出现的菜单中选择<
新建>
-<
关系类>
，对以下内容进行设定，其它设置接受默认选项即可。
指定源表和目标表
选择关系类型为一对多关系，这样可以建立公交站点到公交线路一对多的关系，因为经过一个公交站点的公交线路有多条，这样，在我们从公交站点分布图是查询某个公交站点时就可以查询经过这个站点的所有公交线。
设定主键和外键
点击下一步，直到完成关系类的定义。
●以上步骤完成后，ArcCatalog中就可以看到，在地理数据库Yunana.mdb中，有一个要素集（Kunming），其中包含一个要素类（公交站点）、一个数据表（公交线路）、一个关系类（公交站及公交线1:
M）
第5步拖放数据到ArcMap中
启动ArcMap，新建一个空的地图文档，通过拖放的方式添加上面所创建的数据到ArcMap中：
在ArcCatalog中，点击“内容”选项页，在目录树中，点击地理数据库－Yunnan.mdb，将要素类－“公交站点”及属性数据表“公交线路”拖放到ArcMap中。
关闭ArcCatalog，激活ArcMap窗口。
第6步编辑属性数据及进行1：
M的空间查询
为了让大家了解属性编辑的过程，我们需要在要素类公交站点中添加3个公交站点。
（这只作演示使用，实际的数字化过程还需要加载经过配准后的扫描地图作为背景）。
首先，在工具栏显示区的空白处点击右键，在出现的菜单在选中“编辑器”，从而打开编辑器工具栏。
在编辑器工具栏中，点击“编辑器”下拉菜单，选择“开始编辑”命令。
按下按钮
，在地图显区内随意地添加3个公交站点。
在图层列表控制面板（TOC）中，右键选择图层－“公交站点”，在出现的菜单中，选择“打开属性表”命令，将显示公交站点的属性编辑窗口，在其中输入站点名称和公交站点编号。
字段OBJECTID是关键字段，是自动生成的不需要输入。
在图层列表控件面板（TOC）中，点击“数据源”选项页，切换到数据源视图下，右键选择属性表－“公交线路”，在出现的菜单中，选择“打开”命令，将会显示“公交
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