实习九 三维场景分析及地图版面设计.docx

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实习九三维场景分析及地图版面设计

实习九三维场景分析及地图版面设计（2学时）

第一部分三维场景分析

一、实验目的

（1）对地理数据进行透视观察、三维浏览；

（2）熟悉ArcScene用户界面；

（3）了解制作飞行动画基本操作；

（4）如何将图像作为纹理贴在地形表面。

二、实验准备

（1）预备知识

ArcGlobe是ArcGIS桌面系统中3D分析扩展模块中的一个部分，提供了全球地理信息的连续、多分辨率的交互式浏览功能。

像ArcMap一样，ArcGlobe也是使用GIS数据层，显示geodatabase和所有支持的GIS数据格式中的信息。

ArcGlobe具有地理信息的动态3D视图。

将所有的GIS数据源整合到一个通用的全球的框架中。

它能处理数据的多分辨率显示，使数据集能够在适当的比例尺和详细程度上可见。

与ArcMap类似,ArcScene是ArcGISDesktop中专门用于显示三维数据的独立程序。

ArcScene的功能：

浏览三维数据、创建表面、进行表面分析、三维飞行模拟。

ArcScene可以看成是ArcGlobe的一个子集。

它们都依赖于ArcGIS的3D分析模块。

（2）软件准备

ArcGIS3DAnalyst扩展模块；ArcScene:

三维分析及三维建模环境。

（3）实验数据

图层（Roads,bldg,ortho.lan,dtm_tim），三维场景文件――Animation.sxd。

三、实验内容及步骤

1.GIS数据三维显示

运行程序:

[开始菜单]>>[所有程序]>>[ArcGIS]>>[ArcScene],打开ArcScene在ArcScene中执行菜单命令：

[Tools]>>[Extentions],选中[3DAnalyst]扩展模块,在ArcScene中点击[添加数据]按钮

（如下图红色前头所指）,将图层（Roads,bldg,ortho.lan,dtm_tim）添加到当前场景中。

关闭图层[dtm_tin]显示

在图层列表面板（TOC）中右键点击图层[ortho.lan],打开图层属性对话框,在[BaseHeights]选项页中,将高度设置为：

[Obtainheightsforlayerfromsurface],并选择当前场景中的TIN数据图层：

[dtm_tin]（如下图所示）,在[Zunitconvertion]中设定高程的夸张系数为[2],高程将被夸大2倍。

点[确定]退出。

以相同方法设置图层[Roads]、[bldg]的属性，夸张系数统一设置为[2]。

对图层[bldg],还需要进一步设置[拉伸]选项和[符号]选项。

通过设置拉伸表达式为[HEIGHT*2],建筑的高度将根据属性字段[HEIGHT]的数据确定。

通过设置[Symbology]选项，为每不同的建筑赋不同的颜色。

完成后的效果如下图所示：

Tools工具如下图所示：

其中[飞行]按钮

有两种状态，

表示停止飞行，

表示正在飞行状态，通过点击鼠标左键可以加快飞行速度，通过占击鼠标右键可以减慢飞行速度，直至停止，通过移动鼠标可以调整飞行方位、高度。

ArcScene中的三维场景可以导出为二维图片或三维VRML文件[.wrl]，VRML文件可以用GLView进行浏览或查看，普通的互联网浏览器也可以通过安装插件的方式进行浏览，因此导出为VRML的三维场景可以发布到因特网上。

2.三维飞行动画制作

录制飞行过程生成动画：

在ArcScene打开三维场景文档[Animation.sxd]，在工具栏显示区点右键，打开[3DAnalyst]、[Animation]、[Tools]这三个工具栏。

点击[Animation]工具栏中的[动画控制]按钮

打开[AnimationControls]工具栏，点击[动画控制]中的[录制]按钮

，在[工具]中选择[飞行]工具

，在地图显示区中沿任意路线进行飞行，（时间建议不要超过30s），然后点击鼠标中键直至停止飞行；

点击[动画控制]工具中的停止按钮

，停止录相,点击播放按钮

，播放所录的动画。

补充说明：

记录的动画可以转存为视频文件（比如AVI文件），并可进一步用于制作视频光盘。

借助于ArcScene和ArcGlobe可以实现比较复杂的3维分析及数据可视化应用，如需进行一步了解ArcGIS的三维分析可参考ESRI电子文档《Using3DAnalyst》。

第二部分ArcMap地图版面设计

一、实验目的

（1）掌握ArcMap下各种渲染方式的使用方法，通过渲染方式的应用将地图属性信以直观的方式表现为专题地图。

（2）使用ArcMapLayout（布局）界面制作专题地图的基本操作。

（3）了解如何将各种地图元素添加到地图版面中生成美观的地图设计。

二、实验准备

实验数据：

图层：

[省会城市、地级市驻地、主要公路、国界线、省级行政区、Hillshade_10k]

软件准备：

ArcGISDesktop---ArcMap

三、实验内容及步骤

第1步渲染图层要素－唯一值符号

在ArcMap中新建地图文档，加载[SpatialAnalyst]扩展模块及[SpatialAnalyst]工具栏。

加载图层：

[省会城市、地级市驻地、主要公路、国界线、省级行政区、Hillshade_10k]，将地图文档保存为ChinaMap；

在左侧的TOC中右键点击图层：

[省级行政区]，执行[Properties]命令，在出现的[LayerProperties]对话框中，点击[Symbology]选项页，如下图所示，渲染参数设置为：

[Categories－>UniqueValue，ValueField设置为：

DZM]。

点击[Addallvalues]按钮，将前检查框的勾去掉。

点击[Symbol]列，然后选择[PropertiesforallSymbols]命令。

在[Symbolselector]中，将[outlinecolor]设置为[nocolor]：

点击[显示-Display]选项页，将图层透明度设置为：

[50%]:

现在图层：

省级行政区根据字段[DZM]进行唯一值渲染，且有伪三维效果（关闭[省级行政区]和[Hillshade_10k]之外的其它所有图层）

关闭并移除图层：

[Hillshade_10k]

显示图层：

[国界线]，在[TOC]中右键点击图层：

[国界线]，执行[Properties]命令，在出现的[LayerProperties]对话框中将渲染方式设置为[Singlesymbol]，点击[Symbology]按钮（如下图）

在[符号选择器]对话框中选择一种线状符号（如下图所示）

显示图层:

[地级城市驻地],并参考以上操作及下图所示,设置图层渲染方式：

第2步标注图层要素

在TOC中，右键点击图层：

[省级行政区]，执行[Properties]命令，在出现的[LayerProperties]对话框中，点击[Labels]选项页，勾选[LabelFeaturesinthisLayer]复选框，确认标注字段为：

[Name],点击[Symbol…]按钮。

在[符号选择器]对话框中，将标注字体大小设置为:

[12],点击[Properties]按钮，弹出[Editor]对话框，点击[Mask]选项，并将大小设置为:

[2]，如下图所示：

连续三次[确定]后退出以上对话框,返回ArcMap视图界面。

显示图层:

[地级城市驻地],并参考以上方法及下图效果进行标注:

第3步渲染图层要素—分类渲染

在TOC中,右键点击图层[省级行政区]，执行[Properties]命令，然后在[layerProperties]对话框中点击[Symbology]选项页,将渲染方式设置为:

[Quanlities,字段:

Area,分类:

5,NaturalBreaks]

在上图中,点击[Classify]按钮可选择不同的分类方法：

参照以上操作过程,对图层[省级行政区]基于字段[Area]运用不同的分类方法（EqualInterval、DefinedInterval、Quantile、GeometricalInterval、StandardDeviation），比较不同的分类法进行分类的意义。

第4步渲染图层要素—点密度渲染

参照前面的步骤，对图层：

[省级行政区]进行点密度渲染，如下图所示：

根据人口字段：

POPU计算点密度

第5步渲染图层要素—图表渲染

参照前面的步骤，对图层：

[省级行政区]进行图表渲染，如下图所示：

根据1994GDP、1997GDP、1998GDP、2000GDP属性生成柱状图渲染方式

第6步创建地图版面

在ArcMap中，点击

按钮切换到布局视图界面。

执行菜单命令：

[File]>>[PageandPrintSetup]，在对话框中设置纸张大小和方向，这里请将纸张方向设置为纵向。

设置完成后，返回到布局视图界面下，通过当前数据框属性中的[SizeandPosition]选项页可以精确设置[DataFrame]在地图版面中的位置或大小。

（在版面视图界面下，右键点击[Layers]，然后执行[Properties]命令，打开如下的窗口）。

通过[Frame]选项页可以在当前数据框周围添加图框，及设置图框的式样。

通过标准工具栏上的[放大、缩小、平移]按钮，可以调整地图版面中数据框的显示比例、范围，如下图所示：

适当调整使数据只显示西南部分。

第7步添加各种元素到地图版面中

7.1制图元素--图表：

在地图版面中可以插入统计图表，可以根据属性数据生成统计图表（类似Excel电子表格软件的操作）然后插入到地图版面中。

制图元素－文字

执行菜单命令：

[Insert]>>[Title]，双击[无标题]修改地图标题的属性，设置合适的字号、字体，如下图所示。

制图元素--图片或照片

执行菜单命令[Insert]>>[Picture]，浏览到Ex12文件夹，将logo.gif插入到当前地图版面中来，调整大小及位置

制图元素—比例尺

执行菜单命令[Insert]>>[ScaleBar]或[ScaleText]，可以选择比例尺样式，及设定比例尺参数。

制图元素――图例

通过执行菜单命令：

[Insert]>>[Legend]，向地图版面中加入图例，使用[LegendWizard]设置图例各种参数后，插入图例。

制图元素――指北针

通过执行菜单命令：

[Insert]>>[NorthArrow]，向地图版面中加入指北针

第8步打印输出地图

制作好的地图可以导出为多种文件格式：

比如JPG，PDF等。

执行菜单命令：

[File]>>[ExportMap]，弹出导出地图窗口如下：

如果要进行出版印刷可以通过ArcGIS内置的ArcPress实现分色打印。

四、实验报告要求

认真撰写实验报告，包括原理、过程和结果，并提交实验成果。

具体内容如下：

（1）实习报告中详细描述实验内容及步骤；

（2）实验成果以电子文档的形式保存。