地理信息系统实验报告.docx

地理信息系统实验报告.docx

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地理信息系统实验报告

课程名称：

地理信息系统

班级：

交工1202班

学号：

201223180062

姓名：

陈功

第一篇ArcMap入门

第一章地图显示、简单查询

实验目的熟悉ArcMap操作界面、地图显示；掌握简单查询；掌握地图符号、注记的初步使用；熟练掌握属性表的使用。

实验步骤在Windows界面，用鼠标选择：

开始-所有程序-ArcGis-ArcMap，首先出现的是ArcMap，点击“取消”键，进入默认的图文档窗口（MapDocumentWindow），一般默认文档名为“无标题”。

主菜单中选用“文件-打开--”根据对话框的提示，打开ex01.mxd，左侧内容列表中有三个数据框：

Dataframe1、Dataframe2、Dataframe3。

如果Dataframe1呈黑体加粗显示，表示该数据框被激活，处于可操作状态，点击Dataframe1左边的“+”，变为“-”，就展开并显示出Dataframe1的内容。

在基本工具条中选择放大工具，在地图上点击一下，地图按默认的比例系数放大。

鼠标放在地图上的某个位置，按住左键不放，拖动后出现一个矩形，再松开左键，所定义的矩形及其地图内容放大后充满地图窗口。

缩小工具的用法同放大工具一样，得到的效果相反。

选择评议工具，用鼠标左键按住地图窗口中的某一点，可以向任意方向拖动地图，松开左键，被平移的地图重新显示。

在内容列表中用鼠标右键带年纪数据框名称Dataframe2，进行激活，地图的显示内容切换至该数据，有两个图层：

现状图层“道路”和面状图层“乡镇（人口密度）”。

在内容列表中用鼠标点击图层名“道路”，激活该图层。

在基本工具条中点击要素识别工具，到某条A类道路上点击一下鼠标，立即弹出该段道路的属性记录框，在用要素识别工具点击任一多边形，弹出该乡镇的属性记录框。

在基本工具条中点击选择要素的图标，用鼠标点击地图上的某个多边形。

在内容列表中，右键点击图层“乡镇（人口密度）”，在快捷菜单中选择“打开属性表”。

利用键盘上的Shift键，在地图上点击多个要素。

到属性表窗口，在Ctrl键的帮助下，点击属性表左侧多个小方格。

在地图上选择多个要素，应借助Shift键，在表中选记录，Ctrl和Shift键效果不一样，类似Windows。

基本工具条中点击选择要素图标的右侧下拉图标，出现5种可选方式，选择“按矩形选择”，在地图窗口内，按住鼠标左键不放，拖动后形成一个矩形，松开鼠标左键，与该矩形相交、被包围的要素都被选中。

其他要素选择方式用法类似。

关闭属性表。

用鼠标右键点击内容列表的Dataframe3，快捷菜单中选择“激活”，展开内容列表中的数据框Dataframe3，可以看到只有一个图层：

“土地使用”。

在主菜单中勾选“自定义-工具条-绘图”，弹出绘图工具条。

在中部图标A的左侧，点击某个图形按钮右侧下拉箭头。

有鼠标选择绘线图标，在地图左上方会出一条折线，穿越几个多边形，双击左键表示输入结束。

在基本工具条中点击“选择元素”工具，再用鼠标点击地图上已经输入的折线图形，该图形被选中。

再生主菜单中选用“选择-按图性选择”，凡是和图形相交或包围的地理要素都进入选择集，同步改变显示颜色

删除刚输入的图形，激活“土地使用”，在基本工具条中点击查找工具，弹出对话框，进入“要素”选项，在“查找”栏中输入特定字符串“C”，对话框右上方点击“查找”键，下部会出现查到的记录，以表格形式出现，显示出对应的属性值、所在图层名及对应的字段名，用鼠标点击某一行，地图上对应要素会闪烁一下。

第二章地图符号、注记的初步使用

实验目的学会新建图层；要素分类显示；点密度图；统计指标地图；地图注记；地图文档的操作。

实验步骤

启动ArcMap，选择菜单“文件-新建-空白地图”，按“确定”键继续。

选用主菜单“文件-添加数据---添加数据”，选择“文件夹连接”，按“添加”键，在下部文件框内逐级展开计算机的路径至出现\gis-ex10，再进入ex02，可看到带有图标的地理数据库Township.gdb，双击点开，借助Ctrl键，鼠标点击选中其中两项：

hi-way和township，按“添加”键，当前数据框会添加两个图层：

线状图层hi-way和面状图层township。

初始名称和要素名称一致，显示符号随机确定。

要素类hi-way被移除后再加载，在内容列表中用鼠标右键点击该图层名，选择快捷菜单“打开属性表”。

用鼠标右键再点击图层名hi-way，快捷菜单中选择“属性----”，出现“图层属性”对话框，点击“常规”选项卡，将图层名从hi-way改为“道路”。

点击“符号系统”选项卡，在左侧“显示”框中选择“类别-唯一值”，在中间“值字段”下拉菜单中选择从黄到红，再变蓝的渐变色带（。

在“符号”列下，取消第一个复选框内的勾选号<其他所有值>，按“确定”键返回。

可以看到，地图窗口中道路按不同等级分列显示，显然要素属性表中字段CLASS的不同取值，决定了要素的显示符号，内容列表窗口中的图例也与之对应；

用鼠标右键点击图层名township，快捷菜单中选择“打开属性表”。

用鼠标右键再点击图层township，快捷菜单中选择“属性---”，出现“图层属性”对话框，进入“常规”选项，将图层名从township改为“人口密度”。

进入“符号系统”选项，左侧“显示”框中选择“数量-分级色彩”，在中间“字段”框中，针“值”，下拉选择字段名Pop-Den，针对“色彩”下拉选择一种由浅变深的颜色，其它选项都用原来的默认值，按“确定”键返回；

在内容列表中用鼠标双击图例的名称Pop-Den，再次进入图层符号系统对话框，在左侧“显示”框中确认已选择“数量-分级色彩”，在右侧“分类”框内可以看到，目前分类方法为自然间断点分级法，在“类”下拉菜单中选择6，表示将密度分为6级，在当中表的“范围”列中，一次逐行输入500、1000、1500、2000、3000、4000，按右下方的“应用”键。

将“范围”列的内容修改为：

100-500、500-1000、1000-1500、1500-2000、2000-3000、3000-4000，按“确定”键返回。

在进入符号系统对话框，将图例表右侧的“标注”改成中文：

“很低、较低、中等、稍高、较高、很高”；

在内容列表中，取消图层“道路”左侧的勾选，使它处于关闭状态，进入“人口密度-图层属性-符号系统”，再选“数量-点密度”，在“字段选择”框内，选择字段名Popu，点击按钮“>”右侧表格中出现字段名Popu，以及对应的符号，双击该符号，进入“符号选择器”对话框，按“确定”键关闭。

继续设置。

点击“确定”键返回，产生点状人口密度专题图；

将“人口密度”图层改为“产业结构”。

再进入“符号系统”选项，在“显示”框中，展开“图表”，选择“饼图”。

在“字段选择”框中点击F-inds、S-inds和T-inds，再点按钮“>”。

双击其符号打开“符号编辑器”，点击左下侧的“属性”按钮，出现“图表符号编辑器”，取消右下侧的“以3-D方式显示”的勾选，按“确定”键返回。

打开“道路”的“图层属性”对话框，进入“标注”选项，勾选“标注此图中的要素”，在“方法”下拉菜单中选用“以相同方式为所有要素加标注”，在“文本字符串”框内，“标注字段”下拉菜单中，选择RD-NAME，按“确定”键关闭。

可以看到，地图上沿主要道路，有了路名标注。

第三章属性表的使用

实验目的学会按属性选择查询；统计汇总；属性输入、编辑；表和表的连接；选择记录、过滤要素；超链接；字段的显示设定等。

实验步骤启动ArcMap，打开地图文档ex03.mxd，激活Dataframe1，该数据框仅“土地使用”一个图层，打开“土地使用”属性表。

在属性表窗口左上角点击图标是菜单（表选项），选用“暗属性选择”，弹出按属性选择记录对话框，上部有“方法”下拉条，下拉条下方是字段名选择区，列出当前属性表中可操作的字段。

在“方法”下拉表中选择“床建新选择内容”，再到查询文本框中输入：

“LANDUSE”LIKE”C%”AND“AREA”>20000对话框底部按“执行”，有3条记录符合条件，改变颜色，进入选择集，地图上册有3个地块同步改变边界颜色。

图3-1按属性选择记录的查询结果

首先创建Sum-Output表，使其处于打开状态，点击左上角表选项菜单，选用“创建图表”，出现“创建图表向导”对话框，进一步设置：

图表类型：

垂直条块，图层/表：

Sum-Output，值字段：

Sum-AREA，X字段：

LANDUSE，X标注字段：

LANDUSE。

其他设置均为默认，在右下侧按“下一步”键继续设置：

点选在图表中显示所有要素/记录，在标题中输入“土地使用面积”，取消勾选“图例”，其他设置均默认，点击右下侧“完成”键，产生统计表。

图3-2属性显示为统计图表

ArcMap主菜单中选择“窗口-目录”，地图窗口右下侧出现“目录”窗口。

目录窗口上侧的“位置”下拉条中，展开默认工作目录，鼠标右键点击文件夹temp，快捷菜单选中选择“新建-dBASE表”，继续用鼠标点击该表，选用“重命名”，将该表改名为“ld_far.dbf”，关闭“目录”窗口。

确认“ld_far.dbf”，已经打开，在标准工具条中点击编辑工具，开始编辑，在随后的对话框中先在下部”源“窗口点击路径，再到上部选择刚刚建立的属性表，按确定键，开始编辑表，键入内容，得到表格：

鼠标右键点击字段”FAR”，选用快捷菜单”字段计算器…”，出现对话框，在上部点选”VB脚本“，下侧提示，输入计算表达式。

Dataframe1已激活，进入“土地使用-图层属性-定义查询”选项卡，再进入“显示”选项，按“确定”返回。

打开“土地使用”的图层使用表，用鼠标右键点击“ld-far”表选择“打开”。

确认已经退出编辑状态，在内容列表中鼠标右键点击图层名“土地使用”，选择快捷菜单“链接和关联-连接---”，弹出“连接数据”对话框：

下拉选择“要将哪些内容链接到该图层？

某一表的属性”

选择该图层中连接将基于的字段：

LANDUSE

选择要连接到此图层的表，或者从磁盘加载表：

ld-far

勾选“显示此列表中的涂层的属性”

选择此表中要作为连接基础的字段：

landuse

点选“保持所有记录”

按“确定”键继续，提示是否要加索引（Index），点击“否”。

在属性表底部点击“土地使用”选项卡，该表的右端增添了3个字段：

OID、landuse、FAR，链接是两个表实现了合并，实际数据的储存仍然独立。

激活Dataframe2，该数据框只有一个多边形图层“动迁地块”。

标准工具条中点击“添加数据”，加载rsdt.dbf，在内容列表中，鼠标右键点击rsdt，，选择“打开”，选用表选项菜单“连接和关联-关联---”，弹出“关联”对话框：

选择该图层中关联将基于的字段：

PARCEL-NUM

选择要关联到此图层的表或图层，或者从磁盘加载：

动迁地块

选择关联表或图层中要作为关联基础的字段：

PARCEL-ID

为关联选一个名称：

Relate1

按“确定键”。

激活Dataframe1，清空选择集。

解除属性表的连接。

鼠标右键再点击图层名“土地使用”，进入“图层属性-定义查询”选项，在“定义查询”文本框左下方点击按钮“查询构建器----”，鼠标输入组合条件：

“LANDUSE”LIKE’C2’OR”LANDUSE”LIKE’C3’

按“确定”键返回，图层中的多边形变为6个

上述条件的组合查询，过滤后只有6个多边形，打开土地使用的图层属性表，添加字段，进一步操作：

名称：

F_picture

类型：

文本

长度：

30

按确定键返回，在标准工具条中使用编辑器工具条，开始编辑，为F_picture字段输入路径，输入完毕后结束编辑。

在基本工具条中，点击超链接工具，然后再到地图上点击任一地块多边形，就会显示图像。

第三篇要素输入、编辑、校正

第七章点、线、面要素输入、编辑

实验目的学会新建shapefile；一般编辑过程；点要素，线要素，多边形的输入、编辑等。

实验步骤启用地图文档ex07.mxd，在主菜单中选用“窗口-目录”，右侧出现目录窗口，在目录窗口中展开“默认工作目录”。

鼠标右键点击文件夹temp，选择“新建-Shapefile---”，进入对话框，设置：

名称：

Road，要素类型：

折线。

点击下方“编辑”，进入“空间参考属性”对话框，展开“投影坐标系”，选择GaussKruger-Xian1980-Xian19803DegreeGKCM120E，按“确定”键，一个新图层加载到当前数据框。

继续新建两项Shapefile，其中名称分别为：

Town、County，要素名称分别为：

点、面，其他操作相同。

关闭目录表，在标准工具条中选用编辑工具，开始编辑。

在编辑器工具栏中选用编辑器>开始编辑。

在“创建要素“窗口中点击Road，该要素进入编辑状态，下方”构造工具”栏中有5个构造工具，分别是线，矩形，园，椭圆，手绘

启动捕捉功能，在编辑器工具条的菜单上，选择捕捉>捕捉工具条，在随后弹出的捕捉工具条中展开捕捉菜单，选用使用捕捉，启动捕捉功能，还可以对捕捉功能的方式进行设置，有4种不同的捕捉方式，分别是点捕捉，端点捕捉，折点捕捉，边捕捉。

在编辑工具条中选择编辑工具按钮，点击某要素，要素被选中，进入选择集，按键盘上的delete键，删除选中要素，也可以用shift键同时选择多个要素。

第八章要素编辑中的拓扑关系

实验目的学会借助拓扑关系编辑要素；同一图层内检验数据质量；不同图层内检验数据质量；关于拓扑关系的若干专业术语等。

实验步骤启用地图文档ex08.mxd，激活Dataframe1，有两个图层。

调处编辑器工具条，选用下拉菜单“编辑器-更多编辑工具-拓扑”，调出拓扑工具条。

调整相邻多边形的公共顶点。

选用菜单“编辑器-开始编辑”，在拓扑工具条上弹出“选择拓扑”对话框，点选地图拓扑，勾选“乡镇”，再点击下侧的“选项”，输入“拓扑容差0.5米”，按“确定”键返回。

在拓扑工具条中点击公共顶点，被选顶点呈紫红色，拖动该点，在此交汇的多边形形状会同步变化，实现相邻多边形公共顶点的同步移动。

在拓扑工具条上弹出“选择拓扑”对话框，同时勾选“公路”和“乡镇”，再输入“拓扑容差0.5米”，按“确定”键两个要素之间有了临时拓扑关系。

在拓扑工具条上点击拓扑编辑工具，选择和公共边界重合的线要素，自动显示为紫色，在此双击鼠标。

点击要调整的点，松开鼠标左键，实现折点位置的移动，再单击鼠标左键，结束调整两个多边形的公共边界会跟着移动。

在Windows操作系统下，启用ArcCatalog。

将操作路径连接到\gis_ex10\,在ex08目录内，GeoDBA-TP为地理数据库，双击其图标，展开看到dataset1，再双击展开数据集，其中有限要素类lostlines，是地块边界。

鼠标右键点击dataset1，在弹出的快捷菜单中选择“新建-拓扑---”，出现“新建拓扑”对话框，按“下一步”键，进行设置：

输入拓扑名称：

topology1

输入拓扑容差：

0.05米

按“下一步”键，继续提示选择dataset1中的要类，勾选lostlines，表示为该要素类建立拓扑关系：

按“下一步”键，保持默认值。

再按“下一步”键，提示“制定拓扑规则”，按右侧“添加规则”键：

要素类的要素：

lostlines

规则：

不能有悬挂点

勾选“显示错误”

按“确定”返回新建拓扑对话框；按“下一步”键；再按“完成”键；ArcCatalog进行处理，根据设定的规则，建立拓扑关系。

鼠标点击topology1，在ArcCatalog右侧窗口，点击“预览”选项：

关闭ArcCatalog，启动ArcMap，打开地图文档ex08.mxd，激活数据框Dataframe2。

添加数据，在ex08中展开GeoDB-TP，选择dataset中的topology1，按“添加”键。

Topology被加载后，显示悬挂点可能有差错：

标准工具条中点击“编辑器工具条”，选用“编辑器-开始编辑”。

选择“编辑器-更多编辑工具-拓扑”，调出拓扑工具条，再选择“编辑器-更多编辑器工具条-高级编辑”，调出高级编辑工具条。

用工具“编辑工具”点击修剪的参照边界线，在高级编辑工具条中选择修剪工具，点击修剪线的末端，过长的线就被修剪到参照边界线。

修改完毕，点击topology1，快捷菜单中选“属性---”，进入“符号系统”选项，勾选“脏区”，按“确定”键返回：

第九章CAD数据转换输入

实验目的学会直接加载DWG文件；DWG文件转换为shapefile；新建地理数据库；转换生成多边形要素类、修正拓扑错误；转换生成线要素类、修正拓扑错误等。

实验步骤启动ArcMap，新建空白地图，用主菜单“文件-添加数据-添加数据”，打开ex09，双击展开bldg.dwg，选择Polygon，点击“添加”按钮ArcMap自动识别bldg.dwg中的封闭多边形，加载为一个图层，取名为bldg.dwgPolygon,进入roadline.dwgPolyline的图层属性对话框，再进入字段选项，设置勾选layer，去除其他所有字段的勾选，确定返回:

在内容列表中，右键点击图层名bldg.dwgPolygon，在快捷菜单中选择“数据-导出数据----”，进一步设置：

导出：

所有要素

使用与以下选项相同的坐标系

点选“此图层的数据源”

输出要素类：

\gis_ex10\ex09\temp\bldg.shp

按“确定”键，bldg.dwg中的多边形自动转换为bldg.shp，自动加载。

转换后的Shapefile保留了来自DWG文件的特征Thickness进入“图层属性-符号系统”，可按要素的属性字段Thickness的取值分类显示：

打开并进入roadline.dwgPolyline的图层属性对话框>定义查询，再点击查询构件器按钮，在查询构建器中文本框上方提示输入：

”layer”LIKE‘道路红线’，按确定返回，右键点击图层名roadline.dwgPolyline在快捷菜单中选择“数据<导出数据…”，进一步设置：

导出：

所有要素

使用与以下选项相同的坐标系

此图层的数据源点选

输出要素类选择同路径

按确定键，提示‘是否要将倒出的数据添加到地图图层中’，点击‘是’，自动加载。

按照同样的方法，查询道路中心线。

通过Windows的开始菜单，启动ArcCatalog展开langcode，点击Annotation点击“预览”，可以看到DWG文件中的Text实体，点击Polyline，可看到Polyline和Line实体。

展开roadnet，点击Polyline，可看到Polyline和Line实体。

展开plandata.xls，点击plandata$，可以看到工作内容:

ArcCatalog中鼠标右键点击Dataset_1，选用菜单“导入-要素类（单个）---”，出现“要素类至要素类”对话框进行设置。

展开Dataset_1，点击转换后的要素类Parcel_Polyline，在ArcCatalog右侧窗口中点击“预览”，选择“地理视图”，可以看到转换后的要素类Parcel_Polyline:

在右侧的下侧预览下拉条中选择‘表’，如下图所示：

共有三个字段。

同样地，鼠标右键点击Dataset_1，在选用“导入-要素类（单个）---”，出现“要素类至要素类”对话框进行设置。

输出要素类为Parcel_Label，使用Arccatalog“预览”选项，可以看到转换后点要素的位置分布图:

在目录树中展开plandata.xls，有两个子项，鼠标右键点击plandata$，选用快捷菜单‘导出>导出至死理数据库（单个…），出现表至表对话框，按要求设置后，按确定键，得到表：

在左侧目录树中右键点击dataset1,选用“新建>拓扑…”，按下一步键，进入拓扑类设定，设定完成后按确定键，生成D1_toplogy1:

退出arccatelog,进入arcmap,打开ex09_1.mxd，在主菜单中选‘插入>数据框’，再将数据框改名为dataframe2，将D1_toplogy1添加到dataframe2，pracel_polyline会自动加载，再手动加载pracel_label。

对图层错误进行修改，修改后：

选用主菜单“地理处理>arctoolbox”,出现arctoolbox窗口，将它和内容列表放在一起，相互切换。

选用‘arctoolbox>数据管理工具>要素>要素转面’，继续设置完成后，按确定键执行，线要素转换成多边形要素类，打开多边形要素类要素属性表，进入图层属性对话框，进入标注选项，勾选“标注此图中的要素”等，设定完成。

第五篇矢量型空间分析

第十四章基于空间位置的查询

实验目的学会包含选择查询；相交选择查询；相邻选择查询；空间链接查询等。

实验步骤启用地图ex14.mxd，激活Dataframe1.显示两个图层：

点状图层：

“村”和面状图层“乡”，从图层“村”选择要素，属于李村范围内村是哪些，按“确定”键返回，可以看到，在点状图层“村”中，有13个点要素进入选择集，改变了颜色，“李村”乡范围内有13个村：

激活Dataframe2，该数据框的两个图层都是线状：

“铁路”、“道路”。

选用菜单“选择-按位置选择---”，进一步进行设置操作，按“确定”键返回，可以看到9段和铁路相交的道路进入了选择集：

激活Dataframe3，显示出两个图层：

面状图层“地块”、线状图层“供水管”。

右键单击“供水管”，选用菜单“选择-将此图层设为唯一可选图层”。

利用要素选择工具按钮，配合Shift键，点击多段供水管，使它们进入选择集。

选用主菜单“选择-按位置选择---”，进一步操作，按“确定”键返回。

激活Dataframe4，进入“Dataframe4-数据库属性-常规”选项，确认“地图”和“显示”单位均为“米”，按“确定”键返回。

选用主菜单“选择-按属性选择---”，进一步操作。

按“确定”键返回，有49个点要素“学生”进入选择集：

激活Dataframe5，进入“Dataframe5-数据库属性-常规”选项，确认“地图”和“显示”单位均为“米”，按“确定”键返回。

选用主菜单“选择-按属性选择---”，进一步操作。

按“确定”键返。

离开公路0.8km范围内的村庄全部被选出，这些点要素进入选择集，改变了显示颜色：

激活Dataframe3，显示出两个图层：

面状图层“地块”、线状图层“供水管”。

进入“Dataframe3数据库属性-常规”选项，确认“地图”和“显示”单位均为“米”，按“确定”键返回。

选用主菜单“选择-按位置选择---”，进一步操作。

按“确定”键返。

可以看出，若干地块边界改变了颜色：

激活Dataframe1.显示两个图层：

点状图层：

“村”和面状图层“乡”。

清空选择集。

鼠标右键点击图层“村”，快捷菜单选中选择“链接和关联-连接---”，进一步设置。

按“确定”键结束。

ArcMap产生新的点状要素类Join_Output。

右键点击Join_Output，进入“属性”进行设置，设置完成后得到按乡分类的村庄专题图:

第十五章缓冲区

实验目的学会点、线、面要素的缓冲区分析；利用缓冲区计算道路网密度等。

实验步骤启用ex15.mxd，激活Dataframe1，可以看到两个图层：

点状图层“公园”，有9个点；线状图层“道路，仅用于显示，鼠标双击Dataframe1，进入“Data