ARCINFO培训班教材.docx
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ARCINFO培训班教材
一、PCARC/INFO概况
1.1PCARCANF0的基本模块
PCARC/INFO是ESRI（美国环境系统研究所〉开发的地理信息系统软件,该软件以数字形式来管理,分析和显示空间数据。
PCARC/INFO由若干个模块组成。
每个模块完成不同的功能.PCARC/INF0的基本模块有:
PCSTARTERKIT一总体管理模块,具有数字化生成图件、生成属性表、主通迅以及绘图等系统功能。
PCARCEDIT一交互式的高级图形编辑器,是一套用以输入和修改编辑图层的空间信息与属性信息的编辑工具。
可用于图层（coverage）的生成及编辑,修改空间和属性数据中的错误。
同时它还具备给图层添加注记的功能。
PCOVERLAY-提供对地理信息的处理和分析能力。
以地理相关性和拓扑数据结构为根据进行多边形叠加、线、点在多边形中的叠加、生成buffer、溶解功能等等。
进行地理分析的步骤：
1．建立分析目标、确定要求
2．准备数据用以空间操作
3．完成空间操作
4．完成表分析
5．对结果进行评估和解释
6．对分析进行精炼
7．产生最终图件和最终结果报表
PC、DATACONVERSION一提供与ATLAS*GRAPHICS、DIME、DLG、CSF、ETAK、IGES、MOSS、TIGER等数据格式间的相互转换。
PCARCPLOT一为PCARC/INFO提供了全部的制图输出能力。
从简单的屏幕显示到高质量的制图。
其命令包括图件的定比例尺和定位;确定符号;选择、绘制和标注图层的特征；加图头、图例、比例尺和指北箭头:
查询数据库、在屏幕上交互式地组合图形。
PCNETWORK一线状网络分析模型,包括路径选择、地址匹配,以及空间定位。
1.2PCARC/INFO的数据的表示
PCARC/INFO的数据模型可以有效地管理位置数据（特征在现实世界中的位置及彼此间的相对关系）及其专题信息（描述特证特性的属性数据〉。
PCARC/INFO的数据模型由精心组织的目录和文件构成。
坐标,几何关系和描述,性数据都存贮其中。
PCARC/INFO数据模型以二种格式存贮地理数据:
拓扑结构的矢量格式（称为COVERAGE,即图层〉以及栅格格式〈称为GRID）。
图层:
是相拟的地理特征及其相关的描述性数据按照一定的逻辑关系组织在一起的集合体。
图层以目录方式存贮,其下包括若干描述特证位置及属性的文件。
特征:
是图层中现实地理现象的一种抽象。
PCARC/INFO象传统地图一样,以点,（POINT〉、弧段（ARCS）、多边形（POLYGON）、注记（ANNOTATION）这四种基本类型来记录地理位置和表示地理现象。
图层中的每个独立的特征被赋于以唯一的数字标识码,具有唯一的位置（空间数据）和一组相关属性（描述性数据）。
图层数据模型的优势在于它具有将空间数据（包括位置及拓扑关系〉和属性数据联结起来的能力。
位置数据表示特征的位置,拓扑数据表示特征间的空间关系,属性数据表示特征的性质。
点特征:
表示单个位置或现象的地理特征。
弧段特征:
表示线状地理特征。
可用来定位和描述二点之间连线的地理信息,而不仅是一个点。
多边形特征:
表示具有封闭边界的同质区域的地理特征。
注记特征:
用以增强制图输出效果的文字。
它不是一个有形的对象也不具有边界,但它建立了地理特征同用户之间进行信息交流的桥梁。
结点特征:
一种独特的特征类型,除作为孤段的端点外,还用来表示弧段交叉点上特有的特征。
1.3拓扑,确定空间特征及其相互关系。
拓扑数据模型可以高效地存贮数据,它用围绕多边形的弧段来建立多边形.对于公共弧段,系统只存贮一次弧段坐标。
两个相邻多边形共享公共弧段。
空间关系空间特征
每条弧都有起止结点（node）弧段长和方向
弧段以结点相联连通性
相互联结的弧段构成多边形边界多边形面积和周长
每条弧段都有左右多边形邻接性
1.4特征属性表
PCARC/INFO建立拓扑关系时就定义了几何拓扑特性,并存贮到一个称之为特征属性表的文件中。
特征类型不同,属性表的内容也不同。
在PCARC/INFO中,一套空间数据可以有二个特证属性表。
例如一个图层可以有多边形特征属性表和弧段特征属性表,或者是有点特征属性表和弧段特征属性表。
图层中每一个特征在特征属性表中占据一个记录。
每个录都包括一个由PCARC/INFO定义的内部标识码,以及一个由用户京立的用户标识码。
用户标识码是用户定义和赋值的标识,因为它是一种特征标识符,所以应该是唯一的。
PCARC/INFO基本的特征属性表有:
点属性表（PAT）,由四个标准属性数据项组成:
·面积-总是0,点没有面积
·周长一总是0,点是没有周长的
·内部标识码
·用户标识码
弧段属性表（AAT）,由七个标准属性数据项组成:
·孤段起结点的内部码
·孤段终结点的内部码
·孤段左多边形的内部码
·孤段右多边形的内部码
·孤长
·内部标识码
·用户标识码
多边形属性表（PAT）,由四个标准属性数据项组成
·面积-多边形面积
·周长一多边形周长
·内部标识码
·用户标识码
用户可以在各特征属性表中增加其它有关这些特征的描述性属性。
PCARC/INFO定义的属性总在表中用户标识码项的左侧,而用户定义的描述性属性总在表中用户标识码项的右侧。
二、应用PCARC/INFO建立空间数据库的工作流程
应用PCARC/INFO来建立空间数据库,大致可分为四个部分:
数据的准备与标准化;数据的输入及编辑修改;建立拓扑关系与属性库的联接;投影与坐标转换、图形拼接。
其工作流程示意图见图1。
2.1数据准备与标准化
完成一个项目,必需遵循一定的规范、准则。
为了将来实现数据交流及信息共享,标准化的意义不言而喻。
标准内容涉及名词术语,分类编码,图例符号及代码等。
已有相关国家或行业标准的必需认真执行。
有关"GIS应用于矿产资源区域评价试验研究,对于图层划分原则,图层划分方案,图层方件名编制规则,描述性属性表的命名规则等在"GIS应用于矿产资源区域评价试验研究初步设计,,中均提出了要遵循的标准（草案）,通过实践进一步完善。
下表即是图层划分及命名的方案（草案）。
数据准备包括两部分。
图形数据的准备和属性数据的准备。
属性数据的准备,首先是选择编码体系,编码体系应与数据代码字典一致。
其次是填写编码表。
它提供了一个通过用户标识码识别特征记录的方法,通过它们的标识码,可以把图层的属性值加入到图层特征属性表中。
通常可以一个人负责数字化建立图层的空间数据,而另一个人负责录入属性数据。
有一个编码表可以使数据的输入效率大大提高。
图形数据的准备即在数字化之前做好图形预处理的工作。
图形的预处理工作十分重要,它关系到以后能否顺利地进行数字化,它需要将图面上全部地物以类分层并标识请楚。
预处理工作包括下面几项:
1.图面检查
（1）要选用最新版本,图面清晰的底图。
（2）对图面变形情况进行检查,由于长期保存图纸可能会产生缩、放变形,如果变形超过0.5mm应做记录,并进行变形改正。
（3）若图中有局部线划不清或断线现象,应用铅笔在图上描绘清楚。
2.结合应用和图素内容适当划分图层,不论是地形图还是地质图都要再划分为若干图层,使每个图层的性质和属性单一化。
（见设计的划法）
3.根据图层划分方案,分别对每一个图层的图素进行标识。
主要对线性图素和多边形要标出节点,并对点、线、面图素按规则写上图元编号。
可以在一张或多张塑料透明纸上用彩笔标识。
4.数字化前的图面准备确定定位点的位置,并对每个定位点编号,图廓的四个角点为定位点,应对编号统一管理,一个定位点不能有两个编号,两个以上定位点不能有相同编号。
2.2数据输入及编辑修改
PCARC/INFO即能以矢量也可以栅格数据结构输入,存贮和处理数据。
地图模拟数据可以通过数字化以一系列〈X,Y）坐标值的数字形式来获取空间数据,并直接存贮于ARC/INFO的图层中,也可以通过扫描产生能矢量化的栅格数据文件,然后再转成一个ARC/INFO的图层。
PCARCEDIT的主要功能是完成图层空间信息及属性信息的输入与编辑。
数字化或编辑图层;修改空间和属性数据中的错误。
2.3建立拓扑关系与属性库的联接
拓扑是一种确定空间特征及其相互关系的数学方法,包括孤段的长度;弧段的方向;多边形面积;弧段的连通性;多边形的邻接性。
无论采用何种方法将数据输入到PCARC/INFO系统中,只有经过建立了拓扑关系,改正了错识之后,才算完成了空间数据库的建库工作。
空间数据库才可用于地理分析,生成地图产品。
建立拓扑关系是空间数据输入后首先要进行的工作之一,因为图层查错需要拓扑关系。
然后就是识别错误和改正错误。
修改空间错误时,改变了拓扑关系,因此,在修改后必须重新建立拓扑关系,以确保图层中的空间数据和特征属性表中的拓扑数据一致。
这个过程往往不只是进行一次,这取决于原始数据的质量,数字化方法和改错的方法等等。
建立拓扑关系时,特征的几何特性和特征间的空间关系都存贮在特定的文件中。
这些文件中最重要的就是特征属性表。
图形数据除了特征属性表之外,特征还具有描述性的属性。
因此往往还需建立有描述性的属性数据文件。
属性数据文件中的属性值可以通过联接与特征属性表相联系。
几个文件可以被联接成一个表或者被临时关联,在这两种情况下,各文件中必须有一个公共数据项。
2.4投影,坐标转换与图形拼接
建立空间数据库的原始资料不必具有同样的投影方式。
PCARC/INFO可以将地理数据集（图层,坐标文件,格网等等）从一种投影方式转到另一种方式。
一个项目的所有原始地理数据都必须配准到一个统一的坐标系中。
这种配准是通过在统一的坐标系中建立地理配准定位控制点来实现。
相同地理区域的图层应有相同的定位点,这样才能使相邻或叠置的图层配准。
定位点必须是地图上能清楚识别的特征。
比如:
·地图的角点
·测绘控制点
·道路交叉点
·内插地图参照点
许多问题的研究范围涉及的图层往往不是一个,不管是由多个图层结合成一个图层还是图层作为图片插入图库,图层之间的边缘都应当正确的接边。
在PCARC/INFO中,图形拼接的方法有两种。
选择拼接的方法取决于合并的特征类型（线型或多边形型）。
三、PCARC/INFO的图形数据采集
PCARC/INFO的图形数据采集主要有两种方式。
首先是通过ARCEDIT子模块进行图形数字化输入来采集图形数据,其次是通过扫描,格式转换来得到图形数据。
3.1应用ARCEDIT进行图形数据采集
3.1.1ARCEDIT简介
ARCEDIT是一个交互式图形软件。
①ARCEDIT功能
ARCEDIT是用来输入和修改COVERAGE特征及其属性的工具模块,它具有数字化图层特征,设置参数（例如,特征连接限差）等功能,能灵活地增加和修改弧段,另外,ARCEDIT还能用于添加注记,编辑属性信息,显示编辑图层乃至背景图层的特征,以及帮助检查,更正图层错误。
②ARCEDIT环境
所有的ARCDIT命令都是设置好环境下工作的,这些环境控制着一个编辑操作怎样执行及其执行结果,即显示环境和编辑环境。
前者定义了在当前的编辑图层和背景图层中被显示的特征类型,及用于显示这些特征的符号,后者包括被编辑的图层,特征类型,及其中的被选子集和编辑限差。
在一个编辑过程中,你能多次改变上述环境参数。
③基于特征的图形编辑
所有命令都是针对特征而言的。
这些特征可以是TICS、ARCS、LABEL、POINTS,或ANNOTATION（即控制点,弧段,或注记等）,并还能对节,点（NODE）进行操作。
一旦你选择了一个特征子集,那么编辑操作只能对它们发生作用。
在编辑过程中,你能多次改变被选的特征子集。
3.1.2图形数字化输入
应用PCARCEDIT进行图形数字化输入,在完成了预处理工作之后,首先是建立一个新的图层。
步骤如下:
A、进入ARCEDIT
在DOS提示符"D>',下键入ARC:
D>ARC
出现ARC提示符"[ARC]",后,再建入ARCEDIT
则出现ARCEDIT提示符"：
"。
此时,在此提示符下设置图形屏幕,输入图形显示环境命令,显示带有四行文字区的图形状态。
:
DISPLY4
B、建立定位点图层,并以实地坐标输入定位点位置和定位点编号
:
COORDINATEKEYBOARD
（位置坐标输入方式为键盘输入〉
:
CREATECOVERAGE图层名1
（建立一个新的图层,名为"图层名1"〉
紧接着按系统提示依次输入每一个定位点的用户标识符号及该点的X,Y坐标。
Enter用户标识符号1,X坐标1,Y坐标1
Enter用户标识符号2,X坐标2,Y坐标2
Enter用户标识符号3,X坐标3,Y坐标3
Enter用户标识符号4,X坐标4,Y坐标4
""0
全部定位点牛附入后,最后精入"0"并回车结来。
然后精入相始边界的主下第与右上角的边界角点坐标。
通常初始边界应大于图层约1厘米。
C、下面向"图层名1"中加入图幅边界。
:
DRAWENVTICIDS（首先设置环境）
:
DRAW（显示定位点及编号）
:
EDITFEATUREARC〈指定编辑特征为弧段）
:
ADDX1Y1X2Y2X3Y3X4Y4X1Y1
输入弧段,依次输入四个定位点坐标并返回起点,使之构成一个封闭的四边形）
此时在屏幕上可以看到四个绿色的"田"表示的定位点和它们的编号,以及连接四个定位点的四边形:
数字化过程的第一步是输入定位点的坐标。
如果你知道定位点的精确坐标,那么最精确的录入办法莫过于从建盘上把这些坐标值敲进去。
要知道,保证定位点的精度,是很重要的。
至此,我们已做好了要数字化图层中各特征的所有准备工作,接着开始数字化。
D、将图纸定位
:
COORDINATEDIG（定义数字化仪输入方式）
系统将提示在数字化仪上输入定位点坐标。
如果此时为一个新图层,这些定位点即为该新图层的定位点。
若当前图层已经存在,则刚输入的定位点与原图层进行误差校验。
屏幕显示:
TIC-ID:
1*〈CR>
TIC-ID:
2
TIC-ID:
3
TIC-ID:
4*
TIC-ID:
0*
可依次输入四个定位点的编号和位置（使用数字化仪的鼠标器的A键输入"*"号〉,最后以"0"回答。
按下鼠标器的A键,将显示出定位精度RMS。
一旦定位精度达不到要求,则需要重新输入各定位点。
E、设置要编辑的特征
在向当前图层增加或者编辑特征之前,首先要指定对哪一种特征进行操作,即指定需要编辑的特征类型。
:
DEITFEATURE[ARC/NODE/TIC/LABEL/ANNO]
编辑特征类型可以选择弧段,节点,定位点,标识点或者注记。
如果现在指定当前的编辑特征是弧。
那么你就可以增加新的孤段或者编辑已有的弧段。
我们把这种先选定被编辑的特征,然后进行编辑的方法叫做基于特征的图形编辑。
一旦你规定了即将被编辑的图层特征的类型,则其后的所有命令都只能对该类特征发生作用。
例如,被编辑的是ARC,那么命令SELECT,所选择的也只是弧段ARC。
而决非TIC点或LABEL点,或任何别的特征类型。
并且命令ADD将显示一个专用于增加ARC的菜单。
F、向图层中增加特征
①增加孤段
:
ADD
显示ADD菜单
1）Vertex2）Node3）Curve
4）DeleteVertex5）Deidearc6）SplineOn/off
7）SquareOn/0ff8）digitizingOption9）Quit
可在数字化板上输入"2"作为起始节点,然后依次选择"1"数字化各顶点至线段结束时再输?
quot;2"作为线段的终节点。
其它各选择项的作用如下:
"3"一一数字化曲线
"4"一一删除当前数字化线段的最后一个顶点
"5"一一在数字化结束节点前删除数字化线段
（放弃当前数字化的线段）
"6"一一样条曲线拟合开关
"7"一一矩形开关
"8"一一数字化选择项菜单
"9"一一退出ADD
如果选择"8）"可打开数字化选择菜单
1）NewUser-ID2）Newsymbol3）Autoincre,emtOFF
4）AutoincrementON5）ArctypeLine6）ArctypeBox
7）ArctypeCircle9）Quit
"1）"一一指定用户标识码
"2）"一一新符号
"3）"一一用户标识码自动增量关闭
"4）"一一用户标识码自动增量打开
"5"一一线段类型为线
"6"一一线段类型为矩形
"7"一一线段类型为圆
"9"一一退出数字化选择菜单
例如数字化一个弧段,按下图所示的位置和键号逐一采点。
数字化弧段结束,按鼠标的9键退出菜单。
弧段有三个专门的编辑容差,即WEED,SANPDISTANCE和GRAIN。
Weed容差控制着孤段上相邻结节点之间的最小距离。
用它,能根据所需的数字化精度要求,防止多余的（不必要的）点的录入。
Snapdistance是一个距离值,距离小于该值的结点将被连成一个,确保相邻的弧段连接在一起。
Grain应控制着时间的距高。
在ADD状在下,数字化一条曲线或一个园,或拟合一条弧。
容差的设置取决于原始数据的精度和应用要求的精度。
特殊类型的弧段的输入，如数字化矩形，园等的弧段、可以通过ADD菜单上相应的功能键来完成。
当系统将曲线拟合开关打开时,系统将根据输入的结点,自动拟合出一些新的结点在孤段上,以保证曲线的平滑。
对于不规则曲线,仔细地跟踪弧段是最精确的录入方式,用"曲线拟合"功能可以提高数据录入的速度,但是牺牲了数据精度。
如果在数字化过程中出现错误,用下列方法处理,若录入一个错误的结点,请用鼠标上的键"4"消除最后输入的结点,若错误地输入一个弧段,则用鼠标上的键"5"删除当前正在数字化的弧段。
用键"0',能够显示数字化板上的鼠标在显示屏幕上的相应位置。
每次按下该键,在屏幕上会显示出一个"+"字。
用户标识符可以通过先选主菜单上的8键再选子菜单上的1键来赋新值。
②增加标识点:
标识点（Label）可用来代表点状图素,多边形的标识点.
:
EDITFLABEL
:
ADD
显示菜单：
Option:
1）Addlabel5）DeleteLastLabel
8）D1gitizingOption9）Quit
（Labei〉User一ID:
Coordinate=
各选择功能如下：
"1）"一一增加标识点
"5）"一一删除上一个标识点
"8）"一一数字化选择项
"9）"一一退出ADD菜单
若选择"8"则显示数字化选择菜单：
1）ONewUwer一ID2）NewSymbol3）AutoincrementOFF
4）GAudncrementON9）Quit
"1）"一一指定用户标识码
"2）"一一新符号
"3）"一一用户标识码自动增量关闭
"4）"一一用户标识码自动增量打牙
"9）"一一退出数字化选择菜单
当数字化仪的鼠标器移至标识点处,按下数字"1"键后,一个标识点就算数字化完成了。
屏幕上又会提示输入下一个标识点。
全部标识点输入完时,按数字"9"键退出。
③向图层增加文字注记
文字注记的作用主要是加强地图输出的效果。
例子如下：
:
C00RCURSOR（指定揄入方式为鼠标器）
:
EFANNO（指定编辑的特征为注记）
:
ANNOSIZE1.5（指定文字注记尺寸的大小）
:
ANNOTYPEPOINT2（确定注记放置的形式）
:
ANNOFITON（确定注记文字在一定距离内扩展）
:
ADD
Text:
ThisisANNOFITON<0R>
然后用鼠标在屏幕上给出两点,结果我们可以看到注记文字"Thisis ANNOFIT0N"在指定的两点之间均匀的展开。
若在Text:
后键入<回车键>即退出注记输入。
3.1.3注意事项
图形数字化输入需要注意以下几项：
A、容差设置：
（1）设置线段间最小距离（FUZZY容差）为0.2m（图上0.4mm）
（2）设置线段内坐标距离（WEED容差）为0.1m（图上0.2mm〉。
（3）设置悬挂线段长度（DANGLE容差）为0.5m（图上1.0mm）。
（4）设置微坐标增量（GRAIN容差）为0.05m（图上0.1mm〉。
B、三条以上线段相交处应留有节点,或将线段数字化为悬挂线段,其长度应小于悬挂线段容差设置的距离。
C、一线段与另一线段相交时宁可超出,不可不足。
这是因为编辑修改前者要比后者容易得多。
D、为多边形加标识点时,应保证一个多边形只有一个标识点,不能有两个以上的多边形具有相同的标识符。
整个图层数字化完毕,可以用SAVE命令存盘。
:
SAVE（存盘）
:
Q（退出ARCEDIT）
应用ARCEDIT进行图形数字化输入的主要步骤顺序及主要的常用命令归纳如下:
D:
>ARC
[ARC]ARCEDIT（进入PCARCEDIT）
:
DISP4（设置图形显示环境）
:
C00RD〔KEY/CURSOR/DIG]
（确定坐标输入方式:
键盘;鼠标;数字化仪〉
:
CREATE图层名（建立一个新图层）
:
MAPE图层名（确定地图范围）
:
DRAWE[ARC/LABEL/NODE/ANND/ALL]
（设置图形显示的特征）
:
0RAW（图形显示命令）
:
EDIT图层名（指定要编辑的图层）
:
EF[ARC/LABEL/NDDE/TIC/ANND]
（指定要操作的图层特征〉
:
ADD（增加指定的特征〉
…
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