实验指导四 空间数据处理与地图投影.docx

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实验指导四空间数据处理与地图投影

实验四空间数据处理与地图投影

一、实验目的

1．掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。

2．掌握地图投影变换的基本原理与方法。

3．掌握ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术，同时了解地图投影及其变换在实际中的应用。

二、实验准备

1．软件准备：

ArcGIS10.2

2．数据准备：

（1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图）

（2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料）

以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile

（3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值）

（4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果

（5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性

三、实验内容与步骤

1.空间数据处理

1.1裁剪要素

Ø在ArcMap中，添加数据“云南县界.shp”、“Clip.shp”（Clip中有四个实体）

Ø开始编辑，激活Clip图层。

选中Clip图层中的一个实体（注意不要选中“云南县界”中的实体！

）

图4-3编辑Clip

Ø点击

按钮，打开ArcToolBox；

Ø选择“AnalysisTools->Extract”，双击“Clip”，弹出窗口剪切窗口，指定输入实体为“云南县界”，剪切实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称，这里请命名为“云南县界_Clip1”如图4-5；

图4-4工具箱

图4-5剪切窗口

Ø依次选中Clip主题中其它三个实体，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层——“云南县界_Clip1”，“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）；

Ø操作完成后，一定要“SaveEditors”。

图4-6生成四个剪切图层

1.2拼接图层

✓在ArcMap中新建地图文档“File->New”，加载在剪切实体操作中得到的四个图层；

✓在工具箱中选择“DataManagementTools->General”，双击“Append”，在追加窗口中，设置输入实体和输出实体，如图4-7；

图4-7拼接图层窗口

图4-8拼接效果

✓右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“Data”->”ExportData”，弹出窗口，将输出图层命名为“YNOK.shp”，如图4-9；

图4-9导出数据窗口

✓通过以上操作我们就完成了将4个图层拼接为一个图层的处理；

✓新建一地图文档，加载数据YNOK.shp，查看图层并打开其属性表查看与“云南县界”中的属性表有何区别（为什么有这些区别？

）。

1.3要素融合

Ø在拼接图层的基础上继续，执行“Dissovle”（融合）命令；

图4-10工具箱

Ø输入实体：

指定为YNOK；融合字段：

选择为“所属州”，将根据这个字段的值对实体进行融合，YNOK图层中“所属州”相同的实体将合并成一个实体；

图4-11融合窗口

Ø以上操作，根据指定字段的值，对现有图层中的实体进行融合，产生新的图层――YNOK_Dissovle，打开并查看其属性表；

图4-12融合图层

图4-13融合后属性表

Ø类似地，重复以上过程，并将融合字段指定为：

CHINESE，看看结果有何不同。

1.4图层合并

✓在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据“西双版纳森林覆盖.shp”和“西双版纳县界.shp”；调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方；

✓在ArcToolbox执行“联合”命令；

图4-14“联合”工具

✓在联合对话框中输入实体：

依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层；输出实体类：

设置为Union.shp；

图4-15联合窗口

✓查看Union的的属性表，并检查属性“Type”，其中为“Y”的表示有植被覆盖的区域。

右键点击图层Union，修改属性－>符号（设置为唯一值图例，字段设置为TYPE）

图4-16合并图层效果

思考题：

勐海县的总面积是多少平方公里？

其中有森林覆盖的区域面积是多少？

没有森林覆盖的区域面积是多少？

1.5图层相交

Ø在图层合并练习的基础上继续

Ø在ArcToolbox中，执行“相交”命令

图4-17相交工具

Ø在“相交对话框”中，输入实体依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层；输出实体类设置为Intersect.shp；

图4-18相交对话框

Ø查看Intersect，并与“西双版纳森林覆盖”及“图层合并”操作所得结果――“Union”进行比较，并进一步思考这类操作适合求解哪一些现实问题。

图4-19相交效果

2.地图投影

2.1定义投影

✓在ArcMap中新建地图文档，添加第4步成生成的图层Union.shp；

✓在TOC中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“源”选项页，查看这图层是什么坐标系；

✓打开ArcToolbox，执行命令“定义投影”命令，见图4-20；

✓定义投影对话框，如图4-21；选择实体类Union，点击坐标系输入框右边的按钮，出现的“空间参考属性”对话框，如图4-22；

✓在“空间参考属性”对话框中，点击“选择按钮”，从预定义的坐标系中选择“GeographicCoordinateSystems\Asia\Beijing1954.prj”（注意：

前提是我们已知图层Union使用的是北京1954地理坐标系）；

✓在TOC中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“Source”选项页，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“北京1954地理坐标系”，如图4-23。

图4-20定义投影工具

图4-21定义投影对话框

图4-22空间参考属性

图4-23图层属性对话框

2.2投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系－>国家2000大地坐标系

v在第6步的基础上进行；

v打开ArcToolbox，执行命令“投影”命令；

图4-24投影命令

v在“投影”对话框中，依次设定输入实体类为――Union，输出为――Union_PRJ_BJ54.shp，输出坐标系选择“ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Beijing1954\Beijing1954GKZone17N.prj”；

图4-25投影对话框

v确定后，完成由地理坐标系GCS_BEJING_1954到投影坐标系BEJING_1954_GK_ZONE_17N的变换。

四、实习报告要求

解决1.4中的思考题，将操作步骤及结果写入实验报告。

将实验报告以电子版和打印版的形式提交，包括原理、步骤、结果。

将实验结果数据压缩成“学号_姓名_实验4”.rar上交。

提示：

（1）面积单位是什么？

如何转换成平方公里？

用图层相减功能（西双版纳县界图层减去西双版纳森林覆盖图层）求出没有植被的区域，得到一个图层；检查此图层的坐标系是否已是投影坐标系（地图单位是米？

），如果不是则将其转换为投影坐标系。

图4-26擦除工具

（2）查找ArcMap中的联机帮助，以了解如何计算多边形的面积