实习九 三维场景分析及地图版面设计.docx

1、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

2、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ArcGIS Desktop 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ArcGIS 3D Analyst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

3、、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ArcGISArcScene ,打开ArcScene 在ArcScene 中执行菜单命令： ToolsExtentions, 选中3D Analyst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Base Heights选项页中,将高度设置为：Obtain heights for layer from

4、surface,并选择当前场景中的 TIN 数据图层：dtm_tin(如下图所示),在Z unit convertion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

5、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3D Analyst、Animation、Tools 这三个工具栏。点击Animation工具栏中的动画控制按钮打开Animation Controls工具栏，

6、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Using 3D Analyst。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

7、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 ArcMap Layout（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：ArcGIS Desktop -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 Spatial Analyst扩展模块及Spatial Analyst 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、Hill

8、shade_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Layer Properties对话框中，点击Symbology选项页，如下图所示，渲染参数设置为：Categories Unique Value，Value Field设置为：DZM。点击Add all values按钮，将前检查框的勾去掉。点击Symbol列，然后选择Properties for all Symbols命令。在Symbol selector中，将outline color 设置为 no color：点击显示-Display选项页，将图层透明

9、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Layer Properties对话框中将渲染方式设置为Single symbol，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Properti

10、es命令，在出现的Layer Properties对话框中，点击Labels选项页，勾选Label Features in this Layer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layer Pr

11、operties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,Natural Breaks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(Equal Interval、Defined Interval、Quantile、Geometrical Interval、Standard Deviation)，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

12、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：FilePage and Print Setup，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Size and Position选项页可以精确设置Data Frame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Prop

13、erties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：InsertTitle，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InsertPicture，浏览到 Ex12

14、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InsertScale Bar或Scale Text，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：InsertLegend，向地图版面中加入图例，使用Legend Wizard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：InsertNorth Arrow，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：FileExport Map，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。