本科《土地信息信息系统》实验指导.docx

1、本科土地信息信息系统实验指导土地信息系统实验讲义土地信息系统是一门实验性很强的课程，只有通过上机实际操作和实验才能全面掌握所 学的软件，提高分析问题和解决问题的能力。本实验采用优秀的国际软件 ArcGIS 。该软件是由美国环境系统研究所 （ ESRI）以 ARC/INFO 为平台开发并销售的地理信息系统软件。 ArcGIS 是一套帮助用户对地理信息进行组织与存储、编 辑修改、查询、分析以及直观显示，并且提供了交互式制图和分析功能的英文智能软件系统。经 过多年发展 ESRI 不断的对其软件进行升级，中间跨度较大，本实验课选择最具有代表性的 ArcInfo9.X 版本分别进行介绍。ArcInfo9

2、.X 由三个桌面应用程序 ArcMap ， ArcCatalog 和 ArcToolbox 组成。 ArcMap 进行数据 显示，查询和分析； ArcCatalog 提供地图和表格数据管理、创建和组织，在 ArcCatalog 中允许用 户创建和编辑 shapefile 和个人化的空间数据库的简单要素； ArcToolbox 是一个集数据分析、转换 等多项功能于一身的工具箱。此外， ArcInfo9.X 还内嵌了二次开发语言 VBA ，以满足用户进行二 次开发的需要。本实验课根据学生对土地信息系统课程的认知程度和对计算机掌握水平的不同，分为基本、 扩展、 高级三个层次有针对性的进行授课。 基本

3、小组主要介绍 ArcGis9.X 的基本功能， 扩展小组在 介绍 ArcGis9.X 的基本功能外，增加 ArcScan 扩展模块的功能讲解，要求学生在掌握基本 GIS 操 作技能的基础上熟练掌握 ArcScan 矢量化工具的各项操作，能独立完成图幅的矢量化、整饰等内 容并且对 ArcGIs 中符号编辑的操作有所了解。高级小组在扩展小组需要掌握内容的基础上，增加 了符号编辑和 ArcGIS 系统开发的内容， 要求学生在掌握基本 GIS 操作技能并熟练掌握 ArcScan 矢 量化工具的各项操作之外，对符号编辑熟练掌握及 VBA 语言及系统开发有所了解， 并通过一个简 单的系统实践来加深对 GI

4、S 系统概念的认知程度。 共有十一个实验组成， 实验一 ArcGis9.X 概述 了 解 ArcInfo9.X 的系统组成、基本功能、主要特征、用途；实验二视图数据的显示与管理，练习在ArcScan 模块各项视图窗口中创建、添加与管理数据并进行数据显示；实验三数据矢量化，介绍矢量化工具的使用；实验四数据的编辑与图形查询，练习编辑 Shp 文件及要素的选择和图形信息 的查询方法；实验五符号编辑，介绍在 ArcGis 图式符号管理库中制作符号的过程；实验六 属性 表编辑，练习创建新的表格及编辑已存在的表格，熟悉表格的查询及其它操作；实验七空间查找 与空间分析，练习使用空间分析进行图斑的查找，介绍常

5、用的空间分析操作；实验八 图表和报告 的创建与使用，介绍有关图表和报告的操作；实验九 制图与打印地图，介绍操作版面设计及地图 的制作与输出；实验十数据转换，掌握 ArcToolbox 工具的使用，介绍常用的数据转换操作；实验 十一 ArcGis 二次开发，介绍 ArcGis 的二次开发语言 VBA 。实验一 ARCGIS 概述 2实验二 视图数据的显示与管理 5实验三 数据编辑与图形查询 7实验四 符号编辑 11实验五 数据矢量化 18实验六 表格的操作 19实验七 空间分析 21实验八 图表和报告的创建与使用 22实验九 图版与制图 23实验十 数据转换 23实验十一 ArcGIS 二次开发

6、 24实验一 ARCGIS 概述一、实验目的基本小组：了解 ARCGIS 的用户界面及 ArcMap ， ArcCatalog ， ArcToolBox 的功能；扩展小组：掌握 ArcMap ， ArcCatalog ，ArcToolBox 的应用。高级小组：具体简单应用 ArcMap ， ArcCatalog ，ArcToolBox 。二、实验内容1、了解 ARCGIS 各基本模块的功能（ 1） ArcMap ：是 ArcGIS 桌面系统的核心应用，可实现空间数据编辑、查询、显示、分析、 报表和制图等一系列 GIS 功能。它可以以不同的视图显示地图地理数据视图和版面视图：在 地理视图当中可以

7、完成数据的编辑、查询、显示、分析等一系列功能；在版面视图中，可以添加 图例、比例尺、指北针等制图元素来完成地图的输出。（ 2） ArcCatalog ：用于组织和管理所有的 GIS 数据。它提供了像 Widows 资源管理器一样的 数据管理方式，可浏览和查找地理数据，记录和浏览元数据 、快速显示数据集以及为地理数据定 义数据结构。（ 3） ArcToolBox ：包含了用于空间处理 GIS 的工具，它可实现各种空间数据的转换，用户可 以用它来导入、导出数据。另外， ArcGIS 还提供了可被添加到界面上的不同的工具条来对数据进行编辑和操作，用户 也可以添加自己定制的工具条，无需编程。2、 Ar

8、cMap 基本操作（1）启动 ArcMap ：两种方式，第一，通过点击【开始】【程序】 ArcGIS ArcMap 命令；第二种方式，即双击桌面 ArcMap 快捷方式。（ 2）进入的 ArcMap 的三种方式：创建一幅新的空地图（ A new empty map ）应用地图模版创建新地图（）打开一幅已经存在的地图（）3） ArcMap 窗口介绍：4）项目窗口操作： （掌握使用几种常用工具） 打开窗口 移动窗口改变窗口大小将窗口收缩为图标：最小化、最大化、还原关闭窗口 （5）查看图形属性信息：打开属性表或者通过工具条上的属性查询按钮。3、学习使用菜单（1）选取和撤消菜单，几种快捷菜单；（2）选

9、取和撤消按钮栏中的按钮（ 3）选取和撤消 Customize 中的工具4、使用 ArcGIS 帮助获得帮助的方式有两种：（ 1）通过菜单使用帮助：单击菜单栏的“帮助” ；（ 2）使用快捷键 F1 获得帮助：选中要获得帮助的信息，按 F1 键获得相应的帮助信息。三、思考题1、 ARCGIS 有哪几个基本模块，它们各自的主要功能有哪些？2、系统有哪些窗口操作？实验二 视图数据的显示与管理一、实验目的基本小组：掌握创建新数据（ Map Document 、 Data Frame、 layer ）的操作，并能掌握 Data Frame 和 layer 的常用操作。扩展小组：在掌握以上操作的基础上，能对

10、 Data Frame 和 layer 的其他非常用操作进行学习。高级小组：在掌握 Data Frame 和 layer 的常用操作的基础上，对 Data Frame 和 layer 的其他非常用 操作进行学习，并能熟练掌握。二、实验内容ArcGIS9 的数据组织形式是单文档的，它的基本组织形式是： Map Document （工程） Data Frame（ layers 即数据组） Layer （单个数据层） ，相同类型的地理要素（即点、线、区文件）都 放在同一层 Layer 中。1、 创建新的 Map Document （工程）：（ 1） 启动 ArcMap 时创建：打开 ArcMap 程

11、序，会弹出 Start using ArcMap with 对话框，选择第 一项： A new empty map ，则创建了新的工程。（ 2） 启动 ArcMap 后创建：单击 File 菜单，点击 New 命令创建新的工程。2、 Data Frame 的操作（1）创建新的 Data Frame： Insert Data Frame（ 2）激活 Data Frame：如果一个工程中有多个 Data Frame，而想激活以显示某一 Data Frame，具体操作：选中要显示的 Data Frame，右键 Activate ；（ 3）删除 Data Frame：从多个 Data Frame 列表

12、中选取要删除的 Data Frame，右键 Remove 。3、创建新数据层 layerArcView 对数据的管理存在于 ArcCatalog 模块中： 点击开始程序 ArcGIS ArcCatalog ，进入 ArcCatalog 模块， 或在 ArcMap 中的菜单栏中在右边的数据管理窗口中点击右键Tools ArcCatalog ，在左边的目录树中选中要存放数据的路径， New，选中要创建的数据类型，最常用的数据类型是 ArcView 的 Shapefile （.shp） ,它又可分为point/ polyline/polygon ，设置完按确定。4、数据层的操作（1）添加已有的数据层

13、ArcView 可以接受的数据格式有：* ArcView Shape（.shp）* Geodatabase（ .mdb ）* dBASETable （.dbf ）* ARC/INFO 地图库数据* 图象数据或 ARC/INFO 栅格数据* CAD 数据（后缀为 .DWG 、 .DXF 的文件）具体步骤为：FileAdd Data 确定，或点击按钮栏中的 Add Data 图标（2）存储数据层路径： 每打开一个工程时，系统会根据地图文档中记录的数据层的路径信息打开数据，如果磁盘中 的数据文件的路径发生了变化，而再次打开工程时没有指定新的路径，工程打开后，内容表中的 数据层名称前就会出现一个红色的

14、惊叹号，表明该数据层没有相应的原数据连接。这时需要重新 连接数据层与原数据，具体过程如下：鼠标指针放在出现惊叹号的数据层上单击右键打开数据层操作快捷菜单，指向 data命令，弹出 data 操作菜单单击 set data source命令，打开 data source 对话框在 data source 对话框中找到原数据的位置单击 add，这样数据层与原数据的连接关系再次建立。（3）数据层的显示控制 Layer 显示 / 关闭： Layer 名左侧的小方框设置为“”时，该 Layer 在视图窗口内显示，小方框为空时， Layer 不被显示，默认情况下是（ single sy0mbol ）单一符

15、号显示。分类显示：选中要分类显示的图层，右键 Properties Symbology ，在 Show 对话框中选择分类显示Categories unique value ，在 value field 字段中选择分类显示字段单击 add all valus 按钮，可实现对图层的分类显示。（4）改变数据层名称：鼠标左键选择需改变名称的数据层，再次单击，输入新名称。（5）调整数据层顺序：点线区要素的显示顺序是：点在上、线在中、面在下。（6）复制与删除数据层选中要复制的数据层，右键 copy ，选中当前处于激活状态的数据层，右键 paste layer，复制图层，右键 delete，删除图层。（7）

16、设置数据层比例尺如果数据组没有比例尺，首先要设置数据组的比例尺：选中处于激活状态的数据组，右键 properties ，选择 general 选项卡，在 units 框中设置 map 和 display 的显示单位确定。 A 设置数据层绝对显示比例尺：鼠标放在要设置绝对比例尺的数据层上， 右键 properties，选择 general 选项卡，选择 don sthow layer when zoomed 单选按钮，在 out beyond 文本框中输入最小显示比例（ minimum scale ），在 in beyond 文本框中输入最大显示比例（ maximum scale ），确定。B

17、设置数据层相对显示比例尺：鼠标放在要设置相对比例尺的数据层上，右键 visible scale range ，单击 set minimum（ maximum ） scale，设置最小（最大）显示比例。C 删除数据层相对显示比例设置：鼠标放在要删除相对比例尺的数据层上，右键 visible scale range ，单击 clear scale range，删除显示比例设置。三、思考题1、如何在 ArcMap 中创建新数据（ Map Document 、 Data Frame、 layer ）？2、掌握 Data Frame 和 layer 的常用操作。实验三 数据编辑与图形查询一、实验目的基本

18、小组：掌握点、线、区的编辑及要素的复制、合并、分割、裁剪、边形、结点编辑等简单的 编辑操作。 扩展小组：在以上操作的基础上，掌握文件要素特征的选择方法。高级小组： 在以上操作的基础上， 掌握图形信息查询的方法， 并对 ArcMap 的其他的编辑操作进行 学习。二、实验内容1、编辑点、线、区文件在 ArcMap 中，首先将点、线、区文件添加到当前 Data Frame 中。（ 1）在菜单 Tools Customize选中 Editor Close，将 Editor 工具条弹出，（ 2）开始编辑：点击 Editor 下拉按钮，选择 Start Editing ，在 Target 中选择要进行编辑

19、的图层。在 Task 中选择要进行编辑的相应任务，（ 3）进行编辑：在右窗口进行相应编辑，如：创建、删除、复制、分割、合并等操作，（ 4）保存编辑：点击 Editor 下拉按钮 Save Edits，（ 5）停止编辑：点击 Editor 下拉按钮 Stop Editing 。（ 6）生成拓扑的相关 Arc/Info 命令拓扑处理： clean 或 build2、要素的具体编辑操作：（1）要素复制操作：A、平行线复制操作：按给定的距离复制平行线。单击 edit tool 按钮选择需复制的线要素打开 target下拉框选择需复制平行线的数据层打开editor 下拉菜单选择 copy paralle

20、l 命令打开 distance 文本框输入平行线之间的距离按 enter，完成平行线的复制。B、缓冲区复制操作：按给定距离以原来要素为参考中心生成缓冲多边形要素，并将其复制到其他 数据层中。单击 edit tool 按钮，选择需生成缓冲区的要素打开 target 下拉框选择需复制缓冲区的数据层 （线或多边形） 打开 editor 下拉菜单选择 buffer 命令打开 distance 文本框输入生成缓冲区的距 离按 enter，完成缓冲区的复制。C、镜面复制操作：生成以中轴线为对称的图形要素。单击 edit tool 按钮，选择需镜面操作的要素打开 task 下拉框选择 mirror feat

21、ures 命令单击 sketch tool 按钮，在图形窗口定义首尾两点确定一条中心线，所选要素就按照中心线对称复制。（2）要素合并操作A、同层要素空间合并：弹出 Editor 工具栏选择 edit tool 按钮打开 target 下拉框选择新要素所在的数据层单击editor 菜单选择 merge 命令，所选要素被合并成一个新要素。 注：新要素生成后，原要素自动删除，合并后的新要素的属性是合并前要素中 ID 码最小的要 素属性的复制。B、异层要素空间合并：弹出 Editor 工具栏单击 edit tool 按钮选择所有需合并的要素（来自不同的数据层）打开target 下拉框，选择新要素所在的

22、数据层单击 editor 菜单选择 union 命令，所选要素被合并成一个新要素。注：新要素既保持原要素的类型，又保持原要素的属性特征。（3）要素分割操作：A 、任意点分割线：单击 edit tool ，选择要分割的线单击 split tool 在线要素上任意选择分割点 单击左键，则线要素被分割成两段。B 、按长度分割线： 单击 edit tool ，选择要分割的线单击 editor 下拉菜单选择 split 命令在 split 选项组中选择线要素分割方式（按长度距离分割、按长度比例分割）输入线要素的长度距离或 长度比例数值在 orientation 选项组中确定线要素分割起算点（ forwa

23、rd 起点、 reverse 终点）按 ok，则线要素被分割成两段。C、布点分割线：单击 edit tool ，选择要分割的线单击 target 下拉框选择要沿线放点要素的数据 层单击 editor 下拉菜单选择 divide 命令在 divide 对话框中选择布点方式 （定点分割、 定距离分 割）输入点数或点间距按 ok，完成线分割。D 、分割多边形：单击 edit tool ，选择要分割的多边形单击 task 下拉框选择 cut polygon teatures 选项单击 sketch tool 按钮在图形窗口绘制草图线或多边形与原始多边形相交右键打开 sketch context men

24、u ，选择 finish sketch 命令，则多边形被分成两部分。（ 4）线要素延长与裁剪：A 、绘草图延长线：单击 task 下拉框选择 extend/trim features 命令单击 edit tool ，选择要延长的 线单击 sketch tool 按钮在图形窗口绘制草图线右键打开 sketch context menu ，选择 finish sketch命令，则线要素延长到绘制的线。B 、按长度裁剪线： 单击 task 下拉框选择 modify features 命令单击 edit tool 选择要裁剪的线右 键打开 sketch context menu，选择 trim to

25、length 命令在 trim 文本框输入裁剪长度按 enter ，则按 确定的长度裁剪线。C、绘草图裁剪线：单击 task 下拉框选择 extend/trim features 命令单击 edit tool 选择要裁剪的线 单击 sketch tool 按钮在图形窗口绘制草图线右键打开 sketch context menu ，选择 finish sketch 命令，则线要素被草图线裁剪。（ 5）要素的变形：单击 task 下拉框选择 reshape feature命令单击 edit tool ，选择要边形的线或 多边形单击 sketch tool 按钮在图形窗口绘制草图线右键打开 sket

26、ch context menu ，选择 finish sketch 命令，则要素按草图线发生变化。 ，（ 6）要素结点编辑：单击 task下拉框选择 modify features 命令单击 edit tool ，选择要添加结点 的线或多边形将鼠标移动到要添加结点的位置上右键打开 sketch context menu ，选择 insert vertex命令，则一个结点被添加，如果需结束操作，右键打开 sketch context menu ，选择 finish sketch 命令。3、点、线、区文件要素特征的选择方法：首先要设置可选择的数据层： selection set selecable

27、 layers，在数据层名称前有“”时，表示 数据层可选。（1）单个要素选择：弹出 editor 工具栏， 鼠标单击 edit tool 按钮鼠标在图形窗口需要选择的要素上单击右键， 则 选中的要素被高亮显示。（2）多要素草图线选择：弹出 editor 工具栏，单击 task 下拉框，选择 select features using a line （应用线选择要素） ，单 击 sketch tool 按钮， 在图形窗口绘制一条直线或折线， 双击左键结束， 则所有与直线或折线相交的 要素都被选中，高亮度显示。（3）多要素草图面选择：弹出 editor 工具栏，单击 task 下拉框，选择 sel

28、ect features using an area（应用面选择要素） ， 单击 sketch tool 按钮， 在图形窗口绘制一多边形， 双击左键结束， 则所有与多边形相交的要素都被 选中，高亮度显示。4、图形信息查询（ 1）图形信息拾取： layer properties fields 标签 primary display 下拉框选择拾取信息字段 display 标签选中 show map tips 复选框 ok 。（ 2）图形信息实时查询： tools 工具栏选择 identify 按钮鼠标放在图形要素上单击左键在 identify results 窗口中， primary displa

29、y 下拉框选择的字段显示在左窗格。3）图形链接信息查询： tools 工具栏选择 identify 按钮鼠标放在图形要素上单击左键在identify results 窗口中，鼠标放在左窗格的字段上单击右键选择 add hyperlink 命令确定链接文 档按 ok 。（ 4）图形链接信息保存： layer properties display 标签选中 support hyperlinks using fields 复选 框选择超链接字段 ok 在 tools 工具栏单击 hyperlinks 命令鼠标放在图形窗口的某一位置则 窗口将显示超链接字段信息。三、思考题1、如何进行点、线、区的编辑操

30、作？ 2、掌握要素的复制、合并、分割、裁剪、边形、结点编辑等具体编辑操作。3、要素的选择方法有哪些？图形信息查询有哪几种方式？实验四 符号编辑本实验由扩展小组和高级小组掌握和学习。一、实验目的：扩展小组：掌握简单符号的制作过程。高级小组：在掌握简单符号制作的基础上，能制作比较复杂的符号。二、实验内容：ArcMap 拥有完整的符号管理系统，用于对不同类型的图例符号、地图要素、标注类型、色彩 方案、坐标系统等进行统一管理， 这就是图式符号库。 ArcMap 系统提供了多种多样的图式符号库， 图式符号库中包含了编制各种不同类型地图所需要的大量图例符号和相关要素，如果系统所提供 的图式符号库不能满足需

31、要，还可以根据自己的需要随时修改现有的图式符号库，也可以建立自 己专用的图式符号库。在此，我们主要介绍符号的制作过程。1、点状符号的制作 点状符号用于表示或绘制点状分布的空间要素及其标注，可以与线状符号、面状符号、文字符号 联合使用，表达更为丰富的空间要素属性。点状符号又可以分为 4 种：简单符号（ Simple）、字符符号（ Ccharacter）、箭头符号（ Arrow ）、图片符号（ Picture ），而无论哪种符号的制作，都必须首 先借助图式符号管理库操作。生成新的点状符号。1）生成新的点状符号ArcMap 窗口标准工具条：单击 Tools 命令，打开 Tools 下拉菜单鼠标指向 Styles，展开图式符号管理菜单单 击 Styles Manager 对话框在左侧目录树选择需要加载新点状符号的图式符号库（ MarkerStyle）鼠标放在右侧窗口，单击右键打开图式符号操作快捷菜单鼠标指针指向 New 命令，并单击 Marker Symbol 命令打开 Symbol Pro