空间数据操作

膇实验三空间数据处理

袆一、实验目的

1.

2. 袁掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其

用途。

3.

4. 芁掌握地图投影变换的基本原理与方法。

5.

6. 袆熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术

8. 羆了解地图投影及其变换在实际中的应用。7.

节二、实验准备

虿预备知识：

罿ArcToolbox是ArcGISDesktop中的一个软件模块。内嵌在ArcCatalog和ArcMap中，在

ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用。

肆ArcToolbox具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：

?

?	蚃数据管理
?	蒁数据转换
?

1

?
? 蚈Coverage的处理
?
? 膆矢量分析
?
?
肄地理编码?
? 袈统计分析

蒇空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现的。是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并，相交。

膆地理坐标系（GeogrpahicCoordinate System）

葿椭球体	芆长半轴?a（米）	薁短半轴b（米）
节Krassovsky（北京54 采用）	芈6378245	莆6356863.0188
羂IAG 75（西安80 采用）	螀6378140	肇6356755.2882
蒆WGS 84	莃6378137	蒂6356752.3142

2

? 薅GCS_WGS1984(基于WGS84基准面)

?

? 螄GCS_BEIJING1954(基于北京1954基准面)

?

? 羀GCS_XIAN1980(基于西安1980基准面)

衿投影坐标系（ProjectedCoordinate Systems）

蚅投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是

从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。

羁投影坐标系由以下参数确定

?

?
? 蚂地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）

莂北京1954投影坐标系和西安1980坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、

大地原点不同。

肀地理变换

莇地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标

系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地

理变换来实现地理变换或基准面平移。

螃投影变换

袂当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成

另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。

蒀实验数据：

袅云南县界.shp;Clip.shp 西双版纳森林覆盖.shp西双版纳县界.shp(ex4.rar)

膄三、实验内容及步骤

艿空间数据处理

膈步骤：羅 将 所 需 要 的 数 据 下 载 后 ， 解压 到 e:\gisdata,

4

薄

5

项页里，点击“EnvironmentsSettings”按钮，在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“ScratchWorkspace”为 e:\gisdata
设定工作区:在ArcMap中执行菜单命令：<Tools>－><Options>，在“Geoprocessing”选

羁第1 步裁剪要素

?
? 羇在ArcMap中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp（Clip中有四个要素）?
? 肅激活Clip图层。选中Clip图层中的一个要素。

蚁点击打开ArcToolbox，点击“AnalysisTools”中的“Extract”选项下的“Clip“，

葿指定输出要素类路径及名称。 螆指定输

入类：云南
县界

膅指定剪

6

切要素：
Clip（必
须是多边
形要素）

肂依次选中Clip主题中其它三个要素，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”

膁）。

蝿第2步拼接图层
?
? 芄在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层 ?

? 蒃点击打开ArcToolbox

ArcToolbox中 执 行 莄输入要素：依次添加其它三个图层虿 在 薈输出要素：设定为云南县界_Clip1,

命令“Append”

袄键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“Data”->”ExportData”

莁指定导入数据的路径和名称。

芇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。

莄新建一地图文档，加载数据YNOK.shp，查看图层及打开其属性表看看与“云南县界”中的属性表有何区别。

芅第3步要素融合

?	蝿在拼接图层的基础上继续
?
?

7

? 莀执行“Dissolve”命令

?

? 蒄输入要素：指定为YNOK

?

? 蒂融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，YNOK图层中“所

属州”相同的要素将合并成一个要素

蒀 聿

薄

袃

节

袇以上操作，根据指定字段的值，对现有图层中的要素进行融合，产生新的图层――YNOK_Dissovle,

打开并查看其属性表。

? 芃在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据GISDATA\西双版纳森林覆盖.shp和GISDATA\西双版

纳县界.shp

?

? 蚀调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方

?

? 蚆打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“Union”命令

?

? 袅在联合对话框中

螆输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层

薄 输出要素类：设置为 Union.shp

8

袃查看输出要素类：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Properties－>Symbols（设置为唯一值图例，字段设置为TYPE）

羂

薀第5步图层相交

?
? 肅在图层合并练习的基础继续
? 在ArcToolbox中，执行“Intersect”命令
? 在“相交对话框”中
输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层 输出要素类：设置为Intersect.shp

得出以上图层。

（1）在ArcMap中新建地图文档，添加第4步成生成的图层:Union.shp
（2）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
（3）打开ArcToolbox，执行命令“DefineProjection”命令
在定义投影对话框中，选择要素类：Union，点击坐标系输入框右边的按钮，
在出现的“SpatialReferenceProperties”对话框中，选择一个地理坐标系，GCS_BEJING_1954 （注意：前提是我们已知道图层Union是使用北京1954 地理坐标系）
点击“Select”，从预定义的坐标系中选择（坐标系统\GeographicCoordinate Systems\Asia\Beijing 1954.prj）
（4）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，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“GCS_Beijing_1954”

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第7步投影变换――地理坐标系－>WGS84坐标－>WGS72坐标

（1）在第6步的基础上进行
（2）打开ArcToolbox，执行命令“Project”命令
（3） 在“Project”对话框中，依次设定输入要素类为――Union，输出要素类为――Union_Project.shp,输出坐标系选择为――“GCS_WGS_1972”，这是从从预定义的坐标系中选择
（4）确定后，完成由地理坐标系WGS84到投影坐标系WGS72的变换。

四、实验作业

回答第4步中的问题―――没有森林覆盖的区域面积是多少？说明原理并给出结果。

操作步骤如下：
1. 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。

2. 分别打开西双版纳森林覆盖.shp和西双版纳县界.shp的属性表，如下图：

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3. 分别选中AREA字段点右键，选择“Statistics”选项，得到下面两个表，可以看到统计

区域内，总计项就是西双版纳的总面积和森林覆盖的总面积。

4. 得出没有森林覆盖的区域面积是4325-11.275=.725。

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