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ArcGIS教程,GIS软件应用.doc
实验一、使用 ArcMap浏览地理数据
一、实验目的
二、实验准备
三、实验步骤及方法
第1步 启动 ArcMap
第2步 检查要素图层
第3步 显示其它图层
第4步 查询地理要素
第5步 检查其它属性信息
第6步 设置并显示地图提示信息
第7步 根据要素属性设置图层渲染样式
第8步 根据属性选择要素
第9步 使用空间关系选择地理要素
第10步 退出 ArcMap
四、实验报告要求
实验二、空间数据库管理及属性编辑
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
第1步 启动ArcCatalog打开一个地理数据库
第2步 预览地理数据库中的要素类
第3步 创建缩图，并查看元数据
第4步 创建个人地理数据库(Personal Geodatabase-PGD)
第5步 拖放数据到ArcMap中
第6步 编辑属性数据及进行1：M的空间查询
第7步 导入GPS数据，生成图层
四、实验报告要求
实验三、影像配准及矢量化
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
第1步 地形图的配准－加载数据和影像配准工具
第2步 输入控制点
第3步 设定数据框的属性
第4步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件
第5 步 分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层
第6步 从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中
第7步 根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤
四、实验报告及要求
实验四、空间数据处理
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
空间数据处理
第1步 裁剪要素
第3步 要素融合
第4步 图层合并
第5步 图层相交
定义地图投影
第6步 定义投影
第7步 投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系
四、实验报告要求
实验五、空间分析基本操作
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
空间分析模块
1. 了解栅格数据
2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据)
3. 栅格重分类(Raster Reclassify)
4. 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)
5. 面积制表（Tabulate Area）
6. 分区统计(Zonal Statistic)
7. 缓冲区分析(Buffer)
8. 空间关系查询
9. 采样数据的空间内插(Interpolate)
10. 栅格单元统计（Cell Statistic）
11. 邻域统计（Neighborhood）
四、实验报告要求
实验六、缓冲区分析应用(综合实验)
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1. 距离制图－创建缓冲区
1.1 点要素图层的缓冲区分析
1.2 线要素图层的缓冲区分析
1.3 多边形图层的缓冲区分析
2．综合应用实验
2.1 水源污染防治
2.2 受污染地区的分等定级
2.3 城市化的影响范围
四、实验报告要求
实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用(综合实验)
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1. TIN 及DEM 生成
1.1由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM
1.2 TIN的显示及应用
2. DEM的应用
2.1坡度：Slope
2.2 坡向：Aspect
2.3提取等高线
2.4计算地形表面的阴影图
2.5可视性分析
2.6地形剖面
四、实验报告要求
实验八、Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析(综合实验)
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1. 认识ModelBuilder操作界面
2. 确定目标，加载数据
3. 创建模型
4. 编辑模型
5. 执行模型，查看结果
四、实验报告要求
实验九、水文分析-DEM应用
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1. 数据基础：无洼地的DEM
2. 关键步骤：流向分析
3. 计算流水累积量
4. 提取河流网络
5．流域分析
6. 其它应用--降水分析(选做)
四、实验报告要求
实验十、网络分析
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1．寻找最佳路径
2. 确定最近设施
3. 创建服务区域
四、实验报告要求
实验十一、3D 可视分析
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
1．GIS数据三维显示
2. 三维飞行动画制作
四、实验报告要求
实验十二、ArcMap制图－地图版面设计
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
第1步 渲染图层要素－唯一值符号
第2步 标注图层要素
第3步 渲染图层要素—分类渲染
第4步 渲染图层要素—点密度渲染
第5步 渲染图层要素—图表渲染
第6步 创建地图版面
第7步 添加各种元素到地图版面中
第8步 打印输出地图
四、实验报告要求
实验十三、基于GIS的城镇土地分等定级(综合实验)
一、实验目的
二、实验准备
三、实验内容及步骤
四、实验报告要求
参考文献：
GIS 软件应用
实验指导书
杨克诚 编
资环学院地理信息科学系
2006 年 5 月
GIS 软件应用-ArcGIS
目 录
实验一、使用 ARCMAP 浏览地理数据.................................................................................................. 1
一、实验目的...........................................................................................................................................1
二、实验准备...........................................................................................................................................1
三、实验步骤及方法...............................................................................................................................3
第1 步 启动 ArcMap..........................................................................................................................3
第2 步 检查要素图层........................................................................................................................ 5
第3 步 显示其它图层........................................................................................................................ 6
第4 步 查询地理要素........................................................................................................................ 7
第5 步 检查其它属性信息................................................................................................................ 9
第6 步 设置并显示地图提示信息...................................................................................................11
第7 步 根据要素属性设置图层渲染样式...................................................................................... 14
第8 步 根据属性选择要素.............................................................................................................. 18
第9 步 使用空间关系选择地理要素.............................................................................................. 20
第10 步 退出 ArcMap......................................................................................................................22
四、实验报告要求.................................................................................................................................23
实验二、空间数据库管理及属性编辑.....................................................................................................24
一、实验目的.........................................................................................................................................24
二、实验准备.........................................................................................................................................24
三、实验内容及步骤.............................................................................................................................25
第1 步 启动ArcCatalog 打开一个地理数据库..............................................................................25
第2 步 预览地理数据库中的要素类.............................................................................................. 26
第3 步 创建缩图，并查看元数据.................................................................................................. 28
第4 步 创建个人地理数据库(Personal Geodatabase-PGD) ..........................................................29
第5 步 拖放数据到ArcMap 中........................................................................................................37
第6 步 编辑属性数据及进行1：M 的空间查询........................................................................... 38
第7 步 导入GPS 数据，生成图层................................................................................................. 40
四、实验报告要求.................................................................................................................................44
实验三、影像配准及矢量化.....................................................................................................................46
一、实验目的.........................................................................................................................................46
二、实验准备.........................................................................................................................................46
三、实验内容及步骤.............................................................................................................................46
第1 步 地形图的配准－加载数据和影像配准工具...................................................................... 46
第2 步 输入控制点.......................................................................................................................... 47
第3 步 设定数据框的属性.............................................................................................................. 49
GSNIAC: http://www.geo-spatial.net/
kecheng.yang@gmail.com
i
GIS 软件应用-ArcGIS
第4 步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件.............................................................................. 52
第5 步 分层矢量化－在ArcCatalog 中创建一个线要素图层.....................................................53
第6 步 从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中...................................... 58
第7 步 根据GPS 观测点数据配准影像并矢量化的步骤............................................................. 59
四、实验报告及要求.............................................................................................................................65
实验四、空间数据处理.............................................................................................................................66
一、实验目的.........................................................................................................................................66
二、实验准备.........................................................................................................................................66
三、实验内容及步骤.............................................................................................................................68
空间数据处理.................................................................................................................................... 68
第1 步 裁剪要素.............................................................................................................................. 68
第3 步 要素融合.............................................................................................................................. 71
第4 步 图层合并.............................................................................................................................. 72
第5 步 图层相交.............................................................................................................................. 74
定义地图投影.................................................................................................................................... 75
第6 步 定义投影.............................................................................................................................. 75
第7 步 投影变换――地理坐标系－>北京1954 坐标系转换－>西安80 坐标系..................... 76
四、实验报告要求.................................................................................................................................77
实验五、空间分析基本操作.....................................................................................................................79
一、实验目的.........................................................................................................................................79
二、实验准备.........................................................................................................................................79
三、实验内容及步骤.............................................................................................................................80
空间分析模块.................................................................................................................................... 80
1. 了解栅格数据............................................................................................................................... 81
2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据).........................................................83
3. 栅格重分类(Raster Reclassify) ..................................................................................................... 86
4. 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator) ................................................................ 87
5. 面积制表（Tabulate Area）......................................................................................................... 88
6. 分区统计(Zonal Statistic) ..............................................................................................................90
7. 缓冲区分析(Buffer) .......................................................................................................................92
8. 空间关系查询............................................................................................................................... 95
9. 采样数据的空间内插(Interpolate)............................................................................................... 96
10. 栅格单元统计（Cell Statistic）...............................................................................................100
11. 邻域统计（Neighborhood）.....................................................................................................102
四、实验报告要求...............................................................................................................................104
实验六、缓冲区分析应用(综合实验)....................................................................................................105
GSNIAC: http://www.geo-spatial.net/
kecheng.yang@gmail.com
ii
GIS 软件应用-ArcGIS
一、实验目的.......................................................................................................................................105
二、实验准备.......................................................................................................................................105
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................105
1. 距离制图－创建缓冲区............................................................................................................. 105
1.1 点要素图层的缓冲区分析....................................................................................................... 105
1.2 线要素图层的缓冲区分析....................................................................................................... 107
1.3 多边形图层的缓冲区分析....................................................................................................... 109
2．综合应用实验.............................................................................................................................110
2.1 水源污染防治............................................................................................................................110
2.2 受污染地区的分等定级............................................................................................................112
2.3 城市化的影响范围....................................................................................................................115
四、实验报告要求...............................................................................................................................118
实验七、地形分析-----TIN 及 DEM 的生成及应用(综合实验)..........................................................119
一、实验目的.......................................................................................................................................119
二、实验准备.......................................................................................................................................119
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................119
1. TIN 及DEM 生成.......................................................................................................................119
1.1 由高程点、等高线矢量数据生成TIN 转为DEM...................................................................119
1.2 TIN 的显示及应用..................................................................................................................... 122
2. DEM 的应用.................................................................................................................................133
2.1 坡度：Slope................................................................................................................................133
2.2 坡向：Aspect.............................................................................................................................136
2.3 提取等高线................................................................................................................................ 138
2.4 计算地形表面的阴影图............................................................................................................ 139
2.5 可视性分析................................................................................................................................ 142
2.6 地形剖面.................................................................................................................................... 144
四、实验报告要求...............................................................................................................................145
实验八、MODEL BUILDER 土壤侵蚀危险性建模分析(综合实验)................................................146
一、实验目的.......................................................................................................................................146
二、实验准备.......................................................................................................................................146
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................146
1. 认识ModelBuilder 操作界面..................................................................................................... 146
2. 确定目标，加载数据................................................................................................................. 147
3. 创建模型..................................................................................................................................... 147
4. 编辑模型..................................................................................................................................... 150
5. 执行模型，查看结果................................................................................................................. 164
四、实验报告要求...............................................................................................................................165
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kecheng.yang@gmail.com
iii
GIS 软件应用-ArcGIS
实验九、水文分析-DEM 应用............................................................................................................... 169
一、实验目的.......................................................................................................................................169
二、实验准备.......................................................................................................................................169
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................172
1. 数据基础：无洼地的DEM........................................................................................................172
2. 关键步骤：流向分析................................................................................................................. 173
3. 计算流水累积量......................................................................................................................... 174
4. 提取河流网络............................................................................................................................. 175
5．流域分析.................................................................................................................................... 178
6. 其它应用--降水分析(选做)........................................................................................................ 180
四、实验报告要求...............................................................................................................................181
实验十、网络分析...................................................................................................................................182
一、实验目的.......................................................................................................................................182
二、实验准备.......................................................................................................................................182
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................183
1．寻找最佳路径............................................................................................................................ 183
2. 确定最近设施............................................................................................................................. 187
3. 创建服务区域............................................................................................................................. 189
四、实验报告要求...............................................................................................................................192
实验十一、3D 可视分析........................................................................................................................193
一、实验目的.......................................................................................................................................193
二、实验准备.......................................................................................................................................193
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................193
1．GIS 数据三维显示..................................................................................................................... 193
2. 三维飞行动画制作..................................................................................................................... 199
四、实验报告要求...............................................................................................................................201
实验十二、ARCMAP 制图－地图版面设计........................................................................................202
一、实验目的.......................................................................................................................................202
二、实验准备.......................................................................................................................................202
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................202
第1 步 渲染图层要素－唯一值符号............................................................................................ 202
第2 步 标注图层要素.................................................................................................................... 207
第3 步 渲染图层要素—分类渲染.................................................................................................209
第4 步 渲染图层要素—点密度渲染.............................................................................................213
第5 步 渲染图层要素—图表渲染.................................................................................................215
第6 步 创建地图版面.................................................................................................................... 216
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iv
GIS 软件应用-ArcGIS
第7 步 添加各种元素到地图版面中............................................................................................ 221
第8 步 打印输出地图.................................................................................................................... 227
四、实验报告要求...............................................................................................................................230
实验十三、基于 GIS 的城镇土地分等定级(综合实验).......................................................................231
一、实验目的.......................................................................................................................................231
二、实验准备.......................................................................................................................................231
三、实验内容及步骤...........................................................................................................................231
四、实验报告要求...............................................................................................................................232
参考文献：...........................................................................................................................................233
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v
GIS 软件应用-ArcGIS
实验一、使用 ArcMap 浏览地理数据
一、实验目的
1. 了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。
2. 认识 ArcMap 图形用户界面。
3. 通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行
连接的。
4. 掌握 GIS 两中基本查询操作，加深对其实现原理的理解。
5. 初步了解设置图层显示方式－图例的使用。
二、实验准备
软 件 准 备 ： 确 保 你 的 计 算 机 中 已 经 正 确 安 装 了 ArcGIS Desktop 9.x 软 件(ArcView ,
ArcEditor , 或 ArcInfo )如果不确定, 请与你的指导老师协商。
实 验 数 据 ― ― Redlands 市 土 地 利 用 及 街 区 矢 量 数 据 ， 下 载 地 址 ：
http://www.geo-spatial.net/csk/arcgis/ （Ex1.rar）
预备知识：
理解 GIS 的三种角度
1． GIS 就是空间数据库：GIS 是一个包含了用于表达通用 GIS 数据模型（要素、栅 格、
拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。
2． GIS 就是地图：从空间可视化的角度看：GIS 是一套智能地图，同时也是用于显示地
表上的要素和 要素间关系的视图。底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些
表现方式可以 被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。
3．GIS 是空间数据处理分析工具集： 从空间处理的角度看，GIS 是一套用来从现有
的数据集获取新数据集的信息转换工 具。这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进
行分析，最终将结果导入到数据集中。
这三种观点在 ESRI ArcGIS Desktop 中分别用 ArcCatalog（GIS 是一套地理数据集的
观点）、 ArcMap（GIS 是一幅智能的地图）和 ArcToolbox（GIS 是一套空间处理工具）来表
达。这 三部分是组成一个完整 GIS 的关键内容，并被用于所有 GIS 应用中的各个层面。
ArcMap 是 ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括制
图、地图分析和编辑。
主要原理：查询数据
(两种最基本的查询)
根据位置查询要素属性或通过属性来查询要素的功能是每个桌面 GIS 软件必须提供的功
能。查询，通常是通过语句或表达式来定义的，用以在从地图上及数据库中选择要素。
最普通的 GIS 查询就是确定在指定的位置有什么。在这类查询中，用户知道他感兴趣的
GSNIAC: http://www.geo-spatial.net/
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