1、實驗3-2、空間數據處理一、實驗目的 掌握空間數據處理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法、原理，并領會其用途； 掌握地圖投影變換的基本原理與方法； 熟悉ArcGIS中投影的應用及投影變換的方法、技術； 了解地圖投影及其變換在實際中的應用。二、實驗準備 預備知識：ArcToolbox是ArcGIS Desktop中的一個軟件模塊，內嵌在 ArcCatalog和 ArcMap中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用。ArcToolbox具有許多復雜的空間處理功能，包括的工具有： 數據管理； 數據轉換； Coverage的處理； 矢量分析； 地理編碼； 統計分析。

2、空間間數據處理是基于已有數據派生新數據的一種方法，它通過空間分析方法實現，也是基于矢量數據進行的，包括如下幾種常用的操作：融合、剪切、拼接、合并（并集）、相交（交集）。地理坐標系（Geographic Coordinate System）地理坐標系使用基于經緯度坐標的坐標系統描述地球上某一點所處的位置。某一個地理坐標系是基于一個基準面來定義的。基準面是利用特定橢球體對特定地區地球表面的逼近，因此每個國家或地區均有各自的基準面。橢球體長半軸 a（米）短半軸 b（米）Krassovsky（北京54采用）63782456356863.0188IAG 75（西安80采用）63781406356755.

3、2882WGS 8463781376356752.3142在ArcGIS中基于這三個橢球，建立了我國常用的三個基準面和地理坐標系： GCS_WGS1984(基于WGS84基準面)； GCS_BEIJING1954(基于北京1954基準面)； GCS_XIAN1980(基于西安1980基準面)。投影坐標系（Projected Coordinate Systems）投影坐標系使用基于X、Y值的坐標系統來描述地球上某個點所處的位置。這個坐標系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應于某個地理坐標系。投影坐標系由以下參數確定： 地理坐標系（由基準面確定，比如：北京54、西安80、WGS84）； 投影方法

4、（比如高斯克呂格、Lambert投影、Mercator 投影）。在ArcGIS中提供了幾十種常用的投影方法 北京1954投影坐標系和西安1980坐標系都是應用高斯克呂格投影，只是基準面、橢球、大地原點不同。地理變換地理變換是一種在地理坐標系（基準面）間轉換數據的方法。當將矢量數據從一個坐標系統變換到另一個坐標系統下時，如果矢量數據的變換涉及基準面的改變時，需要通過地理變換來實現地理變換或基準面平移。主要的地理變換方法有：三參數和七參數法。投影變換當系統所使用的數據是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的地理數據轉換成另一種投影的地理數據，這就需要進行地圖投影變換。 實驗數據：云南縣界.sh

5、p、Clip.shp、西雙版納森林覆蓋.shp、西雙版納縣界.shp。三、實驗內容及步驟 第1步 裁剪要素 在ArcMap中，添數據云南縣界.shp、Clip.shp。 激活Clip圖層。選中Clip圖層中的一個要素，注意確保不要選中“云南縣界”中的要素！ 點擊打開ArcToolbox。 雙擊“Clip”選項，在彈出的對話框中設置：指定輸出要素類路徑及名稱，這里請命名為“云南縣界_Clip1”；指定輸入類：云南縣界；指定剪切要素：Clip（必須是多邊形要素）。點擊ok按鈕后，剪切操作自動執行。然后在TOC中關閉云南縣界、Clip圖層，就可看到剪切得到的結果。 按照上述步驟，依次選中Clip主題

6、中其它三個要素（三個矩形框），重復以上的操作步驟，完成操作后將得到共四個圖層（“云南縣界_Clip1”、“云南縣界_Clip2”、“云南縣界_Clip3”、“云南縣界_Clip4”）。第2步 拼接圖層 在ArcMap中新建地圖文檔，加載剪切要素操作（上一步）中得到的四個圖層。 打開ArcToolbox，在ArcToolbox中執行“Append”命令。 在彈出的對話框中設置：輸出要素設定為云南縣界_Clip,輸入要素依次添加其它三個圖層。通過以上操作我們就完成了將4個圖層拼接為一個圖層的處理。 加載云南縣界.shp圖層，查看圖層及打開其屬性表，看看云南縣界.shp與云南縣界_Clip.shp中

7、的屬性表有何區別。第3步 要素融合 在拼接圖層的基礎上繼續。 執行“Dissolve”命令。 在彈出的對話框中設置：輸入要素指定為云南縣界_Clip；融合字段選擇為“所屬州”，將根據這個字段的值對要素進行融合，云南縣界_Clip圖層中“所屬州”相同的要素將合并成一個要素。以上操作，根據指定字段的值，對現有圖層中的要素進行融合，產生新的圖層云南縣界_Clip_Dissovle,打開并查看其屬性表。 在TOC中的圖層上點擊右鍵，執行“Label Features”。 類似地，重復以上過程，并將融合字段指定為：CHINESE，看看結果有何不同。第4步 圖層合并 在ArcMap中新建一個地圖文檔，加載

8、數據西雙版納森林覆蓋.shp和西雙版納縣界.shp，并調整圖層順序，將西雙版納縣界置于下方。 打開ArcToolbox，在ArcToolbox執行“Union”命令。 在聯合對話框中設置：輸入要素依次添加“西雙版納森林覆蓋”、“西雙版納縣界”兩個圖層；輸出要素類設置為“西雙版納_Union.shp”。 查看輸出要素類“西雙版納_Union”的屬性表，并檢查屬性“Type”，其中為“Y”的表示有植被覆蓋的區域。第5步 圖層相交 在圖層合并（上一操作）的基礎上繼續，在ArcToolbox中，執行“Intersect”命令。 在“Intersect”中設置：輸入要素依次添加“西雙版納森林覆蓋”、“西

9、雙版納縣界”兩個圖層；輸出要素類設置為“西雙版納森林覆蓋_Intersect.shp”。第6步 定義投影 在ArcMap中新建地圖文檔，添加第4步圖層合并成生成的圖層“西雙版納_Union.shp”。 在TOC中，右鍵點擊圖層“西雙版納_Union.shp”，查看屬性“Properties”,在屬性對話框中，點擊“Source”，在選項頁，查看該圖層是什么坐標系。 打開ArcToolbox，執行命令“Define Projection”。 在定義投影“Define Projection”對話框中，選擇要素類“西雙版納_Union”，并點擊坐標系輸入框右邊的按鈕。 在出現的“Spatial Re

10、ference Properties”對話框中，選擇一個地理坐標系“GCS_BEJING_1954”。 在TOC中，右鍵點擊圖層“西雙版納_Union”，查看屬性,在屬性對話框中，點擊“Source”選項頁，查看這個圖層的坐標系是否已經被指定為“北京 1954 地理坐標系”。第7步 投影變換地理坐標系>北京1954坐標系轉換>西安80坐標系 在第6步的基礎上進行，打開ArcToolbox，執行命令“Project”。 在“Project”對話框中，依次設定輸出要素類為西雙版納_Union_Project.shp, 輸出坐標系選擇為“Beijing_1954_GK_Zone_17N”。 操作為：點擊“Select ”，從預定義的坐標系中選擇 確定后，完成由地理坐標系GCS_BEJING_1954到投影坐標系BEJING_1954_GK_ZONE_17N的變換。四、實驗心得 通過本次實驗，重點練習