1、 投影變換投影變換 數據格式轉換數據格式轉換 數據處理數據處理 在GIS中，空間數據是一個重要的部分。整個GIS都是圍繞空間數據的采集、加工、存儲、分析和表現展開的。而原始空間數據本身通常在數據結構、數據組織、數據表達上和用戶自己的信息系統不一致，就需要對原始數據進行轉換與處理，如投影變換，不同數據格式之間的相互轉換，以及數據的裁切、拼接等處理。以上所述的各種數據轉換與處理均可以利用ArcToolbox中的工具實現。 由于數據源的多樣性，當數據與所研究、分析問題的空間參考系統（坐標系統、投影方式）不一致時，就需要對數據進行投影變換。同樣，在對本身有投影信息的數據采集完成時，為了保證數據的完整性

2、和易交換性，要對數據定義投影。圖圖4.1 投影變換工投影變換工具具 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W4000N3000N2000N1000N00090008000N7000N6000N5000N 圖4.2 （a）地理坐標系下的經緯網 18000 16000W 14000W 12000W 10000W 8000W8000N7000N6000N5000N4000N3000N2000N圖4.2（b）投影坐標系下的經緯網 4.1.1 定義投影 定義投影（Define Projection），指按照地圖信息源原有的投影方式，為數據添加投影信息。在ArcGIS

3、中利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformations工具集中的Define Projection命令，能夠為數據定義投影。圖圖4.4 Spatial Reference4.4 Spatial Reference屬性對話框屬性對話框圖圖4.3 Define Projection對話框對話框圖標 單擊4.1.2 投影變換 投影變換（Project）是將一種地圖投影轉換為另一種地圖投影，主要包括投影類型、投影參數或橢球體等的改變。在ArcToolbox的Data Management Tools工具箱,Projections and

4、 Transformations工具集中分為柵格和要素類兩種類型的投影變換，其中對柵格數據進行投影變換時，要進行重采樣。 1 . 柵格（Raster）數據的投影變換：利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformations中Raster工具集,Project Raster命令對柵格數據進行投影變換。圖圖4.5 Project 4.5 Project Raster對話框對話框2 . 要素類（Feature）數據的投影變換 ：利用Data Management Tools工具箱, Projections and Transformati

5、ons中的Feature工具集,Project命令，對矢量數據進行投影變換。圖圖4.6 Project對對話框話框 4.1.3 數據變換 數據變換是指對數據進行諸如放大、縮小、翻轉、移動、扭曲等幾何位置、形狀和方位的改變等的操作。對矢量數據的相應操作在ArcMap中Editor工具條的若干工具實現（詳見第三章）。而柵格數據的相應操作則集中于ArcToolbox的Data Management Tools工具箱Projections and Transformations中的Raster工具集中，以下分別就柵格數據的翻轉（Flip）、鏡像（Mirror）、重設比例尺（Rescale）、旋轉（Ro

6、tate）、移動（Shift）和扭曲（Warp）等分別介紹。 1.翻轉（Flip）：是指將柵格數據沿著通過數據中心點的水平軸線，將數據進行上下翻轉。利用Flip命令，對數據進行翻轉。圖圖4.7 FlipFlip對對話框話框翻轉圖圖4.8 翻轉（翻轉（FlipFlip）的圖解表達）的圖解表達2.鏡像（Mirror）：是指將柵格數據沿著通過數據中心點的垂直軸線，將數據進行左右翻轉。利用Mirror命令，對數據進行鏡像。圖圖4.10 鏡像（鏡像（Mirror）的圖解表達）的圖解表達鏡像圖圖4.9 Mirror對對話框話框3.重設比例尺（Rescale）：是指將柵格數據按照指定比例分別沿X軸和Y軸放大

7、或縮小。Rescale命令，對數據重設比例尺。重設比例尺圖圖4.12 重設比例尺（重設比例尺（Rescale）的圖解表達）的圖解表達圖圖4.11 Rescale對對話框話框4.旋轉（Rotate）：是指將柵格數據沿著指定的中心點旋轉指定的角度。利用Rotate命令，對數據進行旋轉。 圖圖4.13 Rotate對對話框話框 旋轉圖圖4.14 旋轉旋轉（Rotate）的圖解表達）的圖解表達5.移動（Shift）：是指將柵格數據分別沿X軸和Y軸移動指定的距離。利用Shift命令，對數據進行移動。圖圖4.15 Shift對對話框話框移動圖圖4.16 移動移動（Shift）的圖解表達）的圖解表達6.扭曲

8、（Warp）：是指將柵格數據通過輸入的控制點進行多項式變換。利用Warp命令，對數據進行扭曲變換。圖圖4.17 Warp對對話框話框 原數據一次多項式二次多項式三次多項式圖圖4.18 扭曲（扭曲（Warp）的圖解表達的圖解表達 空間數據的來源有很多，如地圖、工程圖、規劃圖、照片、航空與遙感影像等，因此空間數據也有多種格式。根據應用需要，對數據的格式要進行轉換。轉換是數據結構之間的轉換，而數據結構之間的轉化又包括同一數據結構不同組織形式間的轉換和不同數據結構間的轉換。其中，不同數據結構間的轉換主要包括矢量到柵格數據的轉換和柵格到矢量數據的轉換。圖圖4.19 數據格式轉換工具數據格式轉換工具 基于

9、文件的空間數據類型包括對多種GIS數據格式的支持，如coverage，shapefile，grid，image和TIN。Geodatabase數據模型也可以在數據庫中管理同樣的空間數據類型。基于文件的空間數據基于數據庫的空間數據CoveragesOracleShapefilesOracle with SpatialGridsDB2 with its Spatial TypeTINsInformix with its Spatial TypeImages（各種格式的）SQL ServerVector Product Format (VPF) filesPersonal Geodatabases（

10、微軟的Access）CAD 文件 表（各種格式的） 表表1 ArcGIS 中的數據類型中的數據類型 4.2.1 數據結構轉換 地理信息系統的空間數據結構主要有柵格結構和矢量結構，這兩種數據結構是模擬地理信息的兩種不同的方法。在地理信息系統中柵格數據與矢量數據各具特點與適用性，為了在一個系統中可以兼容這兩種數據，以便有利于進一步的分析處理，常常需要實現兩種結構的轉換。 1. 柵格數據向矢量數據的轉換 柵格向矢量轉換處理的目的，是為了將柵格數據分析的結果，通過矢量繪圖裝置輸出，或者為了數據壓縮的需要，將大量的面狀柵格數據轉換為由少量數據表示的多邊形邊界，但是主要目的是為了能將自動掃描儀獲取的柵格數

11、據加入矢量形式的數據庫。 由柵格數據可以轉換為3種不同的矢量數據，分為點狀、線狀和面狀的矢量數據 。但轉換操作大同小異，例如利用Conversion Tools工具箱，From Raster 工具集中的 Raster to Polygon命令，可將柵格數據轉換成面狀矢量數據。圖圖4.21 Raster to Polygon的圖解表達的圖解表達圖圖4.20 Raster to Polygon對話框對話框2. 矢量數據向柵格數據的轉換 矢量數據直接用于多種數據的復合分析等處理將比較復雜，特別是不同數據要在位置上一一配準，尋找交點并進行分析。相比之下利用柵格數據模式進行處理則容易得多。加之土地覆蓋和

12、土地利用等數據常常從遙感圖像中獲得，這些數據都是柵格數據，因此矢量數據與它們的疊置復合分析更需要把其從矢量數據的形式轉變為柵格數據的形式。 利用Conversion Tools工具箱，To Raster 工具集中的Feature to Raster命令，可將矢量數據轉換成柵格數據 。圖圖4.23 Feature to Raster圖解表達圖解表達圖圖4.22 Feature to Raster對話框對話框4.2.2 數據格式轉換1. CAD數據的轉換 CAD數據是一種常用的數據類型，例如大多數的工程圖、規劃圖都是CAD格式。ArcGIS中的要素類，Shapefile數據可以轉換成CAD數據，C

13、AD數據也可以轉換成要素類和地理數據庫。（1）數據輸出CAD格式：將要素類或者要素層轉換成CAD數據。可利用Conversion Tools工具箱，To CAD 工具集中的Export to CAD命令。圖圖4.24 Export to CAD對話框對話框（2）CAD的輸入轉換：將CAD數據轉換成要素類和數據表。可利用Conversion Tools工具箱，To Geodatabase 工具集中的Import to CAD命令。圖圖4.25 Import to CAD對話框對話框2 柵格數據與ASCII文件之間的轉換（1）柵格數據向ASCII文件的轉換 利用Conversion Tools工具

14、箱，From Raster 工具集中的Raster to ASCII 命令，可實現由柵格數據向ASCII文件的轉換。圖圖4.26 Raster to ASCII對話框對話框（2）ASCII文件向柵格數據的轉換 利用Conversion Tools工具箱，To Raster 工具集，中的ASCII to Raster命令，可實現由ASCII文件向柵格數據的轉換。圖圖4.27 ASCII to Raster對話框對話框4.3.1數據裁切 數據裁切是從整個空間數據中裁切出部分區域，以便獲取真正需要的數據作為研究區域，減少不必要數據參與運算。 1 矢量數據的裁切：可利用Analysis Tools工具

15、箱，Extract工具集中的Clip命令 圖圖4.29 Clip的圖解表達的圖解表達+圖圖4.28 ClipClip對話框對話框2 柵格數據的裁切 柵格數據的裁切有多種方法，例如用圓形、點、多邊形、矩形， 以及用已存在的數據進行裁切。其中最常用的方法是利用已存在的柵格或矢量數據裁切柵格數據。可利用Spatial Analyst Tools工具箱，Extraction工具集中的Extract by Mask命令。圖圖4.31 Extract by Mask的圖解表達的圖解表達圖圖4.30 Extract by Mask對話框對話框 4.3.2 數據拼接 數據拼接是指將空間相鄰的數據拼接成為一個完

16、整的目標數據。因為研究區域可能是一個非常大的范圍，跨越了若干相鄰數據，而空間數據是分幅存儲的，因此要對這些相鄰的數據進行拼接。拼接的前提是矢量數據經過了嚴格的接邊，關于數據接邊的操作在Spatial Adjustment工具中。所以空間數據拼接是空間數據處理的重要環節，也是地理信息系統空間數據分析中經常必須的操作。 1 矢量數據的拼接：可利用Data Management Tools工具箱，General工具集中的Append命令。圖圖4.33 Append的圖解表達的圖解表達圖圖4.32 Append對話框對話框2 柵格數據的拼接：可利用Data Management Tools工具箱，Raster工具集中的Mosaic To New Raster命令。圖圖4.40 Mosaic To New Raster的圖解表達的圖解表達圖圖4.39 Mosaic To New Raster對話框對話框4.3.3 數據提取 數據提取是從已有數據中，根據屬性表內容選擇符合條件的數據，構成新的數據層。可以通過設置SQL表達式進行條件選擇。1 矢量數據的提取：可利用Ana