ArcGIS空间大数据处理实验报告材料.docx

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ArcGIS空间大数据处理实验报告材料

实验四空间数据处理

实验内容：

掌握空间数据的处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法和原理，领会其用途。

掌握地图投影变换的基本原理和方法，熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法和技术，并了解地图投影及其变换在实际中的应用。

实现方法：

（一）空间数据处理

打开ArcMap，在菜单栏中选择“地理处理->环境”，打开环境变量对话框。

在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为“D:

\04实验四\04实验四\Exec4”，如图1所示。

图1

第1步裁剪实体

●在ArcMap中，添加数据“云南县界.shp”、“clip.shp”（Clip中有四个实体），添加完后如图2所示。

图2

●开始编辑，激活Clip图层，选中Clip图层中的一个实体，如图3所示。

图3

●点击工具栏上

按钮，打开ArcToolBox，选择“分析工具->提取->裁剪”，如图4所示，弹出裁剪对话框，指定输入的实体为“云南县界”，剪切的实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称为“云南县界_Clip1”，如图5所示。

裁剪完成后弹出如图6所示的对话框。

图4

图5

图6

●依次选中Clip主题中其他三个实体，重复以上操作步骤，完成操作后得到四个图层——“云南县界_Clip1”，“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”，如图7所示。

完成操作后，保存编辑。

图7

第2步拼接图层

●在ArcMap中新建一个地图文档，加载在上一步操作中得到的4个图层，如图8所示。

图8

●在工具箱中选择“数据管理工具->常规->追加”,设置输入实体和输出实体，拼接效果如图9所示。

图9

●右键点击图层“云南县界_Clip1”,在出现的右键菜单中执行“数据->导出数据”,弹出导出数据对话框，将输出的图层命名为“YONK.shp”,如图10所示。

图10

●通过以上操作，完成了将4个图层拼接为一个图层的处理，查看“YONK.shp”和“云南县界”的属性表，如图11和图12所示。

图11

图12

第3步实体融合

●在拼接图层的基础上继续，点击工具箱中的“数据管理工具->制图综合->融合”，弹出融合窗口，如图13所示，将输入实体指定为YONK，融合字段为“所属州”，将根据这个字段的值对实体进行融合，YONK图层中“所属州”相同的实体将合并成一个实体。

图13

●以上操作，根据指定字段的值，对现有图层中的实体进行融合，产生新的图层——YNOK_Dissovle，如图14所示，打开并查看其属性表，如图15所示。

图14

图15

●重复以上过程，将融合字段指定为：

CHINESE，如图16所示，融合后的效果图如图17所示，查看属性值列表如图18所示。

图16

图17

图18

第4步图层合并

●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”；调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方，如图19所示。

图19

●在工具箱里执行“分析工具->叠加分析->联合”命令，如图20所示。

弹出联合对话框，将输入要素依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层；输出实体类：

设置为Union.shp，如图21所示，

图20

图21

●查看Union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，如图22所示。

右键点击图层Union，修改属性->符号，设置为唯一值图例，字段设置为Type，如图23所示。

合并之后的效果图如图24所示。

图22

图23

图24

（思考题在最后）

第5步图层相交

●在合并练习的图层上继续进行，在ArcToolBox中，执行“相交”命令，弹出相交对话框，输入实体依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层；输出实体类设置为Intersect.shp，如图25所示。

图25

●相交之后的效果图如图26所示。

图26

（二）定义地图投影

第6步定义投影（地里坐标系）

（1）在ArcMap中新建一个地图文档，添加第4步生成的Union.shp，右键点击Union图层，查看属性，在属性对话框中，点击“源”选项卡，查看这个图层的坐标系，如图27所示。

图27

●打开ArcToolBox，执行命令“数据管理工具->投影和变换->定义投影”，如图28所示，打开定义投影对话框，选择实体类Union，点击坐标系输入框右边的按钮，出现的“空间参考属性”对话框，如图29所示。

图28

图29

●在“空间参考属性”对话框中，点击“选择按钮”，从预定义的坐标系中选择“GeographicCoordinateSystems\Asia\Beijing1954.prj”，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，如图30所示，可以看到这个图层的坐标系已经被指定为“北京1954地理坐标系”。

图30

第7步投影变换——地理坐标系－>北京1954坐标转换—>西安80坐标系

●在第六步的基础上，打开ArcToolBox，执行“数据管理工具->投影和变换->要素->投影”，如图31所示，打开投影对话框，如图32所示，依次设定输入实体类为――Union，输出为――Union_PRJ_BJ54.shp，输出坐标系选择“ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Beijing1954\Beijing1954GKZone17N.prj”，如图33所示。

图31

图32

图33

●确定后，完成由地理坐标系GCS_BEJING_1954到投影坐标系BEJING_1954_GK_ZONE_17N的变换。

如图34所示。

图34

实验结果：

思考题：

勐海县的总面积是多少平方公里？

其中有森林覆盖的区域面积是多少？

没有森林覆盖的区域面积是多少？

（1）新建一个地图文档，加载“西双版纳县界.shp”和“西双版纳森林覆盖.shp”两个图层，按照试验中的第六步和第七步，给这两个图层定义投影以及投影转换，这样可以将两个图层的地理坐标系统一，如图35和图36所示。

图35

图36

（2）在ArcToolBox中选择“擦除”，如图37所示，这样做的目的是将西双版纳县界擦去西双版纳森林覆盖的面，剩下的则是没有被森林覆盖的面。

图37

（3）经过上一步的擦除得到一个图层Erasel.shp，再将该图层定义一个投影GCS_Beijing_1954,如图38所示，再将该图层进行投影变换，变换为BEJING_1954_GK_ZONE_17N，如图39所示，生成Erasel_Project.shp。

图38

图39

（4）在ArcToolBox中执行“空间分析工具->工具->计算面积”，如图40所示，将输出要素类设为Erasel_Project，点击“确定”，则可以完成面积的计算。

图40

图41

（5）对Erasel_Project_CalculateArea.shp图层进行属性表查看，如图42所示，可以看到：

勐海县的总面积为5498347710，未被森林覆盖的面积为4533280907.25，两者相减，得到该县被森林覆盖的面积为965066802.75.

图42

体会与心得：

通过本次实验，我熟悉了空间分析的基本操作，也在实际的操作中理解了融合、拼接、剪切、交叉、合并这几种空间分析能力的联系与区别。

也理解了投影变换的作用和意义，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。

在实验中，计算面积的时候稍微遇到了点困难，其它的步骤都能很顺利完成。