GIS软件应用实验手册:ArcMap与空间分析

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"GIS软件应用实验指导书" 是一本由杨克诚编写的教材,主要针对环境与资源学院地理信息科学系的学生,旨在教授如何使用GIS软件进行一系列实践操作。该书涵盖了多个实验,包括使用ARCMAP浏览地理数据、空间数据库管理与属性编辑、影像配准与矢量化、空间数据处理、空间分析基本操作、缓冲区分析应用、地形分析、MODEL BUILDER土壤侵蚀危险性建模、水文分析、网络分析、3D可视分析以及ARCMAP制图等。 实验一介绍了如何使用ARCMAP来浏览地理数据,包括启动软件、检查图层、查询要素信息、设置地图提示和渲染样式,以及进行空间关系查询。 实验二讲解了空间数据库的管理,如打开和预览地理数据库,创建缩图和元数据,建立个人地理数据库,以及对属性数据进行编辑和空间查询,还包括导入GPS数据生成新图层。 实验三涉及影像配准和矢量化过程,包括加载数据、输入控制点、设定数据框属性、进行影像矫正和重采样,以及根据GPS数据进行配准和矢量化。 实验四探讨了空间数据处理技术,如裁剪要素、要素融合、图层合并、图层相交以及地图投影的定义和转换。 实验五详细阐述了空间分析的基本操作,包括理解栅格数据、多边形剪切、栅格重分类、栅格计算、面积制表、分区统计、缓冲区分析、空间关系查询、空间内插、栅格单元统计和邻域统计。 实验六是缓冲区分析的应用,通过创建不同类型的缓冲区(点、线、多边形),并将其应用于水源污染防治、污染地区分等定级和城市化影响范围的分析。 实验七介绍地形分析,涉及TIN和DEM的生成及其应用,如坡度、坡向、等高线提取、阴影图、可视性分析和地形剖面的计算。 实验八利用MODEL BUILDER进行土壤侵蚀危险性建模,涉及模型构建、数据加载、模型编辑和执行。 实验九展示了水文分析中的DEM应用,包括流向分析、流水累积量计算、河流网络提取、流域分析以及选做的降水分析。 实验十探讨了网络分析,涵盖了最佳路径查找、最近设施确定和服务区域创建。 实验十一涉及3D可视分析,如GIS数据的三维显示和三维飞行动画制作。 实验十二讲述了ARCMAP的地图版面设计,包括图层渲染、标注、打印输出地图等。 实验十三则以城镇土地分等定级为例,进行综合性的GIS分析。 这些实验覆盖了GIS软件的主要功能和应用场景,为学生提供了实际操作和理解GIS技术的宝贵机会。
2015-07-02 上传
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 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 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 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 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