1、一、初始數(shù)據(jù)分析 本案例的要求為根據(jù)項(xiàng)目需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集和空間分析，最終給該物種的潛在分布位置，最終制作一張珍稀物種待查棲息地位置分布圖以及相應(yīng)圖表以供調(diào)查人員參考。提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)有一張熱振森林公園界限圖（Coverage格式，數(shù)據(jù)名稱為“fanwei”）、由國家1：100萬公路數(shù)據(jù)得出的研究范圍內(nèi)等級(jí)公路數(shù)據(jù)（shapefile格式，數(shù)據(jù)名稱為“road”）、數(shù)字高程數(shù)據(jù)一份（數(shù)據(jù)名稱為“dem”）以及一份研究范圍柵格地圖（其中包含居民點(diǎn)、景點(diǎn)、河流和植被類型數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)名稱為“熱振森林公園圖”）。打開Arcgis，新建項(xiàng)目，在未定義坐標(biāo)系的空?qǐng)D層中打開四份原始數(shù)據(jù)，可得到數(shù)據(jù)的以下信息：首

2、先四份數(shù)據(jù)雖然為同一研究范圍但是在同一圖層中打開后卻不在同一位置，其次分別查看四份數(shù)據(jù)的屬性信息，如圖1.1，可得road數(shù)據(jù)有基于1940克拉索夫斯基橢球（GCS_Krasovsky_1940）的地理坐標(biāo)系，其范圍顯示也符合GIS案例介紹中關(guān)于熱振公園范圍的介紹（大致為東經(jīng)91度23分91度42分，北緯30度12分30度30分），因此判斷該數(shù)據(jù)有正確的空間信息；fanwei數(shù)據(jù)沒有坐標(biāo)系信息且其范圍數(shù)值很大，目前暫時(shí)無法判別數(shù)據(jù)的范圍是否正確；熱振森林公園圖.jpg數(shù)據(jù)也沒有坐標(biāo)系參考，其范圍數(shù)值很大，但大體與fanwei數(shù)據(jù)相吻合；dem數(shù)據(jù)有坐標(biāo)系信息，其空間參考信息為：基于1940克拉

3、索夫斯基橢球中央子午圈經(jīng)度93的橫軸墨卡托投影（Krasovsky_1940_Transverse Mercator），其范圍數(shù)值與fanwei圖層一致，且在數(shù)據(jù)框中兩個(gè)數(shù)據(jù)相互重疊，因此認(rèn)為fanwei圖層雖沒有坐標(biāo)系信息但其坐標(biāo)數(shù)值正確。（注：將沒有空間參考信息的圖層添加入數(shù)據(jù)框時(shí)會(huì)提示未知空間參考，如圖1.2。向不具有金字塔的 ArcGIS 應(yīng)用程序添加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)集時(shí)，系統(tǒng)將提示您構(gòu)建金字塔。金字塔十分有用，因?yàn)榻鹱炙嵘朔直媛实陀谄淙直媛实臇鸥駭?shù)據(jù)集的繪制速度。創(chuàng)建金字塔有三種重采樣技術(shù)：最鄰近法 - 用于標(biāo)稱數(shù)據(jù)或具有色彩映射表（如土地利用或偽彩色圖像）的柵格數(shù)據(jù)集。雙線性插值法

4、- 用于衛(wèi)星影像或航空攝影等連續(xù)數(shù)據(jù)。 三次卷積插值法 - 用于衛(wèi)星影像或航空攝影等連續(xù)數(shù)據(jù)。它與雙線性插值法類似；不過，它使用較大的矩陣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣。）圖1.1 四份原始數(shù)據(jù)的空間信息屬性圖1.2 添加數(shù)據(jù)無空間參考時(shí)彈出對(duì)話框提示圖1.3 首次添加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)時(shí)提示是否為數(shù)據(jù)創(chuàng)建金字塔二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理本次案例提供數(shù)據(jù)中的fanwei數(shù)據(jù)為Coverage格式，在當(dāng)前Arcgis10.2的環(huán)境下無法對(duì)其進(jìn)行投影等操作，因此需要將其轉(zhuǎn)換為Shapefile格式后才能對(duì)其進(jìn)行投影操作。其次，原始數(shù)據(jù)中的熱振森林公園圖柵格數(shù)據(jù)中有經(jīng)緯度格網(wǎng)，但經(jīng)緯度格網(wǎng)交點(diǎn)處經(jīng)緯度數(shù)值與數(shù)據(jù)框右下角數(shù)值稍有差異

5、，因此本著學(xué)習(xí)知識(shí)的態(tài)度而且盡量避免前人使用過數(shù)據(jù)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)造成影響，預(yù)處理時(shí)刪除柵格數(shù)據(jù)中除了柵格圖以外的其他信息，之后再對(duì)數(shù)據(jù)重新進(jìn)行地理配準(zhǔn)。2.1 將fanwei數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為Shapefile格式方法一（在ArcCatalog中導(dǎo)出為Shapefile）：直接在ArcCatalog中右鍵點(diǎn)擊fanwei圖層中的polygon要素，選擇“導(dǎo)出轉(zhuǎn)為Shapefile”，如圖2.1，彈出“要素類至要素”對(duì)話框，選擇輸入要素和輸出位置并為輸出的Shapefile文件命名，點(diǎn)擊確定后即可完成轉(zhuǎn)換，如圖2.2。圖2.1 轉(zhuǎn)為Shapefile方法一圖2.2 要素至要素類對(duì)話框方法二（在ArcMap中導(dǎo)

6、出為Shapefile）：先將數(shù)據(jù)添加至數(shù)據(jù)框中，右鍵單擊數(shù)據(jù)，選擇“數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)”選項(xiàng)打開“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”對(duì)話框，如圖2.3，選擇導(dǎo)出所有要素，坐標(biāo)系信息目前先不設(shè)置，直接選源數(shù)據(jù)（源數(shù)據(jù)無空間參考信息），點(diǎn)擊“瀏覽”選擇輸出要素類位置時(shí)打開“保存數(shù)據(jù)”對(duì)話框，選擇保存位置，輸入新文件名稱，并將保存類型選擇為“Shapefile”，如圖2.4，點(diǎn)擊確定后即可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Shapefile格式。圖2.3 轉(zhuǎn)為Shapefile方法二圖2.4 保存數(shù)據(jù)對(duì)話框?qū)anwei數(shù)據(jù)中的Polygon要素轉(zhuǎn)換為Shapefile格式后，將arc要素也轉(zhuǎn)換為了Shapefile格式，實(shí)驗(yàn)中很可能用得到。注：C

7、overage格式數(shù)據(jù)的要素類型包括基本要素類型、復(fù)合要素類型、輔助要素類型三大類，基本要素類型包括標(biāo)注點(diǎn)Label Point、線Arc、多邊形Polygon三類，其中多邊形Polygon表示面狀區(qū)域，邊界由Arc構(gòu)成。2.2刪除“熱振森林公園圖”柵格數(shù)據(jù)的多余信息將柵格數(shù)據(jù)復(fù)制到該步驟對(duì)應(yīng)文件夾中，僅保留“JPG文件”和“XML文檔”格式的兩個(gè)文件作為后續(xù)試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，其余全部刪除，此時(shí)若將柵格數(shù)據(jù)添加入數(shù)據(jù)框中，則柵格數(shù)據(jù)左上角第一個(gè)像元中心點(diǎn)的坐標(biāo)將變?yōu)椋?,0），如圖2.5。圖2.5 柵格數(shù)據(jù)左上角第一個(gè)像素中心坐標(biāo)值為（0,0）三、地理配準(zhǔn)一般通過以下方法獲取柵格數(shù)據(jù)：掃描地圖、收

8、集航空像片和衛(wèi)星影像。掃描的地圖數(shù)據(jù)集通常不包含空間參考信息（嵌入于文件中或作為單獨(dú)的文件）。航空攝影和衛(wèi)星影像提供的位置信息通常不夠充分，無法與其他現(xiàn)有數(shù)據(jù)完全對(duì)齊。因此，要將這些柵格數(shù)據(jù)集與其他空間數(shù)據(jù)結(jié)合使用，通常需要將這些數(shù)據(jù)對(duì)齊或配準(zhǔn)到某個(gè)地圖坐標(biāo)系，這個(gè)過程稱為地理配準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)“熱振森林公園圖”進(jìn)行地理配準(zhǔn)。本例中的柵格數(shù)據(jù)“熱振森林公園圖”便沒有空間參考信息（不具有坐標(biāo)系信息且預(yù)處理過后柵格圖的坐標(biāo)不正確，如圖3.1，因此需要進(jìn)行地理配準(zhǔn)操作。）圖3.1 未配準(zhǔn)之前坐標(biāo)信息不正確3.1 方法一（創(chuàng)建地理參考）：3.1.1 新建保存點(diǎn)位坐標(biāo)文檔首先從柵格數(shù)據(jù)中可讀出經(jīng)緯格網(wǎng)中四

9、個(gè)經(jīng)緯度交點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，并將之寫入TXT文本或者Excel文檔中，如圖3.2所示（單位選用“十進(jìn)制度”，本例中ABCD四點(diǎn)分別為柵格圖像由左上點(diǎn)、右上點(diǎn)、右下點(diǎn)、左下點(diǎn)）。圖3.2 在Excel文檔中輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)3.1.2 顯示地理參考點(diǎn)位并保存為Shapefile格式點(diǎn)擊ArcMap菜單中的“文件添加數(shù)據(jù)添加XY數(shù)據(jù)”選項(xiàng)，如圖3.3，彈出“添加XY數(shù)據(jù)”對(duì)話框，設(shè)置X字段為經(jīng)度L，Y字段為緯度B，如圖3.4?；蛘呖梢杂益I單擊內(nèi)容列表中的圖層，選擇“添加數(shù)據(jù)”將Excel表添加入圖層中，再右鍵單擊Excel表格并選擇“顯示XY數(shù)據(jù)”，如圖3.5，彈出“顯示XY數(shù)據(jù)”對(duì)話框中的設(shè)置內(nèi)容與“

10、添加XY數(shù)據(jù)”中相同，兩種方法均可將準(zhǔn)確坐標(biāo)值的點(diǎn)位導(dǎo)入ArcMap數(shù)據(jù)框中，導(dǎo)入ArcMap數(shù)據(jù)框中的結(jié)果及其空間參考屬性信息如圖3.7。圖3.3 添加XY數(shù)據(jù)圖3.4 添加XY數(shù)據(jù)對(duì)話框3.5顯示XY數(shù)據(jù)3.5顯示XY數(shù)據(jù)3.6 提示沒有Object-ID字段此時(shí)創(chuàng)建的空間參考點(diǎn)文件具有柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)交點(diǎn)的正確坐標(biāo)數(shù)值信息但是不具備坐標(biāo)系信息，而且由于屬性表沒有Object-ID字段因此無法選擇或編輯圖中的點(diǎn)數(shù)據(jù)，但可以用將其導(dǎo)出為ShapeFile格式的方法為其自動(dòng)穿件Object-ID字段和屬性，之后便可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、編輯和使用。圖3.7 添加至數(shù)據(jù)框的XY數(shù)據(jù)四個(gè)控制點(diǎn)在數(shù)據(jù)框中顯

11、示出之后按照上文中“將fanwei數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為Shapefile格式”中的方法二步驟將四個(gè)控制點(diǎn)保存為Shapefile文件。3.1.3 為地理參考圖層文件建立空間參考信息為控制點(diǎn)文件定義空間參考。使用ArcToolBox中 “數(shù)據(jù)管理工具投影和變換定義投影”工具將控制點(diǎn)Shapefile文件（“Pointshp”）定義投影為道路矢量數(shù)據(jù)“road”的地理坐標(biāo)系（可以在選擇坐標(biāo)系時(shí)選擇導(dǎo)入坐標(biāo)系，如圖3.8，或者在同一數(shù)據(jù)框中同時(shí)打開“Pointshp”和“road”兩份數(shù)據(jù)，選擇坐標(biāo)系是選擇“圖層”分類中road的空間參考信息如圖3.9，或定義數(shù)據(jù)框的空間參考為“road”數(shù)據(jù)的地理坐標(biāo)系，再打

12、開“Pointshp”數(shù)據(jù)，右鍵點(diǎn)擊“Pointshp”數(shù)據(jù)，選擇“數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)”選項(xiàng)，選擇“使用數(shù)據(jù)框相同的坐標(biāo)系”，如圖3.10）。圖3.8 導(dǎo)入坐標(biāo)系圖3.9選圖層中數(shù)據(jù)坐標(biāo)系圖3.10 選擇數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系對(duì)“Pointshp”文件進(jìn)行投影。使用ArcToolBox中 “數(shù)據(jù)管理工具投影和變換要素投影”工具將“Pointshp”文件的地理坐標(biāo)系投影為“dem”數(shù)據(jù)所使用的投影坐標(biāo)系，以便將柵格數(shù)據(jù)直接配準(zhǔn)到“dem”數(shù)據(jù)所用的投影坐標(biāo)系，選擇輸出坐標(biāo)系的方法與上一步“為控制點(diǎn)文件定義空間參考”中的方法相同（此處選擇導(dǎo)入dem空間參考方法有時(shí)會(huì)發(fā)生中央子午圈經(jīng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象，應(yīng)多加留意），

13、投影后文件命名為“Pointprj”。3.11投影3.1.4 對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行地理配準(zhǔn)對(duì)空白數(shù)據(jù)框中先導(dǎo)入“Pointprj”文件，然后將欲配準(zhǔn)的柵格數(shù)據(jù)“熱振森林公園圖”導(dǎo)入數(shù)據(jù)框中。先將“地理配準(zhǔn)”工具條（工具條中圖層選擇框后的工具分別為添加控制點(diǎn)、自動(dòng)對(duì)位、選擇鏈接、縮放至鏈接、刪除鏈接、查看器、查看鏈接表、旋轉(zhuǎn)）中的“自動(dòng)校正”取消（不取消也可，只是取消后保存校正后結(jié)果時(shí)會(huì)出現(xiàn)更多選項(xiàng)），然后選擇地理配準(zhǔn)工具條的“添加控制點(diǎn)“功能，地理配準(zhǔn)條如圖3.12。圖3.12 地理配準(zhǔn)工具條依次鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊柵格圖上的經(jīng)緯網(wǎng)交點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)（點(diǎn)擊柵格圖上交點(diǎn)時(shí)應(yīng)盡量放大圖片以使得選擇更準(zhǔn)確，點(diǎn)擊矢

14、量圖層Pointprj上控制點(diǎn)前可以在工具條中開啟捕捉功能以準(zhǔn)確點(diǎn)到控制點(diǎn)），如圖3.13、圖3.14。圖3.13 柵格圖上選控制點(diǎn)后縮放至地理參考圖層圖3.14 選擇地理參考圖層中相應(yīng)控制點(diǎn)圖3.15 只選三個(gè)連接點(diǎn)時(shí)的殘差表圖3.16 選完四個(gè)連接點(diǎn)后之前連接點(diǎn)發(fā)生變化并產(chǎn)生殘差如圖3.15、圖3.16所示。只選擇三個(gè)連接點(diǎn)時(shí)連接點(diǎn)殘差均為0，而繼續(xù)增加連接點(diǎn)后開始產(chǎn)生殘差。本例中選擇了彷射變換（變換方法為平移、拉伸、縮放、旋轉(zhuǎn)），其中包括了6個(gè)未知量（X、Y平移、X、Y軸方向上的拉伸、縮放比例以及旋轉(zhuǎn)角度）而在圖中由三個(gè)點(diǎn)位配準(zhǔn)過程中的X、Y量偏移量剛好可以得到6個(gè)方程，因此此時(shí)得到唯一

15、結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生誤差，因此RMS總誤差以及殘差均為0。但是為了檢查出配準(zhǔn)錯(cuò)誤，配準(zhǔn)過程中使用三個(gè)以上的控制點(diǎn)，從而產(chǎn)生了殘差（由前三個(gè)控制點(diǎn)已可以確定出其余控制點(diǎn)的“期望位置”，配準(zhǔn)其余控制點(diǎn)時(shí)就與這個(gè)“期望位置”產(chǎn)生偏差，從而計(jì)算出殘差值，再將這個(gè)殘差值以一定比例分配在所有控制點(diǎn)中（由圖3.15、圖3.16所對(duì)比，在增加了第四個(gè)控制點(diǎn)后第三個(gè)控制點(diǎn)也產(chǎn)生了殘差，另外兩個(gè)控制點(diǎn)情況相同）進(jìn)而得到RMS總誤差。）二階三階樣條差值除了放射變換的平移、拉伸、縮放、旋轉(zhuǎn)方法外還會(huì)使得柵格圖想發(fā)生“扭曲現(xiàn)象”，一般這兩類方法要求控制點(diǎn)數(shù)較多，三次樣條差值至少需要10個(gè)以上的控制點(diǎn)。而且樣條差值的方法可以達(dá)

16、到局部范圍內(nèi)精度最優(yōu)，而非全局考慮。當(dāng)獲得通用公式并將其應(yīng)用到控制點(diǎn)后，會(huì)返回誤差（殘差）的測(cè)量值。誤差就是起點(diǎn)所落到的位置與指定的實(shí)際位置（終點(diǎn)位置）之間的差。通過利用所有殘差的均方根 (RMS) 總和計(jì)算 RMS 誤差(RMSE)，再利用 RMS 誤差計(jì)算得到總誤差。此值可描述變換在不同控制點(diǎn)（鏈接）之間的一致程度。當(dāng)誤差非常大時(shí)，可通過先移除控制點(diǎn)再添加控制點(diǎn)來校正誤差。盡管 RMS 誤差是評(píng)估變換精度的一種重要依據(jù)，但是不能將低 RMS 誤差與精確配準(zhǔn)相混淆。例如，變換可能因?yàn)檩斎氲目刂泣c(diǎn)較少而仍包含顯著的誤差。同等質(zhì)量的控制點(diǎn)使用得越多，多項(xiàng)式就可越精確地將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到輸出坐標(biāo)。通

17、常，校正變換和樣條函數(shù)變換可以使 RMS 接近于零或等于零；不過，這并不意味著影像將得到完美的地理配準(zhǔn)。如選取不準(zhǔn)確欲重新配準(zhǔn)可以點(diǎn)擊地理配準(zhǔn)工具條中的“查看連接表”，將彈出 “鏈接”屬性表，其中列出了各個(gè)控制點(diǎn)的映射情況，檢查各控制點(diǎn)殘差（Residual）及均方差（Total RMS），對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行修改使其達(dá)到符合要求。選擇錯(cuò)誤鏈接點(diǎn)進(jìn)行刪除，也可在連接表界面保存鏈接點(diǎn)，以便之后再次調(diào)用或修改，如圖3.17。選擇好鏈接點(diǎn)后點(diǎn)擊“校正”，彈出“另存為”對(duì)話框，選擇輸出位置，為新文件命名，選擇柵格數(shù)據(jù)格式和重采樣方法，（Resample Typle重采樣方法有三種：Nearest Neighb

18、or（最近鄰法）、Bilinear Interpolation（雙線性內(nèi)插法）和Cubic Convolution（立方卷積法），最近鄰法不改變輸入像元的值，適合與柵格地圖的空間配準(zhǔn)；雙線性內(nèi)插法稍好，適合于遙感影像數(shù)據(jù)的空間配準(zhǔn)；立方卷積法最光滑，應(yīng)用最少。）完成柵格圖的配準(zhǔn)，如圖3.18。配準(zhǔn)結(jié)果如圖3.19。圖3.17配準(zhǔn)連接表圖3.18配準(zhǔn)后保存3.19配準(zhǔn)結(jié)果3.2 方法二（為控制點(diǎn)輸入坐標(biāo)值）：3.2.1 添加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)在ArcCatalog中用鼠標(biāo)左鍵選中欲進(jìn)行地理配準(zhǔn)的柵格數(shù)據(jù)“RasterGY”直接拖入ArcMap界面中。此時(shí)數(shù)據(jù)本身沒有坐標(biāo)系信息，數(shù)據(jù)框也沒有空間參考信息，因

19、此圖框右下角的坐標(biāo)值顯示為位置單位。3.20 導(dǎo)入數(shù)據(jù)3.2.2 設(shè)置圖層數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)參考系統(tǒng)并選擇數(shù)據(jù)框的數(shù)據(jù)單位將數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系修改為GCS_Krasovsky_1940的地理坐標(biāo)系（即與Road圖層相同的坐標(biāo)系），然后將數(shù)據(jù)框的單位設(shè)置為“度分秒”。（由于柵格圖中可直接讀出經(jīng)緯度坐標(biāo)，比較方便）。3.21 修改數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系3.22修改數(shù)據(jù)框顯示單位3.2.3 輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)值將圖層顯示范圍放大到東經(jīng)9130，北緯3025處附近區(qū)域，選擇地理配準(zhǔn)工具條中的“添加控制點(diǎn)”工具，在柵格數(shù)據(jù)中添加控制點(diǎn)（注意事項(xiàng)與方法一相同），添加控制點(diǎn)后不移動(dòng)鼠標(biāo)并直接點(diǎn)擊右鍵，如圖3.23，選擇輸入經(jīng)度和緯

20、度，如圖3.24。（若不預(yù)先設(shè)置數(shù)據(jù)框的空間參考信息則只能選擇“輸入X,Y坐標(biāo)”，若選“輸入X,Y坐標(biāo)”也可直接輸入經(jīng)緯度在十進(jìn)制度單位下的數(shù)值）圖3.23 選擇控制點(diǎn)圖3.24 輸入經(jīng)緯度3.2.4 配準(zhǔn)結(jié)果查看殘差表合格后后點(diǎn)擊“校正”，如圖3.25，彈出“另存為”對(duì)話框，選擇輸出位置，為新文件命名，選擇柵格數(shù)據(jù)格式和重采樣方法完成柵格圖的配準(zhǔn)，如圖3.26。圖3.25 點(diǎn)擊“地理配準(zhǔn)下”的“校正”圖3.26 另存為對(duì)話框配準(zhǔn)完成后的結(jié)果如圖3.27，數(shù)據(jù)的坐標(biāo)在正常范圍內(nèi)。圖3.27 配準(zhǔn)結(jié)果四、統(tǒng)一坐標(biāo)系，將四幅數(shù)據(jù)嵌套到一起。使用ArcToolBox中的“數(shù)據(jù)管理工具投影和變換定義投

21、影”工具為配準(zhǔn)后的柵格數(shù)據(jù)定義與“dem”數(shù)據(jù)相同的坐標(biāo)系，以同樣的方法為“fwpolygonshp”定義坐標(biāo)系。（方法之前已提到，若配準(zhǔn)時(shí)為按照經(jīng)緯度配準(zhǔn)，則定義為“road”的坐標(biāo)系，而后再通過“數(shù)據(jù)管理工具投影和變換柵格投影柵格”工具，如圖4.1投影為“dem”數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，如圖4.2，或者按經(jīng)緯度配準(zhǔn)的柵格就定義為“road”的坐標(biāo)系，而把“dem”數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。建議使用投影坐標(biāo)系，以便于之后進(jìn)行空間分析。）圖4.1 投影柵格工具此時(shí)四份數(shù)據(jù)都有了空間參考信息，在同一數(shù)據(jù)框下打開已可以嵌套在一起（“road”的坐標(biāo)系雖為地理坐標(biāo)系但是與其他三份數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)系是基于同一橢球的，

22、因此在導(dǎo)入同一數(shù)據(jù)框時(shí)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)投影（若第一份添加的數(shù)據(jù)為“road”則為其他三份數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)投影）在數(shù)據(jù)框中位置相同），但為了繼續(xù)進(jìn)行空間分析，還需使用ArcToolBox中 “數(shù)據(jù)管理工具投影和變換要素投影”工具對(duì)“road”數(shù)據(jù)進(jìn)行一次投影。五、柵格數(shù)據(jù)矢量化 案例練習(xí)過程中會(huì)用到空間分析，而已知數(shù)據(jù)中只有道路、實(shí)驗(yàn)區(qū)Dem影像、范圍圖層以及一張柵格圖，由實(shí)驗(yàn)要求可知在分析過程中至少還要用到居民地、河流、小蒿草草甸等數(shù)據(jù)，因此還需將柵格圖像中的這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行矢量化。5.1新建地理數(shù)據(jù)庫首先在ArcCatalog窗體中于實(shí)驗(yàn)存放目錄右鍵單擊文件夾，單擊“新建文件地理數(shù)據(jù)庫”創(chuàng)建文件地理數(shù)據(jù)

23、庫，命名為“RZSLGYUAN”，如圖5.1。圖5.1 新建文件地理數(shù)據(jù)庫5.2新建要素類在“RZSLGYUAN”數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建要素類，在本實(shí)驗(yàn)中欲創(chuàng)建線要素類“River”、“RoadNew”來存放圖中的河流以及道路，面要素類“OAP”（Other Artificial Places）以及“KPM”（Kobresia Pygmaea Meadow）來存放圖中的“其他人造地區(qū)”和“小嵩草草甸”矢量數(shù)據(jù)，點(diǎn)要素類“OAPP”用來存放圖中的點(diǎn)狀居民地以及放牧地點(diǎn)，如圖5.2。新建要素類時(shí)選擇空間參考為本實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)：基于1940克拉索夫斯基橢球中央子午圈經(jīng)度93的橫軸墨卡托投影（Krasov

24、sky_1940_Transverse Mercator），如圖5.3，在添加字段界面可以多添加幾個(gè)字段以備用，如圖5.4。圖5.2 新建要素類圖5.3 為要素類設(shè)置XY坐標(biāo)系5.4 屬性表字段5.3創(chuàng)建要素在“編輯器”工具條上，單擊“編輯器開始編輯”后彈出要求選擇需要編輯的圖層對(duì)話框框，如圖5.5。選擇好圖層后點(diǎn)擊“編輯器編輯窗口創(chuàng)建要素”即可彈出“創(chuàng)建要素”工具，如圖5.6、圖5.7，選擇構(gòu)造工具的模板之后便可開始創(chuàng)建要素以進(jìn)行矢量化。圖5.5 選擇欲編輯的圖層圖5.6 編輯器圖5.7 創(chuàng)建要素工具在矢量化的過程中要縮放窗口界面至較大的比例尺，以期提高矢量化精度。創(chuàng)建面要素過程中只需沿線創(chuàng)

25、建面要素邊界即可生成面要素，不論外凸圖形或內(nèi)凹圖形皆可用正常方法完成創(chuàng)建，其生成面的方法是用新建折點(diǎn)與起始折點(diǎn)連線掃過的區(qū)來生成面，同一區(qū)域若被掃過奇數(shù)次則生成面，掃過偶數(shù)次則反選掃過面域，最終生成正確的面狀區(qū)域，如圖5.8、圖5.9。矢量化的過程中如果有節(jié)點(diǎn)選錯(cuò)位置可以在錯(cuò)誤位置節(jié)點(diǎn)處單擊右鍵選擇“刪除節(jié)點(diǎn)”選項(xiàng)后重新選擇節(jié)點(diǎn)，如圖5.10。圖5.8 奇數(shù)次掃過面域時(shí)生成面圖5.9 偶數(shù)次掃過面域時(shí)取消生成面圖5.10刪除錯(cuò)誤折點(diǎn)5.4保存矢量化結(jié)果在添加節(jié)點(diǎn)完成后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“完成部分”或者“完成草圖”選項(xiàng)即可完成編輯。（若選擇“完成草圖”，則此次編輯的內(nèi)容將存為一個(gè)要素，若選擇“完

26、成部分”則直至選擇“完成草圖”前所編輯的所有內(nèi)容將保存為同一個(gè)要素。）5.11完成草圖與完成部件最后點(diǎn)擊編輯器中的“保存編輯內(nèi)容”按鈕，即可將繪制好的草圖內(nèi)容保存到圖層中。5.12 保存編輯內(nèi)容以此方法可以完成其他面圖層的矢量化，線和點(diǎn)圖層的矢量化步驟也與此相同。六、提高空間數(shù)據(jù)質(zhì)量地理信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，地物之間又存在很多拓?fù)潢P(guān)系，如果不進(jìn)行拓?fù)錂z測(cè)就進(jìn)行處理分析的話，很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的分析結(jié)果，比如有時(shí)候如果多邊形閉合不恰當(dāng)，就無法得出正確的疊加分析結(jié)果。拓?fù)涔芾砟芮逦胤从硨?shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何數(shù)據(jù)更具穩(wěn)定性，可以有效地提高空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和質(zhì)量。（只有簡(jiǎn)單要素類才能參與拓

27、撲，注記、尺寸等復(fù)雜要素類不能參與構(gòu)建拓?fù)?。）拓?fù)鋽?shù)據(jù)至少有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先是能確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性，這是美國人口普查局最初使用拓?fù)涞氖聦?shí)原因；其次拓?fù)淇蓮?qiáng)化GIS分析；最后空間要素之間的拓?fù)潢P(guān)系使得GIS用戶可執(zhí)行空間數(shù)據(jù)查詢。例如訪問一個(gè)縣內(nèi)有多少所學(xué)校，一條河流流經(jīng)哪些省份等等。6.1拓?fù)渚庉嬍紫葎?chuàng)建一份要素?cái)?shù)據(jù)集，再將需要進(jìn)行拓?fù)渚庉嫷囊仡悢?shù)據(jù)導(dǎo)入到要素?cái)?shù)據(jù)集中。（若要素?cái)?shù)據(jù)集與欲導(dǎo)入其中的要素類處在同一地理數(shù)據(jù)庫中則無法使用批量導(dǎo)入（顯示要素已存在），單個(gè)導(dǎo)入時(shí)可以進(jìn)行重命名，因此不會(huì)出現(xiàn)此類錯(cuò)誤，若向另一地理數(shù)據(jù)庫中的要素類中導(dǎo)入要素則可使用批量。）創(chuàng)建拓?fù)溆袃煞N方法，可以在Arc

28、ToolBox中實(shí)現(xiàn)也可在ArcCatalog 中實(shí)現(xiàn)，本報(bào)告以在ArcCatalog中實(shí)現(xiàn)拓?fù)錇槔龑?shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉嫛?.1.1創(chuàng)建拓?fù)湫陆ㄒ財(cái)?shù)據(jù)集，如圖6.1，右鍵單擊新建的要素?cái)?shù)據(jù)集選擇“導(dǎo)入要素類（多個(gè)）”，如圖6.2，彈出“要素類至地理數(shù)據(jù)庫工具”，將要素導(dǎo)入數(shù)據(jù)集中，如圖6.3。圖6.1 新建要素?cái)?shù)據(jù)集圖6.2 導(dǎo)入要素類6.3要素類至地理數(shù)據(jù)庫工具導(dǎo)入過后所選要素將會(huì)顯示在數(shù)據(jù)框中，如圖6.4圖6.4 導(dǎo)入完成自動(dòng)顯示右鍵單擊導(dǎo)入了要素的要素?cái)?shù)據(jù)集，選擇“拓?fù)洹?，如圖6.5，則會(huì)彈出“新建拓?fù)洹睂?duì)話框，如圖6.6，按照提示進(jìn)行操作。圖6.5建立拓?fù)鋱D6.6新建拓?fù)鋵?duì)話框設(shè)定拓

29、撲中每個(gè)圖層要素的等級(jí)，等級(jí)最高為1，等級(jí)越高的圖層被移動(dòng)的越少，即等級(jí)不同的兩個(gè)圖層之間出現(xiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤則會(huì)優(yōu)先修改等級(jí)低的要素圖層，如圖6.7。圖6.7 設(shè)置要素等級(jí)點(diǎn)擊下一步后彈出指定拓?fù)湟?guī)則窗體，如圖6.8。點(diǎn)擊“添加規(guī)則”按鈕，在彈出的“添加規(guī)則”窗口中選擇要參加拓?fù)涞膱D層以及相應(yīng)的拓?fù)湟?guī)則，如圖6.9，若為圖層之間的拓?fù)鋭t還需選擇第二個(gè)圖層的要素類、點(diǎn)擊保存規(guī)則可以將拓?fù)湟?guī)則保存，遇到類似數(shù)據(jù)可以直接使用“加載規(guī)則”，再做修改。圖6.8 設(shè)置拓?fù)湟?guī)則圖6.9 添加規(guī)則并查看錯(cuò)誤類型6.1.2驗(yàn)證拓?fù)洳⒉榭赐負(fù)溴e(cuò)誤建立拓?fù)浜?，彈出?duì)話框詢問是否立即驗(yàn)證，如圖6.10，點(diǎn)擊“是”，后結(jié)果將

30、直接顯示在窗口中。圖6.10 立即驗(yàn)證拓?fù)湓贏rcCatalog中右鍵單擊拓?fù)湮募梢赃x擇“驗(yàn)證”再次驗(yàn)證拓?fù)?，如圖6.11，選擇“屬性”也可以添加、移除和修改拓?fù)湟?guī)則。如圖6.12。圖6.11 驗(yàn)證拓?fù)鋱D6.12 屬性窗口驗(yàn)證拓?fù)浣Y(jié)果如圖6.13，點(diǎn)拓?fù)溴e(cuò)誤為淺粉色，面拓?fù)溴e(cuò)誤為深粉色。圖6.13 拓?fù)潋?yàn)證結(jié)果6.1.3拓?fù)渚庉嬐負(fù)涔ぞ邨l如圖6.14，工具分別為“選擇拓?fù)洹?、“拓?fù)渚庉嫻ぞ摺?、“修改邊”、“整形邊工具”“?duì)齊邊工具”、“概化邊緣”、“共享要素”、“驗(yàn)證選中范圍內(nèi)拓?fù)洹?、“?yàn)證當(dāng)前范圍內(nèi)拓?fù)洹薄靶迯?fù)拓?fù)溴e(cuò)誤工具”和“錯(cuò)誤查看器”。圖6.14 拓?fù)涔ぞ邨l點(diǎn)擊“編輯器”中的“開始編

31、輯后”，拓?fù)涔ぞ邨l變?yōu)榭捎茫蜷_錯(cuò)誤檢查器，可以查看錯(cuò)誤信息和拓?fù)溴e(cuò)誤要素，如圖6.15。圖6.15 錯(cuò)誤檢查器 修復(fù)拓?fù)鋾r(shí)要在錯(cuò)誤檢查器中右鍵點(diǎn)擊錯(cuò)誤，選擇“縮放至”，查看錯(cuò)誤具體情況，然后點(diǎn)擊拓?fù)涔ぞ邨l中的“修復(fù)拓?fù)溴e(cuò)誤工具”，選中錯(cuò)誤的點(diǎn)、線或者面，單擊右鍵選擇修復(fù)方法，“捕捉”為連接至一定范圍內(nèi)的下一節(jié)點(diǎn)、“延伸”可將線的末尾節(jié)點(diǎn)延伸至最近的線要素上、“修剪”則是將末尾節(jié)點(diǎn)移至指定范圍內(nèi)最近的詳解線上。懸掛節(jié)點(diǎn)若為河流源頭或道路起始位置可以標(biāo)記為異常。圖6.16 縮放至錯(cuò)誤位置圖6.17 修復(fù)錯(cuò)誤修復(fù)拓?fù)溴e(cuò)誤操作需要視情況修復(fù)，還可能用到“編輯器”和“高級(jí)編輯”中的各項(xiàng)功能，如圖18。

32、圖6.18 編輯器 和 高級(jí)編輯修改后圖層中無拓?fù)溴e(cuò)誤，如圖19圖6.19修改拓?fù)溴e(cuò)誤后結(jié)果6.2非拓?fù)渚庉嬙谑噶炕倪^程中為了方便將大塊面積的面狀區(qū)域分成幾個(gè)部分分別進(jìn)行矢量化，但在本次案例的分析中要考慮面積因素，因此為了避免由于矢量化的操作而產(chǎn)生誤導(dǎo)性甚至錯(cuò)誤的結(jié)論，拓?fù)浜笤賹⒈緦儆谕坏匚锏脑睾喜⑵饋恚鐖D6.20、圖6.21就是將一大塊地物分塊進(jìn)行了矢量化。圖6.20 面狀要素被分開矢量化結(jié)果圖6.21面狀要素被分開矢量化結(jié)果 鼠標(biāo)左鍵選擇幾個(gè)欲合并的面狀要素之一，再按住“Shift”依次選擇其他與合并的面狀要素，選擇完成后使用控制器中的“合并”功能，如圖6.22。 圖6.22 合并

33、功能 在彈出的“合并”對(duì)話框中選擇將與其他要素合并的要素（保留此時(shí)未選擇的要素的ID），點(diǎn)擊“確定”后完成合并。圖6.23 合并對(duì)話框 合并后的結(jié)果如圖6.24所示圖6.24 合并完成后結(jié)果七、柵格數(shù)據(jù)矢量化（二）（對(duì)于第一次矢量化結(jié)果不滿意因此又進(jìn)行了一次矢量化，而且第一次矢量化相當(dāng)于是矢量化與入庫同步進(jìn)行，因此在文檔中將兩種矢量化都保留了下來。）案例練習(xí)過程中會(huì)用到空間分析，而已知數(shù)據(jù)中只有道路、實(shí)驗(yàn)區(qū)Dem影像、范圍圖層以及一張柵格圖，柵格圖如圖7.0.1，由實(shí)驗(yàn)要求可知在分析過程中至少還要用到居民地、河流、小蒿草草甸等數(shù)據(jù)，因此還需將柵格圖像中的這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行矢量化。圖7.0.1 柵格

34、數(shù)據(jù)圖7.1新建Shapefile首先在ArcCatalog窗體中于實(shí)驗(yàn)存放目錄右鍵單擊文件夾，單擊“新建Shapefile”創(chuàng)建Shapefile文件，如圖7.1.1。圖7.1.1 新建Shapefile文件 選擇新建Shapefile后彈出“創(chuàng)建新Shapefile”對(duì)話框，如圖7.1.2，在對(duì)話框中選擇要素的類型為點(diǎn)、線或面，點(diǎn)擊“空間參考”一欄下方的“編輯”后，即可彈出“空間參考屬性”對(duì)話框，為Shapefile文件設(shè)置空間參考屬性，如圖7.1.3。圖7.1.2 “新建Shapefile”對(duì)話框圖7.1.3 “空間參考屬性”對(duì)話框 選擇正確的坐標(biāo)系后點(diǎn)擊確定，退回“創(chuàng)建新Shapefi

35、le”對(duì)話框，此時(shí)在“空間參考”的描述一欄已可看到新Shapefile數(shù)據(jù)的空間參考信息，如圖7.1.4所示。圖7.1.4 空間參考描述 以同樣的方法新建其他Shapefile文件，如ScenicSpot、VegetationCover面要素，分別存放圖中的景區(qū)和植被信息，River、RoadNew線要素存放圖中的河流和道路要素，Houses、OAPlaces分別存放圖中的居民地房屋以及其他人造要素（如景點(diǎn)和放牧地點(diǎn)等），新建Shapefile完成后如圖7.1.5。圖7.1.5 新建的Shapefile添加入圖層7.2創(chuàng)建要素進(jìn)行矢量化新建Shapefile完成后即可開始創(chuàng)建要素，點(diǎn)擊“編輯器

36、”中的“開始編輯”按鈕后，彈出“開始編輯”對(duì)話框，如圖7.2.1所示。在對(duì)話框中選擇進(jìn)行編輯的圖層，由于面要素的矢量化過程相對(duì)較為復(fù)雜，而且線要素和點(diǎn)要素矢量化的基本操作在面要素矢量化的過程中都會(huì)用到，因而本報(bào)告以植被覆蓋情況為例介紹矢量化步驟，因此選擇“VegetationCover”為要編輯的圖層，如圖7.2.2所示，同時(shí)在點(diǎn)擊“開始編輯”按鈕就后“編輯器”中的“創(chuàng)建要素”按鈕變?yōu)榭捎谩D7.2.1 編輯器工具圖7.2.2 開始編輯 點(diǎn)擊“創(chuàng)建要素”后彈出“創(chuàng)建要素”對(duì)話框，如圖7.2.3所示，在對(duì)話框中選擇創(chuàng)建要素的圖層以及構(gòu)造工具，因所需矢量化區(qū)域形狀無特殊性（并不是規(guī)則圖形如園、橢圓

37、、矩形等），因此選擇“面”為構(gòu)造工具。圖7.2.3 “創(chuàng)建要素”工具首先右鍵單擊“VegetationCover”圖層，選擇“打開屬性表”選項(xiàng)打開該圖層的屬性表如圖7.2.4，選擇“添加字段”選項(xiàng)彈出“添加字段”對(duì)話框，在此對(duì)話框中為圖層中的要素添加屬性字段，如圖7.2.5所示。圖7.2.4 添加字段圖7.2.5 設(shè)置字段屬性本例中暫時(shí)為“VegetationCover”圖層的要素添加“Type”和“Aera1”兩個(gè)字段，分別欲存放圖中的植被類型和對(duì)應(yīng)的面積，如圖7.2.6所示。圖7.2.6 屬性表添加了新字段 新建好屬性字段，選擇好“構(gòu)造工具”后可開始進(jìn)行矢量化，手動(dòng)矢量化的過程比較簡(jiǎn)單，對(duì)

38、于面狀要素需要依次對(duì)其邊界添加折點(diǎn)，最后以這些折點(diǎn)圍成面狀要素，如圖7.2.7。圖7.2.7 面狀要素矢量化在添加節(jié)點(diǎn)完成后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“完成部分”或者“完成草圖”選項(xiàng)即可完成編輯，如圖7.2.8。（若選擇“完成草圖”，則此次編輯的內(nèi)容將存為一個(gè)要素，若選擇“完成部分”則直至選擇“完成草圖”前所編輯的所有內(nèi)容將保存為同一個(gè)要素。）圖7.2.8完成草圖與完成部件最后點(diǎn)擊編輯器中的“保存編輯內(nèi)容”按鈕，如圖7.2.9，即可將繪制好的草圖內(nèi)容保存到圖層中。圖7.2.9 保存編輯內(nèi)容7.3面狀要素矢量化中注意事項(xiàng)在矢量化的過程中要縮放窗口界面至較大的比例尺，以期提高矢量化精度。創(chuàng)建面要素過程中只

39、需沿線創(chuàng)建面要素邊界即可生成面要素，不論外凸圖形或內(nèi)凹圖形皆可用正常方法完成創(chuàng)建，去心區(qū)域也可先描外邊界后描內(nèi)邊界，新建面要素的繪圖的方法是用新建折點(diǎn)與起始折點(diǎn)連線掃過的區(qū)來生成面，同一區(qū)域若被掃過奇數(shù)次則生成面，掃過偶數(shù)次則反選掃過面域，最終生成正確的面狀區(qū)域，如圖7.3.1、圖7.3.2。矢量化的過程中如果有節(jié)點(diǎn)選錯(cuò)位置可以在錯(cuò)誤位置節(jié)點(diǎn)處單擊右鍵選擇“刪除節(jié)點(diǎn)”選項(xiàng)后重新選擇節(jié)點(diǎn)，如圖7.3.3。圖7.3.1 奇數(shù)次掃過面域時(shí)生成面圖7.3.2 偶數(shù)次掃過面域時(shí)取消生成面圖7.3.3 刪除錯(cuò)誤折點(diǎn) 矢量化過程中對(duì)于去心區(qū)域的處理方法是先描點(diǎn)繪出其外邊界再繪出內(nèi)邊界，在繪完外邊界以及內(nèi)邊界

40、時(shí)因?yàn)檫x點(diǎn)位置不準(zhǔn)確繪產(chǎn)生縫隙，如圖7.3.4所示。圖7.3.4 矢量化去心區(qū)域此時(shí)可以用“編輯器”工具中的“編輯折點(diǎn)”功能進(jìn)行修改，編輯器如圖7.3.5所示，右數(shù)第四個(gè)功能為“編輯折點(diǎn)”，右數(shù)第三個(gè)功能為“整形要素工具”。圖7.3.5 “編輯器”工具條修改圖7.3.4中錯(cuò)誤的方法為使用“編輯折點(diǎn)”功能，將錯(cuò)位的折點(diǎn)移動(dòng)到一起，如圖7.3.6所示，由于此時(shí)該要素已經(jīng)生成，因此“捕捉”功能可以捕捉到要素上的折點(diǎn)，因而移動(dòng)的位置是準(zhǔn)確的。（在矢量化過程中由于要素還沒有生成所以捕捉功能無法捕捉到要素上的折點(diǎn)或線）圖7.3.6矢量化去心區(qū)域修改移動(dòng)折點(diǎn)后的效果如圖7.3.7所示，矢量化時(shí)外邊界與內(nèi)邊界

41、的接合處已沒有縫隙。圖7.3.7 去心區(qū)域矢量化完成矢量化過程中還有可能遇到另外一種情況，即矢量化完成后發(fā)現(xiàn)矢量化過程中漏掉了一小部分凹形區(qū)域，如圖7.3.8所示，或是截?cái)嗔艘恍〔糠滞钩龅膮^(qū)域，此時(shí)可以使用編輯器工具條中“整形要素工具”進(jìn)行處理。圖7.3.8 “整形要素工具”用法 “整形要素工具”的處理方法為先選中矢量化時(shí)“需凹進(jìn)去的節(jié)點(diǎn)”，并依邊界對(duì)凹形區(qū)域進(jìn)行矢量化，然后將最后的一個(gè)節(jié)點(diǎn)回到圖形的邊界上，如圖7.3.9所示。圖7.3.9“整形要素工具”用法“整形要素工具”的處理結(jié)果如圖7.3.10所示。圖7.3.10“整形要素工具”用法繪制好一個(gè)要素之后，選中要素點(diǎn)擊右鍵。選擇“屬性”選項(xiàng)

42、可以查看其屬性，如圖7.3.11所示，并可修改其屬性信息，如圖7.3.12所示，此時(shí)可對(duì)植被覆蓋面要素中區(qū)分植被類型的字段“Type”進(jìn)行賦值，在本次案例中由于要素?cái)?shù)量不多，因此也可以在完成矢量化后統(tǒng)一進(jìn)行賦值。圖7.3.11 查看要素屬性圖7.3.12 編輯要素屬性 部分面狀區(qū)域矢量化結(jié)果如圖7.3.13所示。圖7.3.13 部分面狀要素矢量化成果7.4生成剩余區(qū)域面狀矢量圖形 此步驟將要用到ArcToolBox中“數(shù)據(jù)管理工具”“要素”中的“要素轉(zhuǎn)線”和“線轉(zhuǎn)要素”兩個(gè)工具，如圖7.4.1所示。圖7.4.1 “要素轉(zhuǎn)線”和“線轉(zhuǎn)要素”工具首先在矢量化的過程中新加入了一個(gè)面狀區(qū)域圍繞覆蓋圖幅

43、。使用“要素轉(zhuǎn)線”工具，將“ScenicSpot”景區(qū)圖層和“VegetationCover”植被圖層作為輸入要素，如圖7.4.2所示，選擇輸出要素的位置后點(diǎn)擊確定。以同樣方法再將覆蓋整個(gè)區(qū)域的面狀要素轉(zhuǎn)為線要素。圖7.4.2 “要素轉(zhuǎn)線”“要素轉(zhuǎn)線”工具生成的線要素如圖7.4.3所示。圖7.4.3 “要素轉(zhuǎn)線”成果 然后再使用“要素轉(zhuǎn)面”工具，彈出“要素轉(zhuǎn)面”對(duì)話框，選擇新生成的線要素“vegetationline”以及圖幅邊界線要素“clipline”為輸入要素，如圖7.4.4所示，選擇輸出要素的位置后點(diǎn)擊確定。（線生成面工具在使用時(shí)要求所使用的線為封閉的線，創(chuàng)建圖幅邊界要素文件的意義也在

44、于此。）圖7.4.4 “要素轉(zhuǎn)面”工具 “要素轉(zhuǎn)面”工具輸出結(jié)果如圖7.4.5所示，此時(shí)該圖層中的要素全部都是面要素。圖7.4.5 “要素轉(zhuǎn)面”成果生成面要素后其“Type”屬性字段全部丟失，對(duì)之后的空間分析帶來阻礙，因此需要重新添加字段并對(duì)每個(gè)要素進(jìn)行賦值。首先將生成的面圖層“AllVegetation”和柵格數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)框中勾選為顯示狀態(tài)，然后點(diǎn)擊“AllVegetation”圖層下的符號(hào)管理器按鈕，打開“符號(hào)管理器”工具，將其顏色填充選為“無顏色填充”，再將邊界適當(dāng)加粗，以看清面狀要素的邊界，如圖7.4.6所示。添加字段的過程不再贅述。7.4.6 設(shè)置為“無顏色填充”右鍵選擇“AllVeg

45、etation”，打開“AllVegetation”圖層的屬性表，在圖中選中一個(gè)要素后屬性表中相應(yīng)該要素的一項(xiàng)即變?yōu)樗{(lán)色，并可以修改該要素的“Type”屬性，如圖7.4.7所示。為了將圖中的面要素進(jìn)行區(qū)分，本案例中面要素的的“Type”屬性以數(shù)值12代表該要素為“大果園柏林”；以22代表植被類型為“沙棘林”；以31代表植被類型為“小蒿草草甸”；以41代表植被類型為“稀疏植被”；以51代表植被類型為“杜鵑灌叢”；以數(shù)值61代表該面狀要素為“生態(tài)旅游區(qū)”。圖7.4.7 編輯要素“Type”屬性若無法找到剩余的還未重新添加“Type”屬性的要素，則可在屬性表中選中未添加屬性的一項(xiàng)，單擊右鍵后選擇“閃

46、爍”選項(xiàng)，如圖7.4.8所示。圖7.4.8 “閃爍” 選擇閃爍后圖中的該要素即會(huì)閃爍一次，如圖7.4.9所示。此時(shí)可以查看圖例，找出該要素對(duì)應(yīng)的“Type”屬性值，再將之添加到屬性表中。圖7.4.9 “閃爍”效果注：由于開始矢量化時(shí)沒有想到用線生成面的方法，但當(dāng)面狀要素矢量化到最后一項(xiàng)面積最大的植被時(shí)意識(shí)到對(duì)該植被直接進(jìn)行矢量化無異于對(duì)之前的所有其他面狀要素重新進(jìn)行一次矢量化，甚至工作量還更大。（地圖邊界處也需進(jìn)行矢量化，而且若選擇邊界節(jié)點(diǎn)時(shí)若捕捉漏掉一部分，則導(dǎo)致相鄰兩要素邊界不重合的情況，使得相鄰兩面要素之間存在重疊或縫隙，直接降低了空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量，因而產(chǎn)生了更多的問題）。因此在本報(bào)告中采

47、用了先將面轉(zhuǎn)為線再以線生成面的方法，先以面生成線則避免了線要素不閉合的問題，直接繪制線要素也可行，只是需要將一個(gè)面要素的邊界分成至少兩個(gè)線要素（分開保存則矢量化非第一條線要素時(shí)可以“捕捉”到之前保存的線要素節(jié)點(diǎn)，因此可以確保線要素閉合），或在對(duì)邊界要素矢量化為線要素之后再進(jìn)行折點(diǎn)的編輯，將最后一個(gè)折點(diǎn)移動(dòng)至起點(diǎn)處與起點(diǎn)重合形成閉合線要素。相較于直接矢量化剩余植被的方法，線生成面的方法還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是圖中相鄰面要素之間的分割線只被矢量化了一次，因此降低了空間數(shù)據(jù)的冗余度。7.5點(diǎn)、線要素的矢量化點(diǎn)要素以及線要素的矢量化過程相對(duì)較為簡(jiǎn)單，因此在報(bào)告中只做簡(jiǎn)單敘述。在選擇點(diǎn)要素的構(gòu)造模型之后，點(diǎn)要素的

48、矢量化只需在圖中相應(yīng)位置點(diǎn)擊左鍵，即可生成相應(yīng)的點(diǎn)要素，如圖7.5.1，位置錯(cuò)誤的點(diǎn)要素同樣也可以右鍵選中后刪除。圖7.5.1 點(diǎn)要素的矢量化 線要素的矢量化方法與描繪面要素的邊界相似，折點(diǎn)修改方法也相同，矢量化過程中會(huì)出現(xiàn)一些在拓?fù)渲胁豢蓸?biāo)記為異常的懸掛節(jié)點(diǎn)，如圖7.5.2可以通過右鍵選擇欲修改的線要素，然后選擇“編輯折點(diǎn)”的方法進(jìn)行修改，可將折點(diǎn)直接移動(dòng)至與線要素上，或?qū)⒄埸c(diǎn)直接移動(dòng)至與線要素上的其他折點(diǎn)，這樣則使用其他節(jié)點(diǎn)代替了原有懸掛節(jié)點(diǎn)，如圖7.5.3。圖7.5.2 懸掛節(jié)點(diǎn)圖7.5.3 “編輯折點(diǎn)”以修改懸掛節(jié)點(diǎn)7.6矢量化結(jié)果矢量化的結(jié)果如圖7.6.1所示圖7.6.1矢量化結(jié)果7

49、.7整理出實(shí)驗(yàn)區(qū)數(shù)據(jù) 首先將矢量化的結(jié)果添加至數(shù)據(jù)框中，然后再將第四部分“同一坐標(biāo)系，將四幅數(shù)據(jù)進(jìn)行嵌套”中的范圍面狀要素“fwpolygonshp”也導(dǎo)入至數(shù)據(jù)框中，如圖7.7.1所示。圖7.7.1 將實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍加入數(shù)據(jù)框 點(diǎn)擊主菜單欄中的“地理處理”，如圖7.7.2，選擇其中的“裁剪”工具，打開“裁剪”對(duì)話框，選擇矢量化結(jié)果為輸入要素，范圍面狀要素為裁剪要素，如圖7.7.3選擇輸出位置后點(diǎn)擊確定完成裁剪。圖7.7.2 “裁剪”工具圖7.7.3 “裁剪”對(duì)話框“裁剪”工具實(shí)際上是提取兩個(gè)要素中相重合的部分，其中“輸入要素”為被裁剪要素，“裁剪要素”為需要從被裁剪要素中提取的重合部分，“裁剪要

50、素”只能選擇面狀要素，否則將會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，而被裁剪要素可以是任何類型的要素。最后裁剪結(jié)果的要素類型與“輸入要要素”的數(shù)據(jù)類型相同。裁剪的結(jié)果如圖7.7.4所示。圖7.7.4 裁剪結(jié)果7.8矢量化結(jié)果入庫矢量數(shù)據(jù)（Shapefile文件）入庫后，其屬性信息中將顯示更多內(nèi)容，同時(shí)對(duì)于其屬性內(nèi)容的編輯也將更加簡(jiǎn)單方便，如圖7.8.1更利于進(jìn)行空間分析，因此最好將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫中。另外Geodatabase（即地理數(shù)據(jù)庫，下同）是基于對(duì)象矢量數(shù)據(jù)模型的一個(gè)例子，它是由Esri公司開發(fā)的作為ArcGIS for Desktop基礎(chǔ)的ArcObjects 的一部分。Geodatabase 與 Covera

51、ge 相似，兩者的不同主要在于復(fù)合要素，如分區(qū)和路徑。Geodatabase將矢量數(shù)據(jù)集組織成要素類和要素?cái)?shù)據(jù)集。要素類存儲(chǔ)具有相同集合類型的空間要素；要素?cái)?shù)據(jù)集則存儲(chǔ)具有相同坐標(biāo)系和區(qū)域范圍的要素類。Geodatabase也能存儲(chǔ)柵格數(shù)據(jù)、TIN、位置數(shù)據(jù)和屬性表。拓?fù)鋽?shù)據(jù)也能夠存儲(chǔ)在Geodatabase中并對(duì)特性進(jìn)行建模。Geodatabase 可用于單個(gè)用戶，也可用于多個(gè)用戶。單用戶數(shù)據(jù)庫可以是個(gè)人Geodatabase 或者文件Geodatabase。個(gè)人Geodatabase將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫的表格中。而文件Geodatabase 是把數(shù)據(jù)以許多

52、小文件的形式存儲(chǔ)在二進(jìn)制文件夾中，在訪問時(shí)，文件Geodatabase 比個(gè)人Geodatabase 可以提供更好的性能。Geodatabase的優(yōu)點(diǎn)：第一，Geodatabase的等級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)于數(shù)據(jù)組織和管理十分有利。第二，Geodatabase是ArcObjects 的一部分，它具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)。第三，Geodatabase提供即時(shí)拓?fù)洌m用于要素類內(nèi)的要素或者兩個(gè)或更多的參與要素。第四，在ArcObjects中有許多的對(duì)象、屬性和方法可供GIS用戶定制應(yīng)用。第五，ArcObjects 提供了一個(gè)可以按照各行各業(yè)的需求定制對(duì)象的模型。圖7.8.1屬性信息中顯示更多內(nèi)容，同時(shí)方便編輯首先

53、在欲創(chuàng)建地理數(shù)據(jù)庫的文件夾下單擊右鍵，選擇“新建文件地理數(shù)據(jù)庫”，如圖7.8.2所示，即可完成文件地理數(shù)據(jù)庫的新建，本例新建的數(shù)據(jù)庫為文件地理數(shù)據(jù)庫，一般來說文件地理數(shù)據(jù)庫比個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫可以提供更好的性能。生成的數(shù)據(jù)庫名稱為默認(rèn)名稱，可以對(duì)其直接進(jìn)行重命名。圖7.8.2 新建“文件地理數(shù)據(jù)庫”右鍵單擊新建好的數(shù)據(jù)庫，選擇“導(dǎo)入要素類（多個(gè)或單個(gè)）”，如圖7.8.3所示，本案例選擇批量導(dǎo)入，即可彈出“要素類至地理數(shù)據(jù)庫（批量）”對(duì)話框，如圖7.8.4，將欲導(dǎo)入的要素圖層添加至“輸入要素”后點(diǎn)擊確定即可完成導(dǎo)入，“導(dǎo)入要素類（單個(gè)）”功能可以在導(dǎo)入的同時(shí)進(jìn)行重命名，若數(shù)據(jù)庫中有相同名稱的要素類時(shí)

54、則可選擇單個(gè)導(dǎo)入的方法，多個(gè)導(dǎo)入會(huì)由于有同名要素類而導(dǎo)入失敗。也可以采用右鍵單擊欲導(dǎo)入至地理數(shù)據(jù)庫中的Shapefile文件后選擇“導(dǎo)出轉(zhuǎn)出至地理數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)，同樣彈出“要素類至地理數(shù)據(jù)庫”對(duì)話框，將Shapefile文件導(dǎo)入至地理數(shù)據(jù)庫中。圖7.8.3 導(dǎo)入要素類圖7.8.4 “要素類至地理數(shù)據(jù)庫”對(duì)話框若Shapefile文件已在數(shù)據(jù)框中打開，則也可以在數(shù)據(jù)框中選中相應(yīng)文件，選擇“導(dǎo)出導(dǎo)出數(shù)據(jù)”選項(xiàng)，彈出“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”對(duì)話框，如圖7.8.5，選擇導(dǎo)出所有要素以及相應(yīng)的坐標(biāo)系后，點(diǎn)擊輸出要素類位置后的“瀏覽”按鈕，出現(xiàn)“保存數(shù)據(jù)”對(duì)話框，在保存類型中選擇保存類型為“文件和個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫要素類”

55、，如圖7.8.6所示，同樣可以完成Shapefile文件導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫的操作。圖7.8.5 導(dǎo)出數(shù)據(jù)圖7.8.6 保存為“地理數(shù)據(jù)庫要素類”八、空間分析本案例的要求如圖8.0.1，由圖所知，本案例需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析以達(dá)到案例目的，需要用到的空間分析方法為緩沖區(qū)分析、坡度分析、疊加分析。圖8.0.1 案例要求8.1緩沖區(qū)分析首先建立River的緩沖區(qū)。點(diǎn)擊打開ArcTtoolBbox快捷菜單，選擇“分析工具鄰域分析緩沖區(qū)”，打開“緩沖區(qū)”對(duì)話框，如圖8.1.1，在對(duì)話框中選擇“River”為輸入要素，在輸出要素類中距離設(shè)置為1000m，融合字段選擇“ALL”，單擊“確定”后可完成緩沖區(qū)的建立。

56、同樣選擇主菜單中的“地理處理緩沖區(qū)”也可打開“緩沖區(qū)”對(duì)話框。圖圖8.1.1 “緩沖區(qū)”對(duì)話框?qū)υ捒蛑胁糠诌x項(xiàng)意義如下： 距離 值或字段 與要緩沖的輸入要素之間的距離。該距離可以用表示線性距離的某個(gè)值來指定，也可以用輸入要素中的某個(gè)字段（包含用來對(duì)每個(gè)要素進(jìn)行緩沖的距離）來指定。如可設(shè)定河流等級(jí)，并在屬性表中加入該等級(jí)對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)距離，便可選擇該字段對(duì)河流進(jìn)行緩沖區(qū)分析。側(cè)類型將進(jìn)行緩沖的輸入要素的側(cè)。（線要素的左側(cè)右側(cè)、面要素的內(nèi)部外部）末端類型 (可選) 線輸入要素末端的緩沖區(qū)形狀。此參數(shù)對(duì)于面輸入要素?zé)o效。ROUND緩沖區(qū)的末端為圓形，即半圓形，是默認(rèn)設(shè)置。 FLAT緩沖區(qū)的末端很平整或者為方形，并且在輸入線要素的端點(diǎn)處終止。 融合類型 (可選) 指定要執(zhí)行哪種融合操作以移除緩沖區(qū)重疊。NONE無論如何重疊，均保持每個(gè)要素的獨(dú)立緩沖區(qū)，是默