目 录
实验一 地理信息系统的组成与功能 .............................................................................................. 1 实验二 空间数据的表达 .................................................................................................................. 4 实验三 ArcGIS基本操作与数据表示 ............................................................................................ 7 实验四 栅格像元的不同编码方法及误差比较 ............................................................................ 12 实验五 ArcGIS中空间数据的显示 .............................................................................................. 15 实验六 AnGIS中空间数据的操作 ............................................................................................... 19 实验七 元数据的浏览与编辑 ........................................................................................................ 23 实验八 空间数据扫描矢量化 ........................................................................................................ 25 实验九 空间数据编辑 .................................................................................................................... 28 实验十 属性数据输入 .................................................................................................................... 31 实验十一 空间坐标的转换 ............................................................................................................ 34 实验十二 缓冲区分析 .................................................................................................................... 37 实验十三 叠加分析 ........................................................................................................................ 40 实验十四 网络分析 ........................................................................................................................ 43 实验十五 柵格数据的统计分析 .................................................................................................... 47 实验十六 地形特征点的提取 ........................................................................................................ 50 实验十七 最短路径分析 ................................................................................................................ 54 实验十八 空间插值 ........................................................................................................................ 57 实验十九 DEM的生成与应用 ...................................................................................................... 60 实验二十 三维显示 ........................................................................................................................ 64 实验二十一 空间图解建模 ............................................................................................................ 67 实验二十二 中国人口密度图的制作 ............................................................................................ 71 实验二十三 基于ArcGIS Engine的GIS二次开发 .................................................................... 73 实验二十四 堰塞湖灾害评估 ........................................................................................................ 78 实验二十五 确定被炸沉的航空母舰位置 .................................................................................... 80
实验一 地理信息系统的组成与功能
一、实验目的
了解GIS的组成及其基本功能。 二、实验内容
了解GIS在硬件、软件、数据、人员等方面的组成情况，以及ArcGIS软件在数据获取、数据操作、数据集成、数据分析及产品输出等方面的功能。 三、实验原理与方法
实验原理：GIS由四个部分组成，包括硬件系统、软件系统、空间数据和GIS人员；GIS具有数据获取、操作、集成、分析及产品的制作、显示和输出等功能。
实验方法：通过对输入、处理、输出等硬件，AreGIS等软件， 以及空间数据和 GIS人员的认识，了解GIS的各个组成部分。以ArcGIS为基础，通过打开各类工具条、工具箱或菜单，从而了解GIS的基本功能。
四、实验设备与数据
(1)实验设备：扫描仪等输入设备、计算机等处理设备、绘图仪等输出设备。 (2)主要软件：ArcGIS、AutoCAD、Photoshop等。
(3)实验数据：采用ArcGIS安装目录(一般情况下为C:\\arcgls＼ArcTutor，但需单独安装ArcTutor)下的相关数据。
五、实验步骤 1．认识GIS硬件系统
(1)输入设备：常规输入设备，如鼠标、键盘、数字化仪、扫描仪等；专用输入设备，如全站仪、GPS、数字摄影测量系统、遥感影像处理系统等。
(2)存储与处理设备：光盘与光驱、U盘与USB接口、移动硬盘、计算机主机内的固定硬盘、计算机处理器等。
(3)输出设备：显示器(LCD、CRT)、打印机、绘图仪等。 2．认识GIS软件系统 2.认识GIS软件系统
(1)系统软件：打开计算机，认识操作系统软件，如WindowsXP，了解其基本操作。 (2)基础软件：打开AutoCAD、Photoshop软件，了解两种软件的主要功能及其在GIS中的地位。
(3)GIS软件：首先打开AreGIS桌面软件中的ArcMap、ArcCatalog、ArcTool— box，认识ArcGIS桌面软件的构成；然后在ArcMap或ArcCatalog的Help菜单下点击
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ArcGISDesktopHelp，打开帮助文档，了解ArcGIS的基本情况。
ArcMap：地图数据的显示、查询和分析；可执行所有基于Map的任务——制图、编辑、查询、统计、报告生成等(图1．8)。
管理数据、GeoDatabase结构定义及编辑、元数据设置和查看(图1．9)。
ArcCatalog：基于元数据的定位、浏览和管理空间数据，即浏览数据(图形的／文本的)、
ArcT001bOX：由常用数据分析处理功能组成的工具箱，内置于AreMap及ArcCatalog之中，其界面如图1．10所示。
息，是学习和使用ArcGIS的最得力助手。
3．认识GIS数据
ArcGISDesktopHelp：ArcGIS桌面软件的帮助文档(图1．11)，内含使用该软件的帮助信
在AreCatalog左边的窗口中，选中某一数据(如C：＼arcgls＼ArcTutor＼GettingStarted＼
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Greenvalley＼Data＼GreenvalleyDB＼Transportation＼Street-arc，图1．9)，在右边的窗口顶部，点击Preview，对所选数据进行浏览。
4．认识GIS人员
认识系统的开发、管理、维护和使用人员，了解各类人员在GIS中的地位和作用。 5．认识GIS的主要功能
(1)数据获取：在ArcMap中打开Editor工具条(View→Toolbars→Editor)，了解该工具条上的主要功能，特别是数据输入与数据编辑功能。
(2)数据操作；在ArcToolbox中打开Conversion Tools工具箱，了解其中关于数据转换的工具(图1．10)；打开Data Management Tools工具箱，了解其中关于数据管理，特别是数据概化(Generallzatlon，又称制图综合)的工具。
(3)数据集成：在ArcCatalog中选中C：＼arcgis＼ArcTutor＼Getting Started＼Greenvalley＼Data＼GreenvalleynDB，(图1．9)，对其中的各项数据进行浏览，了解GIS中空间数据的存储与组织。
(4)数据分析：在ArcToolbox中分别打开Analysis Tools、3D Analyst Too1s、 Network Analyst Tools、Tracing Analyst Tools、Spatial Analyst Tools等工具箱，了解其中关于空间数据常规分析、三维分析、网络分析、跟踪分析、空间分析的各类工具。
(5)产品输出： 在ArcMap中打开任一地图 (如C：＼arcgis＼ArcTutor＼Getting Started＼Greenvalley＼Greenvalley．mxd)，点击File→Export Map，打开地图输出对话框，了解GIS关于地图输出的功能。
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实验二 空间数据的表达
一、实验目的
初步熟悉空间数据的矢量表达和栅格表达。 二、实验内容
以ArcGIS为基础，了解GIS中最常见的两种空间数据表达方式：矢量数据模型和栅格数据模型，并且比较点、线、面三种要素在不同分辨率下的栅格表达形式。
三、实验原理与方法
实验原理：矢量和栅格是GIS中两种主要的空间数据表达方式，它们之间可以进行相互转换，并且在不同空间分辨率下转换所生成的栅格数据有着不同的特征。
实验方法：利用ArcGIS软件的矢量栅格转换工具进行数据转换。 四、实验设备与数据 (1)实验设备：计算机。 (2)主要软件：ArcGIS。
(3)实验数据：采用随书光盘提供的“实验02”文件夹中的数据，包括点数据 pointl、线数据polylinel、面数据polygonl。
五、实验步骤
(1)打开ArcCatalog，在左侧的目录树窗口中找到“实验02”文件夹，浏览其中的数据。 (2)点击标准工具条上的
,打开集成在ArcCatalog中的ArcToolbox工具箱，点击
Conversion Tools→To Raster→Feature to Raster，打开Featureto Raster对话框。
(3)在Input features中加入需要栅格化的数据，在Field里选择Id字段，在Output raster里设置输出栅格数据的文件夹和文件名称，在Output cell size里输入转换后的分辨率(栅格像元大小)(图2．37)。
(4)重复上一步，依次将pointl、polylinel、polygonl分别按分辨率2、8、32转换成栅格数据(输出文件可按以下方式命名：pointraster02、pointraster08、pom- traster32；lineraster02?；gonraster02?)。
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