Arcgis教程基本知识.ppt
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1、Page 1,初级内容(适用初次接触ArcGIS)中级内容(适合使用ArcGIS一年以上)高级内容(适合使用ArcGIS二年以上),基本知识,Page 3,课题:ARCGIS9.3的基本介绍,目的要求:1、了解ArcGIS9.3概述;2、了解ArcGIS9.3 的基本功能;3、掌握ArcMap的基础知识;4、掌握ArcCatalog的基础知识;5、掌握和理解Geoprocessing空间处理框架。,2023/7/5,3,Page 4,重点:ArcGIS的数据格式、坐标变化难 点:ArcGIS的坐标变化教学课时:2个教学方法:多媒体讲授、示例 演示和启发本次课涉及的学术前沿:GIS的地图投影教学
2、内容和步骤:,2023/7/5,4,Page 5,本章内容,地理信息系统概念介绍ArcGIS平台介绍ArcGIS数据格式介绍地图单位介绍和换算,地图比例影像数据坐标系统介绍坐标变换和数据换带,地理信息系统概念介绍ArcGIS平台介绍ArcGIS数据格式介绍地图单位介绍和换算,地图比例影像数据坐标系统介绍坐标变换和数据换带,Page 6,1、地理信息系统概念介绍,地理信息系统,简称GIS(Geographic Information System)。就是对空间数据的显示,编辑处理,分析应用,打印输出的系统。空间数据:就是有坐标的数据。,Page 7,地理信息系统与其他(MIS)系统区别?,地理信
3、息系统特点:有空间数据地理信息系统有一种传统的说法,数据占7,软件占3,硬件占1,比例7:3:1,Page 8,GIS平台和CAD的区别,CAD图形规则,节点少,GIS图形复杂,节点多GIS有拓扑GIS有属性数据GIS使用栅格数据使用行业不同,CAD在机械制图,建筑有很广泛的应用,GIS在数据城市、测绘,基础地理等等。,Page 9,拓扑关系(中级),拓扑:空间数据的的位置关系。地理对象的拓扑关系,主要有以下三种:相邻:是指对象之间是否在某一边界重合,例如行政区划图中的省、县数据。重合:是指确认对象之间是否在某一局部互相覆盖,如巴士线路和道路之间的关系。连通:连通关系可以确认通达度、获得路径等
4、。,Page 10,2、ArcGIS平台介绍,Page 11,ArcGIS Desktop(桌面)简介,ArcGIS Desktop以功能角度来划分就可以分为:ArcInfo,ArcEditor,ArcView,Arcreader,ArcView,顾名思义“View”,是“看、浏览、可视化”,其基本功能是空间数据的可视化、查询、分析、制图输出。ArcEditor,是在ArcView的基础上对Editor功能的增强,主要是针对存储在大型关系型数据库中存储的空间数据的编辑。ArcInfo,是在ArcEditor的基础上对空间分析功能的增强,支持近400多个空间分析处理工具,GIS区别与其他CAD、
5、MIS系统的本质在该产品中体现的淋漓尽致。,Page 12,ArcGIS Desktop简介,ArcInfo主要模块:ArcMap,ArcCatalog ArcToolbox ArcMap:是集空间数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图和打印等功能。ArcCatalog:是一个集成化的空间数据管理器。主要用于空间数据的浏览,数据结构定义,数据导入导出,和拓扑规则的定义,检查、元数据的定义和编辑修改等。ArcToolbox:是用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等的集成化“工具箱”。有100多个不同的空间数据处理工具。在ArcGIS9.0以后不是一个独立模块 三种关系不同offi
6、ce中word、excel,access关系,ArcGIS这几个模块是针对一个数据源不同侧重点。,Page 13,专业术语(中级),Feature 要素 是空间矢量数据最基本的,不可分割的单位。矢量数据的点、线、面Feature Class要素类Feature DataSet要素集Layer是Feature class表现Table属性表Data Frame数据框架Element 元素 注记元素,Page 14,3、ArcGIS数据格式介绍,数据分矢量、影像数据矢量格式主要SHP,Coverages,GeoDatabase,EOO影像数据:Grid,Img,JPG,TIF等,Page 15,格
7、式说明(中级),矢量数据结构是通过记录空间对象的坐标及空间关系表达空间对象的几何位置。栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织。每个网格作为一个象元或象素,由行、列号定义,并包含一个代码,表示该象素的属性类型或量值。,Page 16,Shape files和GeoDatabase区别,Shape files 只有点、线、面,对应我们的矢量2.Geodatabase严格说是一个容器,在容器支持注记,支持拓扑、制图表达,影像数据等。注意:Geodatabase将代替Coverage数据格式。,Page 17,GeoDatabase数据格式(中级),三种:File geodata
8、base-GDB和Personal Geodatabase-MDB和ArcSDE中Geodatabase File Geodatabase(File geodatabase-GDB 是ArcGIS9.2推出新的是数据格式,Personal Geodatabase-MDB 具于微软access 的MDB,基于数据库oracle,sqlserver的arcsde格式geodatabase)ArcSDE中Geodatabase,基于各种数据库,如Oracle,SQL Server,DB2,Page 18,两种Geodatabase比较(中级),1、文件存储容量:File Geodatabase(GD
9、B)是9才有的格式,是文件数据库支持1TB而Personal Geodatabase(MDB)只支持2G,都是桌面端所带的功能,都免费)(相对Arcsde)2、对平台支持:GDB跨平台,可以支持windows,linux,Solaris,MDB只支持Windows,Page 19,两种Geodatabase比较(中级),3、性能比较:存储空间File Geodatabase 中比Personal Geodatabase 和Shapefile小5070%,数据处理,查询速度快20%10倍,其差异最根本的原因是数据结构。,使用数据1coord92.gdb,进行比较,自己建立和mdb,Page 20
10、,4、地图单位介绍,长度单位1km(公里)=1000m(米,公尺)1m(米)=1000mm(毫米),1m=100cm(厘米)1m=10dm(分米)1m=3尺,面积单位1公顷=15亩,1公顷=1万平方米,1平方公里=100公顷,1亩=2000/3平方米1平方公里=100万平方米,1平方公里=1500亩,Page 21,地图单位介绍-特殊的单位英寸,电子世界的特殊单位(英寸),英寸很常见计算机屏幕,电视机等等,都是对角线长度计算的 1英寸(inch)=25.4mm,1英尺=12英寸,1米=1000/25.4=39.37英寸屏幕比例计算 1英寸=96像素,都转换为统一单位计算(英寸)打印分辨率 30
11、0dpi=1英寸=300像素(点),Page 22,度(分、秒)和米的转换(高级),度和米严格意义无法转换,因为地球是椭圆的,在不同的参数中不一样,就是统一坐标系统如西安80,经线1度和纬线1度长度也是不一样的。大概计算如下:西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m 扁率f=1/298.25经度:以赤道为例:1(经)度=6378140*2*3.1415926/360/1000=111.3km合计1分为:1分大约1.85km,1秒大约30m靠近两级(南北极)数字越小。,Page 23,4、地图比例尺,地图比例尺:到底什么是比例尺和比例尺具体表现,最简单的讲:比例尺=图上距
12、离/实地距离,对于一幅挂图就是纸张和地图实际距离的比值。基本比例尺地形图:1:5千,1:1万、1:25万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万 比例尺有大小之分,由于比例尺是个比值,分母越大,比例尺也越小,单位必须一致;通常称1:1000000、1:500000、1:200000为小比例尺地形图;1:100000、1:50000和1:25000为中比例尺地形图;1:10000、1:5000、1:2000、1:1000和1:500为大比例尺地形图。,Page 24,地图比例尺和数据精度,所以:比例尺 1:500的纸张1mm 对应地图500mm,0.5m,1:1万地图:纸张1
13、mm:1*10000=10m,10米 一幅实际的实际地图实际上的数据精度,肉眼观察最小距离为0.1mm,所以:1:500的数据精度为:0.1*500=5cm,5公分 1:10000数据精度为:0.1*10000=1m,1米,Page 25,比例尺三个具体表现(中级),1、数据采集2、地图显示3、地图打印,Page 26,5、影像数据(已配准),影像的分辨率是指在影像数据中一个像素代表地面的大小,通常也是人眼能识别的最小地物大小。具体:当分辨率为1m时,也就是说,图像上的一个象元相当于地面1m x 1m的面积,即1m2(平方米),当分辨率为1m时,也就说,我们可以在影像中最小能分辨出距离为1米的
14、地物。,Page 27,分辨率和比例尺关系,目前的Spot5是法国卫星2001年底发射升空,2002年初正式运营,分辨率最高可达2.5米。换算为比例尺,1/96*25.4/1000/2.5=1/9448.82,所以可以用来做1:10000的数据 QuickBird(快鸟):2001年10月由美国Digital Globe公司发射卫星,最大分辨率0.61米,换算为比例尺,1/96*25.4/1000/0.61=1/2305 可以用来做1:2000数据,Page 28,6、坐标系统介绍,1.ArcGIS的坐标,投影文件的含义 一、ArcGIS中坐标系统两种:地理空间坐标系与投影坐标系(平面直角坐标
15、)地理空间坐标系(Geographic coordinate system),使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准面;也称球面坐标。如WGS 1984(GPS点),Xian 1980.prj Beijing 1954.prj。,Page 29,ArcGIS的坐标,投影文件的含义,投影坐标系统(Projection coordinate system)使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的,它对应于某个地理坐
16、标系。平面坐标系统地图单位通常为米,也称非地球投影坐标系统(not earth),或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系(由基准面确定,比如:北京54、西安80、WGS84)投影方法(比如高斯克吕格、Lambert投影、Mercator投影)坐标是GIS数据的骨骼框架,能够将我们的数据定位到相应的位置,为地图中的每一点提供准确的坐标,对地理坐标系坐标0360,Page 30,6.2、北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别,北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础,经局部平差后产生的坐标系 北京54坐标系:1954建立原点不在北京而是在前
17、苏联的普尔科沃西安80坐标系:也称国家大地坐标系,1980年,原点在西安附近GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心,以经纬度为单位存储,Page 31,6.2、北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别,北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m 扁率 f=1/298.3西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m 扁率f=1/298.25WGS-84:长半轴a=6378137m;短半轴b=6356752
18、.314 m 扁率f=1/298.25 是经纬度坐标系统注:扁率:f=(a-b)/a 由于长、短半轴不一样,西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式地球上同一点,各个坐标系的经纬度是不一样的WGS84一般是经纬度坐标系,Page 32,6.3、3度,6度分带含(中级),分度方法:有3度和6度分带法 6分带法:从格林威治零度经线起,每6分为一个投影带,全球共分为60个投影带,东半球从东经0-6为第一带,中央经线为3,9,15,依此类推,投影带号为1-30。其投影带号n和中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3);西半球投影带从180回算到0,编号为31-60,投影代号n和
19、中央经线经度L0的计算公式L0=360-(6n-3)。,Page 33,6.3、3度,6度分带含义,3 分带法:从东经130起,每3为一带,将全球划分为120个投影带,东经130-430,.17830-西经17830,.130-东经130。东半球有60个投影带,编号1-60,各带中央经线计算公式:L0=3n,中央经线为3、6.180。西半球有60个投影带,编号1-60,各带中央经线计算公式:L0=360-3n,中央经线为西经177、.3、0,Page 34,带号和中央经线的计算公式,1、3度带中央经线 L0=3*n带号n:=L0/32、6度带中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3)带号
20、n:=(L0+3)/6总之:中央经线和带号只和经线有关,与纬度纬度,经度在地球上表现为东西方向。,Page 35,由经线(X)反算最近带号,1、3度带 以中央经线正负1.5度 N=Int((X+1.50)/3)2、6度带 是以中央经线正负3度 N=Int(X/6)+1,Page 36,中国经纬度范围,中国经纬度范围最东端 东经135度2分30秒 黑龙江和乌苏里江交汇处 最西端 东经73度40分 帕米尔高原乌兹别里山口(乌恰县)最南端 北纬3度52分 南沙群岛曾母暗沙 最北端 北纬53度33分 漠河以北黑龙江主航道(漠河县)2日本朝鲜韩国经度为73 135,3度为25带-45带,6度带 13(对
21、应中央经线为75度)-23(对应中央经线为135度)纬度为3度-53度,Page 37,分带范围,对应的excel在:1分带范围.xls,Page 38,3度分带、6度分带对应平面XY规定,在GIS系统中如北京54,西安80,采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影。每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网,投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴,纬度方向),赤道投影后为Y轴(横轴,经度方向),为了防止经度方向的坐标出现负值,规定每带的中央经线加500公里(向东平移500公里),由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,因此规定在横轴坐标前加上带号,如
22、(37318980,2165593)其中37即为带号,同样所定义的偏移值也需要加上带号,如37带的偏移值为37500000米。,Page 39,平面坐标范围,以标准分幅为例,平面坐标:坐标X,Y(在ArcGIS中),X在前,Y在后,X坐标不加带号,是六位,加带号是八位,Y是七位(纬度大于10),Page 40,问题,什么时候采用地理坐标,什么时候采用投影坐标?投影坐标采用3度带,6度带?,Page 41,6.4 ArcGIS坐标系统文件说明-北京54,在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerBeijing 1954
23、 目录中,我们可以看到四种不同的命名方式:Beijing 1954 Degree GK CM 102E.prj Beijing 1954 Degree GK Zone 34.prjBeijing 1954 GK Zone 16.prjBeijing 1954 GK Zone 16N.prj 说明如下:3度分带法的北京54坐标系,中央经线在东102度的分带坐标,横坐标前不带加号3度分带法的北京54坐标系,34分带,中央经线在东102度的分带坐标,横坐标前加带号,分带确定,中央经线就确定16 6度分带法的北京54坐标系,分带号为16,横坐标前加带号16N6度分带法的北京54坐标系,分带号为16,横
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