地信GIS软件及其应用复习上课讲义

第一章基于MAPGIS的人口数据库建立 基于MapGIS的人口数据库建立的基本步骤为数据库设计，空间数据和属性数据的输入，数据的编辑修改，地图整饰和输出等。 结合本课程实验一，简述基于MapGIS的湖南省人口数据库建立的基本过程。

第二章 ARCGIS应用基础 For personal use only in study and research; not for commercial use

空间分析 是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述。其主要任务是对空间构成的描述和分析。

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空间分析是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识。分析对象是地理目标的空间关系。空间分析内容由拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析和地学分析组成。 基于GIS的空间分析按空间数据结构类型可分为栅格数据分析和矢量数据分析两种不同的空间分析模式。 基于GIS的空间分析按分析对象的维数来看，包括一维、二维、三维及多维分析。 For personal use only in study and research; not for commercial use

基于GIS的空间分析按分析复杂程度来看，可分为空间查询分析、空间信息提取、空间综合分析、数据挖掘与知识发现、模型构建等。 ArcGIS9由ESRI2004年推出，由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成：桌面软件Desktop GIS、服务器Server GIS、嵌入式Embedded GIS和移动Mobile GIS。 ArcMap、ArcCatalog和Geoprocessing是ArcGIS的基础模块。 For personal use only in study and research; not for commercial use

ArcMap用于显示、查询、编辑和分析 地图数据，具有地图制图的所有功能。 ArcCatalog是一个空间数据资源管理器。它以数据为核心，用于定位、浏览、搜索、组织和管理空间数据。 Geoprocessing空间处理框架主要包括两个部分：ArcToolbox和ModelBuilder。 For personal use only in study and research; not for commercial use

ArcMap提供了两种地图显示状态：数据视图Data View和版面视图Layout View，对应的显示工具分别为Tools和Layout。 ArcMap中加载数据层主要有两种方法：一是直接在新地图文档上加载数据层；二是用ArcCatalog加载数据层。 ArcMap加载数据层时，第一个被加载的数据层的坐标系统被作为该数据组的默认坐标系统。 ArcGIS的空间分析功能主要包括空间分析模块、3D分析模块、地统计分析模块、网络分析模块、或跟踪分析模块等。 空间统计分析的目的是找出某种属性分布的整体特征和趋势，了解其中的规律，以便对其进行科学的分析和预测。 ArcGIS Geostatistical Analyst 模块主要用于研究数据可变性、查找不合理数据）、检查数据的整体变化趋势或分析空间自相关和多数据集之间的相关关系，或预报标准误差、计算大于某一阈值的概率和分位图绘制等工作。

第三章 空间数据采集与组织 要素类 是具有相同几何类型和属性的要素的集合。 要素数据集 是共享空间参考系统并具有某种关系的多个要素类的集合。 ArcGIS中主要有Shapefile、 Coverage、 Geodatabase三种数据组织方式。 Shapefile文件由存储空间数据的shape文件、存储属性数据的dBase和存储空间数据与属性数据关系的shx文件组成。 Coverage的空间数据存储在一系列二进制 文件中，属性数据和拓扑数据存储在INFO表中。 要素类是具有相同几何类型和属性的要素的集合。 对象类、要素类和要素数据集是Geodatabase的基本组成项。 对象类是指存储非空间数据的表格。 要素数据集是共享空间参考系统并具有某种关系的多个要素类的集合。 几何网络是要素数据集中要素类集合之间的拓扑关系，几何网络中的每一个要素都有一个角色：边或连接。 Geodatabase建立的一般过程为Geodatabase设计、Geodatabase建立、建立Geodatabase的基本组成项、向Geodatabase各项加载数据、进一步定义Geodatabase。 属性域表述的是属性的取值范围；子类型是根据要素类的属性值将要素划分为更小的分类。 描述对象之间的关系分为以下四种：一对一、一对多 、多对一和多对多。 要创建关系，对象类或要素类中必须至少包含一个“共同”的字段，这样的字段称为“键”。在关联的两个表中，关联的键字段不一定要一致，但是数据类型必须一致。 网络中的方向是从源到汇，几何网络中的连接要素可作为源或汇。 几何网络要素包括边网络要素和连接网络要素。 在几何网络中的任何一个边要素或接合点要素在逻辑网络中可以是有效的，也可以是无效的，其状态由Enabled属性字段来维护。 拓扑表达的是地理对象之间的相邻、包含、关联等空间关系。 数据编辑是纠正数据错误的重要手段，包括几何数据和属性数据的编辑。 建立几何网络的流程是：创建本地Geodatabase、创建数据集、导入数据、建立几何网络、添加新的几何网络要素类、定义网络规则等。

第四章 数据转换与处理 地理信息系统的空间数据结构主要有（栅格结构）和（矢量结构），栅格结构又称网格结构或象元结构。 数据提取 是从已有数据中，根据属性表内容选择符合条件的数据，构成新的数据层。可通过设置SQL表达式进行条件选择。

由于数据源的多样性，当数据的空间参考系统与用户需求不一致时，就需要对数据进行投影变换。 在Arctoolbox的Projection and Transformatipns工具集中分为栅格和要素类两种类型的投影变换。

数据变换是指对数据进行诸如放大、缩小、翻转、移动、扭曲等几何位置、形状和方位的改变等操作。 不同数据结构间的转换主要包括矢量数据到栅格数据的转换和栅格到矢量数据的转换。 第五章 数据可视化表达 分类栅格符号表示法 是表达专题栅格数据的一种常用方法，类似于分类色彩符号法，是利用不同的颜色来表示不同的专题类别。 无论点状、线状或面地理信息可视化表示的内容表现为地图数据的可视化、地理信息量的可视化）和空间分析结果的可视化等。 状要素，都可以根据要素的属性特征实现数据的符号化。 一般来说符号化方法可分为单一符号、分类符号、分级符号、分级色彩、比率符号、组合符号、统计符号等。 单一符号只反映制图要素的地理位置而不能反映要素的定量差异的符号设置方法是。 分类符号是根据图层要素属性值来设置地图符号的方法。 分级符号采用不同的符号来表示不同级别的要素属性值。 分级色彩法将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别之后，用不同的颜色来表示不同级别。 地图上说明图面要素的名称，质量与数量特征的文字或数字，统称为地图注记。 地图注记的标注可分为以下三种交互式标注、自动标注、链接式标注。 无论点状、线状，还是面状要素，都可以根据要素的属性采取单一符号、分类符号、分级符号、统计图形等多种表示方法实现矢量数据的符号化。 地理信息可视化表示的内容表现方面有地图数据的可视化，地理信息的可视化和空间分析结果的可视化。

第六章 矢量数据分析 叠置分析 是指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置，叠置后产生具有多重属性的新多边形。

最佳路径：是指从始点到末点的最短距离或花费最少的路线。 最短路径分析是在网络中寻找节点间累积阻抗最小的路径。 网络分析的主要用途是选择最佳路径、最佳布局中心以及网络流分析。 缓冲区是指围绕地理要素一定宽度的区域。 缓冲区分析：是根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。 叠置分析中的交集操作是通过叠置处理得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属性将同时在得到的新图层上显示出来。

叠置分析：是地理信息系统中一种基本的空间分析方法，它是在统一空间坐标系下，将同一地区的两个或两个以上地理要素图层进行叠置，以产生空间区域的多重属性特征的分析方法。 通过叠置分析，能够对叠置后产生的多重属性进行新的分类，建立地理对象之间的空间对应关系，提取某个区域范围内某些专题内容的数量特征。 从运算角度，叠置分析是两个或两个以上的地理要素图层进行空间逻辑的交、并、差运算。 ArcGIS中常见矢量叠加分析的类型：图层擦除（Erase），识别叠加(Identity)，交集叠加(Intersect)，图层合并（Union），修正更新（Update）等。

图层擦除 根据参照图层的范围大小，擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素。 缓冲区是指围绕地理要素一定宽度的区域。 缓冲区分析是用来确定不同地理要素的空间邻近性和接近程度的一种分析方法。 线目标的缓冲区生成有两种基本算法：角平分线法和凸角圆弧法。

网络分析是对地理网络、城市基础设施网络进行地理分析和模型化过程，实现对网络结构及其资源等的优化。 网络分析主要包括路径分析、地址匹配和资源分配。 网络模型主要有两种模式：传输网络、效用网络。 效用（Utility ）网络常用于水、电、气等管网的连通性分析。 特点：在效用网络中，水、电、气通过管道和线路输送给消费者，水、电、气被动地由高压向低压输送，不能主观选择方向。 传输网络常用于道路、地铁等交通网络分析。 特点：在传输网络中，汽车和火车都是可以自由移动的物体，具有主观选择方向的能力。 以ArcGIS软件为平台，简述基于矢量数据的市区择房分析的技术过程。 以ArcGIS软件为平台，简述网络分析中求取从家到一个商业中心的最佳路