2_数据获取与生产

实习二数据获取与生产1实习目的掌握数据获取与生产的原则、方法和步骤。

具体实习内容如下：(1)掌握建立个人地理数据库的基本流程与方法；理解数据库、要素数据集、要素类的关系；(2)利用给定的河北地图栅格图像（文件名HBDT.TIF），进行栅格图像配准，并通过鼠标手工跟踪栅格图像，生产矢量地图要素；掌握拓扑关系的建立方法；(3)掌握属性数据采集方法；(4)了解元数据管理的基本思想。

2实验环境与数据准备(1)软件准备：ArcMap、ArcCatalog（ArcGIS9.2平台）；(2)数据准备：河北地图栅格图像（文件名HBDT.TIF）。

3实习步骤3.1 空间数据库建立GeoDatabase是为了更好的管理和使用地理要素数据，而按照一定的模型和规则组织起来的存储空间数据和属性数据的容器。

GeoDatabase按照层次型数据对象来组织地理数据，包括对象类（Object Classes）、要素类（Feature Classes）和要素数据集（Feature Dataset）。

在ArcCatalog中，可以建立个人地理数据库（Personal Geodatabase）或ArcSDE数据库。

下面以创建个人数据库为例，介绍空间数据库建立过程。

(1)创建Personal Geodatabase数据库：在ArcCatalog中，选择建立个人地理数据库的文件夹，在Contents选项卡中空白处点击右键，选择【New】→【Personal Geodatabase】菜单项，新建一个个人地理数据库文件，按自己的采集目的，修改数据库其名称；(2)创建要素数据集：在需要建立新要素数据集的地理数据库上单击右键，选择【New】→【Feature Dataset】命令，打开New Feature Dataset对话框，输入要素数据集的名称（例如，河北政区）；(3)点击下一步，为新的要素数据集定义坐标系统。

根据创建向导，可以选择导入已有的坐标系统定义，或新建坐标系统定义，或者暂时选择Unknown，以后根据需要定义（如图2-1所示）；(4)点击下一步，定义X、Y、Z坐标容限（没有明确定义坐标系统时，可以取默认值），点击Finish 按钮，完成要素数据集定义（如图2-2所示）；(5)新建要素类：在需要建立新要素类的数据集上单击右键，选择【New】→【New Feature Class】命令，打开New Feature Class对话框，输入要素类的名称（Name）、别名（Alias），例如，River，河流；选择要素类的类型（Line Features或其它需要的类型），如图2-3所示；(6)点击下一步，定义要素类中的字段信息，例如添加Name、Code两个Text型字段，分别调整它们的字段长度、别名等，点击Finish，完成要素类定义（如图2-4所示）；210211(7) 为新建要素类，构建拓扑数据集：在需要建立要素类拓扑关系的数据集上单击右键，选择【New 】 【New Topology 】命令，打开New Topology 对话框（如图2-5所示），点击下一步，为拓扑关系定义名称，如图2-6所示；(8) 继续下一步，选择参与拓扑关系的要素类（本例中为河流要素类，如图2-7所示），点击下一步，选择拓扑等级数目，及各个要素类的拓扑等级，这里设置相同等级1（图2-8）；(9) 点击下一步，定义拓扑规则，选择Add Rule 按钮，添加拓扑规则（如图2-9），这里为河流要素类，添加一个Must Not Overlap 规则，根据需要可以添加其它规则；(10) 最后跟随向导，完成拓扑关系的定义。

图2-3 新建要素类图2-4新要素类字段定义图2-1 定义坐标系统图2-2 设置坐标容限2123.2 图像配准：空间数据采集时，可以按照地理坐标进行采集，也可以按照投影之后的平面直角坐标进行采集，本练习采用地理坐标，等采集完成之后，再根据要求进行投影变换。

(1) 在ArcMap 中，新建地图文档，加载待配准的河北政区图栅格影像，系统提示缺少空间参考信息，忽略即可；如果系统提示是否建立图像金字塔，选择建立，可以提高影像的显示与访问效率，原始图像打开后的效果如图2-10所示，状态条中显示的坐标信息是扫描仪软件自定义坐标，没有地理意义；(2) 在工具条或菜单栏区域点击右键，选择【Georeferencing 】工具，启用图像配准功能，选择新添加的影像图层作为目标对象（Layer ）；(3) 选择至少4个已知坐标的控制点用于图像配准，利用Add Control Points 工具添加控制点，添加时只保证原点位置准确即可，目标位置暂时可以任意放置，图2-11为添加控制点后的图像；(4) 选择【Georeferencing 】工具条上的View Link Table 命令，调出Link Table 对话框，手工修改每个Link 的XMap 、YMap 坐标位置信息，修改完毕之后如图2-12所示，确认控制点Link 添加无误后，点击OK 按钮，关闭Link Table ，配准完成；(5) 确认配准成功后，可以选择【Georeferencing 】工具中Georeferencing 下拉菜单，选择【Update Georeferencing 】，永久保存配准结果；图2-5 Topology 定义向导1图2-6 Topology 定义向导2图2-7 Topology 定义向导3图2-8 Topology 定义向导4图2-9 Topology 定义向导52133.3 空间数据采集输入图2-10 未配准原始图像图2-11 增加配准控制点图2-12 手工修改Link Table 控制点图2-13 捕捉环境设置214 (1) 根据空间数据库建立部分的操作流程，在ArcCatalog 中建立存储河北省11个地市辖区多边形的要素类（河北_Top ），并建立拓扑关系限制规则（Must Not Overlap ），形成拓扑关系（河北政区_Topology ）；(2) 将拓扑关系定义文件“河北政区_Topology ”添加至ArcMap ，选择添加关联数据集，则辖区多边形的要素类“河北_Top ” 同时被加载；(3) 加载Editor 、Topology 工具，启动河北_Top 矢量图层编辑状态，此时Topopolgy 工具条的部分功能同时启用；(4) 选择Editor 工具中的【Editor 】→【Snapping 】菜单项，弹出定义捕捉环境对话框，选择捕捉图层（河北_Top ）和捕捉模式（Topology Elements ）（如图2-13所示）(5) 选择Editor 工具条，【Editor 】→【Start Editing 】，此时在Task 列表中，应显示为Creat New Feature ，在Target 下拉菜单中选择要输入空间要素的图层（河北_Top ），使用工具（Sketch Tool ）开始输入第一个多边形要素；(6) 选好数字化起始点，然后单击左键开始数字化，使“十字”严格沿边界线移动，选取图形特征点，单击左键采集坐标点，直到多边形终点，双击结束多边形绘制（如图2-14）；(7) 从第二个多边形开始，就可能出现多边形对象公共边界，如果仍为独立多边形，则可以按第一个多边形的方法处理；如果出现公共边，则不必再重复数字化，而是采用拓扑关系进行控制，方法如下：(8) 选择Editor 工具条上Task 列表中Auto-Complete Polygon 功能，再次使用工具（Sketch Tool ）开始输入第二个多边形要素，首先从公共边的第一个交点处由系统自动捕捉鼠标后点击左键确认，然后开始采集非公共边部分的的坐标点，当采集至公共边另一端时，再次由系统捕捉已有的公共点坐标，并双击鼠标左键，系统自动按照公共边界封闭新采集的多边形（如图2-14）；(9) 重复以上多边形生产方法，把所有河北省11个地区多边形全部矢量化，注意利用Editor 工具条【Editor 】→【Save Edits 】，及时保存采集内容；(10) 根据以上操作，完成线要素数据的采集（交通、河流要素）和点要素数据集采集工作（城市要素）。

3.4 属性数据采集输入属性数据可以采用两种常见的数据采集方式：单个要素属性窗口（Attributes ）录入、全部要素的浏览表方式录入。

图2-14 多边形要素矢量化215(1) 点击Editor 工具条【Editor 】→【Start Editing 】，启动数据库的编辑状态，在Target 下拉菜单中选择要输入属性数据的要素图层；(2) 点击Editor 工具条的，弹出Attributes对话框，然后用或工具选择需要录入属性的空间要素，进行属性录入即可（图2-15）；(3) 也可以在需要录入属性数据的图层名字上点击右键，选择Open Attribute Table 菜单项，调出属性浏览表（图2-16），进行属性添加；(4) 属性添加过程中，注意利用Editor 工具条【Editor 】→【Save Edits 】，及时保存录入结果。

3.5 元数据管理 利用ArcCatalog 可以对地图文档、数据集、要素类进行元数据描述，用于追踪数据的生产、更新、发布、使用等状况。

(1) 元数据浏览：在ArcCatalog 中选择需要浏览元数据的要素，右侧选项卡切换至Metadata 选项，可以浏览对于对数据的整体描述（Description ）、空间信息（Spatial ）、属性信息（Attributes ），如图2-17所示；图2-15 单个要素属性数据录入图2-16 浏览表多要素属性录入216(2) 元数据编辑：在ArcCatalog 中选择需要编辑元数据的要素，右侧选项卡切换至Metadata 选项，点击工具条上的，即可启动元数据编辑对话框，如图2-18所示；图2-17 元数据浏览图2-18元数据编辑器。