地图投影,空间数据处理指导-实验4
ArcGIS实验指导
ArcGIS实验指导实验1使用ArcMap浏览地理数据一、实验类型验证型二、实验目的与要求1、实验目的熟悉ArcGIS系列软件的构成，学习地理数据浏览及查询的方法2、实验要求(1)了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。
(2)认识ArcMap 图形用户界面。
(3)通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。
(4)掌握GIS中的基本查询操作，加深对其实现原理的理解。
(5)初步了解设置图层显示方式－图例的使用。
三、上机准备1、实验室安装ArcGIS9.0。
2、熟悉ArcGIS课堂演示的相关部分内容。
四、实验内容1、显示图层,了解地图文档、数据组和图层的概念。
2、查询地理要素3、根据属性选择要素4、使用空间关系选择地理要素五、实验步骤1、启动ArcMap；2、打开提供的实验1数据中的Redlands.mxd(File>>Open);3、显示没有打开的图层；4、通过图形点击的方式查询地理要素；5、打开图层的属性表；6、设置并显示地图提示信息;在图层列表中(TOC), 右键点击图层－Donut Shops 的名字，然后点击“属性”命令。
在出现的属性对话框中，点击“字段”选项页。
通过设置主显示字段来设定地图提示信息的对应字段。
你可以指定任一个属性字段作为地图提示字段。
默认情况下，ArcGIS使用字段“Name”作为地图提示字段。
你可以改变为其它的字段。
7、根据要素属性设置图层渲染样式；在图层列表(TOC)中，右键点击图层－Streets，点“属性”菜单命令。
在出现的图层属性对话框中，点击“符号”选项页。
在对话框的左边区域，有地图渲染方式列表。
点击“类别”，依次点击“唯一值”。
在“值字段”下的下拉列表中，选择字段“CLASS”。
8、根据属性选择要素执行菜单命令<选择>－> <通过属性选择>。
通过构造表达式：Select * From Street WHERE ”STR_NAME”=”I 10”, 可以从数据库中找出第10号州际公路。
(整理)地图学实习一地图投影(修改).
实习一地图投影一、实习目的：（1）学会ArcGIS的最基本操作，如地图文档、图层等的操作。
（2）掌握有关高斯－克吕格投影的知识（3）学会根据地图上不同经纬网形态识别不同的投影类型。
二、知识准备：1、地图文档：在ArcGIS中完成对地图的处理后，可以保存地图并退出ArcMap。
地图可以作为文档保存在硬盘上。
如果以前未曾保存地图，将需要提供名称以及需要保存的文件夹位置。
ArcMap 会自动将文件扩展名(.mxd) 追加到地图文档名称中。
地图上显示的数据不会与地图文档一起保存。
地图图层引用GIS 数据库中的数据源，这有利于保存的地图文档的占用相对较小的存储空间。
2、ESRI 为存储地理信息开发了三种主要数据格式coverage 格式、shapefile 格式及地理数据库（geodatabase）格式。
Shapefile:一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。
至少由.shp,.dbf,.shx三个文件作成，分别存储空间数据，属性数据和前两者的关系。
Shapefile是GIS中比较通用的一种数据格式。
Coverage:一种拓扑数据结构，一般的GIS原理书中都有它的原理论述。
数据结构复杂，属性缺省存储在Info表中。
目前ArcGIS中仍然有一些分析操作只能基于这种数据格式进行操作。
Geodatabase:ArcInfo发展到ArcGIS时候推出的一种数据格式，一种基于RDBMS存储的数据格式，其有两大类：1.Personal Geodatabse 用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。
2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,Sql Server,DB2等。
可以实现并发操作，不过需要单独的用户许可。
其中，Shapefile 为存储地理及属性信息提供了一种简单的非拓扑格式，也是一种非常流行的开放式数据转换格式。
三、实习内容及操作指导1、绘制武汉市所在地区的高斯—克吕格投影6度带经纬网和方里网，绘图范围：东西范围由武汉市所在投影带决定，南北范围：北纬0o—40o。
《地图与地图投影》课程实验课指导书(含实验报告)
实验课指导书《地图与地图投影》吉林大学地探学院测绘工程系实验一：地图制图软件的认识实验类别：常规实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，MAPGIS软件1套，实验报告每人一份实验目的与要求：了解计算机地图制图的过程；辅助课堂教学中相关地图学原理，建立实现计算机辅助地图制图的认识，获得地图学的理解。
实验内容与步骤：✧了解现在常用的地图制图软件；✧应用MAPGIS进行点、线、面的绘制；实验注意事项：✧多问勤思考；✧多动手操作；✧注意在实践过程中与课堂教学所授理论建立联系；✧勤于作笔记，随时记录下对问题的理解，课后整理出实验报告；实验报告一：地图制图软件的认识报告人：报告内容：从课堂教学的理论与实践的关系角度进行总结实验二：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，实验报告每人一份实验目的与要求：熟悉地图投影的计算过程，以及经纬往的形状实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告二：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现报告人：报告内容：对双标准纬线等角圆锥投影的程序实现认识与使用的心得体会实验三：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，实验报告每人一份实验目的与要求：熟悉地图投影的计算过程，以及经纬往的形状实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告三：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现报告人：报告内容：对双标准纬线等角圆锥投影的程序实现认识与使用的心得体会实验四：圆柱投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机以及编程语言，实验报告每人一份实验目的与要求：通过圆锥投影的编程来进一步编写圆柱投影的程序，实现投影转换方法；实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告四：圆柱投影的程序实现报告人：报告内容：。
ARCMAP实验报告
地理实验综合报告地理信息系统应用姓名邢婉学号 1256408067 成绩一、实验目的1、利用影像配准（georeferencing）工具进行影像数据的地理配准。
2、扫描地图中点、线、多边形的数字化（编辑器editor的使用）。
3、掌握arcmap下各种渲染方式的使用方法，通过渲染方式的应用将地图属性信息以直观的方式表现为专题地图。
4、使用arcmap layout（布局）界面制作专题地图。
5、地理信息查询。
二、实验准备1、软件准备：arcgis desktop 9.2软件的arcmap模块、arccatalog模块2、实验数据：地形图扫描图像、省会城市、地级城市驻地、国界线、线状省界、主要公路、省级行政区、hillshade_10k三、仪器设备微型电子计算机一台、arcgis desktop 9.2软件一套四、实验步骤1、影像数据配准第一步：加载控制栏、加载图层、输入控制点添加georeferencing工具栏加载地形图,jpg，点击点击link table ，，在图上添加控制点，输入正确的方里网坐标（7个以上），检查残差,注意要保持残差在2.0以下。
结果如图1-1：图1-1 第二步：设置数据框属性右键点击layers查看属性，设置data frame properties页中的数据框属性（图1-1），设置general页中units display为meters（图1-2），设置coordinate system页中投影的类型（predefined>projected coordinate systems>gauss kruger>xian 1980>xian 1980 3 degree gk cm 126e）（图1-3），属性设置完成。
图1-1 图1-2 图1-3 第三步：矫正并重采样栅格生成新的栅格文件点击georeferencing下拉菜单中的rectify，对配准的影像文件根据设置的变换公式进行重新采样，另存为一个新的影像文件（图1-4）。
地学计算机制图(MAPGis)实验课指导书
地学计算机制图（MAPGis）实验课指导书目录实验一 MAPGIS软件安装和运行环境配置及数据格式转换························································实验二图框生成·····························································································································实验三栅格图像校正·····················································································································实验四地质图矢量化——点图元编辑·························································································实验四矢量化——线图元编辑······································································································实验四地质图矢量化——区图元编辑·························································································实验五拓扑造区·····························································································································实验六数据导入·····························································································································实验七图形剪裁·························································································································实验八误差校正·····························································································································实验九地图投影及其变换·············································································································实验十 MAPGIS地图库建立与管理································································································实验一 MAPGIS软件安装和运行环境配置及数据格式转换一、实验目的1. 熟悉MAPGIS的基本功能和软件安装的基本步骤;2. 掌握MAPGIS工作环境配置方法和步骤。
地图投影,空间数据处理指导-实验4
实验四、空间数据处理一、实验目的1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。
领会其用途。
2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。
3. 熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。
二、实验准备预备知识：ArcToolbox 是ArcGIS Desktop 中的一个软件模块。
内嵌在ArcCatalog 和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。
ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：● 数据管理● 数据转换● Coverage 的处理● 矢量分析● 地理编码● 统计分析空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。
是通过空间分析方法来实现的。
是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），相交（交集）。
地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统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。
在ArcGIS 中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系：● GCS_WGS1984 (基于WGS84 基准面)● GCS_BEIJING1954 (基于北京1954 基准面)● GCS_XIAN1980 (基于西安1980 基准面)投影坐标系（Projected Coordinate Systems）投影坐标系使用基于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标系。
投影坐标系由以下参数确定● 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）在ArcGIS 中提供了几十种常用的投影方法北京1954 投影坐标系和西安1980 坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。
GIS导论实验报告(完整版)
实验一桌面GIS的功能与菜单操作一、实验内容了解ArcView、MapInfo等GIS软件的界面、功能及菜单操作等内容。
二、实验目的通过GIS软件(如：MapInfo、ArcView、ArcGIS等)的实例演示与操作，初步掌握主要菜单、工具栏、按钮等的使用；加深对课堂学习的GIS基本概念和基本功能的理解。
三、实验指导（一）了解主流GIS软件平台基础1.熟悉并标注ArcView的工作界面、菜单及命令功能。
2.熟悉并标注MapInfo的工作界面、菜单及命令功能。
（二）地理数据可视化操作1.所需数据：GIS_data\Data12.使用软件：MapInfo GIS3.主要内容如下：①打开中国省区图。
打开MapInfo软件，在菜单栏中选择“文件（File）”|“打开表（Open Table）”命令，弹出如下图所示的“打开”对话框，在其中选择所要的数据PROVINCE.TAB文件。
单击“打开”按钮，即可显示如下图所示的中国省区图。
②浏览人口数据。
在打开中国省区图的前提下，选择“窗口（Window）”|“新建浏览窗口New Browser Window”命令，在“表格浏览器”中就显示了中国人口统计表格，如下图所示。
单击表格中每一行前的空格，在左边的中国省区图即可显示对应的省区的阴影，如下图。
③显示人口密度的分布。
在打开中国省区图的前提下，选择“地图（Map）”|“创建专题地图（Create Thematic Map）”命令，在随后弹出的“创建专题地图—步骤1/3”对话框中选择模板类型，单击饼图按钮，出现模板名为“缺省饼图”，选中此单选按钮，单击“下一步”，如下图。
在弹出的“创建专题地图—步骤2/3”对话框中，选择字段为Total＿pop＿1990进入到饼图/直方图数据处理栏中，如下图。
单击下一步按钮，弹出如下图所示的“创建专题地图—步骤3/3”对话框，单击“确定”按钮后，MapInfo将给出默认的创建好的专题地图的图例。
实验指导四 空间数据处理与地图投影
实验四空间数据处理与地图投影一、实验目的1．掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。
2．掌握地图投影变换的基本原理与方法。
3．掌握ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术，同时了解地图投影及其变换在实际中的应用。
二、实验准备1．软件准备：ArcGIS 10.22．数据准备：（1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图）（2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料）以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile（3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值）（4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果（5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性三、实验内容与步骤1. 空间数据处理1.1 裁剪要素在ArcMap中，添加数据“云南县界.shp”、“Clip.shp”（Clip 中有四个实体）开始编辑，激活Clip图层。
选中Clip图层中的一个实体（注意不要选中“云南县界”中的实体！）图4-1 编辑Clip点击按钮，打开ArcToolBox；选择“Analysis Tools->Extract”，双击“Clip”，弹出窗口剪切窗口，指定输入实体为“云南县界”，剪切实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称，这里请命名为“云南县界_Clip1”如图4-5；图4-2 工具箱图4-3 剪切窗口依次选中Clip主题中其它三个实体，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层——“云南县界_Clip1”，“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）；操作完成后，一定要“Save Editors”。
图4-4 生成四个剪切图层1.2 拼接图层✓在ArcMap中新建地图文档“File->New”，加载在剪切实体操作中得到的四个图层；✓在工具箱中选择“Data Management Tools->General”，双击“Append”，在追加窗口中，设置输入实体和输出实体，如图4-7；图4-5 拼接图层窗口图4-6 拼接效果✓右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“Data”->”Export Data”，弹出窗口，将输出图层命名为“YNOK.shp”，如图4-9；图4-7 导出数据窗口✓通过以上操作我们就完成了将4个图层拼接为一个图层的处理；✓新建一地图文档，加载数据YNOK.shp，查看图层并打开其属性表查看与“云南县界”中的属性表有何区别（为什么有这些区别？）。
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实验四、空间数据处理
一、实验目的
1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。
领会其用途。
2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。
3. 熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术
4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。
二、实验准备
预备知识：
ArcToolbox 是ArcGIS Desktop 中的一个软件模块。
内嵌在ArcCatalog 和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。
ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：
● 数据管理
● 数据转换
● Coverage 的处理
● 矢量分析
● 地理编码
● 统计分析
空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。
是通过空间分析方法来实现
的。
是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），
相交（交集）。
地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）
地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统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。
在ArcGIS 中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系：
● GCS_WGS1984 (基于WGS84 基准面)
● GCS_BEIJING1954 (基于北京1954 基准面)
● GCS_XIAN1980 (基于西安1980 基准面)
投影坐标系（Projected Coordinate Systems）
投影坐标系使用基于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标系。
投影坐标系由以下参数确定
● 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）
在ArcGIS 中提供了几十种常用的投影方法
北京1954 投影坐标系和西安1980 坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。
地理变换
地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标
系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地
理变换来实现地理变换或基准面平移。
主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。
投影变换
当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成
另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。
实验数据：
云南县界.shp; Clip.shp 西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp
三、实验内容及步骤
空间数据处理
步骤：
将所需要的数据下载后，解压到E:\gisdata,
设定工作区:在ArcMap 中执行菜单命令：<工具>－><选项>，在“空间处理”选项页里，
点击“环境变量”按钮，在环境变量对话
框中的常规设置选项中，设定“临时工作
空间”为E:\gisdata
第1步裁剪要素
● 在ArcMap 中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp （Clip 中有四个要素）
● 激活Clip 图层。
选中Clip 图层中的一个要素，注意确保不要选中“云南县界”中的要素！
点击
打开 ArcToolbox ，
指定输出要素类路径及名称，这里请命名 为“云南县界_Clip1”
指定输入类：云南县界
指定剪切要素：Clip （必须是多边形要素）
依次选中 Clip 主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤， 完成操作后将得到共四个图层（“云南县 界_Clip1” , “云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4” ）。
第 2 步 拼接图层
◆
在 ArcMap 中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的 四个图层
◆
点击
打开 ArcToolbox
在 ArcToolbox 中执行“追加”命令
输出要素：设定为 云南县界_Clip1, 输入要素：依次添加其它三个图层
右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“数据”->”导出数据”
指定导入数据的路径和名称:YNOK.shp
通过以上操作我们就完成了将 4 个图层拼接为一个图层的处理。
新建一地图文档，加载数据 YNOK.shp ，查看图层及打开其属性表看看与“云南县界”中的属性 表有何区别。
第 3 步
要素融合
◆
◆ ◆ ◆
在拼接图层的基础上继续 执行“融合”命令
输入要素：指定为 YNOK
融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，YNOK 图层
中“所属州”相同的要素将合并成一个要素
以上操作 ， 根据指定字段的值 ， 对现有图层中的要素进行融合 ， 产生新的图层 ―
YNOK_Dissovle,打开并查看其属性表 类似地，重复以上过程，并将融合字段指定为：CHINESE ，看看结果有何不同
第 4 步
图层合并
◆
在 ArcMap 中 新建一 个地 图文档， 加载数 据 GISDATA\ 西双版纳 森林覆盖 .shp 和GISDATA\西双版纳县界.shp
◆ ◆ ◆
调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方
打开 ArcToolbox ，在 ArcToolbox 执行“联合”命令
在联合对话框中输入要素：依次添加 “西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层
输出要素类：设置为 Union.shp
查看输出要素类：Union 的的属性表，并检查属性“Type”，其中为“Y”的表示有植被覆盖的区域，右键点击图层Union,修改属性－>符号（设置为唯一值图例，字段设置为TYPE）
思考题：勐海县的总面积是多少平方公里？其中有森林覆盖的区域面积是多少？没有森林覆盖的区域面积是多少？
第5步图层相交
◆ ◆ ◆
在图层合并练习的基础继续
在ArcToolbox 中，执行“相交”命令在“相交对话框”中
输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层
输出要素类：设置为Intersect.shp
查看输出要素类InterSect，并与“西双版纳森林覆盖”及“图层合并”操作所得结果――“Union”进行比较，并进一步思考这类操作适合求解哪一些现实问题。
定义地图投影
第6步定义投影
（1）在ArcMap 中新建地图文档，添加第 4 步成生成的图层:Union.shp
（2）在TOC 中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“源”
选项页，查看这图层是什么坐标系
（3）打开ArcToolbox，执行命令“定义
投影”命令
在定义投影对话框中，选择要素类：Union，点击坐标系输入框右边的按钮，
在出现的“空间参考属性”对话框中，选择一个地理坐标系，GCS_BEJING_1954
（注意：前提是我们已知道图层Union 是使用北京1954 地理坐标系）
点击“ 选择按钮”，从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Geographic Coordinate
Systems\Asia\Beijing 1954.prj）
（4）在TOC 中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“源”
选项页，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“北京1954 地理坐标系”
第7步投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系
（1）在第6 步的基础上进行
（2）打开ArcToolbox，执行命令“定义投影”命令
（3）在“投影”对话框中，依次设定输入要素类为――Union，输出要素类为――Union_PRJ_BJ54.shp, 输出坐标系选择为――“BEJING_1954_GK_ZONE_17N”
从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954\Beijing 1954 GK Zone 17N.prj）
（4）确定后，完成由地理坐标系GCS_BEJING_1954到投影坐标系
BEJING_1954_GK_ZONE_17N 的变换。
（5）请参照以上过程，完成由投影坐标系－BEJING_1954_GK_ZONE_17N 到投影坐标系
四、实验报告要求
回答第 4 步中的问题―――没有森林覆盖的区域面积是多少？说明原理并给出结果。
提示：面积单位是什么？如何转换成平方公里？。