城市地理信息系统实验指导书

城市地理信息系统实验指导书

（试用）

四川农业大学都江堰校区

农林遥感与信息技术实验室

2013年7月

实验一、CAD工程图空间参考系统建立

一、实验目的：掌握工程专业图CAD图转入ArcGIS9.3的方法，以及坐标系统的建立。

二、实验内容：CAD工程图空间参考系统建立。

三、实验要求：个人独立进行，学习怎么将CAD工程图转入到Arc GIS 9.2中，并进行坐标系统的建立。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、AutoCAD软件、ArcGIS9.3、四川农业大学都江堰校区校园给水管网布置图等。

五、实验操作：

1、检查CAD图的文件名称，只能使用英文名称，如果是中文名称的要改CAD文件名，否则，转换过程要出错。

2、打开Arc GIS 9.2的ArcCatalog，

调出ToolBox。

3、在Conversion Tools | To

Geodatabase | Import from CAD ，

打开Import from CAD对话框，如

图，在Import files中输入要转换的

CAD工程图，在Output Staging

Geodatabase 中输入转换后的数据

库的位置（可以使用系统默认的存

储位置而不另外选择存储位置）。

4、在Spatial Reference (Optional )

中选择转换后的数据库的坐标系统，

完成后，点击OK按钮。

5、进行坐标系统的配置，选择Spatial

Reference (Optional )栏右侧的按

钮，出现

Spatial Reference Properties对话框，

如图。

6、在Spatial Reference Properties对话框中，占击Select按钮，出现Browse for Coordinate System对话框，可以在对话框中选择地理坐标或投影坐标，然后点确定，就开始转换，并出现转换相关信息，如图。

7、选择好相应的坐标系统后，数据库系统就有了相应的坐标了。

8、把转换后的数据调入ArcMAP中，与CAD工程图进行比较，检查转换过程中是否有重要信息丢失。

注：在转换CAD 图之前，也可以只把需要转换的图层在CAD 中作相应的处理而转换出来，不需要的图层就不转换。 六、实验报告

1、在ArcGIS 中给“四川农大分校校园给水管网布置图.dwg ”建立平面坐标系应该注意哪些问题，请你写出其主要步骤？

实验二、校园供水专题图层的建立

一、实验目的：让学生学会使用ArcGIS9.3的ArcMAP对四川农业大学都江堰校区校园给水管网建立相应的专题。这是建立UGIS的基础工作之一。

二、实验内容：校园供水专题图层的建立。

三、实验要求：每个人独立完成。让学生学会使用ArcGIS9.3的ArcMAP正确地建立校园给水管网各专题图层。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、AutoCAD软件、ArcGIS9.3、四川农业大学都江堰校区校园给水管网布置图

等。

五、实验操作：

1、用AutoCAD软件打开四川

农业大学都江堰校区校园给水

管网布置图文件，查看给水管网

系统中由哪些部分组成。

2、打开ArcCatalog，在相应的

目录中建立校园给水管网系统

的各组成部分的图层。

3、建立图层时，出现 Create New

Shapefile对话框，如图，在name中输入图层名称，在Feature Type中选择图层类型。

4、给新建的图层加载相应的坐标系统，点Edit

按钮，出现Spatial Reference Properties对话框，如图，点击Select按钮，选择相应的坐标系统，可以选择地理坐标或投影坐标，但要注意与前面的数据库系统相一致。

5、在ArcMAP中调入相应的图层（如给水管网中的主管），进行相应的矢量化或图层建立。注意在建立某一图层时，要与CAD工程图中的图形进行比较，以免出错。

6、其它给水管网中的图层也如上述方式进行建立，直到将给水管网中的所有组成部分全部建立完毕。

六、实验报告

1、为什么在ArcCatalog中建立的图层加载坐标系统时要与数据库的坐标系统一致？

2、校园供水管网主要有哪几部分组成，建立各专题图层的主要步骤有哪些？

实验三、专题图层的编辑修改

一、实验目的：掌握GIS软件（ArcGIS9.3）对已经建立的各专题图层进行编辑修改，以保证相应的图层的正确性。

二、实验内容：专题图层的编辑修改。

三、实验要求：每个人独立完成。让学生学会使用ArcGIS9.3的ArcMAP在已建立的校园给水管网各专题图层的基础上，对各图层进行编辑、复制、修改等操作，以确保各图层的正确性。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、AutoCAD软件、ArcGIS9.3、四川农业大学都江堰校区校园给水管网布置图等。

五、实验操作：

在ArcMap中，按实验二的方式建立各种专题图层，进行如下编辑操作，本次实验侧重在专题图层的各部分的完整性、连通性，要特别注意编辑和修改，水管不能用多余部分，相应的管网设施不能有间隔或空隙。

1、图形编辑

进入ArcMAP工作环境，打开已有的地图文档，进行

1）、要素复制

平行复制：

单击“Edit tool”按钮，选中要复制的线要素，单击

Target箭头，选择需要复制的平行线的数据层，在Editor

下选择copy Parallel 命令，打开Distance 对话框，输入

平行线间距离（地图单位，正负表示复制方向），按回车

键即可。

缓冲区边界生成与复制

单击“Edit tool”按钮，

在图形窗口中选择要复制

的线要素，单击Target箭

头，选择需要复制的缓冲区的数据层，在Editor 下

选择Buffer 命令，打开Distance 对话框，输入缓冲区距离（地图单

位），按回车键即可。

镜面复制

单击“Edit tool”按钮，在图形窗口中选择要复制的线要素，单击Target箭头，选择需要行行的镜面操作的要素，在Task 下选择Mirror Features命令，单击“Edit tool”

按钮，在图形窗口中定义首尾两点确定一条中心线，选择的要素按照定义的中心线对称复制。

2）、要素合并

只有相同类型的要素才能合并，包括要素空间合并（Merge 和Union）和要素裁剪合并（Intersect）,合并可以在同一数据层或不同数据层中进行，参与合并的要素可以是相邻或分离要素。

Merge操作

Merge操作完成同层要素的空间合并，无论是相邻或分离，都可以生成同一要素，新要素一旦生成，原来的要素自动被删除。

单击“Edit tool”按钮，在图形窗口

中选择要合并的要素，单击Target箭头，

选择合并后的新要素的目标数据层，在

Editor 下选择Merge命令，打开Merge

对话框，选择所列出的合并要素，单击

“OK”按钮，Merge操作自动将被选择

要素的属性赋给合并后的新要素。

Union操作

Union操作完成不同层要素的空间合并，无论是相邻或

分离，都可以生成同一要素。

单击“Edit tool”按钮，在图形窗口中选择要合并的要

素（来自不同数据层），单击Target箭头，选择合并后的新

要素的目标数据层，在Editor 下选择Union命令，所选择

要素将被合并生成一新要素。

Intersect 操作

Intersect 操作完成相互重叠overlay部分的要素裁剪

合并。数据可以是不同数据层，生成一新要素。并保存了

原来的类型，但无任何属性。

单击“Edit tool”按钮，在图形窗口中选择具有重叠

部分的要素，单击Target箭头，选择新要素的目标

数据层，在Editor 下选择Intersect命令，所选择要

素将被的公共部分合并生成一新的要素。

3）、要素分割

用ArcMAP要素编辑工具可以分割线要素和

多边形要素。对线要素可以任意定义一点进行分割，也可以离开线的起点和终点一定距离处分割，或按线长度的百分比分割，分割后线要素的属性值是分割前的属性值的复制。对多边形要素按照要素所绘制的分割线进行分割，分割后的多边形要素的属性值是分割前的属性值的复制。

（1）、线要素分割

任意点分割线要素

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要

分割的线要素，单击“Split tool”按钮，在线要素

上任意选择分割点，单击左键，线要素按照分割点分成两段，可通过“edit tool”按钮把该线要素拉开查看。

按长度分割线要素

单击

“edit tool”

按钮，在图

形窗口中选

择需要分割

的线要素，

在Editor下

拉菜单中，

选择Split命令，打开其对话框，在line文本对话框中，显示线的长，在Split选项组中可以选择两种按长度分割线要素的方式，第一，按长度距离分割，第二，按长度比例分割。

在Orientation选项组中，可选择从线要

素的起点计算距离，还是从终点计算距离。

单击OK，线要素按照确定或计算的分割点

分成两段。

布点分割线要素

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选

择需要分割的线要素，单击Target箭头，选

择需要沿线放置点要素的数据层。在Editor

下拉菜单中，选择Divide命令，打开其对话

框，在对话框中输入分割线要素的点数，这些

点在线要素上均匀放置，或者输入分割线要素

的点间距离，单击OK按钮，就按确定的点数或点间距离分割线要素了。

（2）、多边形要素分割

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要分割的多边形要素，单击Task箭头，Cut Polygon Features (分割多边形要素)。单击“Sketch tool”按钮，绘制曲线，分割曲线应与原始多边形相交，单击右键，选择Finish Sketch命令，结束分割曲线的绘制。原

始多边形要素按绘制的分割曲线被割成两个多边形。

4）、线要素延长与裁剪

延长可实现多个线要素自动与目标线相接，裁剪

可实现按固定距离条件或边界线裁剪线要素。

绘制草图延长线要素

单击Task箭头，选择Extend/Trim Features（延

长与裁剪要素）选项，单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要延长的线要素，单击“Sketch tool”按钮，在图形窗口中绘制一条草图线作为线要素延长的目标，双击鼠标左键（或单击右键选择Finish Sketch命令），结束草图绘制，线要素就会延长到绘制的草图线。

按照长度裁剪线要素

单击Task箭头，选择modify Features(修改要素)选项，单击

“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要裁剪的线要素，单击

右键，选择Trim to Length命令，打开Trim 文本框，在Trim 文

本框中输入裁剪的长度，并按回车键，线要素就会按

照确定的长度裁剪。

按照边界线裁剪线要素

单击Task箭头，选择Extend/Trim Features（延

长与裁剪要素）选项，单击“edit tool”按钮，在图

形窗口中选择需要裁剪的线要素，单击“Sketch

tool”按钮，在图形窗口中绘制一条草图线作为线

要素裁剪的界线，双击鼠标左键（或单击右键，选

择选择Finish Sketch命令），结束边界线的绘制。

沿着所绘制的边界线方向右侧的线要素被裁剪。

线要素翻转

线的延长与裁剪操作，都是按照线要素的终点进行的，如

要按线要素的起点进行延长或裁剪操作，需要首先进行线要素

的翻转操作（Flip），也就是改变线要素的方向，使原来的起点

变为终点，原来的终点变为起点。

单击Task箭头，选择modify Features(修改要素)选项，单

击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要翻转的线要素，单

击右键，选择Flip命令，线要素被翻转。

5）、要素的变形与缩放

（1）、要素的变形

线要素和多边形

要素的变形操作都是

通过绘制草图完成

的。在对线要素进行

变形操作时，草图线

要与线要素相交，且草图线的两个端点应该位于线要素的一侧。

对多边形要素进行变形操作时，草图线的两个端点位于多边形要素内，多边形将增加一块草图面积；如草图线的两个端点位于多边形要素外，多边形将裁剪一块草图面积。

单击Task箭头，选择Reshape Features（要

素变形操作）选项，单击“edit tool”按钮，

在图形窗口中选择需要变形的要素（线或多边

形），单击“Sketch tool”按钮，在图形窗口

中绘制一条草图线，双击鼠标左键（或单击右

键，选择选择Finish Sketch命令），被选择要

素就会按照草图与原图的关系发生变形。

（2）、要素的缩放

添加缩放工具

在ArcMAP主菜单条上单击Tools，在下

拉菜单中，选择Customize命令，打开对话框，

进入Commands选项卡，在Categorie选项卡

中选择Editor，在Commands选项卡中选择

Scale。将其拖放在Editor工具条中，关闭对

话框。

缩放操作

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要缩放的要

素（可以多选），单击“Scale”按钮，根据需要移动要素选

择锚位置，在要素上按住左键拖动到缩放的尺寸，释放鼠标

左键，完成要素缩放。

6）、要素结点编辑

在编辑时，可以根据需要增加、删除、移动结点，实现要素

局部形态的改变。

增加结点

单击Task箭头，选择Modify Features（修改要素）选项，

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要增加的要素。

在需要添加结点的位置上单击右键，选择Insert Vertex命令，

添加一个结点。

删除结点

单击Task箭头，选择Modify Features

（修改要素）选项，单击“edit tool”按钮，

在图形窗口中选择需要删除的要素（线或多

边形），在需要删除结点的位置上单击右键，

选择Delete Vertex命令。或者，选择Property

命令，打开Edit Sketch Property对话框，显示结点坐标，按住Shift键或Ctrl键选中多个结点，单击右键，选Delete命令或者直接按Delete键就可以删除多个结点，删除结点后要素形状发生变化。

移动结点

移动结点可以使要素完全变形，也可以使要素在保持基本几何形状的前提下拉伸。有4种方法：

单击Task箭头，选择Modify Features（修改要素）选项，

单击“edit tool”按钮，在图形窗口中选择需要移动的要

素（线或多边形），在需要移动结点的位置上按住左键，

并将结点拖放到新的位置后释放左键。

在需要移动结点的位置上单击右键，选择Move to

命令，在打开的Move to 窗口中输入坐标，并按

回车键，结点按照输入的坐标移动到新的位置。

在需要移动结点的位置上单击右键，选择Move 命

令，在打开的Move窗口中输入坐标增量，并按回

车键，结点按照输入的坐标增量移动到新的位置。

在图形窗口中选择需要移动的要素，在Editor菜单中，选择Options命令，打开Editing

Options对话框，打开General对话框，进

入General选项卡，选中Stretch geometry

proportionately when moving a vertex复选

框，单击确定按钮，完成要素拉伸开关设

置，退出该对话框。在需要移动结点的位

置上按住左键，将结点拖放到新的位置后

释放左键，结点被移位，要素被拉伸，但

基本形状基本保持不变。

六、实验报告

1、在管线系统的的编辑修改过程中，你认为重点应该放在哪些问题方面？

2、假设把不同的管网施分开建立不同的专题，如果要便于检查，把它们放在同一个图层来检查，如何操作？

实验四、专题图层的属性编辑

一、实验目的：掌握GIS软件（ArcGIS9.3）对已经建立的各专题图层的属性数据进行编辑修改，以保证相应的图层属性数据的正确性。

二、实验内容：专题图层的属性编辑。

三、实验要求：每个人独立完成。让学生学会使用ArcGIS9.3的ArcMAP在已建立的校园给水管网各专题图层的基础上，对各图层属性数据进行编辑、修改等操作，以确保各图层属性数据的正确性。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、、ArcGIS9.3、AutoCAD、VFP、四川农业大学都江堰校区校园给水管网布置图等。

五、实验操作：

属性数据编辑包括单要素或多

要素属性进行添加、删除、修改、复

制或粘贴等多种编辑操作，通常用两

种方式进行：

在ArcMap中，按实验二的方式

建立各种专题图层。

1、单击“Edit tool”按钮，在图形窗

口中选择需要编辑属性的要素（可以

多选），单击右键，再单击Attributes

按钮，打开Attributes对话框，如图，在Attributes对话框中，左窗格显示被选择的要素，

右窗格中显示属性字段及其属性值，单击右窗口的

Value栏，可修改其属性值。

2、在ArcMap视图中，右键单击需要进行属性编辑的

数据图层，选择Open Attribute Table命令，如图，打

开图层的属性表，如图，单击Option按钮，如图，可

对所选择要素的属性值进行多种编辑修改，如添加属

性值、修改属性值、复制属性值等，也可以进行字段、

关联表、属性表导出等操作。

增加字段：在ArcMAP中，打开某图层属性表，

左键单击Options | Add Field，打开增加字段对话框，

输入“面积”，并设置Type和相应的值，如下图。

小班面积计算：打开某图层属性表，选择某字段，如面积，鼠标右键选择Calculate Geometry，打开Calculate Geometry对话框，如图，在Coordinate system中选择Use coordinate system of the data frame，Units

选择Square meters，点ＯＫ，即可计算

出每个小班地块的面积

字段计算：打开某图层属性表，选

择某字段，如Link_ID，鼠标右键选择

Field Calculator，打开Field Calculator对

话框，如图，在Link_ID下面的框中键

入一个值，或一个表达式，即可计算出

相应的值。

对某一列或某字段排序：选择某一

字段，点鼠标右键，选择Sort

Ascending(递增) 或Sort Descending(递

减)，即可按设定的规则进行排序。

删除字段：如果不需要的字段，可

以删除。选择某字段，鼠标右键选择

Delete Field，即可，如下图。

3、属性数据的浏览

在Editor工具栏上，使用Edit tool按钮，选择要浏览的要素，点击Attribute按钮，即可打开Attribute对话框进行浏览。

或，在ArcMap数据显示工具栏上，单击Identify Features按钮，在图形窗口中单击要浏览属性的要素，打开Identify Features对话框浏览。

4、对专业数据库的编辑与上述编辑类似，可用相应的数据库软件进行（如Access或VFP等），为了便于以后图形数据库与专业数据库的联接，应该对数据库进行必要的设置。

六、实验报告

1、属性数据的编辑过程中，如果要对某图层的属性数据增中字段，如何进行？

2、如果要计算某个图层各地块的实际面积大小，怎么进行操作？

实验五、数据库的连接

一、实验目的：掌握GIS软件（ArcGIS9.3）对已经建立的各专题图层的属性数据与专业数据库的连接。

二、实验内容：数据库的连接

三、实验要求：每个人独立完成。让学生学会使用ArcGIS9.3的ArcMAP在已建立的四川农业大学都江堰校区实习林场各专题图层的基础上，对各图层属性数据与专业数据库的数据进行连接。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、ArcGIS9.3、VFP或Access、四川农大分校校

园给水管网布置图。

五、实验操作：

一般情况下，需要把图形数据库与专业数据

库进行连接，以便进行专业上的管理和查询

分析。

1、在ArcMAP中，选择某图层，点鼠标右

键，选择Joins and Relates | Joins ，打开

Joins Data对话框，如右图；

在第二栏中选择需要连接的字段；

在第三栏中选择需要连接的数据库文件；

在第四栏中选择连接的关键字段；

点OK，即完成。

2、连接后的属性表具有了原来两个表格的

属性值：

3、显示设置：

在某图层右键单击选择Properties，选择Display选项卡，可根据生产或管理的需要，对各种属性进行设置，如图（根据专业数据库中的优势树种进行设置）。设置后，显示的效果图如下

六、实验报告

1、在数据库连接前，查询各主要供水要素，主要有哪些属性特征？

2、为什么要用用图形数据的的相关属性与专业属性进行连接？

3、在进行各专题图层的属性数据与专业数据库的连接后，这两个数据数据是完全合并了吗？为什么？

一、实验目的：掌握GIS软件（ArcGIS9.3）建立的供电系统各专题图层及其属性数据进行编辑修改，以保证相应的图层及其属性数据的正确性。

二、实验内容：四川农业大学都江堰校区校园供电系统建设。

三、实验要求：每个人独立完成。让学生学会使用ArcGIS9.3建立的校园供电系统各专题图层，及对各图层属性数据进行编辑、修改等操作，以确保各图层及其属性数据的正确性。

四、实验仪器设备和材料：计算机系统、ArcGIS9.3、AutoCAD、VFP、四川农业大学都江堰校区校园供电线路图等。

五、实验操作：

可以参考实验一到实验五的有关操作部分建立四川农业大学都江堰校区校园供电系统的相关图层。建议建立以下图层：

属性数据参考内容：

供电线路属性数据：名称、材质、直径、生产厂家、建立时间。

配电房属性数据：编号、房屋结构、楼层、面积、修建时间。

落地配电柜属性数据：编号、生产厂家、建立时间。

六、实验报告

1、如何将分段画好的供电线路合成一个完整的一根供电线路？使用ArcGIS中的什么命令可以实现？

2、如果所画的配电房的面积以你所画的图的面积为准，如何计算配电房的面积？