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1、实习五ArCGlS的矢量分析(二)一、实习目的驾驭基本的矢量分析方法，为选择合适的空间分析工具求解困难的实际问题打下基础。二、实习内容1、驾驭运用ArcGIS进行数据提取的4种方法及操作。2、了解缓冲区分析的基本原理，驾驭缓冲区分析的基本操作。3、了解叠置分析的基本原理，驾驭叠置分析中6种分析的操作过程。4、了解网络组成和建立，驾驭基本的网络分析的功能和操作。三、实习相关学问3.1 ArcGIS数据提取在ArCGlS中可以运用数据裁剪、数据拆分、数据选择以及表格等工具将所须要的数据从原始数据层中提取出来，下面简洁介绍一下每种工具的运用方法。数据裁剪(Clip)数据裁剪(CliP)是指将输入图层
2、与剪切要素(CliPFeatUreS)重叠的要素提取出来，并形成一个新图层。在ArCGlS中，主要操作步骤如下(以项目区裁剪秫归县城主干道为例)：(1)在ArcMap窗口中，单击按钮通，打开ArcToolbox窗口中，双击AnalysisTools中Extract下的Clip工具，打开如图5-1所示的Clip对话框：图5-1(2)在Clip对话框中，在InputFeature中选择输入要素所在的图层；在ClipFeature中选择裁剪要素；在OUtPUtFeatureClass选择输出要素所在的图层信息；在XYToIeranCe文本框中输入误差容限值，选择容差值单位，单击OK按钮，完成要素的裁
3、剪操作，结果如下5-2所示：图5-2数据拆分(Split)数据拆分(SPlit)是将输入要素拆分成几个输入要素。拆分字段(SPlitFields)中每个唯一值(UniqUevalue)的边界就是拆分输入边界。输出要素类型的名称与拆分字段的名称一样。输出要素的类型将被保存在要素图层所在的工作书目中，在ArCGlS中，详细操作如下：(1)在ArcToolbox窗口中,双击AnalysisTools中Extract下的Split工具，打开如图5-3所示的Split对话框：图5-3(2)在Split对话框中，在InputFeature中选择输入要素所在的图层；在ClipFeature中选择裁剪要素；在
4、OUtPUtFeatureClass选择输出要素所在的图层信息；在SplitFields下拉列表框中选择拆分字段；在XYTolerance文本框中输入误差容限值，选择容差值单位，单击OK按钮，完成要素的拆分操作。选择(Select)选择(Select)工具从输入要素类型或输入要素图层中选择要素，并将其保存生成一个新的图层，输出要素可以依据SQ1.表达式选择而确定。在ArcGIS中，详细操作如下：(1)在ArcToolbox窗口中,双击AnalysisTools中Extract下的Select工具,打开如图5-4所示的Select对话框：图5-4(2)在Select对话框中，在InputFeat
5、ure中选择输入要素所在的图层；在OUtPUtFeaUIreCIaSS选择输出要素所在图层的工作空间和名称；单击呈按钮，弹出如图5-4所示的QUeryBUilder对话框，在此对话框中，设置选择要素的SQ1.语句,单击OK按钮，完成要素的选择操作。结果如图5-5所示：图5-5表格选择(TableSelect)表格选择(TableSelect)工具是从输入表或者表图层中提取选择要素，并保存在一个新的输出表中。在ArCGlS中，详细操作如下：(1)在ArcToolbox窗口中，双击AnalysisTools中Extract下的TableSelect工具，打开如图5-6所示的TableSelect对
6、话框：图56(2)在TableSelect对话框中，在InputFeature中选择输入表;在OutputFeatureClaSS选择输出表的保存位置和名称；单击品按钮，弹出QUeryBUikier对话框，在此对话框中，设置选择要素的SQ1.语句，单击OK按钮，完成要素的表格选择操作。3.2 矢量数据的缓冲区分析缓冲区分析是依据数据库的点、线、面实体，自动建立其四周肯定宽度范围内的缓冲区域多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。点、线、面矢量实体的缓冲区表示该矢量实体某种属性的影响范围，它是地理信息系统重要的和基本的空间操作功能之一。例如，城市的噪音污染源所影响的肯定空间
7、范围、交通线两侧所划定的绿化带，即可分别描述为点的缓冲区与线的缓冲带。而多边形面域的缓冲带有正缓冲区与负缓冲区之分，多边形外部为多边形正缓冲区，内部为负。在ArcGIS中建立缓冲区的方法是基于生成多边形(bufferwizard)来实现的，它是依据给定的缓冲区的距离，对点状、线状和面状要素的四周形成缓冲区多边形图层，完全是基于矢量结构，从操作对象、利用矢量操作方法建立缓冲区的过程到最终缓冲区的结果全部是矢量的数据。下面来介绍在ArcGlS中建立缓冲区。对道路扩建所影像的建筑物的范围做分析：(1)对点文件邮箱的分布图road.shp进行分析操作，首先打开菜单Tools下的Customize选择C
8、ommand标签，如图5-7所示：Dntitled-Arclap-ArcInfol4-QVBpr*rkt-三l”卜。1 AreTglNrG六4411d”. An*lyt, C*rtcr.料1ReUy* ConwiiaArcCtlc.dqIa-BUtptl D，EX- JOCOdIr-Br4 Sonblt 0p,nr Sftfalu 9(*tt 91.nrt Bol1 *uid ，MUork ，s.a” *SeMat 烹Srvr10lSrvie*erCBtMB”Ext*llMStyl(ta图5-7（2）在弹出的Command对话框中（如图5-8）在左边的Categorie框中选择TOOIs,在出
9、现右边的Command框中选择Bufferwizard,拖动其放置到工具栏上的空白处，出现如图59中所示的M图标。图5-8士Fao：也口：”飞？，!：冷图5-9（3）利用选择工具串，选择要进行分析的road线状要素，然后点击M图标,出现Bufferwizard对话框（如图5-10）,选择要进行缓冲区分析的road文件，其中有选择要素和未选择要素时在Useonlytheselectedfeature复选框前打勾（仅对已选择主题中的元素进行分析），点击下一步；BufferfizardVhfttdoyouwanttobuffer?CThJSTftphi6n%h9d“(DefaultAimotatio
10、i(Theatur3oflyerBhmbarof13Nuftberofftturs1(UOnlythelctdftur一清图5-10（4）这时打开的是缓冲区分析形式对话框，如图5-11所示，其中bufferwizard添加对话框有三种方式选择来进行确立不同种类的缓冲区：1） ）AtaSPeCifieddiStanCe是以一个给定的距离建立缓冲区（一般缓冲区）其单位可在bufferwizard对话框中Distanceunits中选择；2） Baseonadistancefromanattribute是以分析对象的属性值作为权值建立缓（属性权值缓冲区）；3） Anmultiplebufferrin
11、gs是建立一个给定环个数和间距的分级缓冲区（分级缓冲区）。图5-11（5）本次选择一般缓中区，给定10米作为缓冲范围，在下面的选择单位选择Meters,如图5-11所示；（6）在BUfferWiZard中BUfferoUtPUttyPe（缓冲输出类型）中选择你要选择的融合各国冲区重叠部分的方式；并选择要输出的缓冲区的存放书目，详细如下图5-12所示：BnffcrViznrd图5-12以上是线状要素的缓冲区的建立。而点状要素缓冲区的缓冲区类型与线缓冲区一样，同样存在着一般、分级、属性权值和独立缓冲区，且建立步骤与点状要素一样，详细结果如图5-14所示几种结果：图5-14面状要素同样可以进场缓冲区
12、操作，其中面状要素有的内缓冲区和外缓冲区之分，在ArCGIS中面状要素的缓冲区获得有以下四种：（1）insideandoutside（内外缓冲区之和）（2） onlyoutside（仅仅只有外缓冲区）（3） onlyinside（仅仅只有内缓冲区）（4） outsideandincludeinside（外缓冲区与原图形之和）图5-15原始面状要素图5-16insideandoutside3.3 叠置分析多边形叠置分析是指同一地区、同一比例尺、同一数学基础的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行登置。参与叠置分析的两个图层应都是矢量数据结构。若需进行多层叠置，也是两两叠置后再与第三层叠置，依次
13、类推。其中被叠置的多边形为本底多边形，用来叠置的多边形为上覆多边形，叠置后产生具有多重属性的新多边形。其基本的处理方法是，依据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。叠置的目的是通过区域多重属性的模拟,找寻和确定同时具有几种地理属性的分布区域,依据确定的地理指标,对叠置后产生的具有不同属性的多边形进行重新分类或分级；或者是计算一种要素（如土地利用）在另一种要素（如行政区域）的某个区域多边形范围内的分布状况和数量特征，提取某个区域范围内某种专题内容的数据。从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按肯定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并
14、、逻辑差等的运算。依据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；在ArCGIS中数据的叠置分析主要分为6种，即擦除分析、一样性分析、交集分析、对称差分析、联合分析和数据更新分析。3.3.1 擦除(Erase)擦除是指输入图层依据擦除图层的范围的大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最终得到剩余的输入图层的结果。从数学的空间逻辑运算的角度来说，即AAGB(xwA且X/8,A为输入图层，B为擦除图层)，详细表现如图5-205-21和5-22所示：输入图层图5-20多边形与多边形输入图层图5-22点与多边形在ArCGlS中实现以上的操作，详细的步
15、骤如下：在ArcMap主界面上点击.按钮，打开ArcToolbox工具箱，在ArcToolbox中选择AnaIyStToolS,打开后选择Overlay中的Erase选项，双击打开Erase对话框，如图5-24所示，在EraSe操作的对话框中填入输入图层(InputFeatures),擦除参照(EraseFeature),输出图层(OutputFeatureClass)和容限值及单位，在右下角的环境设置(EnVironmentS)中，可以对输入输出数据的参数进行设置。点击OK,进行操作，得到的结果如图526所示：曜ArcToolbox+3DAnalystTools-AnalysisToolsV
16、+&Extract,Erase,Proximity&Statistics图5-23分析工具擦除分析一样性分析交集分析对称差分析联合分析数据更新分析图5-24图5-25原始数据状况Ooa.AOS*r%:：OHQ图5-26擦除后结果3.3.2 一样性分析(IdeiItity)一样性分析是用于推断两个输入图层的几何一样性，输出数据层中保留了输入数据层和一样性图层的全部信息。通过判别要素类与输入点、线或多边形要素进行叠加，可以生成一个新的图层，新的图层中的全部要素和属性以及判别的多边形中的叠加要素和属性将被复制到新的图层中。在ArcGlS中的详细操作如下：在ArcToolbox中选择AnalystTo
17、ols,打开后选择Overlay中ICIentity操作对话框中的Identity选项，打开其对话框，如图5-27所示，然后填入输入图层(I叩Utfeatures),识别参照图层(Erasefeature),输出图层(OutputFeatureClaSS)和选择须要连接过去的属性字段，在右下角的环境设置(EnVironmentS)中，可以对输入输出数据的参数进行设置。点击OK,结果如图5-29所示：图5-27注：A1.1.是全部属性都连接；NO_FID指的是全部的属性中处理FID将被复制到输出到新的要素类中；ON1.Y-FID只有FID这个属性将被显示到输出的新要素类中。图5-28图5-29同
18、样对线状输入图层和点状输入图层在识别叠置操作后也能得到类似于图5-23的结果，这里就不再重复列出来了。要留意的是在ArCGIS中这个识别的图层必需是多边形图层。3.3.3 交集分析(Intersect)交集分析是得到两个图层的交集部分，并且原图层的全部属性将同时在得到的新的图层上显示出来。在数学运算上表现如，xAnB(A,B分别是进行交集的两个图层)。由于点、线、面三种要素都有可能获得交集所以它们的交集的情形有七种，现举例如图530所示：多边形与多边形线与多边形点与多边形躺入图层饯与技点与技点与点输入图层输出图层点、线可多边膨三者相交图5-30点、线、面操作的几种类型交集分析在ArCGlS中的
19、实现如下(以多边形为例)：从ArCToOIboX中选择AnaIyStTOO1s,打开后选择OVeiiay中的InterSeCt选项，打开其对话框,如图5-31所示:Int*rxtfctZ*9QtFur*FurOgld.Q*ojcQrOeQKQFUwQsID11$安K2】4|心1.“3IbPj.nMQrtm(ptD+1凶*1*1图F11TlrGpticol)WPUT-The“ers9C3sBtUnWdWilbthesameomefytypeasthegutFeatureswiththefcowesQmen邠OngeometryIfallnputarepctjrgone,Iheoutputfeat
20、ureclasswilcontainpolygonsoneormoro1hinputsareInesandrvoneoftheinputsarepoints,theOUlpUl*MbemIfoneormorec1hinputsMpoints,theoutfit1ureC1SSwillcontainponts.This咯IhedgToCiHI图5-31然后逐个输入要进行相交的图层(Inputfeatures),按右边的“加号”来将图层添加进来，在中间“Features”组合框内的就是要进行相交操作的图层列表，输入要输出的文件的路径和名称(OUtPUtFeaUIreClass),同时在下方的属性字
21、段中选择要进行连接的属性字段(JoinAttribUteS)或全部，输出文件的类型，也可以对环境参数进行相关的设置，单击OK进行交集操作，输出结果如图5-34。图5-34一样性分析结果图5-35结果的属性值状况图图5-33输入图层2图5-32输入图层1在此之中要留意的是，同时当输入几个图层是不同维数时(例如线和多边形,点和多边形，点和线)，输出的结果的几何类型也就会是输入图层的最低维数据的几何形态。3.3.4 联合分析(Union)联合分析是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的全部地图要素。在布尔运算上用的是Or关键字，即输入图层。r叠加图层，因此输出的图层应当对应于
22、输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。同时在图层合并的同时要求两个图层的几何特性必需全部是多边形。联合分析将原来的多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。多边形图层合并的结果通常就是把一个多边形按另一个多边形的空间格局分布几何求交而划分成多个多边形，同时进行属性安排过程将输入图层对象的属性拷贝到新对象的属性表中，或把输入图层对象的标识作为外键，干脆关联到输入图层的属性表中。联合分析从数学角度来表示就是xIxA=3(A,B为输入的两个图层)。在ArcGlS中实现联合分析的操作如下：从ArcToolbox中选择AnaIyStToOIS,打开后选择Overlay中UniOn操作对话
23、框中的Identity选项，打开其对话框，如图5-36所示，然后逐个输入要进行合并的图层(InPUtFeatUreS),按右边的“力口号”来将图层添力口进来，在中间“Features”组合框内的就是要进行合并操作的图层列表，输入要输出的文件的路径和名称(OutputFeatures),同时在下方的属性字段中选择要进行连接的属性字段(JOinAttributes)或全部，输出文件的类型，也可以对环境参数进行相关的设置，单击C)K进行合并操作，输出结果如图539所示。UnionIckurturTtwsoftrIgd7pr0jctrOutputFeatureClssIDUJS实习f5Ugd-gi5.
24、lJoiMttvibut=(。八onl)InputFeaturesAltioftheinputfeaturecbssesorlayersWhenthedistancebetweenfeaturesis88thantheclustertolerance,thefeatureswiththelowerrankwillsnaptothefeaturewiththehigherrankThehighestrankisone.AlltheInputFeaturesmustbepolygons.WithArcViewandEditorbcenses.thenumberofinputfeaturedesse
25、sOrlayersislimitedtotwo.PpsAllMrtd(*ptibtl)OKICOCdIEnVornf$.I(H要素类(FeatureClasses)和要素数据集(featuredataSet)C,对象类(ObjectClasses)是指存储非空间数据的表格。在GeOdatabaSe中，对象类是一种特别的类，它没有空间特征，如：某块地的主子。在“地块”和“主子”之间，可以定义某种关系。要素类(FeatUreClasses)是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。如河流、道路、植被、用地、电缆等。要素类之间可以独立存在，也可具有某种关系。当不同的要素类之间存在关
26、系时.，我们将其组织到一个要素数据集中。要素数据集是共享空间参考系统的要素类的集合，即一组具有相同空间参考的要素类的集合。将不同的要素类放到一个要素数据集下的理由可能很多，但一般而言，在以下三种状况下，我们考虑将不同的要素类组织到一个要素数据集中：(1)当不同的要素类属于同一范畴。如：全国范围内某种比例尺的水系数据，其点、线、面类型的要素类可组织为同一个要素数据集。(2)在同一几何网络中充当连接点和边的各种要素类，必需组织到同一要素数据集中。如：配电网络中，有各种开关、变压器、电缆等，它们分别对应点或线类型的要素类，在配电网络建模时，应将其全部考虑到配电网络对应的几何网络模型中去。此时，这些要
27、素类就必需放在同一要素数据集下。对于共享公共几何特征的要素类，如：用地、水系、行政区界等。当移动其中的一个要素时，其公共的部分也要求一起移动，并保持这种公共边关系不变。此种状况下，也要将这些要素类放到同一个要素数据集中。对象类、要素类和要素数据集是GeodatabaSe中的基本组成项。当在数据库中创建了这些项目后，可以向数据库加载数据，并进一步定义数据库，如建立索引。创建拓扑关系、创建子类、几何网络类、注释类、关系类等。Geodatabase的数据组织如图5-49所示。图5-49.2创建一个新的地理数据库在ArcCatalog树中选择一个文件夹,在选中的文件夹上单击右键,选择New,再选择Pe
28、rSOnalGeOdatabase,如图5-50所示。输入个人数据库的名称，这时该数据库是空的。-AvlnfecW图5-502J*1gdBg.fw13KYM.3建立数据库中基本的组成项Geodatabase中的基本组成想包括对象类、要素类和要素数据集。当数据库中创建了这些项目后，可以创建更进一步的项目，如子类、几何网络、注释类。1.建立要素数据集建立一个新的要素数据集，必需定义其空间参考，包括坐标系统和坐标域。数据集中的全部要素类用相同的坐标系统，全部要素类的全部要素坐标必需在域的范围内。在定义坐标系统时，可以选择预先定义的坐标系，或者以已有的要素数据集的坐标系或独立要素类的坐标系作为模板，或
29、者自己定义。(1)在ArcCatalog书目树中，在须要建立新要素数据集的地理数据库上单击右键，单击New,选择FeatUreDataSet吩咐，打开NeWFeatUreDataSet对话框，如图5-51所示。在Name窗口输入要素数据集名称,单击下一步按钮,打开SpatialReference属性对话框，图5-51(2)在NewFeatureDataset对话框，如图5-52所示。选择Beijing19543DegreeGKCMllIE,点击下一步，出现如图5-53所示的对话框，选择YelloWSeaI985高程系统，然后点击下一步，在如图5-54所示的对话框，在数值窗口分别输入数据集的最大
30、最小X,Y值及所需精度，假如要素数据集中的要素类有Z值，输入最大最小的Z值及所需精度，假如要素数据集中的要素类有M值，输入最大最小的M值及所需精度。单击Finish按钮即可完成要素数据集的空间参考的定义。cwFeatureDatctth*bIMsd*tgrgyr4nttsstws3lvU3lkvdeerdstHkap*rcU41Uxrth1rrfc.Frjc(4e*wdlyaB*st4ticlcwrsktotr&vrlt4a*dlitudCMr4Mt*ttw0*da*iskllinearyvtaCbi3c*9r4iMtesylaUvtlvlllboi4frZeerdialtnthis4t*.V
31、irtuUzm&msysls八mtWnGInn4Iintvrgt18rdnt.Tbty*1i411mtKp*t*w4ircliM(tiltriths.*rUwSIMSdGsobxe3MrZS7tw1,jffFrjct4C44r4MtSr*t*,且AECwcbscml4)HCowtySyt*Jjl(ssKrujM1S64IBtijincBijZBeijitkji三*CBjincBj三*CBeiJiitcBijin(0M3Za”IOZZ9543Ni105KW43ZcrXCi10ZKnVmTTnn9543cr住CaIKZ03n*Ca111193ZGKa120z9M3Z”Bm95432CKa12619
32、M3Ka”aCi129Z9S43CKCa132IJeVtftelCwAiMteSyI9，AfriFQMi,5iUbtSFQMMti、JtnfStj4rdUv11M91X9KCCenttrvctieaDzKCVUDZ0KovtNDFDOHilMD21118X1微2IMe.IrxlevFeatureDat*set盯HI图5-53图5-52图5-54.4向地理数据库加载数据地理数据库中至此hapefile、CoVerage、INFO表和dBASE表，假如已有数据不是上述格式，可以用AreTOolbOX中的工具进行数据格式的转换，在加载到地理数据库中。(1)导入Shapefile可将Shapefile
33、导入到地理数据库新的或已有的要素数据集中，或导入到数据库独立的要素类中。1)在ArcCatalog树中，右键单击想导入到地理数据库的Shapefile,单击Export,单击ToGeodatabase(single),如图5-55所示。ArcCataloeArcInfo-D:1.IS$road.shp三blK4tYABGI4l皿1.e“IbalkSM4I-BMtSBl1Sg*aShctgQfaariAjAQZQZQrtftruZQ”)“QrrjctrJh,MtlUS*j*Qr*JUZM*Qjtr*22,gGlKj4mmguCr*t1.xrKXPSQCtrl*CCggZSlFteet4t“amia三mS3家赴Q第3：TCNT*”r”.(s4i)TG*42s(Mltrl)图5-552)打开FeatureClassToFeatureClass对话框，如图5-56所示。输入Shapefile文件的路径及目标数据库或目标数据库中要素数据集的路径，并为导入的新要素类输入名字。FeatureC
