空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理

空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.投影變換投影變換（projectiontransformation）是將一種地圖投影點(diǎn)的坐標(biāo)變換為另一種地圖投影點(diǎn)的坐標(biāo)的過程,是研究投影點(diǎn)坐標(biāo)變換的理論和方法。第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月投影變換的基本方法有：①解析變換法：即找出兩投影間的解析關(guān)系式。通常有反解變換法，或稱間接變換法；即{xi，yi}→{i，λi}→{Xi，Yi}；正解變換法，或稱直接變換法，即{xi，yi}→{Xi，Yi}；②數(shù)值變換法。根據(jù)兩投影間的若干離散點(diǎn)或稱共同點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)值逼近理論和方法建立它們間的函數(shù)關(guān)系，或直接求出變換點(diǎn)的坐標(biāo)；③數(shù)值解析變換法。將上述兩類方法相結(jié)合，即按數(shù)值法實(shí)現(xiàn){xi，yi}→{i，λi}的變換，再按解析法實(shí)現(xiàn){i，λi}→{Xi，Yi}的變換第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1定義投影

轉(zhuǎn)換一個(gè)文件同時(shí)轉(zhuǎn)換多個(gè)文件轉(zhuǎn)換柵格第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月Project窗體

Project和ProjectRaster操作流程類似第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月一次處理多個(gè)投影（這個(gè)不經(jīng)常用到）第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月在柵格數(shù)據(jù)這么個(gè)問題：選擇GeographicTransformation時(shí)，可以選擇一種。因?yàn)闆]有識(shí)別出坐標(biāo)系，所以提示錯(cuò)誤。第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇投影坐標(biāo)系第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月使用已有的投影坐標(biāo)系投影第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月以t25_Project投影圖像的坐標(biāo)系作為投影坐標(biāo)系第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月新建一個(gè)投影坐標(biāo)系（不常用）第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

ArcGIS中的空間數(shù)據(jù)主要有兩種類型：一是基于文件的空間數(shù)據(jù)；二是基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)。Coverage\Shapefile\Grid\Image\TIN第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月基于文件的空間數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)CoveragesOracleShapfilesOraclewithSpatialGridsDB2withitsSpatialTypeTINsInformixwithitsSpatialTypeImages(各種格式)SQLServerVectorProductFormat(VPF)filesPersonalGeodatabase(微軟的Access)CAD文件表（各種格式）ArcGIS中的數(shù)據(jù)類型第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

目的：是為了將柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，通過矢量繪圖裝置輸出，或者為了數(shù)據(jù)壓縮的需要，將大量的面積柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由少量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界。根據(jù)描述對象的不同，柵格數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為點(diǎn)狀、線狀和面狀的矢量數(shù)據(jù)。第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月Simplifypolygons是默認(rèn)的，可以簡化面狀數(shù)據(jù)的邊界形狀矢量圖像第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月參數(shù)為VALUE參數(shù)為COUNT第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換原因：諸如行政邊界、交通干線、土地利用類型、土壤類型等數(shù)據(jù)都是用矢量數(shù)字化的方法輸入計(jì)算機(jī)或者以矢量數(shù)據(jù)的方式存在計(jì)算機(jī)中，表現(xiàn)為點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)。但是，矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復(fù)合分析等處理比較復(fù)雜，特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準(zhǔn)，尋找交點(diǎn)并進(jìn)行分析。第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月相比之下，柵格數(shù)據(jù)模式處理要容易的很多。注意：矢量數(shù)據(jù)的基本坐標(biāo)是直角坐標(biāo)X、Y,其坐標(biāo)原點(diǎn)在圖的左下角，網(wǎng)格數(shù)據(jù)的基本坐標(biāo)是行和列（i,j），其坐標(biāo)原點(diǎn)在圖的左上角，變換時(shí)要讓直角坐標(biāo)的X、Y分別與行和列平行。第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月Field窗口選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)所依據(jù)的屬性值，Outputcellsize柵格的大小，也可以通過瀏覽某一個(gè)柵格數(shù)據(jù)，來定義柵格大小第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量柵格數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換柵格轉(zhuǎn)向矢量矢量轉(zhuǎn)向柵格第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)成文本文件（矩陣）轉(zhuǎn)成點(diǎn)矢量文件轉(zhuǎn)成線矢量文件轉(zhuǎn)成面矢量文件轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)型二進(jìn)制（矩陣）第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月文本文件到柵格DEM到柵格矢量到柵格二進(jìn)制文件到柵格點(diǎn)文件到柵格面文件到柵格線文件到柵格第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

ArcGIS中的要素類、Shapfile數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成CAD數(shù)據(jù)，CAD數(shù)據(jù)也可以轉(zhuǎn)換成要素類和地理數(shù)據(jù)庫?？梢詫AD格式的工程圖和規(guī)劃圖等放到ArcGIS軟件中處理。第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)輸出為CAD格式,ConversionTools

OutputType窗口選擇輸出的CAD文件的版本

IgnorePathsinTable（可選），在選擇的狀態(tài)下輸出單一的CAD文件

AppeedtoExistingFiles（可選），選擇的狀態(tài)下將輸出地?cái)?shù)據(jù)添加到已有的CAD文件中SeedFile在此步為選中狀態(tài)時(shí)瀏覽確定所需的已有CAD文件第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月CAD的輸入轉(zhuǎn)換

SpatialReference是可選項(xiàng)，用于設(shè)置輸出地理數(shù)據(jù)庫的空間屬性第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)格式在ArcCatalog的轉(zhuǎn)換通過ArcToolBox/Conversiontools輸入的非ArcGIS格式數(shù)據(jù)，統(tǒng)一輸入到Geodatabase(toGeodatabase)

ESRI目前將Shapefile作為交換格式。在ArcCatalog下面提供了其他的工具：工具條->右鍵->ArcView8xtools第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理在實(shí)際應(yīng)用研究中，根據(jù)研究區(qū)域的特點(diǎn)，首先需要對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便獲取需要的數(shù)據(jù)。主要包括：裁切、拼接等，借助于ArcToolbox中的工具進(jìn)行多種空間數(shù)據(jù)處理操作。第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)的裁切Tolerance是可選項(xiàng)，用于確定容差的大小第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)的裁切，在ArcToolBox中提供了很多剪切方式，其中最常用的是利用現(xiàn)有的柵格或矢量數(shù)據(jù)裁切柵格數(shù)據(jù)。第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月以ExtractbyRectangle為例Extractionarea是可選項(xiàng)，定義裁切矩形內(nèi)部還是外部的數(shù)據(jù)（默認(rèn)是內(nèi)部（INSIDE））第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)拼接數(shù)據(jù)拼接是指將相鄰的數(shù)據(jù)拼接為一個(gè)完整的目標(biāo)數(shù)據(jù)。原因：研究區(qū)域是個(gè)非常大的范圍，跨越若干相鄰數(shù)據(jù)，而空間數(shù)據(jù)是分幅存儲(chǔ)的，因此要對這些相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。前提：矢量數(shù)據(jù)經(jīng)過了嚴(yán)格的接邊。方法：利用SpatialAdjustment工具可完成數(shù)據(jù)接邊處理。第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量數(shù)據(jù)的拼接

Arctoolbox\Datamanagementtools\general\append第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

Target：outputfeatureclass,table,rasterorrastercatalogthatwillcontaintheappendedinputfeatures第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)的拼接

DataManagementtools\Raster\Mosaictonewraster對話框第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月Cellsize可選窗口設(shè)置輸出數(shù)據(jù)的柵格大小Pixeltype可選窗口設(shè)置輸出柵格的類型Coordinatesystemfortheraster可選窗口，定義坐標(biāo)系Numberofbands可選窗口，確定鑲嵌重疊部分的方法MosaicColormapMode可選窗口，確定輸出數(shù)據(jù)的色彩模式第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)提取

數(shù)據(jù)提取是從已有的數(shù)據(jù)中，根據(jù)屬性表內(nèi)容選擇符合條件的數(shù)據(jù)，構(gòu)成新的數(shù)據(jù)層?？梢酝ㄟ^設(shè)置SQL表達(dá)式進(jìn)行條件選擇。包括矢量數(shù)據(jù)的提取和柵格數(shù)據(jù)的提取。第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量數(shù)據(jù)的提取Arctoolbox\Analysistools\Extract\Select第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月柵格數(shù)據(jù)的提取Arctoolbox\SpatialAnalysis\Extraction\ExtractbyAttributes.第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月ArcToolbox

ArcToolBox包含了ArcGIS地理處理的大部分分析工具和數(shù)據(jù)管理工具。ArcToolBox底下根據(jù)不同的功能，分了許多的工具箱。在地理處理框架中，工具箱是根據(jù)核心和擴(kuò)展功能來劃分的。只有激活了License以后，才能使用這些工具箱。第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月可以單獨(dú)使用這些工具，也可以把這些工具連接起來建空間分析工作流模型。可以創(chuàng)建自己的工具和工具箱。地理處理框架還為工作環(huán)境提供組織和管理功能，允許執(zhí)行簡單和復(fù)雜的分析，也可以讓其他人共享自己定制的工具

第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1.工具集的簡要介紹（1）3D分析工具(3DAnalystTools)：使用3D分析工具可以創(chuàng)建和修改TIN以及三維表面，并從中抽象出相關(guān)信息和屬性。創(chuàng)建表面和三維數(shù)據(jù)可以幫助看清二維形態(tài)中并不明確的信息。（2）分析工具(AnalysisTools)：對于所有類型的矢量數(shù)據(jù)，分析工具提供了一整套的方法，來運(yùn)行多種地理處理框架。主要實(shí)現(xiàn)有聯(lián)合，剪裁，相交，判別，拆分；緩沖區(qū)，近鄰，點(diǎn)距離，頻度，加和統(tǒng)計(jì)等。（3）制圖工具(CartographyTools)：制圖工具與ArcGIS中其他大多數(shù)工具有著明顯的目的性差異，它是根據(jù)特定的制圖標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)的，包含了三種掩膜工具。（4）轉(zhuǎn)換工具(ConversionTools)：包含了一系列不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換工具，主要有柵格數(shù)據(jù)，shapefile，Coverage，table，dBase，數(shù)字高程模型，以及CAD到空間數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)的轉(zhuǎn)換等。第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）Coverage工具(CoverageTools)：提供了一系列強(qiáng)大的工具來實(shí)現(xiàn)各種地理處理過程，且輸入輸出都只使用Coverage文件，主要實(shí)現(xiàn)分析，數(shù)據(jù)管理和轉(zhuǎn)換，使用workstation執(zhí)行。（6）數(shù)據(jù)管理工具(DataManagementTools)：提供了豐富且種類繁多的工具用來管理和維護(hù)要素類，數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)層以及柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（7）地理編碼工具(GeocodingTools)：地理編碼又叫地址匹配，是一個(gè)建立地理位置坐標(biāo)與給定地址一致性的過程。使用該工具可以給各個(gè)地理要素進(jìn)行編碼操作，建立索引等。（8）地統(tǒng)計(jì)分析工具(GeostatisticalAnalystTools)：地統(tǒng)計(jì)分析工具提供了廣泛全面的工具，用它可以創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)表面或者地圖，用于可視化及分析，并且可以更清晰了解空間現(xiàn)象。第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（9）線性要素工具(LinearReferencingTools)：生成和維護(hù)實(shí)現(xiàn)由線狀Coverage到路徑的轉(zhuǎn)換，由路徑事件屬性表到地理要素類的轉(zhuǎn)換等。（10）空間分析工具(SpatialAnalystTools)：空間分析工具提供了很豐富的工具來實(shí)現(xiàn)基于柵格的分析。在GIS三大數(shù)據(jù)類型中，柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了用于空間分析最全面的模型環(huán)境。（11）空間統(tǒng)計(jì)工具(SpatialStatisticsTools)：空間統(tǒng)計(jì)工具包含了分析地理要素分布狀態(tài)的一系列統(tǒng)計(jì)工具，這些工具能夠?qū)崿F(xiàn)多種適用于地理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月Analysttools—Proximity—Poin