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ArcGIS地理信息系统教程(第4版).pdf简介：

《ArcGIS地理信息系统教程(第4版)》是一本详细介绍ArcGIS软件的实用教程。ArcGIS是由Esri公司开发的全球领先的地理信息系统（GIS）平台，被广泛应用于城市规划、自然资源管理、环境保护、地图制作、数据分析等领域。

该教程的第四版是对ArcGIS的最新版本进行讲解，内容包括了从基础操作到高级应用的全面指导。它不仅涵盖了ArcGIS的基本功能，如数据导入、制图、空间分析、网络分析等，还包括了GIS的高级特性，如3D建模、地理编码、遥感数据处理等。通过实例和案例，读者可以深入理解如何使用ArcGIS进行地理信息的收集、处理、分析和可视化。

本书适合GIS专业的学生和从业人员，也适合对地理信息系统有兴趣的非专业读者。无论你是初次接触ArcGIS，还是需要提升现有技能，这本书都能提供丰富的资源和指导。

ArcGIS地理信息系统教程(第4版).pdf部分内容预览：

在大约50个野外制图的田蓟地块与不同的地形和植被参数之间，GIS分析将使用标准的多变量技 术来识别潜在的空间相关性，并为田蓟污染开发一个预测模型。除了地点因素以外，加拿大蓟污染受 到水体可供性和人类破坏活动的影响，验证参数包括土壤类型、地质单元、植被特征、坡度、坡向、 至水体的距离、至道路的距离以及陆地卫星获取的归一化植被指数（NDV)和归一化水气指数(NDMI) 等，最终产品主要包括显示2000年度生长季的田蓟密度预测与分布图。 在生长季以后和喷药以前，本项目将完成野外验证工作，为回归模型进行准确性评估。沿着几 条路线剖面的系统采样点，使用BADLTrimbleGPS装置进行定位，记录田蓟的存在/缺失情况，并且 与模型预测进行对比。路线剖面将选择足够代表模型所开发的田蓟可能性的所有情形，在道路附近开 始和结束，并且不跨越无法到达的陡峭区域。

南达科他州矿业技术学校和Badlands国家公园拥有实施GIS分析所需要的全部数据、软件和设备。 1998年田蓟污染情况的人工野外调查（Shape文件） 1:24000植被图(Coverage) 1:24000USGS地质图和1:24000SSURGO土壤图(Coverage) 1:24000USGS数字高程模型格网（Grid) 1:24000USGS数字线划图：道路、河流和水体(Coverage) 1998年5月3日和1998年11月17日接收的陆地卫星TM影像 工作计划 2000年1~2月： 从SDSMT与BADL来源收集数据 将数据合并到单独图层 剪切图层来研究BurnsBasin区域边界 计算取自陆地卫星影像的NDVI和NDMI 2000年3~4月： 执行多变量回归分析来生成预测图 为最终图层建立元数据 选择野外路线剖面和采样间隔 2000年5月： 野外验证预测图 2000年6月： 分析结果并编写最终报告，提交BADL 预算 薪水和收益 教师，3周 3900美元 2600美元 毕业生，5周 大学生，1周野外工作 350美元 交通 6次到BADL，乘汽车，大约700英里 200美元 绳子、桩、各种野外装备 50美元 管理费 薪水的43% 2945美元 所需全部费用 10045美元

TBT3330-2015 无线闭塞中心技术规范了解如何通过GIS数据来表达现实世界中的要素 了解栅格与矢量数据模型之间的差别 ·熟悉数据质量和元数据的基本元素 了解ArcGIS所使用的不同GIS文件类型 学习使用ArcCatalog查看及管理GIS数据 ·学习图层及其属性

第1章 GIS 数据

1.1.1.1将现实世界对象表现为地图 要在计算机上操作地图，需要开发各种方法，存储不同类型的地图数据及其相关信息。若要表 示现实世界中的对象（例如城市、道路、土壤、河流和地形)，必须首先将其描述为地图对象（例如纸 质地形图上的那些内容），然后对这些地图对象进行编码（转换为计算机语言）以存储在计算机中。 为了能够用于GIS程序，编码数据采用很多不同的数据格式，但是大多数都遵循两种基本方式： 矢量模型或栅格模型。在这两种模型中，关键任务是采用x与坐标值（有时候还要采用z来代表高度） 来表示空间中的点或区信息，这个x与y坐标就是空间数据，所表达的信息（例如一口井的土壤类型或 者化学成分）则称为属性数据。栅格与矢量数据模型都存储空间与属性数据，但是它们采用不同的方式。 这两种数据系统都具有地理参照系，意思是说信息与地球表面上的特定位置关联在一起。很多 不同的坐标系统都可用做地理参照系（参见第11章），只要坐标系统相匹配，就能够将任何两个空间 数据集显示在一起，并且显示彼此之间的正确空间关系

在某种程度上，表示要素的对象类型取决于地图的比 例尺。例如，一条大河在美国地图上应当表示为一条线， 因为河流在该比例尺下显得太小，宽度不足以围绕地图上 的任何区域。但是，如果查看美国地质调查局(USGS)制 作的地形图，则会发现河流围绕着一个区域，因而表现为 多边形。 GIS通常把要素分组到称为要素类(FeatureClass）的数 据集，如图1.2所示，道路与河流是不同类型的要素，应当 存储在单独的要素类中。一个要素类只能存储一种几何形 状，可以包括点要素、线要素或者多边形要素，但是绝对 不能包括这几种要素的组合。另外，要素类中的对象存储 了关于它们的信息（例如名称或人口数量），这种信息称为

第 1 章 GIS 数据

图1.2州要素类和城市要素类

ArcGIS地理信息系统教程（第四版）

讲，存储相似信息大约需要栅格模型十分之一的存储空间。最后，矢量模型非常适合于某些类型的分 析问题，例如确定周长和面积、探究要素的邻接特征以及对网络流量进行建模等。 但是，矢量模型有一些先天缺陷。首先，在存储高程或降水量等持续变化的表面时，矢量模型 显得有些力不从心。多年来，地形图一直使用等高线来显示表面，但是很难从等高线中提取坡度、流 向和坡向等信息。还有，在执行某些类型的分析时，采用矢量模型可能会耗费更多的时间

栅格模型的优势在于简单，将空间数据（例如土地利用图)表示为一系列称为像元 (Pixel)的小方格，如图1.4所示。每个像元具有标明土地用途的一个数字编码，整个栅 个数字阵列，并且为了显示而给每个代码值分配了一种不同的颜色。

册格数据模型使用数值阵列来表示地图。通过左 y坐标，可将栅格数据紧密连接到现实世界中自

第 1 章 GIS 数据

者道路类型），连 续栅格存储表面上平滑变化的数据（例如高程或降水量

栅格数据弥补了天量数据的某些缺陷，适合存储连续信息和快速变化的非连续信息，因为每个 单元都能够拥有完全不同于其相邻单元的数值，很多解释操作因而简单且快速。在分析工具的配备方 面，栅格数据远超矢量数据。 栅格的缺点主要有两个方面。首先，栅格数据必须要承受精确度与存储空间超大之间的平衡协 调（与矢量数据相比）。其次，栅格数据不能存储多个属性。栅格文件是具有数字值的单元阵列，每个 单元只有一个数值。为了既存储某个地区的地质数值又存储渗透数值，就需要存储两个单独的栅格。 对比来讲，矢量文件能够为每个空间要素存储成百上千个属性值，并且能够更为有效地处理文本数据 1.1.1.2坐标系统

[1.1.1.2坐标系统

图1.6采用不同的坐标系统与单位来存 储位置。这所学校的位置采用度 UTM米和StatePlane英尺来显示

1.1.1.3对要素进行拓扑建模

ArcGIS地理信息系统教程（第四版）

拓扑数据模型既存储要素，也存储关于要素在空间范围内如何彼此相关的信息。很多空间关系 类型可能很有趣，例如两个地块是否共享一条公共边界（邻近性)，两条水管是否连接在一起（连通性)， 家公司是否因两种不同理由而在相同区域喷洒了除草剂（叠加性），或者一条高速公路是否连接到十 字路口或者具有立交桥（相交性）。尽管计算机算法能够判别出无位相模型中要素之间存在的这些空间 关系，但如果必须反复使用这些关系的话，存储关于这些关系的明确信息能够节省时间。 拓扑的另一种应用包括分析要素的逻辑一致性，即评价一个数据模型或数据集是否正确地表达 了要素之间的现实世界关系。例如，两个邻近的州必须共享一条完全相同的公共边界线（现实世界中 的情形)，即使在数据模型中这些州存储为具有两条一致边界的两个独立要素，如图17所示。如果表

示交汇道路的话，那么表示街道的线条就应当连接在一 起。此外，线或多边形的边界应当不穿越其自身。 最后，拓扑可用于改进要素的现实世界行为模型。例 如GB／T 51325-2018标准下载，在一个网络拓扑中，为便于分析网络流量，要素之间 的连接需要明确建模。网络应用包括河流中的水、道路上 的交通、航线站的飞进飞出以及管线或电力系统经过的公 共设施。

1.1.1.4数据质量

图1.7虽然同一条边界存储了两次，但 是对两个要素来讲是相同边界

图1.8犹他州木鞋峡谷附近的航空照片 (来源：GoogleEarth和TeleAtlas

过程错误、数码相机或卫星的几何变形或者其他影响因素。 此外，并非所有的边界都能够像道路一样进行精确定位 如果想要描绘出这张照片中的土地覆盖类型（森林、灌木带、 草地和裸露的岩石)，那么应当在哪里绘出灌木带与草地之间 的分界线呢？灌木带在哪个位置变成了森林？不同的人拿到 这张照片以后可能会绘制出不同的地图。某些边界匹配得非 常好，其他边界则可能会变化很大，因为每个人都会对在哪 里放置边界具有主观的判断。 专题准确度（ThematicAccuracy)：针对属性而言。某 些类型的数据直接面向记录DB37／T 3721-2019标准下载，例如城市名称或者公路的车道

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