本书由一系列应用地理信息系统(geographical information system,GIS)的练习组成,以环境系统研究所(Environmental Systems Research Institute,ESRI)公司开发的ArcGIS Pro为软件平台,作者提供练习数据和操作指导,适合初学、自学。全书分八篇,第一篇为初识,后续每篇介绍一类功能或一种数据结构的使用,篇中各章相对独立。初学者可按部就班做练习,逐步了解GIS各种基础功能、应用技能、基本原理。各章练习涉及空间、属性信息查询,专题地图显示,属性数据管理,要素分类、分级,地图页面布局,要素输入、编辑、维护,栅格数据生成和分析,矢量数据分析,不规则三角网生成,视线、视域分析,三维建筑信息使用,交通网络分析,地图注记,制图综合,元数据使用,模型构建,等等。第八篇为综合应用,本书末尾有专用词汇索引。
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目录 第五版前言 第四版前言 第一篇 初识ArcGIS Pro 第1章 地图显示、简单查询 1 1.1 ArcGIS Pro的操作界面 1 1.1.1 语言环境 1 1.1.2 用户、功能区、视图、窗格 1 1.2 显示地图 2 1.2.1 打开已有工程 2 1.2.2 地图和图层 2 1.2.3 图层的显示控制 3 1.2.4 平移、缩放 3 1.2.5 书签式显示 3 1.2.6 栅格图层 3 1.3 简单查询 4 1.3.1 点击要素、查询属性 4 1.3.2 选择要素、记录 4 1.3.3 指定可选图层 6 1.3.4 清空选择集 6 1.3.5 从选择状态切换为地图浏览状态 6 1.3.6 临时定义几何图形,选择要素 6 1.3.7 用临时输入的要素选择图层中的要素 7 1.3.8 按特定字符串查找 7 1.3.9 简单量测 7 1.4 若干专用术语 8 1.5 对ArcGIS Pro的初步认识 9 思考题 10 第2章 图层、符号、注记 11 2.1 新建图层 11 2.2 要素分类显示 12 2.2.1 道路按等级分类 12 2.2.2 乡镇多边形按人口密度分级 12 2.2.3 调整分类和图例的标注 13 2.2.4 归一化 13 2.3 符号随地图缩放 14 2.4 图层透明 14 2.5 点密度图 15 2.6 统计指标地图 16 2.7 地图注记 16 2.7.1 使用注记要素 16 2.7.2 用要素的属性标注 17 2.7.3 使用图形文本 17 2.7.4 不同注记方式比较 18 2.8 图层组 18 2.9 图层显示的比例上下限 18 2.10 主目录文件夹 20 2.11 本章小结 20 思考题 21 第3章 属性表 22 3.1 属性统计 22 3.1.1 对字段的简单统计 22 3.1.2 分类汇总 22 3.1.3 分类统计图表 23 3.2 用表达式选择行 24 3.3 表的定义、输入、编辑 24 3.3.1 表的新建 24 3.3.2 插入行,输入属性值 25 3.3.3 经计算对字段赋值 25 3.3.4 属性表的基础操作、常用界面 26 3.3.5 要素属性表 26 3.3.6 标识、标识符 26 3.4 表和表的连接 26 3.4.1 属性表的连接 26 3.4.2 属性表的关联 27 3.4.3 连接和关联的区别 28 3.5 选择行、过滤要素 29 3.6 字段的可见性、别名 30 3.7 时间属性 30 3.7.1 随时间变化的多边形 30 3.7.2 日期型字段 31 3.7.3 时间滑块 31 3.7.4 针对时间的定义查询 32 3.8 本章小结 32 3.8.1 属性信息的基本类型 32 3.8.2 关于表的定义 32 3.8.3 关于表的应用 33 思考题 33 第4章 要素分类、分级 34 4.1 新建地图 34 4.2 要素分类、分级的基本类型 35 4.3 多边形分类、分级表达 35 4.3.1 命名、顺序型属性的分类显示 35 4.3.2 比率、间隔型属性的分级显示 36 4.4 分级符号的进一步练习 39 4.4.1 线要素的自然间断点分级法(Jenks)分级 39 4.4.2 自定义间隔的线要素分类、分级 39 4.4.3 多边形比例符号分级 41 4.4.4 组合表达 41 4.5 多边形专题图需要注意的问题 43 4.6 要素分级方法的适用性讨论 44 4.7 本章小结 45 思考题 46 第5章 地图页面布局 47 5.1 新建地图布局 47 5.2 平移、缩放、添加地图 48 5.3 向页面添加其他制图元素 49 5.3.1 添加图例 49 5.3.2 调整图例 49 5.3.3 添加图形比例尺 50 5.3.4 添加文本比例 50 5.3.5 添加指北针 51 5.3.6 添加标题 51 5.3.7 调整边框线 51 5.4 添加统计图表 51 5.4.1 产生统计图表 51 5.4.2 调整说明文字和字体 51 5.4.3 将统计图插入到页面 52 5.5 输出页面 52 5.6 对工程、地图、图层打包 52 5.7 关于目录窗格 53 5.8 本章小结 53 思考题 53 第二篇 要素输入、编辑、维护 第6章 点、线、面要素输入、编辑 55 6.1 新建要素数据集、要素类 55 6.2 线要素的输入、编辑 56 6.2.1 基本术语、基础功能 56 6.2.2 输入线要素的基本方法 56 6.2.3 捕捉功能 57 6.2.4 要素属性表 58 6.2.5 关于要素类、属性表的编辑状态 58 6.3 编辑线要素的若干工具 58 6.4 多边形的输入、编辑 60 6.4.1 输入多边形 60 6.4.2 改变多边形形状 62 6.5 点要素的输入、编辑 62 6.6 本章小结 63 第7章 要素编辑中的拓扑关系 64 7.1 借助拓扑关系编辑要素 64 7.1.1 调整两个多边形的公共边界 64 7.1.2 调整3 个多边形的公共端点 64 7.1.3 线要素和多边形要素边界重合部分可同步调整 65 7.2 同一图层内检查数据质量 66 7.2.1 建立要素拓扑关系 66 7.2.2 修正差错 66 7.2.3 生成地块多边形 67 7.3 不同图层间数据质量检验 68 7.3.1 在不同要素类之间建立拓扑关系 68 7.3.2 修改差错 69 7.4 关于拓扑关系的若干专用术语 70 7.5 本章小结 72 思考题 74 第8章 DWG、XLS文件转换输入 75 8.1 DWG文件的简单使用 75 8.2 外部文件转入地理数据库 76 8.2.1 新建地理数据库、要素数据集 76 8.2.2 DWG的线实体转换成线要素 76 8.2.3 建立拓扑关系,检验数据质量 77 8.2.4 DWG的文字实体转换成点要素 78 8.2.5 XLS工作表转换成独立属性表 79 8.3 生成多边形、连接属性表 79 8.3.1 线要素生成多边形 79 8.3.2 连接、转换多边形的其他属性 80 8.4 转换DWG的线实体、修正差错 82 8.4.1 DWG的线实体导入地理数据库 82 8.4.2 建立拓扑关系,检查数据质量 82 8.4.3 标记异常、修正差错 83 8.4.4 消除伪结点、重复线,打断交叉线 84 8.5 本章小结 85 8.5.1 关于数据转换途径 85 8.5.2 关于实体类型 85 8.5.3 实体特征 86 8.5.4 坐标值、坐标系 86 8.5.5 空间数据质量 86 8.5.6 XLS工作表 86 8.5.7 进一步学习 87 思考题 87 第9章 空间参考 88 9.1 空间参考的临时变换 88 9.1.1 全球陆地地图 88 9.1.2 全国地图 89 9.1.3 地图布局中添加经纬网 90 9.2 要素类坐标系的持久变换 91 9.2.1 使用“投影”工具实现变换 91 9.2.2 基于地理数据库的变换 92 9.3 XY点坐标文本文件转换为点要素 92 9.4 为Shapefile设置坐标系,转换为KMZ文件 93 9.4.1 为Shapefile设置坐标系 93 9.4.2 将要素类转换为KMZ 文件 93 9.5 本章小结 94 9.5.1 “地图”、图层和要素类的坐标系 94 9.5.2 坐标系的持久变换 94 9.5.3 坐标系的初始设置 95 9.5.4 坐标单位 95 9.5.5 进一步学习 95 思考题 95 第10章 几何变换 96 10.1 仿射变换 96 10.1.1 设定变换对象 96 10.1.2 输入、编辑位移链接线 96 10.1.3 实现变换 97 10.2 橡皮页变换 98 10.2.1 变换对象 98 10.2.2 输入位移链接线 98 10.2.3 实现变换 98 10.3 边匹配 100 10.4 影像配准 101 10.5 数据输入、几何变换综合练习 103 10.6 关于几何变换方法的讨论 104 10.6.1 相似变换 104 10.6.2 仿射变换 104 10.6.3 射影变换 104 10.6.4 橡皮页变换 104 10.6.5 边匹配 105 10.6.6 地理配准 105 10.6.7 残差 105 10.6.8 几何变换和空间参考变换有本质区别 105 10.6.9 其他注意事项 105 思考题 106 第三篇 栅格数据分析 第11章 空间插值、密度估计、遥感影像显示 107 11.1 空间插值 107 11.2 高程栅格的显示 108 11.3 生成等高线 109 11.4 生成坡度栅格 110 11.5 密度估计 111 11.5.1 核密度估计 111 11.5.2 点密度估计 112 11.6 显示遥感影像 113 11.6.1 单波段遥感影像的显示 113 11.6.2 多波段遥感影像的显示 114 11.7 本章小结 115 11.8 关于地理处理环境 116 11.8.1 设置途径和层级 116 11.8.2 设置内容 116 11.8.3 如何设置 116 11.8.4 关于像元大小 117 11.8.5 关于工作空间 117 思考题 117 第12章 距离、成本 118 12.1 离开要素的直线距离栅格 118 12.2 邻近分配 119 12.2.1 生成邻近像元 119 12.2.2 计算消防站的邻近服务面积 120 12.2.3 关于栅格属性表 121 12.3 考虑成本的邻近分配 121 12.3.1 湖泊对消防救援的阻碍 121 12.3.2 考虑成本的距离、路径 122 12.4 考虑坡度成本的公路选线 123 12.4.1 生成通行成本栅格 123 12.4.2 计算成本距离 124 12.4.3 产生建设公路最低成本路径 125 12.5 成本距离、路径的计算原理 126 12.6 本章小结 127 思考题 127 第13章 重分类、叠合 128 13.1 中学选址依据、评价方法 128 13.2 到现有中学距离、人口密度栅格的生成 128 13.2.1 新建地理数据库、设置地理处理环境 128 13.2.2 产生到现有中学的距离栅格 129 13.2.3 产生人口密度栅格 129 13.3 产生单项评价栅格 131 13.3.1 对到现有中学的距离栅格重分类 131 13.3.2 人口密度栅格重分类 131 13.3.3 土地使用评价指标连接至多边形 131 13.3.4 土地使用多边形转换为栅格 132 13.4 确定明显不符合要求的位置 133 13.5 综合评价 133 13.5.1 获得初步评价栅格 133 13.5.2 排除明显不符合要求的位置 134 13.6 评价准则标准化、加权综合 135 13.6.1 基本方法 135 13.6.2 到中学距离的标准化 135 13.6.3 人口密度标准化 135 13.6.4 土地使用标准化 136 13.6.5 加权叠合,获得初步的综合评价栅格 136 13.6.6 排除明显不符合要求位置 136 13.7 本章小结 137 13.7.1 关于评价方法 137 13.7.2 用栅格表示土地使用 138 13.7.3 地理处理环境 138 思考题 138 第四篇 矢量数据分析 第14章 按位置选择、空间连接 139 14.1 包含选择查询 139 14.2 相交选择查询 139 14.2.1 线和线相交 139 14.2.2 线和面相交 140 14.3 相邻选择查询 141 14.3.1 点和点相邻选择 141 14.3.2 点和线相邻选择 141 14.3.3 面和面相邻选择查询 142 14.4 空间连接 143 14.4.1 将小学连接到学生 143 14.4.2 将乡连接到村 144 14.4.3 将建筑连接到街坊 144 14.5 本章小结 146 思考题 146 第15章 邻近分析、泰森多边形 147 15.1 点和点的邻近 147 15.1.1 计算学生离开某学校的距离 147 15.1.2 按距离最近为所有学生配置学校 148 15.1.3 按小学汇总学生数,做进一步统计 148 15.1.4 调整图层“学生”的显示 149 15.2 点和线的邻近 150 15.3 面和面的邻近 151 15.3.1 计算工业用地和某段河道边界的距离 151 15.3.2 计算各工业地块离各自最近河道边界的距离 152 15.4 划分消防站服务区 152 15.5 划分小学的服务范围 154 15.6 本章小结 155 思考题 155 第16章 缓冲区 156 16.1 点要素的缓冲区 156 16.1.1 相互独立的缓冲区 156 16.1.2 产生重叠部分相互合并的缓冲区 156 16.1.3 按要素的属性产生缓冲区 157 16.2 线要素的缓冲区 158 16.3 多边形要素的缓冲区 159 16.4 利用缓冲区计算道路网密度 160 16.4.1 产生某个区界多边形的缓冲区 160 16.4.2 计算指定多边形以内道路网密度 161 16.4.3 关于道路网络密度的计算方法 162 16.5 本章小结 162 思考题 163 第17章 多边形归并、叠合 164 17.1 多边形归并 164 17.2 线和面的叠合 165 17.3 多边形叠合练习简介 167 17.4 估计财产损失的处理过程 168 17.4.1 计算地块财产密度 168 17.4.2 多边形叠合 168 17.4.3 计算地块损失、损失密度 169 17.5 排除不符合条件的多边形 169 17.6 表达、汇总结果 170 17.6.1 显示损失密度 170 17.6.2 汇总损失值 170 17.7 本练习的基本处理过程 171 17.8 本章小结 171 17.8.1 关于叠合 171 17.8.2 关于工作空间 172 思考题 172 第18章 空间统计 173 18.1 简单显示城镇规模 173 18.2 测度中心位置 173 18.2.1 平均中心和加权平均中心 173 18.2.2 中位数中心和加权中位数中心 173 18.2.3 中心要素和加权中心要素 174 18.3 点要素的离散度 175 18.3.1 标准距离 175 18.3.2 标准差椭圆 176 18.4 空间模式——全局空间自相关 177 18.5 空间聚类分析:局部空间自相关 178 18.6 本章小结 179 思考题 180 第五篇 地表模型和三维空间 第19章 地表模型的生成、显示、工程应用 181 19.1 不规则三角网的二维显示 181 19.1.1 点要素产生不规则三角网 181 19.1.2 图层显示为样本点和网络边 182 19.1.3 显示为等值线 182 19.1.4 显示坡度、坡向 183 19.2 不规则三角网的三维显示 184 19.2.1 由等高线产生不规则三角网 184 19.2.2 地表和影像的三维显示 185 19.3 工程填挖方 186 19.3.1 生成不规则三角网 186 19.3.2 不规则三角网转栅格 187 19.3.3 计算填挖方 187 19.4 本章小结 190 思考题 190 第20章 视域、通视 191 20.1 单点视域分析 191 20.1.1 将TIN转换为高程栅格 191 20.1.2 单个观察点可视范围 191 20.1.3 两次视域分析结果比较 192 20.2 基于路径的多点视域分析 192 20.2.1 分析过程 192 20.2.2 计算结果三维表达 193 20.3 视线遮挡分析 194 20.4 考虑天际线的建筑限高 196 20.4.1 产生天际线 196 20.4.2 产生判断天际线障碍物的多面体 198 20.4.3 产生限制建筑物相对高度栅格 198 20.4.4 本练习小结 200 20.5 本章小结 200 思考题 200 第21章 三维建筑 201 21.1 建筑物叠加在地表上 201 21.2 建筑物的内部单元 202 21.2.1 用二维图层表达多层建筑的平面 202 21.2.2 分层拉伸表达 203 21.2.3 显示、查询内部单元 204 21.2.4 编辑、更新数据 205 21.2.5 转换为多面体 205 21.3 建筑信息模型转入地理数据库 206 21.4 本章小结 207 思考题 208 第六篇 网络分析 第22章 最佳路径、最近设施、服务区 209 22.1 构建网络数据集、建立专题分析图层组 209 22.2 产生最佳路径 210 22.2.1 遍历“经停站”的最佳路径 210 22.2.2 改变条件后的最佳路径 211 22.3 查找最近设施 213 22.3.1 为道路增加时耗属性 213 22.3.2 基于距离最短的最近设施 214 22.3.3 基于时间最短的最近设施 216 22.4 产生OD成本矩阵 217 22.5 产生服务区 219 22.6 本章小结 222 思考题 223 第23章 上下行、交叉口互通 224 23.1 道路单向行驶 224 23.1.1 设置单向行驶属性 224 23.1.2 构建网络数据集、产生最佳路径 225 23.1.3 受单向行驶约束的路径 227 23.2 上下行车速不同 228 23.2.1 设置上下行时间消耗属性字段 228 23.2.2 构建网络数据集 229 23.2.3 建立路径分析图层 230 23.2.4 产生最佳路径 230 23.3 交叉口互通 232 23.3.1 定义高程字段,建立网络数据集 232 23.3.2 产生路径 233 23.3.3 设置道路互通属性 234 23.4 新建、维护网络数据集 235 23.4.1 数据转换、初始设置 235 23.4.2 利用拓扑关系检查线要素的差错并纠正 236 23.4.3 检验数据质量,建立网络数据集 236 23.4.4 产生最佳路径 237 23.4.5 非互通交叉对路径的影响 237 23.5 本章小结 238 思考题 239 第24章 选址与配置 240 24.1 概述 240 24.2 建立网络数据集 240 24.2.1 添加时间消耗属性 240 24.2.2 构建网络数据集 241 24.3 需求和供给的初始设定 242 24.4 交通总成本最低的小学选址、学生配置 243 24.4.1 通勤总距离最短的选址与配置 243 24.4.2 对设施预设条件的选址与配置 244 24.4.3 通勤时间最省的选址与配置 246 24.5 覆盖范围最大的选址与配置 246 24.6 设施数量最少的选址与配置 247 24.7 限定设施容量的选址与配置 249 24.8 本章小结 251 思考题 251 第七篇 数据源、地图注记、制图综合 第25章 数据源、数据项、元数据 252 25.1 地图、图层、数据源 252 25.2 基本数据源 252 25.2.1 数据模型 252 25.2.2 存储与管理 252 25.2.3 地图中的数据源 253 25.2.4 基于互联网的背景地图 253 25.3 数据项的预览、搜索 254 25.3.1 预览数据项 254 25.3.2 搜索数据项 255 25.4 元数据 255 25.5 新建地理数据库 256 25.5.1 初始设置 256 25.5.2 添加要素类 256 25.6 本章小结 258 25.6.1 数据源 258 25.6.2 容差、分辨率 258 25.6.3 要素数据集 258 25.6.4 默认地理数据库 258 25.6.5 元数据 258 25.7 对软件使用界面的概述 259 思考题 259 第26章 地图注记 260 26.1 普通注记 260 26.1.1 新建注记要素类 260 26.1.2 注记要素的“活动模板” 261 26.1.3 水平注记 261 26.1.4 平直注记 261 26.1.5 弯曲注记 261 26.1.6 随沿要素注记 262 26.1.7 牵引线注记 262 26.1.8 修改已输入的注记 262 26.2 尺寸注记 263 26.2.1 新建尺寸要素类 263 26.2.2 进入“创建要素”窗格 264 26.2.3 用“对齐”样式输入 264 26.2.4 “简单对齐”样式输入 264 26.3 属性标注 265 26.3.1 单属性标注 265 26.3.2 标注字形的缩放 266 26.3.3 自动移位 266 26.3.4 多属性标注 268 26.3.5 相互避让 268 26.4 图形文本 270 26.5 本章小结 270 思考题 271 第27章 制图综合 272 27.1 简化多边形 272 27.2 简化建筑物 273 27.3 聚合多边形 275 27.4 提取中心线 277 27.5 平滑线 278 27.6 本章小结 279 思考题 280 第八篇 综合应用 第28章 基于网络的设施服务水平 281 28.1 建立网络数据集 281 28.2 本章练习概述 281 28.3 生成公园服务区 282 28.4 估算服务区人口 283 28.4.1 计算统计区的人口密度 283 28.4.2 服务区和人口统计区相叠合 283 28.4.3 归并服务区、汇总人口数 284 28.5 计算服务水平 284 28.6 进一步计算有关指标 286 28.7 本章小结 286 思考题 286 第29章 模型构建 287 29.1 关于模型构建器的初步知识 287 29.2 新建工程、数据库 287 29.3 中学选址评价方法、过程 287 29.4 生成离现有中学的距离栅格 288 29.4.1 初始设置 288 29.4.2 生成离开现有中学的距离栅格 289 29.5 生成人口分布密度栅格 289 29.6 模型的编辑、保存 290 29.7 土地使用多边形转换为栅格 291 29.8 各项指标标准化 291 29.8.1 离现有中学的距离标准化 291 29.8.2 人口密度标准化 292 29.8.3 土地使用指标标准化 292 29.9 确定明显不符合要求位置 293 29.9.1 离中学距离重分类 293 29.9.2 人口密度重分类 293 29.9.3 土地使用多边形转栅格、分两类 294 29.9.4 不符合选址要求的条件综合 294 29.9.5 加权叠合、排除明显不符合要求的位置 294 29.10 验证、运行 295 29.11 调整权重 296 29.12 估算每个公园的服务人口 297 29.12.1 前期准备 297 29.12.2 构建单个公园服务人口处理模型 298 29.12.3 迭代 300 29.13 本章小结 302 思考题 302 第30章 复杂地形中的选址 303 30.1 概述 303 30.1.1 基本背景 303 30.1.2 选址评价方法 303 30.1.3 设置地理处理环境 304 30.2 建设电厂的环境限制 304 30.2.1 确定城镇周边3000m范围 304 30.2.2 确定森林公园周边5000m范围 305 30.2.3 产生只包括“范围内”的栅格 306 30.2.4 环境因子综合 307 30.3 计算取水费用 307 30.3.1 建立“成本”栅格 307 30.3.2 产生取水费用栅格 310 30.4 计算铁路支线修建费用 311 30.4.1 建立“成本”栅格 311 30.4.2 铁路支线修建费用栅格 313 30.5 计算煤炭运输费用 314 30.5.1 建立铁路主线运输成本栅格 314 30.5.2 煤炭在铁路主线上的运距 314 30.5.3 将主线上的运距分配给区域内的所有像元 314 30.5.4 计算煤炭在支线上的运距 314 30.5.5 计算煤炭运输费用 316 30.6 评价指标的标准化、综合化 316 30.6.1 取水费用的标准化处理 316 30.6.2 铁路支线修建费用的标准化处理 317 30.6.3 煤炭运输费用的标准化处理 317 30.6.4 选址评价的指标综合 318 30.7 本章小结 319 30.7.1 关于环境 319 30.7.2 关于取水 319 30.7.3 关于铁路修建 319 30.7.4 关于煤炭运输 320 30.7.5 指标综合 320 思考题 322 附录 323 词汇索引 324