《地理信息系统概论》之
空间数据采集与编辑实验报告
一、实验任务及目的
1.任务（拟解决的问题）
（1）掌握地图扫描矢量化的基本原理与方法
（2）熟悉Arcmap软件的主要绘图和编辑工具
2.目的
（1）掌握地理要素转换为地理信息（地图数字化）的基本原理与方法。
（2）掌握利用ArcMap进行地图数字化的主要流程及具体操作。
（3）学会根据实际应用设计采集有用的地理信息。
二、实验准备
1、软件：ARCMAP 9.3
2、硬件：装有该软件的电脑
3、数据
基于3度投影分带的1:10000标准地形图图像。
基于3度投影的1:10000地形图
4、其它资料
（预备知识）
地图
在ArcGIS中，一个地图存储了数据源的表达方式(地图，图表, 表格) 以及空间参考。
在ArcMap中保存一个地图时，ArcMap将创建与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。
当打开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达方式显示数据。
一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！
地理信息的图层
ArcMap可以将多种数据类型作为数据层进行加载，诸如AutoCAD矢量数据DWG，ArcGIS的矢量数据Coverage、GeoDatabase、TIN和栅格数据GRID，ArcView 的矢量数据ShapeFile，ERDAS的栅格数据ImageFile，USDS的栅格数据DEM等。
注意Coverage不能直接编辑，要编辑需要将Coverage转换成ShapeFile。
地理信息shape格式文件的图形要素类型
point、polyline、Polygon、Multipoint、MultiPatch.
三、实验方法及步骤
1.配准
（1）打开ArcMap，点菜单“View”/“Toolbars”增加Georeferncing工具条。
用把需要进行纠正的1:10000标准地形图增加到ArcMap中， Georeferncing 工具条中的工具被激活。
通过读图，知道坐标的点就是公里网格的交点，从图中均匀的取几个点。
（2）首先将Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下Auto Adjust不选择。
在Georeferncing工具条上，点击Add Control Point按钮。
分别选取图的四个角落建立控制点，输入相应的x和y值。
四个控制点输入数值之后如图：
以四个控制点为准，进行整幅图的重新配准，在georeferencing工具条中选择rectify，计算完成后重新保存为img格式图片。
重新打开经过配准的地形图。
2、定义数据层的坐标系统
（1）在ArcMap中，创建新图并向其中加载数据层时，第1个被加载的数据层的坐标系统就作为该数据组默认的坐标系统，随后加载的数据层，无论其坐标系统如何，只要含有坐标信息，满足坐标转换的需要，都将被自动的转换成该数据组的坐标系统。
（2）在下面的选择地理坐标和投影坐标
最后得到如下图的坐标系统
过程照实验一，结果如图：
3）打开ArcScan矢量化工具，
（4）按“Tools\ ArcCatalog”进入ArcCatalog模块，在ArcCatalog中选择要建立的数据层所在目录后，点击右键，选择“new”、“shapefile…”，
（5）、如下图，输入数据层Name，选择要素类型，如Polygon，点按钮“Edit…”选择空间参照系。
再按“OK”。
实验分别建立了“高程点”，“等高线”以及“水体”，运用了点、线、面的元素，编辑结果分别如下图：
添加的shapefile结果如下图：
选中新添加的shapefile
按Add，把河流，高程点，高程线三个图层添加到原图层下面
（6）、建立的数据字典，也就是要素分层如图所示.
在工具栏中勾选editor工具
选中start editing
选中“高程点”，在工具栏中选择。
选择图中相应的位置标注
在高程点图层中单击右键，选中如图
打开编辑表，设置相关数据类型，如下图
打开编辑表，编辑所选高程点的具体高程
停止编辑
“等高线”，“水体”的编辑过程同“高程点”，绘图结果如下：
四、实验过程中遇到（发现）的问题及解决办法
1、在输入高程点数值的时候由于数据类型及小数位数的设置会使数值输入错误并显示不出来。
解决方法：输入正确的数据类型和设置正确的小数位数。
如高程点的设置中，Type可选Float,Precision可设置为4，Scale可设置为2。
2、由于图层的叠加关系使得绘制的图层显示混乱。
3、在编辑图层时要确认在editor工具栏中所选择的图层名称是否正确，这关系到绘制出来的图层的性质是点、线，还是面。
4、矢量数据有何特点?影像栅格数据又有何特点?如何应用？
解答：矢量数据的特点是可以任意放开、任意缩小‘利用了拓扑的数据结构。
栅格数据的特点是无限放大时，会出现一个个格子。
应用：栅格地图成本低，直观，可以看得到，放的大，缩的小，移得动；矢量数据不仅可以看得到，放的大，缩的小，移得动，还可以查得到，说得清。
5、矢量ＧＩ有何显著特征？
解答：最显著地特征是复杂、多元的数据结构。
五、实验结果分析
1.栅格数据与矢量数据表示地理要素各有适用范围。
栅格数据适合浏览地理要素，矢量数据适合地理要素查询。
分析：栅格数据的图在清晰时，能够表示出某区域内各地理要素的分布状况以及相互之间的关系，但是不能分别表示每种地理要素的位置、分布状况和相互关系。
同时，栅格数据的图也不提供查询各地理要素特性特征的功能。
因此栅格数据适合用于浏览某区域内地理要素的特征，而不适合用于查询。
栅格数据多被应用在遥感等数据采集阶段。
矢量数据的图不会因为图片放大而失真，并且能够清晰地表示出某区域内地理要素的分布、大小、形状等的性质。
而且我们还能在矢量数据的图上查询出相
关的路、建筑等地理要素的长度、面积等特性，更便于对区域内地理要素情况的掌握。
矢量数据图层能在图上单独显示，使查询结果具有针对性且一目了然。
因此，矢量数据适合用于查询。
矢量数据多应用于数据编辑、查询、整理等工作。
2.对空间数据进行转换和编辑（将栅格数据数字化为矢量数据）便于了解各地理要素特性。
分析：栅格数据被转化为矢量数据前，其能够将各地理要素的位置和分布状况通过栅格表现出来，因此栅格数据可以应用在纵观区域全貌方面。
但是栅格数据不具备矢量数据图层的灵活性。
利用矢量数据，我们可以有针对性地对某一地理要素的分布等情况进行查询和评估。
利用矢量数据，我们可以立刻得到某一地理要素的面积、长度名称等特性特征。
利用矢量数据，我们可以直观地通过点、线、多边形这些简单的图形要素更清晰地了解某地理要素的相关信息。
而以上三点，都是栅格数据所不具备的特性。
因此，空间数据转换和编辑是地理信息系统形成的重要一环，为地理要素查询提供快速、便捷的途径。