地理信息系统实习教程ArcGIS+9(宋小冬)P201-P269.pdf
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1、地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第七偏 空间数据输入、编辑 拓扑规则 在建那么的要素类的拐点向Ran素。Dirty Area 用一个矩形框把编辑过的地方围起来,验证拓扑规则的时 Geodatabase 可以建立多种点、线、多边形的拓扑规则,用于控制要素类之间特定Geodatabase 的拓扑关系在 ArcCatalog 中建立。Geodatabase 中一个Must Be Covered By Boundary Of 点必须在多边形的边界上立拓扑规则时遇到的,Dirty Area 和Error and Exception 是拓扑编辑时用到的。Cluster Tolerance 的中文意
2、思是线簇之间的限差,是一个长度值,在 ArcGIS建立拓扑规则的时候,如果两个拐点(Vertex)之间的距离小于 Cluster Tolerance,这两个拐点就被焊接(Snap)在一起,变成了一个拐点。这里所说的两个不同的拐点被焊接在一起,是属于需要建立拓扑规则的不同的要素类(Feature Class),如果同一个线要素类(Line Feature Class)内部不建拓扑规则,许多根线,他们的相互距离很近,不同的拐点(Vertex)之间的距离小于 Cluster Tolerance 的设定值,也不会被焊接在一起。只有分别属于需要建立拓扑规则的要素类之间的拐点相互距离小于指定值时,才会有焊
3、接作用。Cluster Tolerance 可用默认值,也可键盘输入,值的大小根据要素类的精度和几何范围确定。既然有焊接(Snap)过程,要素就会移动,Rank 表示等级,每个要素类在参与拓扑规则时都会有一个 Rank 值,如果需要焊接,Rank 值低k 值高的要素类的拐点移动,实现焊接。前文建立拓扑规则时,参与的要素类只有lotlines 自身,这时,焊接过程就发生在同一个要素类的内部,所以它的 Rank值不起作用。Dirty Area 的中文意思是责任区,是指被编辑过的区域,该区域中可能有违反拓扑规则的要候,只需要对这些矩形框进行验证,这就提高了计算机的处理效率(对练习用的小数据量而言,计
4、算时间的长短是微不足道的)。Error 的中文意思是出错,值违反拓扑规则的地方,用红色方块表示。某些可接受的 Error 被称之为 Exception(例外)。5 本章小结 的空间关系。要素类允许设置多个拓扑规则,但是这些规则必须定义在一个拓扑类中。建立拓扑关系,可以直接用于空间数据的质量控制、维护,有效地提高数据的精度和完整性。利用不同的拓扑规则建立拓扑关系,还可以直接用于某些特定的空间分析。最后列出 ArcGIS 的 Geodatabase 所支持的拓扑规则表,供读者查询。点拓扑规则 Must Be Properly Inside Polygons 边形内 点必须在多Must Be Cov
5、ered By Endpoint Of 点必须在线的端点上 Must Be Covered By Line 点必须在线上 多边形拓扑规则 Must Not Overlap 同一多边形类的之间不能重叠 要素Must Not Have Gaps 多边形之间不能有间隙 Must Not Overlap With 一个要素类中的多边形不能与另一个要素类中的多边形重叠 Must Be Covered By Feature Class Of 多边形要素类中的每一个多边形都被另一个要素类中的多边形覆盖 Must Cover Each Other 两个要素类中的多边形相互满覆盖,外边界一致 Must Be C
6、overed By 每个多边形要素都被另一个要素类中的单个多边形覆盖 Boundary Must Be Covered By 多边形的边界必须与线要素中的线段重合 Area Boundary Must Be Covered By Boundary Of 某个多边形要素类的边界线在另一个多边形要素类的边界线上 Contains Point 多边形内必须包含点要素 则 Must Not Overlap 同一要素类中,线与线不能相互重叠 线拓扑规 21-12 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第七偏 空间数据输入、编辑 拓扑规则 Must Not Intersect 同一要素类能相交 中,线与
7、线不Must Not Have Dangles 不允许线要素有悬线 Must Not Have Pseudo Nodes 不能有伪结点 Must Not Intersect Or Touch Interior 线和线不能交叉,端点不能和非端点接触 Must Not Overlap With 两个线要素类中的线段不能重叠 Must Be Covered By Feature Class Of 某个要素类中的线段必须被另一要素类中的线段所覆盖 Must Be Covered By Boundary Of 线要素必须被多边形要素的边界覆盖 Endpoint Must Be Covered By 线要
8、素的端点被点要素覆盖 Must Not Self Overlap 不能和自己重叠 Must Not Self Intersect 不能自相交 Must Be Single Part 线要素必须单独,不能相互接触、重叠 21-13 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第八篇 空间数据维护、管理 投影变换、坐标校正 第二十二章第二十二章 投影变换、坐标校正投影变换、坐标校正 1 坐标系、地图投影 地球表面事物的定位采用二大类坐标:(1)经纬度坐标,ArcGIS 称地理坐标系(Geographic Coordinate System,GCS)。(2)二维笛卡尔平面坐标,ArcGIS 称投影坐标系
9、(Projected Coordinate System,PCS)。在实际工作中,经测量得到的空间信息在输入 GIS 数据库之前已经定好了坐标系。不同来源、不同坐标系的空间数据要在一起使用、相互参照时,就要作坐标转换,如果涉及不同的地图投影,要作投影变换。利用 ArcGIS 新建数据库时,软件提示用户,将要输入的数据采用什么坐标系(也称空间参照,Spatial Reference),包括坐标系的名称、相关参数,然后输入、保存空间数据,在这期间,软件不对坐标作转换处理,输入前是什么坐标,就保存什么坐标。在某些情况下,可以忽略坐标系的具体名称或相关参数,由软件默认,可能对当前的应用没有影响,但是不
10、同坐标系的数据之间不能相互参照使用。可能有三种情况需要转换或重新定义坐标系:(1)临时变换。多种来源、不同投影的数据要在一起参照使用,或为了某种特别的应用,可以临时变换坐标,工作结束后,要素在数据库、数据文件中的坐标恢复到原来的状态。这种临时变换的好处是一种数据可以适合多种用途,缺点是每次变换都要花费计算时间。(2)永久转换。空间要素的坐标按新的坐标系作转换处理,长期保存,反复使用,不再需要临时变换。这用转换的好处是反复使用中不需要转换,节省计算时间。缺点是相同的事物可能有多个坐标系,有冗余,修改、维护不方便。(3)修改坐标系的定义。用户建立数据库时,没有定义坐标系或原来的坐标系定错了,可以重
11、新输入坐标系名称、相关参数。修改后,要素在数据库中的坐标并不发生变化,将来临时变换、永久转换时,按修改后的坐标系名称、相关参数起作用,对转换的结果产生实质性的影响。2 投影变换 启动 ArcMap,打开/gis_ex09/ex22/ex22.mxd 文档,进入 data frame1,可以看到 World_grid 图层显示的是一个覆盖全球范围的坐标网格。鼠标在图上移动时可以看到状态栏的坐标值,坐标单位是角度,网格的横坐标最大值是东经180(1800000E),最小值是西经 180(1800000W),纵坐标最大值是北纬 90(900000N),纵坐标最小值是南纬 90(900000S),鼠标
12、在地图窗口中移动时,可以看到下侧显示出经纬度坐标(图 22-1)。23-1 坐标系更改前后的区别 双击World_grid层,在弹出的Layer Properties对话框中进入Source选项卡,可以看到坐标系统是 GCS_WGS_1984(GCS 表示 Geographic Coordinate 22-1 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第八篇 空间数据维护、管理 投影变换、坐标校正 System),可以看到,GCS 坐标系统到南北二极变形最大,南极点和北点在图上变成道平行、等长的两条线。关闭对话框,选erties,进入 Coordinate System选项。坐标系统显示为 GC
13、S_WGS_1984,准备定义一个新的坐标系统。点击的 坐 标 值 并 没 有 变 化,仍 然 是GCS。了和赤择菜单 View/Data Frame Prop当前的按钮 Clear,在下面的坐标选择框中选择 Predefined/Projected Coordinate System/UTM/WGS 1984/WGS 1984 UTM Zone 12N。点击按钮“应用”,图中的网格发生了变形,南极点和北极点交在一个点上,需 要 注 意,World_grid 数 据 源_WGS_1984,ArcMap 只是临时(On-the-fly)改变了原始数据的坐标系,相当于前文讨论的第一种情况。3 坐标
14、转换(Transforn)ArcGIS 有空间校正(Spatial Adjustment)功能,实现相同坐标系中要素坐标的校正,对矢量型的数据主要是三类:坐标转换(Transform),橡皮拉伸(Rubber Sheeting),接边(Edge Matching)。在 ArcMap 中,用空间校正(SpatialAdjustment Toolbars)工具栏操作 图 22-2 空间校正(Spatial Adjustment)工具栏 选用菜单 View/Toolbars/Spatial Adjustment,添加空间校正工具条(见图22-2。激活 Data frame2,其中有三个图层:Road
15、center(线)、Plan(多边形)、Design(线)。击点目录表(TOC)栏下方的 Source 标签,显示出各个图层的数据源。可以看到这三个图层的数据均在同一个 Geodatabase 的同一个要素集(Dataset)不一致。Roadcenter(线)和(多边形)是已经完成的某地区规划道路中心线和规划地块,相互位)C1 中,因此坐标参照系是相同的,但是具体的位置Plan置基本准确。Design(线)是别人完成的详细规划设计图,和前两者的位置有明显偏差,可以看出 Design(线)需要移动、旋转才能和 Roadcenter(线)、Plan(多边形)一致(见图 22-3)。在 Editor
16、 编辑工具条中,选择菜单 Editor/Start Editing,进入编辑状态。图 22-3 Design 图层需要坐标转换 31 选择校正的对象 在 Spatial Adjustment 工具条中选择菜单 Spatial Adjustment/Set Adjust Data,进入校正对象选择对话框:选择 All feaRoadcenter tures in these layers.22-2 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第八篇 空间数据维护、管理 投影变换、坐标校正 Plan Design 勾选,Design 层上的所有要素需要校正 按 OK 键确认。32连接(Displace
17、ment Link)在ment 工具条中选择新建移位连接(New displacement link)工具 设定移位Spatial Adjust,用光标在屏幕上先用工具确定校正图层 Design 上需要校正的某一特点,单击鼠标的左键确定,在 Roadcenter 层上或和 Plan 层上找到正确位置的对应点,单击鼠标的左键确定,这就绘出了一条移位连接线(Displacement ink)。征L 图 22-4 设置移位连接(Displacement Link)设置移位连接(Displacement Link)时,尽可能使用捕捉模式。在 Editor工具条中,选择菜单 Editor/Snappin
18、g,选择不同的的捕捉方式(Edge,Vertex,End)。选用选择菜单 Editor/Options,设置捕捉的距离。捕捉方式的具体使用,可参考关于数据编辑的章节。配合使用捕捉方式,至少应设 3 对移位连接,为了保证转换的精度,应多设几对,本练习建议设 6 对,而且都是在道路中心线的交叉点上(见图 22-4)。如果输入的移位连接的位置有差错,需要调整,选用 Spatial Adjustment 工具条中修改移位连接(Modify Link)工具,不放,选中需要调整的移位连接。用鼠标对准该连接线的端点,按住鼠标的左键可以拖动该端点微调。用选择元素(Select Elements)工具,选中某个
19、移位连接线,按键盘中的 Del 键,该移位连接线被删除。在 Spatial Adjustment 工具条中选择察看连接表工具(View Li k Table)n,连接表对话 ID 框弹出:X SourceY Source X DestinationY DestinationResidual error 连接编号 原来 X 值原来 Y 值转换后 X 值 转换后 Y 值 残差 可以用鼠标直接点击连接表中的坐标值,直接输入已知坐标值,以便于精确控制转换后的位置。33 Transform 的方式 在 Spatial Adjustment 工具条中选Spatial Adjustment/Adjustme
20、nt Methods/Transform affine,就选用了仿射变换的校正方式。选择菜单 Spatial Adjustment/Preview Windo,会弹出校正预览窗口(Adjustment PreviewWindow),可以预览校正择菜单w 后的变化。如果发现未能达到预期的效果,可以回到上一步,继续增设、调整移位连接。22-3 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第八篇 空间数据维护、管理 投影变换、坐标校正 选用菜单 Spatial Adjustment/Adjust,完成 Transform 转换,将 Design 层经旋转移动等等变换,校正到预定的坐标位置上(图 22-5
21、)。、图 22-5 经 Transform 处理,Design 图层被校正 选择 Editor 工具栏中菜单 Editor/Stop Editing,结束编辑状态。按系统的提示,保存校正的结果,完成坐标转换。4 坐标拉伸(Rubber Sheeting)Rubber Sheeting 俗称橡皮拉伸,和 Transform 不同,主要针对要素的不均匀变形。激活 data frame3。其中有两个图层:Roadplan(规划道路,线)、Pipeline(地下管线,线)。点击 TOC(目录表)栏下方的 Source 标签,显示出各个图层的数据源。可以看到这两个图层的数据均是存放在同一个 Geodat
22、abase Data20中,同属一个要素集 Dataset C2。Roadplan 为某地区的规划道路线,而 Pipeline 从纸图扫描后矢量化得到设计的排水管网,两者不仅有定位偏差,而且因原始纸图加扫描处理,排水管网还有各个方向的不均匀变形(见图22-6),为此需要将Pipeline校正到和Roadplan一致的位置。在 TOC 中选择图层 Pipeline,Editor 编辑工具条中,选择菜单 Editor/Start Editing,进入编辑状态(如果无法启用 Start Editing,很可能是另一个Feature Class 正在编辑,先用 Stop Editing 关闭)。41
23、选择校正对象 在 Spatial adjustment 工具条中选择菜单 Spatial adjustment/Set Adjust Data,进入校正对象选择对话框,在其中:选择 All features in these layers.Roadplan Pipe需要校正 Link)Spatial adjustment 工具条中选择新建移位连接工具line 勾选,Pipeline 层上的所有要素选 OK 键确认。42 设定移位连接(Displacement 在,用光标在屏幕上先用工具确定校正图层 Pipeline 上的某一特征点,单击鼠标的左键确定,然后在 Roadplan 层找到对应点,单
24、击鼠标的左键后,就可以输入一条移位连接线(Displacement Link)。和 Transform 方法一样,一般也需要配合使用捕捉方式,建立多对移位连接(如图 22-6)。同样也可使用 Spatial Adjustment 工具条中修改移位连接工具,调整已经输入的移位连接线。用鼠标对准需要调整的连接线端点,按住鼠标的左键不放,用拖动方式对端点的位置进行微调。用选择元素工具,选中一个移位连接,按下键盘中的 Del 键,就可以删去不需要的连接线。22-4 地理信息系统实习教程(ArcGIS 9)第八篇 空间数据维护、管理 投影变换、坐标校正 图 22-6 橡皮拉伸前,应有多个移位连接线 察
25、选择看连接表工具,就会弹出连接表对话框,在其中察看已有的连接,或者直接输入或修改已知的坐标值,达到精确地输入坐标的目的。43 选择校正方式 在 Spatial Adjustment 工具条中选择菜单 Spatial Adjustment/Adjustment Meth校djustment Rubbersheet 下拉选择后,单击 Options 键,进入下一步设置 Method Nature Neighbor Linear Rubbersheet 的方式为 Nature Neighbor 按“确定”键完成 Rubbersheet 的方式设定,在校正特性对话框再选“确定”键,结束校正方式选择。可
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