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第三章 空间数据的采集与组织

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第三章 空间数据的采集与组织

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  1. 第三章 空间数据的采集与组织

  2. 主要内容 • 3.1 Shapefile文件的创建 • 3.2 Coverage文件创建 • 3.3 Geodatabase数据库创建 • 3.4 数据编辑

  3. 3.1 Shapefile文件的创建 3.1.1 创建新的Shapefile和dBASE表 1.创建新的Shapefile 当创建一个新的shapefile时,必须定义它将包含的要素类型、这些要素是否表示路线以及这些要素是否将是三维的。在shapefile 创建之后,这些性质不能被修改。

  4. 图3.1 新建sharpfile菜单操作 图3.2 新建sharpfile要素选择设定操作

  5. 图3.3 定义sharpfile的坐标系统 在Spatial Reference属性对话框中,通过Select按钮、Import按钮或New按钮定义Shapefile的坐标系统。

  6. 2.创建新的dBASE表 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要创建dBASE表的文件夹,单击New,再单击dBASE表,为其输入一个名称,并按回车键。

  7. 3.1.2 添加或删除属性 在ArcCatalog中,可通过添加、删除属性项来修改Shapefile和dBASE的结构。 在Shapefile Properties对话框中的Fields标签中添加属性项。 删除属性项,只需选中需删除的属性项,在键盘上按Delete键,即可。

  8. 图3.4 添加删除属性菜单操作 图3.5 添加删除属性操作

  9. 3.1.3 创建和更新索引 1.属性索引 属性索引可以帮助提高评价(evaluate)属性值的查询功能。当属性列中的数据改变后,ArcCatalog创建的索引会自动更新。 2.空间索引 进入Shapefile Properties对话框中的Indexes选项卡,可以添加、删除或更新索引。

  10. 图3.6 创建和更新索引 在Shapefile Properties对 话框( Indexes 选项卡)中,选中要建立索引的属性,删除此索引只要取消属性的选中即可。 如果Shapefile还没有空间索引,在Spatial Index选项组中单击Add按钮创建空间索引,如果需要删除已有的空间索引,单击Delete按钮。单击Update按钮,可以更新空间索引。

  11. 图3.7 新建Coverage操作 3.2 Coverage文件创建 3.2.1 创建新的Coverage和INFO表 1. 创建新的Coverage 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要创建Coverage的文件夹,单击New,再单击Coverage,打开New Coverage对话框,为新的Coverage输入一个名字,选中使用另一个Coverage作为模板的复选框,并单击Browse按钮,选择想作为模板使用的Coverage

  12. 图3.8 新建INFO表操作 2. 创建新的INFO表 在Define INFO Table对话框中输入新表的名字 、选择数据类型等。

  13. 图3.9 选择新建拓扑操作的地理要素类 3.2.2 建立拓扑 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要建立拓扑关系的Coverage,单击Properties命令,打开Coverage Properties对话框( General选项卡),在Feature classes中,选择需要建立拓扑关系的地理要素类。

  14. 图3.10 利用Build来建立拓扑关系 (1)Build Build在确定Coverage的同时,需要选择建立拓扑关系的空间要素类型。Bulid后的Coverage仍保持原来属性表中的数据项,但不保留关联特性。 在Build对话框中,根据需要改变建立拓扑关系的Feature class或者Anno subclass即可。

  15. 图3.11 利用Clean来建立拓扑关系 (2)Clean Clean依据一定的容限值,建立多边形和弧段结点的拓扑关系,可以完成一些Build无法完成的工作。 在Clean对话框中,根据具体情况输入模糊(Fuzzy)及悬挂(Dangle)容限值,选中Clean lines only复选框。单击OK即可。

  16. a b 图3.12 定义Coverage的坐标系统 3.2.3 定义Coverage的坐标系统 在Coverage Properties对话框(Projection选项卡)中,通过Define按钮定义或修改坐标系统。

  17. 3.2.4 Coverage维护操作 维护操作包括修改Coverage的控制点和范围、设置Coverage的容限、添加、修改、删除属性项、添加和去除索引、创建Coverage的关系类等。

  18. 图 3.13 Coverage的控制点和范围的修改 1. 修改Coverage的控制点和范围 所有Coverage都有一套 坐标控制点(Tic)和一个范 围(Extent)。 在Coverage Properties对话框(Tics and Extent选项卡)中可以进行Tic点的添加、删除和更新以及范围的重新计算或修改。

  19. 2. 设置Coverage的容限 很多针对Coverage的操作都要使用容限值(Tolerances),例如当用户在数字化或编辑时打开结点捕捉(Node Snapping),位于一定距离内的两个结点就会自动合并在一起,这个特定距离就是结点捕捉的容限值。

  20. 图3.14 Coverage容限值的设定 在Coverage Properties对话框( Tolerances选项卡)中可以进行设置。

  21. 图3.15 Coverage属性项的维护 3. Coverage属性项维护 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要添加新属性的Coverage要素类或INFO表,单击Properties命令,打开Coverage Feature Class Properties对话框(Items选项卡),通过Add按钮、Delete按钮、Edit按钮、Add Index按钮、Delete Index按钮可以完成属性项的添加、删除、修改、和索引的添加与去除。

  22. 4. 创建Coverage的关系类 一个Coverage的要素经常和其他Coverage的要素或独立数据表中的属性相联系。在ArcCatalog中通过创建关系来定义这些联系,它们储存在关系类中。通过关系,可以定义要素类属性数据表的哪列和其他数据表的哪列共享相同的值。 关系类可以使用户使用相关联的数据表的属性来查询、标注和符号化Coverage的要素。

  23. 3.3 Geodatabase数据库创建 3.3.1 Geodatabase概述 地理数据库(Geodatabase)是为了更好的管理和使用地理要素数据,而按照一定的模型和规则组合起来的地理要素数据集(feature dataset)。地理数据库是按照层次型的数据对象来组织地理数据的,这些数据对象包括对象类(Object Classes)、要素类(Feature Classes)和要素数据集(feature dataset)。

  24. 地理数据库 Geodatabase 对象类 Object Classes 要素类 Feature Classes 关系类 Relationship Classes 要素数据集 Feature Datasetes 表格 Table 要素 Feature 关系 Relationship 要素类 Feature Classes 几何网络 Geometric Network 关系类 Relationshap Classes 要素 Feature 网络要素 Network Feature 关系 Relationship 图3.16 Geodatabase的数据组织 Geodatabase的数据组织图

  25. 地理数据库设计 地理数据库建立 建立空的数据库中 的基本组成项 进一步定义数据库 向地理数据库 各项加载数据 图3.17 地理数据库建立的一般流程图 3.3.2地理数据库建立的一般过程

  26. 3.3.3 创建一个新的数据库 借助ArcCatalog可以建立两种地理数据库:本地个人地理数据库(Personal Geodatabase)和ArcSDE地理数据库。个人地理数据库可以直接在ArcCatalog环境中建立,而ArcSDE地理数据库必须首先在网络服务器上安装数据库管理系统(DBMS)和ArcSDE,然后建立从ArcCatalog到ArcSDE地理数据库的一个连接。

  27. 图3.18 新建个人数据库的菜单操作 以建立本地个人地理数据库为例 : 在ArcCatalog树中右键单击一个文件夹,单击New,再单击Personal Geodatabase命令,输入个人数据库的名称,这时该数据库是空的。

  28. 3.3.4 建立数据库中的基本组成项 Geodatabase中的基本组成项包括对象类、要素类和要素数据集。

  29. 建立要素数据集 建立一个新的要素数据集,必须定义其空间参考,包括坐标系统和坐标域。数据集中的所有要素类使用相同的坐标系统,所有要素类的所有要素坐标必须在域的范围内。 在ArcCatalog目录树中,在需要建立新要素数据集的地理数据库上单击右键,打开New Feature Dataset对话框。

  30. a b 图3.19 建立新的要素数据集 输入要素数据集名称,单击Edit按钮,打开Spatial Reference属性对话框,设置空间参考及坐标域。

  31. 2. 建立要素类 要素类分为简单要素类和独立要素类。简单要素类存放在要素数据集中,不需要定义空间参考,要素类将使用要素数据集的坐标;独立要素类存放在数据库中的要素数据集之外,必须定义空间参考坐标。

  32. 图3.20 新建一个简单的要素类 (1)建立一个简单要素类 在New Feature Class对话框中,输入要素类名称、假名,在Type选项组选择This feature class will store ESRI simple features单选按钮。

  33. 图3.21 新建要素类的关键字,新字段和字段属性相关信息的设置 按提示输入关键字、添加新字段、定义字段属性等。

  34. (2)建立一个独立要素类 独立要素类是在地理数据库中不属于任何要素数据集的要素类,其建立方法与建立简单要素类相似。但独立要素类需要建立自己的空间参考坐标系统,并设定自己的投影系统参数和X/Y域。

  35. 3.建立关系表 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要建立关系表的地理数据库,单击New,选择Tabel命令,打开New Tabel对话框,输入表名和假名,在Type选项组选择This table will store ESRI simple objects按钮。按提示输入关键字、添加属性字段、选择数据类型等。

  36. 图3.22 新建关系表的菜单操作 图3.23 新建关系表的对话框操作

  37. 3.3.5 向地理数据库加载数据 地理数据库中支持Shapefile、Coverage、INFO表和dBASE表,如果已有数据不是上述几种格式,可以用ArcToolbox中的工具进行数据格式的转换,再加载到地理数据库中。

  38. 1.导入数据 当导入Shapefile、Coverage到一个地理数据库时,导入的数据作为新的要素类存在。当导入INFO表和dBASE表到一个地理数据库时,它们作为一个新表存在。所以,在导入数据之前,这些要素类和表是不存在的。 可以导入Shapefile 、Coverage 、dBASE表和INFO表以及栅格数据,或者在地理数据库之间直接移动和复制数据。 可以在需要导入到数据库中的数据上单击右键,单击Export命令,或者在需要导入数据的数据库上单击右键,单击Import命令,都可以实现各种数据的导入。

  39. 图3.24 向地理数据库中加载数据 例如:在ArcCatalog树中,右键单击想导入到地理数据库的表,单击Export,单击To Geodatabase(single)或To Geodatabase(multiple),可以实现一个或多个INFO表同时导入到数据库中。

  40. 2. 载入数据 在数据库中建立了要素集、要素类和表后,可以利用数据载入工具,将Shapefile和Coverage要素载入到地理数据库的要素类中,将dBASE数据表和INFO属性表载入到地理数据库表中。

  41. 图3.25 向地理数据库要素类中加载数据 在ArcCatalog树中,右键单击要载入数据库的要素类或表,单击Load,单击Load data,在Simple Data Loader对话框中根据提示逐步设置。

  42. 3. 建立新要素 当在数据库中创建了要素类后,可以将数据库中的要素类直接拖到ArcMap的内容表中,并在图形窗口通过Editor来建立新要素,并进行属性编辑。

  43. 图3.26 建立空间数据库索引 3.3.6 进一步定义数据库 1.建立索引 (1)建立属性索引 右键单击需要建立属性索引的表或要素类,单击Properties命令,在Feature Class Properties对话框(Indexes选项卡)中建立属性索引。

  44. 图3.27 修改空间索引 (2)修改空间索引 右键单击需要修改空间索引的Shapefile,单击Properties命令,在Shapefile Properties对话框(Indexes选项卡)中完成空间索引的添加、删除和更新。

  45. 2.创建子类和属性域 (1)属性域(Attribute Domains) 属性域表述的是限定属性的一组值。 有两种不同的属性域:范围域(Range Domains)和代码值域(Coded Value Domains)。范围域可以指定一个范围的值域(最大值和最小值),最大值和最小值可以使用整型或浮点型数值表示。代码值域给一个属性指定有效的取值集合,包括两个值,一个是存储在数据库中实际值,一个是说明数值意义的用户描述。代码值域可以应用于任何属性类型,包括文本、数字、日期等。

  46. 图3.28 属性域相关编辑操作 在ArcCatalog目录树中,右键单击要建立属性范围域的地理数据库,单击Properties命令,打开Dtatbase Properties对话框,在Domains选项卡中进行建立属性范围域、属性代码值域 、修改属性域等操作。

  47. (2)建立子类型 子类型是根据要素类的属性值将要素划分为更小的分类。比如一个地块要素类可以根据属性字段Res的值分为Residential和Non-Residential两个子类型。 对象的子类是由它们的代码值来确定的,子类代码存储在要素类或表的整型字段中。每个子类都包含自己的默认值和值域范围。

  48. 图3.29 子类型的建立和修改 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要添加子类型的表或要素类,单击Properties命令,在Feature Class Properties 对话框(Subtypes选项卡)中建立和修改子类型。

  49. 3.创建关系类 在地理数据库中,对象(空间对象、非空间对象)之间的关联称为关系(Relationship)。在地理数据库中,关系以关系类来存储。

  50. 图3.30 关系类的建立 (1)建立关系类 在ArcCatalog目录树中,右键单击需要建立关系类的地理数据库或要素数据集,单击New,单击Relationship Class命令,打开New Relationship Class对话框,根据提示逐步建立关系类。