ARCGIS學習心得體會

地理信息系統是一門綜合性較強的課程，知識點多，具有學科與技術的統一性，發展與內容跟新的快速性，多學科集成，滲透性較強，空間性，抽象性強，研究對象的空間尺度變化大，應用範圍廣等特點。

ARCGIS是一款優秀的地理信息系統軟件，不但有強大的功能和很好的伸縮性，而且在許多領域都有應用。這2個學期的學習，讓我們對ARCGIS的強大功能有了一個較爲全面的認識。上學期主要學習的是ARCGIS在製圖方面的強大，而本學期我們更加註重的是對於ARCGIS空間分析功能的各種運用，雖然我們並沒有把它的每個功能，每個操作工作有了如指掌的熟練度，但是對於很大概的瞭解還是有的，對於它的製圖能力和分析功能的全面應用以及在GIS領域的影響還是有很全面的認識。

接下來，我將對於我這一年的ARCGIS軟件學習進行比較詳細的論述，將我學到的一些基本操作知識以及一些操作方面要注意的事項進行全面的回顧。

ARCGIS中主要有shapefile、coverage和geodatabase三種數據組織方式。Geodatabase是ARCGIS數據模型發展的第三代產物，它是面向對象的數據模型，能夠表示要素的自然行爲和要素之間的關係。在專題地圖和空間表達中組織GIS數據的核心地理信息模型，是一套獲取和管理GIS數據的全面的應用邏輯和工具。它是根據對象包括對象類、要素類和要素數據集。

ArcGIS三劍客――ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox

(一)ArcMap：創建地圖、在地圖上加載數據、並實現可視化表達，製圖成圖。基於該平臺進行各種空間分析，提取隱含的地理信息。

(二)ArcCatalog：空間數據的資源管理器，組織和維護空間地理數據。

(三)ArcToolbox：進行各種空間分析和數據處理與轉換的工具箱。

A.數據採集

1、ArcGIS中空間地理信息數據的組織方式：要素集、要素類(點、線、面);

2、柵格數據：又稱爲像元陣列，即像元按矩陣形式的集合，柵格中的每一個像元是柵格數據中最基本的信息存儲單元，其座標位置可以用行號和列號確定。物體的屬性用像元的取值表示，每個像元在網絡中只能取值一次，同一像元要表示多重屬性的事物就要用多個笛卡爾座標平面網絡，每個笛卡爾平面網絡表示一種屬性或同一屬性的不同特徵，這種平面稱爲層。

3、矢量數據：代表地圖圖形的各離散點平面座標(x,y)的有序集合，矢量數據結構主要用於表示地圖圖形元素幾何數據之間及其與屬性數據之間的相互關係。通過記錄座標方式，儘可能地將點、線、面地理實體表現得精確無誤。

4、數字化：柵格掃描數據到矢量數據的轉化。其原理是將像元陣列轉化成線數據，將柵格掃描數據變成文本和線劃。數字化的過程包括手工矢量化和自動矢量化兩種。

採集矢量數據有兩種方法：

一個是使用ArcMap的Editor工具進行手工採集矢量數據;

另一個是使用ArcScan的vectorization trace(追蹤)工具開始交互式矢量化，以矢量化線爲例，在線的開始端單擊，再單擊柵格圖像中想矢量化的線的另一端，則中間可以自動沿着線生成節點。與普通編輯一樣，雙擊或按F2結束草圖。(交互式矢量化過程中可以按住S鍵，轉換成手工矢量化。)。

與普通手工編輯相比，如果用於柵格數據的矢量化，Arcsan有着很大的優勢，可以大大減輕工作量，並提高數字化的準確率。

B.配準

柵格數據通常是由掃描地圖或者是蒐集航空照片和衛星影像得到的。掃描地圖通常不包含座標信息;二航空照片和衛星影像中德位置信息通常又不能與其他數據精確地對齊。因此，爲了與其他空間數據共同使用這些柵格數據，就需要將他們與當前地圖的座標系統對其，或者是叫配準。

配準功能工具是“georeferencing”，其步驟是:

1. 將柵格數據和配準參照圖層加載到地圖中。

2. 添加連接柵格和參照圖層相同位置的控制點。

3. 配準滿足要求後，保存柵格的配準信息。

C.數據編輯

1.數據編輯：糾正數據錯誤的重要手段，包括幾何數據和屬性數據的編輯。

2.幾何數據的編輯：主要是針對圖形的操作(圖形編輯)，包括平行線複製、緩衝區生成、鏡面反射、圖層合併、結點操作、拓撲編輯等。

3.屬性數據的編輯：包括圖形要素屬性的添加、刪除、修改、複製、粘貼、屬性表導出等。

複製要素：平行復制，緩衝區邊界生成與複製，鏡面複製

要素合併：可以概括爲兩種類型，要素空間合併(Merge和Union)與要素裁剪合併(Intersect)。合併可以在同一個數據層中進行，也可在不同數據層之間進行，參與合併的要素可以是相鄰要素，也可以是分離要素。只有相同類型的要素纔可以合併。

要素分割：應用ArcMap編輯工具可以分割線要素和多邊形要素。

對線要素可以任意定義一點進行分割，也可在離開線的起點或終點一定的距離處分割，還可按照線要素長度百分比進行分割，分割後線要素的屬性值是分割前屬性值的複製。

對多邊形要素可按照所繪製的分割線進行分割，分割後的多邊形要素的屬性值是分割前屬性值的複製。

拓撲規則建立的意義：

a：定義同一要素類(圖層)或不同要素類(圖層)或者他們的子類之間的空間關係;

b：地理數據庫將按拓撲規則管理要素對象，若不符合拓撲規則的要素對象將被顯示爲拓撲錯誤;

c：所以定義拓撲規則可以幫助我們快速檢查錯誤的空間關係數據。

進行拓撲錯誤檢查：建立拓撲關係要素類後，會依據拓撲規則對所有已經存在或者以後生成的數據進行空間關係的約束，不符合拓撲規則的空間要素將被檢查出具有拓撲錯誤;

對於拓撲錯誤的認定有兩種：錯誤和異常。錯誤是需要進行拓撲編輯修改的;異常時要素的空間位置關係雖然不符合拓撲規則的規定，但經由客戶確認屬於正確空間關係，則可將其標識爲異常。

D.對要素類進行可視化表達

可視化：將符號或數據轉換爲直觀的幾何圖形，便於研究人員觀察其模擬和計算過程。

地理信息數據的可視化過程表現在以下幾個方面：

①地圖數據的可視化表示：地圖數據的屏幕顯示;

②地理信息的可視化表示：利用各種數學模型，把各類統計數據、實驗數據、觀察數據、地理調查資料等進行分級處理，然後選擇適當的視覺變量以專題地圖的形式表示出來，如分級統計圖、分區統計圖、直方圖等。

③空間分析結果的可視化表示：地理信息系統的一個很重要的功能就是空間分析，包括網絡分析、緩衝區分析、疊加分析等，分析的結果往往以專題地圖的形式來描述。

符號化表達：無論點狀、線狀、還是面狀要素，都可以根據要素的屬性特徵採取單一符號、分類符號、分級符號、分組色彩、比率符號、組合符號和統計圖形等多種表示方法實現數據的符號化，編制符合需要的各種地圖。

地圖註記：地圖上說明圖面要素的名稱、質量與數量特徵的文字或數字，統稱爲地圖註記(Cartographic annotation)。在地圖上只有將表示要素和現象的圖形符號與說明這些要素的名稱、質量、數量特徵的文字和數字符號結合起來，形成一個有機整體，即地圖的符號系統，這樣才能使地圖更加有效的進行信息傳輸。地圖上的註記分爲名稱註記、說明註記和數字註記三種。

地圖整飾：地圖表現形式、表示方法和地圖圖型的總稱，是地圖生產過程的一個重要環節，包括地圖色彩與地圖符號設計，線劃和註記的刻繪，地形的立體表示，圖面配置與圖外裝飾設計，地圖集的圖幅編排和裝幀。

整飾目的爲：根據地圖性質和用途，正確選擇表示方法和表現形式，恰當處理圖上各種表示方法的相互關係，以充分表現地圖主題及製圖對象的特點，達到地圖形式同內容的統一;以地圖感受論爲基礎，充分應用藝術法則，保證地圖清晰易讀，層次分明，富有美感，實現地圖科學性與藝術性的結合。

地圖輸出：編制好的地圖通常按兩種方式輸出：其一，藉助打印機或繪圖機硬拷貝輸出，其二，轉換成通用格式的柵格圖形，以便於在多種系統中應用。

E.矢量數據的空間分析

緩衝區分析：緩衝區是對一組或者一類地圖要素按設定的距離條件，圍繞這組要素而形成具有一定範圍的多邊形實體，從而實現數據在二維空間的擴展的信息分析方法。

疊置分析：疊置分析是將代表不同主題的各個數據層面進行疊置產生一個新的數據層面，疊置結果綜合了原來兩個或多個層面要素所具有的屬性。

運用緩衝分析和疊置分析操作，綜合利用各縣空間分析工具，我們練習了失去擇房分析，通過2個分析的完美結合，從總體上對商品房的信息進行了研究分析，選擇最適宜的購房地段。

網絡分析：對地理網絡、城市基礎設施網絡進行地理分析和模型化過程，通過研究網絡的狀態以及模擬和分析資源在網絡上的流動和分配情況，實現對網絡結構偶及其資源等的優化問題。網絡分析在空間分析中佔有着極其重要的地位。

在現實生活中，最短路徑的求取問題是可以拓展成許多方面的最高效率問題，最短路徑不僅指一般意義上的距離最短，還可以是時間最短、費用最少、線路利用率最高等標準，然而運用網絡分析功能就將這些問題成爲了很簡單的問題。

F.柵格數據的空間分析

距離製圖：根據每一柵格相距其最鄰近要素的距離分析製圖，從而反映每一柵格與其最鄰近源的相互關係。通過距離製圖可以獲得很多相關信息，知道人們進行資源的合理規劃和利用。

密度製圖：根據輸入的要素數據集計算整個區域的數據聚集狀況，從而產生一個連續得密度表面。密度製圖主要是基於點數據生成的，以每個待計算格網點爲中心，進行圓形區域的搜索，進而來計算每個格網點的密度值。

表面分析：主要通過生成新數據集，諸如等值線，坡度，坡向，山體陰影等派生數據，獲得更多的反映原始數據集中所暗含的空間特徵，空間格局等信息。

重分類：就是基於原有數值，對原有數值重新進行分類整理從而得到一組新值並輸出。根據用戶不用的需要，重分類一般包括四種基本分類形式：新值替換、舊值合併、重新分類，以及空值設置。

學校選址就是重分類最好的應用實例。通過這種實例的操作，對於實際選址問題有了深刻體會與認識，加上與DEM影像一同進行結合，使之更加具有實際操作意義。學到了很多，尤其在數據重分類這一塊。

G. ModelBuilder(建模)

1: 添加硬盤上的數據或工具到模型中，數據也可以從ArcMap或ArcCatalog直接拖到模型中，工具可以直接從Arctoolbox直接拖到模型中

2: 顯示全部模型要素，並充滿ModelBuilder窗口

3: 自由縮放，點擊此按鈕後，按住鼠標不放可，向上或向下移動鼠標可以自由縮放ModelBuilder中的流程圖

4: 選擇，用以選擇模型中的數據圖框，工具圖框

5: 添加連接，將數據和工具連接起來

6: 運行選中的處理過程或整個模型

總結：通過這一年對ARCGIS的學習瞭解，我覺得這個軟件很強大，無論是在製圖編輯方面還是在空間查詢和分析上，都給我很大的震撼。尤其是空間分析功能，它可以將我們生活中很多難以分析，解釋或者說證明的事情通過分析成爲很好的例證或者給予很好的方法指引。從湖南省系列地圖的製作到最後的空間分析建模等，這些難以理解的東西通過實例操作使得一切清晰了。就連像公交路線查詢，市區擇房，工廠、學校等選址等問題都變得很方便了，它的現實意義和作用體現得淋漓盡致。所以在各個方面的運用地位和比重都佔有重要位置。不但是這些，還有對於生態規劃，園林規劃，市政規劃等領域也有很大發展潛力。

因此我覺得我這一年的學習收穫很大，我在問題上的思維分析能力也有很大提高，非常感謝王豔麗老師的悉心教育與耐心指導，纔有了我對這門課程以及軟件的認識與實際應用，讓我比較全面的瞭解了有關Arcgis的知識，我覺得我學得很細，學得很透徹，尤其與信息系統原理相結合的學習方式，不但知道怎麼操作，更加了解其原理，學得很靈活。在今後，我會學會更多與之相關的知識，並且有更深入的研究與學習，不斷地加深和鞏固自己!