讲义二 ArcGIS的数据采集与组织
目的
z z z z
掌握矢量数据的编辑
掌握Georeferencing配准地图 掌握ArcEditor工具屏幕数字化 掌握Geodatabase数据库的创建
内容
z 掌握矢量数据的编辑，包括几何数据和属性数据两部分内容的编辑；并单独练习数据属性表的
基本编辑、表连接等
z 使用Georeferencing工具配准地图（扫描栅格图）数据
z 先创建新的Shapefile文件，使用ArcEditor工具在配准的地图上进行屏幕数字化 z 建立Geodatabase数据库，建立数据集，导入数据文件，由线数据生成面数据
一、 矢量数据编辑
(一) 基本概念介绍
1. ArcMap中的数据编辑
数据编辑是纠正数据错误的重要手段，包括几何数据和属性数据的编辑。几何数据的编辑主要是针对图形的操作（图形编辑），包括平行线复制、缓冲区生成、镜面反射、图层合并、结点操作和拓扑修改等。属性数据的编辑包括图形要素属性的添加、删除、修改、复制、粘贴、属性表导出等。
在ArcMap中，编辑操作由Editor工具条来控制。该工具条有几个重要的控件：
z Editor下拉菜单：菜单中有用于启动、停止和存储编辑对话过程（session）的一些命令同时
还提供了几种编辑操作、捕捉选项以及编辑选项。 z Edit工具：这一工具用于选择要编辑的要素。
z Sketch工具：这是编辑空间要素的主要工具。允许数字化新的要素或修改已有要素的形状。
该工具进行的实际操作由Task列表所控制。
z Task列表：从下拉列表中，选择想要进行的编辑操作。所列出的任务将根据编辑的要素类的
改变而变化。
z Layer控制：在这一控件选择想要编辑的图层。
z Shared编辑工具：和标准的编辑工具一样，它用于选择要编辑的要素，但是shared编辑工具
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同时选择公共的要素，这一工具可用来编辑coverage数据。 z Attribute对话框：在这个窗口中可以编辑选中要素的属性值。 2. 理解表格结构
表（Tables）是数据库的结构物，它包括了行和列。行（或称为记录）代表一个特征，如高速公路、湖等；列（或称为域），描述了特征的属性，例如长度、深度等。每个表格的基本格式相同，即有行和列组成。一些表格，诸如要素类的缺省属性表都有预先设置的字段。例如多边形coverage有四个标准的字段即面积、周长、coverage #和coverage-id。一个线性shapefile仅有一列名为shape的缺省列。其他字段完全由用户定义，例如下表中字段CONTINENT即用户自定义的。为了显示，ArcGIS自动添加一列，称为Rowid（Rowid物理上并非是表格的一部分存储，但可以像其他字段一样进行查询）。对于要素类，这个Rowid就是FID；对于Geodatabase的表，Rowid就是objectID。
每个表格必须有唯一字段名，但字段的数据格式可以有多种。一般来说，可以存储数字、文字、日期。在ArcCatalog还支持特定格式，包括短整形、长整形、浮点型、双精度型、日期型、object-id和BLOB。
(二) 图形编辑
1. 基本步骤
进入ArcMap工作环境，打开已有的地图文档或新建地图文档后，进行数据编辑一般需要经过下列5个步骤：
（1） 加载编辑数据
单击File菜单下的Add Data命令，选择需要加载的数据层。 （2） 打开编辑工具
在工具栏的空白处点击右键，选择Editor，出现Editor工具条。 （3） 进入编辑状态
单击Editor下的Start Editing命令，使数据层进入编辑状态。 （4） 执行数据编辑
在Task下拉框中选择当前编辑任务，并在Target Layer窗口确定编辑操作的目标数据层，然后选择编辑命令，对要素进行编辑。 （5） 结束数据编辑
单击Editor下的Stop Editing命令，选择是否保存编辑结果，结束编辑。 2. 基本编辑练习
（1） 加载编辑数据
单击File菜单下的Add Data命令，在data2\\Ex2\\Basicedit\\下：按shift+左键选择需要加载的数据层（routes_hwy.shp, rail.shp, county.shp, cites.shp）。
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显示如下：
（2） 打开编辑工具
在工具栏的空白处点击右键，选择Editor，出现Editor工具条。选择“Editor”。
Editor工具条及功能描述如图所示。
单击Editor下的Start Editing命令，使数据层进入编辑状态。
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（3） 要素复制操作
1）平行复制
单击
按钮，在图形窗口中选择要复制的线要素。
单击Target箭头，选择需要复制平行线的数据层（routes_hwy），在Editor下拉菜单中，选择Copy Parallel命令：
打开Distance对话框，如下图所示。输入平行线之间的距离（按照地图单位），距离数值的正负表示要素的复制方向。按Enter键即可完成不同数据层之间平行线的复制。放大以后进行平行复制前后的效果图的对比。
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2）缓冲区边界生成与复制。单击
按钮，在图形窗口中选择要生成缓冲区的要素，单击Target按钮箭头，选择
需要复制缓冲区的数据层（线或者多边形类型），在Editor下拉菜单中，选择Buffer命令，打开Distance文本框，如下图所示。输入生成缓冲区的距离（按照地图单位），并按Enter键即可完成不同数据层之间缓冲区的复制。下图所示为缓冲区边界生成前后的效果对比。
3）镜面复制。单击
按钮，在图形窗口中选择需要进行镜面操作的要素。
单击Task箭头，选择Mirror Features，如下图所示。
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单击
按钮，在图形窗口定义首尾两点确定一条中心线，所选择的要素按照定义的中心线对称复制。下图所示为
镜面复制前后的效果对比。
（4） 要素合并
ArcMap中的要素合并操作可以概括为两种类型，要素空间合并（Merge和Union）与要素裁减合并（Intersect）。合并可以在同一个数据层中进行，也可在不同的数据层之间进行，参与合并的要素可以是相邻要素，也可以是分离要素。只有相同类型要素才可以合并。
1）Merge操作。Merge操作可以完成同层要素空间合并，无论要素相邻还是分离，都可以合并生成一个新要素，新要素一旦生成，原来的要素就自动删除。Merge操作必须在同一图层下面进行。如果在选择不同图层的要素进行Merge操作，会出现如图所示的信息提示。
具体操作过程如下： 单击
按钮，在图形窗口中选择需要合并的要素，单击Target箭头，选择合并后的新要素所属的目标数据层。
在Editor下拉菜单中，选择Merge命令，打开Merge对话框，如下图所示，在Merge的对话框中列出了所有参加合
并的要素，选择其中一个要素，单击OK按钮。Merge操作自动将被选择要素的属性赋给合并后的新要素。Merge合并的结果如下图所示。
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2）Union操作。Union操作可以完成不同层要素空间合并，无论要素相邻还是分离，都可以合并生成一个新要素。
具体操作过程如下：
单击
按钮，在图形窗口中选择需要合并的要素（来自不同的数据层），单击Target箭头，选择合并后的新
要素所属的目标数据层，在Editor下拉菜单中，选择Union命令，所选择的要素被合并生成一个新要素。
3）Intersect操作。Intersect操作可以完成相互重叠（overlay）部分的要素裁减合并。无论要素属于同一数据层还是不同数据层，都可以合并生成一个新要素。新要素保持了原要素的类型，但没有任何属性值，需要输入新值。
具体操作过程如下：
单击
按钮，在图形窗口中选择具有重叠部分的要素，单击Target箭头，选择合并后的新要素所属目标层，
在Editor下拉菜单中，选择Intersect命令，所选择要素的公共部分合并生成一个新要素。如图11所示，两多变形重叠部分生成一个新的多边形。
图11 Intersect的结果
（5） 要素分割操作
应用ArcMap要素编辑工具可以分割线要素和多边形要素。对线要素可以任意定义一点进行分割，也可在离开
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线的起点或终点一定的距离处分割，还可按照线要素长度百分比进行分割，分割后线要素的属性值是分割前属性值的复制。对多边形要素按照所绘制的分割线进行分割，分割后的多边形要素的属性值是分割前属性值的复制。
1）线要素分割
A．任意点分割线要素。
单击
按钮，在图形窗口中选择需要分割的线要素。
在Editor工具栏上单击过
按钮，在线要素上任意选择分割点，单击左键，线要素按照分割点分成两段，可通
按钮把该线要素拉开查看。
B．按长度分割线要素。 单击
按钮，在图形窗口中选择需要分割的线要素。
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在Editor下拉菜单中，选择Split命令，打开Split对话框。如图所示。
在Line文本框中显示的是所选线要素的长度，在Split选项组中可以选择两种按长度分割线要素的方式，一种是按照长度距离分割，另一种是按照长度比例分割。在Orientation选项组中可以选择是从线要素的起点计算距离，还是从终点计算距离。单击OK按钮，线要素按照确定或者计算的分割点分成两段。如下图所示。
C．布点分割线要素
步骤与上面两种分割线要素的方法基本相同。单击
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按钮，在图形窗口中选择需要分割的线要素，单击Target
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箭头，选择需要沿线放置点要素的数据层。在Editor下拉菜单中，选择Divide命令，打开Divide对话框，如图所示，在对话框中输入分割线要素的点数，这些点在线要素上均匀放置，或者输入分割线要素的点间距离，单击OK按钮，就可按照确定的点数或点间距离分割线要素。
（6） 要素的变形与缩放
1）要素变形操作。线要素和多边形要素的变形操作都是通过绘制草图来完成的。在对线要素进行变形操作时，草图线要与线要素相交，且草图线的两个端点应该位于线要素的一侧。而对多边形进行变形操作时，如果草图的两个端点位于多边形内，多边形将增加一块草图面积；如果草图的两个端点位于多边形外，多边形将被裁剪一块草图面积。
单击Task箭头，选择Reshape feature（要素变形操作）选项。
单击
按钮，在图形窗口中选择需要变形的要素（线或多边形）
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单击按钮，在图形窗口绘制一条草图线，双击鼠标左键（或单击右键，选择Finish Sketch命令），被选要素
就会按照草图与原图的关系发生变形，如下图所示。
草图的两个端点位于多边形内时的要素变形
草图的两个端点位于多边形外时的要素变形
2）要素缩放操作
A．添加缩放工具按钮
在ArcMap主菜单上单击Tools，在下拉菜单中，选择Customize命令，打开Customize对话框。
进入Commands选项卡，在Categories选项卡中选择Editor，在Commands选项卡中选择Scale，如图所示。将
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其拖放到Editor工具条中，关闭Customize对话框。
B．执行要素缩放操作 单击
按钮，在图形窗口中选择需要缩放的要素（可以多选），单击
按钮，根据需要移动要素选择锚位
置，在要素上按住鼠标左键拖放到缩放的尺寸，释放左键，完成要素缩放。
(三) 属性编辑
1. 属性表编辑
属性编辑包括对单要素或多要素属性进行添加、删除、修改、复制或粘贴等多种编辑操作，通常有两种方式： 1）单击
按钮，在图形窗口中选择需要编辑属性的要素（可以多选），单击右键，再单击Attributes按钮，
打开Attributes对话框。如下图所示。
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在该对话框中，左窗口显示被选择的要素，右窗口显示属性字段（Property）及属性值（Value）。单击右窗口的Value值，可修改其属性值。
2）在ArcMap视图中，右键单击需要进行属性编辑的数据图层，选择Open Attribute Table命令，如图所示。
打开图层属性表，如图所示。
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单击Options按钮，如图所示，可以进行增加字段、关联表和属性表导出等操作。
2. 属性表的操作
表格是由行和列组成的数据库组件。表格存储在像Microsoft Access、dBASE、Oracle和Microsoft SOL Server等数据库中。在ArcGIS软件中，表格信息一般都与空间信息相关，比如要素属性表。然而ArcGIS表格信息也可以与空间数据相独立，比如非空间统计数据。因此，你可以认为表格中的信息与空间数据之间相关或者无关。
ArcMAP中的要素属性表
要素属性表包括了要素类中要素的描述信息，如下图所示。打开要素属性表的方法是：在ArcMap中，鼠标选中一个图层，鼠标右击，点击Open Attribute Table。也可以在ArcCatalog之中，选中表格，使用表格浏览方式。要素属性表包含了很多字段。每个字段表示一个专题信息。每一行表达了要素类中
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的一个要素及其所有属性。
2、表格中行列的操作
在ArcMap和ArcCatalog的表格中可以进行选择、查找、固定（freeze）等操作。在ArcCatalog中，可以创建一个新的表格，并在这个表格中创建字段或者删除字段。而在ArcMap中，可以编辑表格中的属性。 1) 对列的操作
z 调整表中列的位置。在列的标题头单击，按住并拖动列头到新的位置，红线会指示讲列放在那个位置，放下列。
如下图所示。
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z 固定列：固定列主要是为了使属性表列始终显示在当前窗口。在该列的标题上头右击，点取Freeze/Unfreeze。
如下图所示。
z 隐藏列：按住并拖动列的一边到另一边，如果要它再次显示出来，只需双击。 2）对记录的排序
当对记录进行排序时，可在作为排序的列的标题上右击，选择升序还是按照降序进行排列。如下图所示。
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3）属性表行定位操作
主要由位于属性表下方的记录选择按钮定位。可以直接定位到第一行
或最后一行
完成。可以从当前行出发前进
。也可以通过输入行号进行定位。
或后退
3. 属性表查询和检索
1）属性表的查询与替换
¾ 在包含查找数值或字符的字段名上，单击左键。
¾ 点取属性表下方的Option按钮。 ¾ 点取Find & Replace。
¾ 在对话框中，输入要查找的文本。
¾ 在Text框中选择字符匹配规则：Whole Field（常用于数值查找）（Any Part与Start of Field常用
于字符查找）。
¾ 在Search选择字符匹配范围：All（或Down或Up）。 ¾ 对于字符查询，选中Match Case复选框。
¾ 如果要只在选择记录中查询，选中Search Only Selected Fields复选框。 ¾ 单击Find Next。
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¾ 如果继续查找，再次单击Find Next。 2） 属性表的检索操作
¾ 点取属性表下方的Option按钮。
¾ 点取Select by Attribute命令，打开对话框。
¾ ¾ ¾ ¾
在此对话框中输入自己需要检索的表达式。 在Select框中选择Create a new selection。 单击Verify按钮，检验逻辑表达式的正确性。
单击OK按钮，符合条件的记录被选中，并高亮显示。
4. 要素类与表格的关联
如果在两个表格中有相同的属性值字段，则两表格就能关联起来。每一个表格都至少有一字段称为主关键字，它满足行唯一性。即使在别的属性字段中有重复的值，主关键字也必须保证每一行是唯一的。行的唯一性对连接两个表格是十分重要的。只有这样，才能将记录准确的匹配。
ArcMap提供了两种方法建立两个表格之间的联系：合并和关联。打开join和relate的过程如图2所示。当你对两个表格join时，实际上按照共同字段在一个表格中追加另外一个表格的属性。而relate则定义了两个表格之间的联系，它也是基于共同字段。
可以在ArcMap中将两个属性表连接起来。Joins可以对Shapefile、Coverage、Geodatabase文件操作。在ArcMap中进行join时，公共字段的名称不必相同。Join和Relate设置窗口如图3所示。在ArcMap join对话框中你可选择要匹配的公共字段，但字段类型的定义必须相同。在ArcMap中，采用join连接起来的表格不是物理的，而是动态的，所以可以随时设置join或取消join。应该注意的是表格join仅适用于一对一或多对一的关系。如果你在一对多或者多对多对应关系中使用join，你将会丢失每一个主关键字第一个匹配后的所有记录。
另外一种把表格关联起来的方法是relate。它于join相同的是两个表格必须具有一个定义相同的公共字段，所不同的是它并不把一个表格中的字段追加到另外一个表格去。两者仍旧保持独立。ArcMap知道如何关联两个表，并且分别在两个表中获得关联的记录。Relate处理的对应关系是一对多和多对多。或者你需要单独维护相关表的信息时，使用relate。
下面结合实例具体介绍一下join的操作：
z 在ArcMap软件中打开数据wp.shp（具体路径为：data2\\Ex3\\Join-Relate\\），如下图所示。
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z 鼠标指针放在wp.shp数据层上点击右键，打开数据层操作快捷菜单。鼠标指向Joins and Relates命令，展
开Joins and Relates菜单。
z 单击Join命令后，弹出Join Data对话框，如图所示。
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z 在What do you want to join to下拉列表框中选择Join attributes from a table(合并属性)。 z 在choose the field in this layer that the join will下拉列表框选择用于属性合并的公共字段ID
z 在choose the table to join to this layer,or load the下拉列表框选择被合并的数据库或属性表：
wpdata.dbf。
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z 在choose the field in the table to base the join on:下拉列表框选择被合并属性表公共字段属性：ID。
z 单击Advanced按钮，打开Advanced Join Options对话框。
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z 选择Keep only matching records单选按钮：仅保存相互匹配的记录。 z 单击OK按钮（关闭Advanced Join Options对话框，返回Join Data对话框）。
z 单击OK按钮（执行数据合并，生成新的数据库）。下图分别为Join前后的数据层属性表对比。可见在原数据
层的属性字段基础上增加了新表wpdata.dbf中的若干字段（加亮部分所示）。
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二、 使用Georeferencing工具配准地图
1. 原理示意图
2. 具体操作步骤
（1） 首先加载地图数据（扫描图片）
（2） 在工具栏点击右建，如下图所示，加载Georeferencing工具栏。
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（3） 选择
添加控制点，按照一定的顺序，选择控制点
注意：每次选择完控制点，需要点击两次。 （4） 选择
显示控制点列表，在控制点列表中，输入所选择点的经纬度坐标
注意：
X Map应输入经度、Y Map应输入纬度。
一开始不选Auto Adjust选项，防止影像过度变形，难以选点。
（5） 选择3st Order Polynomial的校正方法，将Auto Adjust选中
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最后的RMS为0.08633
（6） 点击“Save”命令，将控制点保存为gcp.txt文件
再次打开此图片时，可以用“Load”命令，将控制点加载进来 （7） 结果如下所示
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三、 使用ArcEditor屏幕数字化
（1） 首先在ArcCatalog中创建一个新的Shapefile文件，类型设为Polyline
（2） 在ArcMap中加载创建的Shapefile文件
（3） 打开ArcEditor工具，选择Start Editing，开始编辑
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（4） 选中要修改的线段，选择Task-〉Modify Feature
可以对目标线段进行编辑，如Delete Vertex(删除)、Move(移动)等操作。
注意：
删除或移动结点后，需要单击鼠标左键，或刷新显示，才能看到操作结果 数字化时，应使两两线段均有交点（这样是为了后面实现由线创建面）
四、 Geodatabase数据库创建
1. Geodatabase概述
详见第一节关于Geodatabase的介绍。下面我们将以Personal Geodatabase为例，在ArcCatalog中创建一个新的Personal Geodatabase文件。
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2. 在ArcCatalog中创建一个新的Geodatabase
3. 向Geodatabase加载数据
（1） 选中需要加载数据的Geodatabase文件，单击右键选择Feature Dataset，创建一个数据集
（2） 选中新创建的Feature Dataset，单击右键选择“Import”
可以向其中加入各种矢量、栅格及数据表数据文件。下图所示为加入单个Feature Class
（3） 设置相关参数：输入数据集及结果数据集的名称
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4. 由线数据生成面数据
选中数据集文件boundary，点击右键，选择New-〉Polygon Feature Class From Lines；通过线数据创建名数据
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五、 作业
1. 练习编辑矢量数据文件
对照讲义熟练掌握ArcGIS软件中矢量数据（几何数据和属性数据的编辑）
2. 配准扫描地图，数字化
（1） 按照讲义方法配准China.jpg；保存控制点坐标；
（2） 并在配准的地图基础上，数字化陕西、山西、宁夏、河南四省的区界及其省会所在地
其中，边界数字化为线数据，省会数字化为点数据；
（3） 建立Personal Geodatabase，将数字化的Shape文件导入，生成面文件； （4） 边界的属性表要求有2个字段ID（Integer）、Name（Text）；省会点的属性表要求两个字段，
与边界要求相同。
绘制地图是一项古老的技艺，今天地图已成为信息分析中的尖端技术
——http://www.esrichina-bj.cn/GISbase/index.htm
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