了得網研究生_ArcGIS地理信息繫統分析與應用

內容簡介

本書簡要介紹了地理信息繫統軟件ArcGIS的發展變革，針對ArcGIS 10.3的基本組成及幾個重要模塊的主要功能和應用範圍進行了介紹。以GIS數據輸入及處理、柵格編輯、地理配準、投影轉換、拓撲查錯、柵格計算、重分類、距離分析、密度分析、緩衝區分析、疊加分析、網絡分析等為例介紹了基本的操作和應用方法。在此基礎上，以土地利用、災害評估、洪水淹沒、農田保護、土壤分析、糧食估產、資源配置、設施選址、礦產預測為例，介紹了地理信息繫統在這些領域的綜合應用。本書注重理論與實踐、軟件與工程、教學與科研、項目與應用、基礎與綜合等方面的結合，融入了大量生產與科研成果，以及工程項目應用案例。本書可作為地理信息科學、遙感科學與技術、測繪工程、地質學、管理學、環境科學等專業本科生和研究生的教材，也可供地質礦產、國土資源、地理測繪、市政工程、城鄉規劃、交通旅遊、水利水電、環境科學、災害評估、作戰指揮等領域的研究人員使用。

作者簡介

晁怡，出生於1975年，女，中國地質大學（武漢）副教授，2007年畢業於武漢大學攝影測量與遙感專業，博士學位。現主要從事地理信息繫統原理、空間分析與建模的教學和科研工作。參與和主持縱向、橫向科研項目十餘項，參與和主持校級、省級教學項目多項，多次指導學生參與全球和全國性學科競賽獲獎，並獲得“優秀指導老師”多項。發表科研和教學論文二十餘篇。

目錄

第1章 ArcGIS介紹1
1.1 ArcGIS總覽1
1.2 ArcMap2
1.3 ArcCatalog5
1.4 ArcToolbox6
1.5 ArcScene9
1.6 本章小結10
第2章 GIS數據輸入11
2.1 輸入簡介11
2.2 坐標點輸入13
2.2.1 問題提出13
2.2.2 手工輸入坐標點13目錄

第1章 ArcGIS介紹1
1.1 ArcGIS總覽1
1.2 ArcMap2
1.3 ArcCatalog5
1.4 ArcToolbox6
1.5 ArcScene9
1.6 本章小結10
第2章 GIS數據輸入11
2.1 輸入簡介11
2.2 坐標點輸入13
2.2.1 問題提出13
2.2.2 手工輸入坐標點13
2.2.3 表格數據轉換點要素15
2.3 屏幕矢量化18
2.3.1 數據說明19
2.3.2 矢量化前的準備19
2.3.3 編輯矢量化21
2.3.4 ArcScan矢量化22
2.4 數據轉換26
2.4.1 問題提出26
2.4.2 ArcGIS其他格式轉入26
2.4.3 其他GIS軟件格式轉入27
2.5 屬性數據輸入27
2.5.1 問題提出27
2.5.2 數據說明28
2.5.3 手工鍵盤輸入28
2.5.4 屬性連接30
第3章 GIS數據處理34
3.1 柵格編輯34
3.1.1 問題提出34
3.1.2 數據準備34
3.1.3 編輯柵格35
3.2 地理配準36
3.2.1 問題提出36
3.2.2 配準圖像36
3.3 投影轉換38
3.3.1 問題提出38
3.3.2 數據準備38
3.3.3 設置坐標繫38
3.3.4 投影轉換40
3.4 拓撲查錯41
3.4.1 問題提出41
3.4.2 數據準備41
3.4.3 新建並驗證拓撲42
第4章柵格分析45
4.1 柵格計算45
4.1.1 問題和數據分析45
4.1.2 數學運算45
4.1.3 函數運算47
4.2 重分類47
4.2.1 問題和數據分析47
4.2.2 重分類工具48
4.2.3 其他重分類工具49
4.3 距離分析49
4.3.1 問題和數據分析49
4.3.2 歐氏距離工具50
4.3.3 成本距離工具52
4.4 密度分析54
4.4.1 問題和數據分析54
4.4.2 點密度分析55
4.4.3 核密度分析56
4.5 糧食產量預測58
4.5.1 問題和數據分析58
4.5.2 預測2004年糧食產量58
第5章矢量分析60
5.1 緩衝區分析60
5.1.1 問題和數據分析60
5.1.2 點的緩衝區60
5.1.3 線的緩衝區62
5.1.4 面的緩衝區64
5.2 疊加分析68
5.2.1 問題和數據分析68
5.2.2 相交68
5.2.3 擦除74
5.2.4 聯合76
5.2.5 標識77
5.2.6 交集取反80
第6章網絡分析82
6.1 網絡模型的建立82
6.1.1 網素82
6.1.2 建立網絡數據集83
6.1.3 建立幾何網絡89
6.2 路徑分析92
6.2.1 問題和數據分析92
6.2.2 尋找短路徑92
6.2.3 尋找路徑100
6.3 尋找近設施101
6.3.1 問題和數據分析101
6.3.2 查找近設施102
6.4 創建服務區域106
6.4.1 問題和數據分析106
6.4.2 建立服務區域107
6.5 位置分配110
6.5.1 問題和數據分析110
6.5.2 建立位置分配110
6.6 建立OD成本矩陣117
6.6.1 問題和數據分析117
6.6.2 建立OD矩陣118
6.7 幾何網絡分析123
6.7.1 問題和數據分析123
6.7.2 網絡路徑分析123
6.7.3 網絡連接要素分析125
第7章數字高程模型分析127
7.1 GRID的建立127
7.1.1 問題和數據分析127
7.1.2 離散點生成GRID128
7.1.3 TIN生成GRID129
7.2 TIN的建立131
7.2.1 問題和數據分析131
7.2.2 離散點生成TIN131
7.2.3 GRID生成TIN133
7.3 DEM應用134
7.3.1 問題和數據分析134
7.3.2 地形因子分析134
7.3.3 可視性分析139
7.3.4 三維顯示142
第8章綜合分析應用144
8.1 農田保護區域分析144
8.1.1 問題和數據分析144
8.1.2 添加數據144
8.1.3 找出洪水淹沒區域144
8.1.4 尋找可耕種區域147
8.1.5 確定水壩保護的可耕種區域148
8.1.6 將研究區域土質重分類149
8.2 商店選址評價150
8.2.1 問題和數據分析150
8.2.2 確定商店的服務範圍151
8.2.3 分析消費者特征156
8.2.4確定服務範圍內的潛在客
戶數160
8.3度假村選址162
8.3.1問題和數據分析162
8.3.2確定Kerri林地以外的區域162
8.3.3確定坡度小於3%的區域164
8.3.4提取年平均溫度高於16.5℃的
區域166
8.3.5確定度假村地址170
8.4燕麥試驗田選址174
8.4.1問題和數據分析174
8.4.2數據預處理175
8.4.3條件檢索178
8.4.4緩衝區分析184
8.4.5疊加分析186
8.4.6確定面積滿足要求的區域188
8.5 洪水災害損失的分析190
8.5.1 問題和數據分析190
8.5.2數據預處理192
8.5.3受災區域分析200
8.5.4災害損失估計204
8.6土壤肥沃度分析209
8.6.1問題和數據分析209
8.6.2加載數據209
8.6.3分析土壤類素含量的
關繫213
8.6.4空間集中性計算216
8.7在成礦預測中的應用221
8.7.1問題提出221
8.7.2研究區地質概況221
8.7.3數據準備221
8.7.4成礦條件和找礦標志分析222
8.7.5銅礦預測231
第9章空間統計分析236
9.1 度量地理分布236
9.1.1 問題提出236
9.1.2 數據準備236
9.1.3 中心要素237
9.1.4 平均中心238
9.1.5 標準距離239
9.1.6 中位數中心240
9.1.7 方向分布241
9.1.8 線性方向平均值242
9.2 聚類分布制圖243
9.2.1 問題提出243
9.2.2 數據準備243
9.2.3 聚類和異常值分析244
9.2.4 熱點分析247
9.2.5 分組分析248
9.2.6 相似搜索249
第10章空間分析建模252
10.1 模型構建器簡介252
10.2 問題提出253
10.3 數據準備253
10.4 在模型構建器中執行工具254
10.4.1 創建新模型254
10.4.2 向模型中添加工具和數據254
10.4.3 工具參數設置254
10.4.4 添加到畫布顯示257
10.4.5 運行模型257
10.4.6 保存模型257
10.5 使用模型構建器創建工具258
10.5.1 打開模型258
10.5.2 顯示工具參數258
10.5.3 創建模型參數259
10.5.4 重命素259
10.5.5 重設模型參數順序261
10.5.6 設置模型參數類型262
10.5.7 對模型參數設置過濾器263
10.5.8 為輸出數據設置符號繫統263
10.5.9 管理中間數據264
10.5.10 更改模型的常規屬性264
參考文獻266

前言

前言
隨著地理信息科學的發展，地理信息繫統（Geographic Information System，GIS）也在資源管理、測繪地理、城鄉規劃、市政工程、災害監測、國防建設、警務安防、交通指揮、道路導航、醫療衛生、農業生產、環境保護、宏觀決策等領域被廣泛應用。各大高校的測繪、遙感、地理、地質、環境、管理等相關專業已將GIS設置為必修或選修課程。
作為一門實踐性很強的課程，GIS的實踐教學一直備受重視。中國地質大學（武漢）的“地理信息繫統”課程已經開設了近20年，按照教學大綱和教學計劃的要求，實踐課時占相當大的比例。作者通過對多年教學經驗進行總結，已出版圖書《地理信息繫統分析與應用》和《地理信息繫統分析與實踐教程》，分別對ArcView、ArcGIS 9.3、MapGIS 6.7和MapGIS K9的操作進行了介紹。近幾年，ArcGIS發展迅速，版本更新較快，有的模塊和操作變化較大，原有教材中關於ArcGIS的介紹和說明已經不能滿足實踐教學的需要，因此，在原教材的基礎上，本書以ArcGIS 10.3為平臺，不僅更新了原教材部分操作說明，還針對實踐教學過程中發現的不足，添加了ArcGIS地質應用的案例，以及空間統計和空間分析建模的內容。前言
隨著地理信息科學的發展，地理信息繫統（Geographic Information System，GIS）也在資源管理、測繪地理、城鄉規劃、市政工程、災害監測、國防建設、警務安防、交通指揮、道路導航、醫療衛生、農業生產、環境保護、宏觀決策等領域被廣泛應用。各大高校的測繪、遙感、地理、地質、環境、管理等相關專業已將GIS設置為必修或選修課程。
作為一門實踐性很強的課程，GIS的實踐教學一直備受重視。中國地質大學（武漢）的“地理信息繫統”課程已經開設了近20年，按照教學大綱和教學計劃的要求，實踐課時占相當大的比例。作者通過對多年教學經驗進行總結，已出版圖書《地理信息繫統分析與應用》和《地理信息繫統分析與實踐教程》，分別對ArcView、ArcGIS 9.3、MapGIS 6.7和MapGIS K9的操作進行了介紹。近幾年，ArcGIS發展迅速，版本更新較快，有的模塊和操作變化較大，原有教材中關於ArcGIS的介紹和說明已經不能滿足實踐教學的需要，因此，在原教材的基礎上，本書以ArcGIS 10.3為平臺，不僅更新了原教材部分操作說明，還針對實踐教學過程中發現的不足，添加了ArcGIS地質應用的案例，以及空間統計和空間分析建模的內容。
全書共分10章，第1章簡要介紹ArcGIS的發展沿革，並對ArcGIS 10.3的核心產品ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox、ArcScene等進行介紹；第2章～第6章對包括數據輸入、處理、管理、分析、顯示等的GIS基本操作進行介紹；第7章對GIS軟件中建立數字高程模型和對數字高程模型分析做了介紹；第8章在前幾章的基礎上，以項目應用為例，介紹GIS的綜合應用；第9章針對數據挖掘的基礎—空間統計分析進行介紹；第10章以ModelBuilder為例介紹在ArcGIS中進行空間分析建模的方法。本書正文中加粗的字表示對話框或工具、按鈕名稱，斜體字表示菜單名。
在本書的編寫過程中，作者結合了多年教學、科研經驗和應用案例，注重理論與實踐結合、軟件與工程結合、教學與科研結合、項目與應用結合、基礎與綜合結合，將生產與科研成果、工程項目應用案例、ArcGIS開發技術融入教材編寫過程中，力圖使本書突出以下特點。
一是循序漸進。在介紹基本操作的基礎上，再結合實際應用案例介紹ArcGIS 10.3的綜合應用。通過綜合應用案例的實踐，使讀者能夠舉一反三，在學習和行業應用中借鋻使用。
二是點撥啟發。在本書中，對於一些操作技巧和注意事項，以Tips的方式進行提示，同時，對於一些有價值的問題，提出思考問題，希望引發讀者的深入思考，將理論應用到實踐，使學習更加深入。
三是聯想關聯。在ArcGIS中，可以通過不同的操作過程實現相同的目的。對於這種情況，本書或者給出操作步驟，或者給出在本書中的參考操作位置，以方便讀者查閱、對比。
四是行業應用。基於本書作者的科研背景，給出了市面上大多數ArcGIS實踐教學書中都沒有涉及的地質領域的應用，拓展了ArcGIS的應用案例。
本書主要由晁怡和鄭貴洲策劃並組織編寫，參加編寫的人員還有楊乃、彭俊芳。研究生王曉慧和林青對本書的部分實踐案例進行了驗證，對部分文本進行了校對。本書從2015年開始著手編寫，書中的案例先後在ArcGIS 10.0，ArcGIS 10.1，ArcGIS 10.2中進行了驗證，直至終完成時以ArcGIS 10.3為平臺。雖然本書在編寫中經過了多個版本的改動，但在逐年的修改和學生實踐課程的應用過程中，作者也在不斷優化本書的編排和案例描述，希望本書能更好地為讀者服務。在此也對參與本書案例實現和操作驗證的所有學生表示感謝。
本書在編寫和出版過程中受到以下項目的資助：中國地質大學（武漢）實驗技術研究項目，中央高校教改基金本科教學質量工程項目—地理信息科學專業校企示範實習基地及實踐模式構建（ZL201616），中國地質大學（武漢）研究生教育教學改革項目—依托國家GIS 工程中心學術型研究生科研創新能力培養（YJG2017215），中國地質大學（武漢）研究生院A類實踐基地建設項目（YJD2018701），湖北省教學研究項目—依托國家GIS工程中心地理信息科學專業立體式創新實踐平臺與體繫構建（2015155）。
雖然本書編寫的時間較長，也經過了幾輪的檢校，但百密一疏，再加上作者水平有限，書中難免有不妥之處，盼廣大讀者批評指正，以便進一步完善本書內容。批評意見請發至郵箱cuggis@163.com。

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