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關於ArcGIS的一些基礎知識

關於座標系:

1. 如果資料不存在座標系統,則計算時無單位,許多操作都不能進行。

2.投影座標系統是平面座標系統,單位是米、千米這些;而地理座標系統是球面座標系統,單位是度。

   定義投影是定義座標系統的意思,而不是單指定義投影座標系統。

3.圖層的地圖單位和顯示單位,地圖單位是你這個圖層的使用的實際單位,一般預設你新增進來的第一個資料的座標系統和單位作為圖層的座標系統和單位;顯示單位是Arcgis這個視窗顯示的單位,不參與計算和測量。也就是如下圖所示,你的顯示單位是度分秒,所以右下角地圖顯示為112°13′21.063....顯示的是經緯度。但是你實際計算測量時預設單位是米,而不是度分秒;也就是說決定你地圖操作結果的是你的地圖單位,顯示單位你隨便亂選完全不影響你的分析和操作。

3度帶6度帶知識補充

我國基本比例尺地形圖除1:100萬採用蘭勃特投影(lambert)外,其他均採用高斯-克呂格投影。為減少投影變形,高斯-克呂格投影分為3度帶或6度帶投影。

按國家規定我國1:2.5-1:50萬地形圖均採用6度分帶;1:1萬及更大比例尺地形圖採用3度分帶,以保證必要的精度。

6度分帶投影:即經差為6度,從零度子午線開始,自西向東每隔6度為一個投影帶,全球共分60個帶,用1,2,3,4,5,......表示。即東經0~6度為第一度帶,其中央經線的經度為東經3度;東經6~12度為第二帶,其中央經線的經度為東經9度。

3度分帶投影:即經差為3度,從東經1.5度開始,自西向東每隔3度為一個投影帶,全球共分120個帶,用1,2,3,4,5,......表示。即東經1.5~4.5度為第一度帶,其中央經線的經度為東經3度;東經4.5~7.5度為第二帶,其中央經線的經度為東經6度;東經7.5~10.5度為第三帶,其中央經線的經度為東經9度。(這樣分帶的方法使6度帶的中央經線均為3度帶的中央經線。)

山東省位於東經113度-東經120之間,跨第38、39、40共計3個帶。其中:東經115.5度以西為第38度帶,中央經線為東經114度;東經115.5~118.5度為39度帶,中央經線為東經117度;東經118.5以東到山海關為40度帶,中央經線為東經120度。

地形圖上公里網橫座標前兩位就是帶號,例如1:5萬地形圖上橫座標為20345486,其中20即為帶號,345486為橫座標值。

當地中央經線經度計算:

6度帶中央經線經度的計算:當地中央經線經度=6°×當地帶號-3°如:地形圖上橫座標為20345532,其所處的6度帶的中央經線經度為:6°×20-3°=117°

3度帶中央經線經度的計算:當地中央經線經度=3°×當地帶號(中國陸地範圍內帶號小於23的肯定是6度帶,大於等於24的肯定是3度帶。

  • 1.2 投影座標系

      將球面座標轉化為平面座標的過程稱為投影。投影座標系的實質是平面座標系統,地圖單位通常為米。投影座標系在二維平面中進行定義。與地理座標系不同,在二維空間範圍內,投影座標系的長度、角度和麵積恆定。投影座標系始終基於地理座標系,即:

      “投影座標系=地理座標系+投影演算法函式”。

      我們國家的投影座標系主要採用高斯-克呂格投影,分為6度和3度分帶投影,1:2.5萬-1:50萬比例尺地形圖採用經差6度分帶,1:1萬比例尺的地形圖採用經差3度分帶。具體分帶法是:6度分帶從本初子午線(prime meridian)開始,按經差6度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分60個投影帶,中國跨13-23帶;3度投影帶是從東經1度30分經線(1.5°)開始,按經差3度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分120個投影帶,中國跨25-45帶。

      在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目錄中,我們可以看到四種不同的命名方式:  

      Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E

      北京54(西安1980) 3度帶無帶號

      Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25

      北京54 (西安1980) 3度帶有帶號

      Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13

      北京54 (西安1980) 6度帶有帶號

      Beijing 1954 GK Zone 13N

      Xian 1980 GK CM 75E

      北京54 (西安1980) 6度帶無帶號

      註釋:GK 是高斯克呂格,CM 是CentralMeridian 中央子午線,Zone是分帶號,N是表示不顯示帶號。

  • .ArcGIS中定義座標系

  •   ArcGIS中所有地理資料集均需要用於顯示、測量和轉換地理資料的座標系,該座標系在 ArcGIS 中使用。如果某一資料集的座標系未知或不正確,可以使用定義座標系統的工具來指定正確的座標系,使用此工具前,必須已獲知該資料集的正確座標系。

      該工具為包含未定義或未知座標系的要素類或資料集定義座標系,位於ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections 

      Input Dataset:要定義投影的資料集或要素類

      CoordinateSystem:為資料集定義的座標系統

  • 3.基於ArcGIS的投影轉換

      在資料的操作中,我們經常需要將不同座標系統的資料轉換到統一座標系下,方便對資料進行處理與分析,軟體中座標系轉換常用以下兩種方式:

      3.1 直接採用已定義引數實現投影轉換

      ArcGIS軟體中已經定義了座標轉換引數時,可直接呼叫座標系轉換工具,直接選擇轉換引數即可。工具位於ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project(柵格資料投影轉換工具  Raster—Project raster),在工具介面中輸入以下引數:

      Inputdataset:要投影的要素類、要素圖層或要素資料集。

      OutputDataset:已在輸出座標系引數中指定座標系的新要素資料集或要素類。

      out_coor_system:已知要素類將轉換到的新座標系。

      GeographicTransformation:列表中為轉換引數,以GCS_Beijing_1954轉為GCS_WGS_1984為例,各轉換引數含義如下:

      Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂爾多斯盆地

      Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黃海海域

      Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口

      Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地

      Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部灣

      Beijing_1954_To_WGS_1984_6 15936鄂爾多斯盆地

  • 3.2 自定義三引數或七引數轉換

      當ArcGIS軟體中不能自動實現投影間直接轉換時,需要自定義七引數或三引數實現投影轉換,以七引數為例,轉換方法如下:

      3.2.1 自定義七引數地理轉換

      在ArcToolbox中選擇Create CustomGeographic Transformation工具, 在彈出的視窗中,輸入一個轉換的名字,如wgs84ToBJ54。在定義地理轉換方法下面,在Method中選擇合適的轉換方法如 COORDINATE_FRAME,然後輸入七引數,即平移引數、旋轉角度和比例因子。

      3.2.2 投影轉換

      開啟工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project,在彈出的視窗中輸入要轉換的資料以及Output Coordinate System,然後輸入第一步自定義的地理座標系如wgs84ToBJ54,開始投影變換,如圖所示完成投影轉換:

    ArcGIS中的座標系統定義與投影轉換方法

個人地理資料庫和檔案地理資料庫的區別

檔案地理資料庫是以資料夾形式儲存的各種型別的GIS資料集的集合,可以儲存、查詢和管理空間資料和非空間資料。在不使用DBMS的情況下能夠擴充套件並存儲大量資料。檔案地理資料庫可同時有多個使用者使用,但一個數據只能有一個使用者編輯。因此,一個檔案地理資料庫可以由多個編輯者訪問,但必須編輯不同的資料。
    個人地理資料庫所有的資料集都儲存於Microsoft Access資料檔案內,在Microsoft Access資料檔案中儲存和管理空間資料和非空間資料。個人資料庫儲存在Access資料庫中,其最大容量為2 GB,並且一次只有一個使用者可以編輯個人地理資料庫中的資料。

首先,和大家介紹一下什麼是地理資料庫。地理資料庫(Geodatabase)是一種面向物件的空間資料模型,能夠對向量、柵格、不規格格網、網路等空間資料集進行統一的描述和儲存,也就是說它是儲存各種資料集的“容器”。Geodatabase的資料組織是依據層次型的資料物件來組織空間資料,這些資料物件包括物件類(object class)、要素類(feature class)和要素資料集(feature dataset)等。

物件類沒有空間特徵,只是一個表記錄著某種關係。

要素類是同類空間要素的集合,也就是我們經常在地圖中看到的道路、水系、居民區等向量要素圖層。

要素資料集由具有相同空間參考的要素類組成。

ArcGIS Pro 和 ArcMap建立Geodatabase型別的區別:

在ArcMap中可以建立三種類型的地理資料庫:檔案地理資料庫、個人地理資料庫和ArcSDE資料庫。

在ArcGIS Pro中由於一開始需要新建工程,建立工程後系統將會在專案檔案下建立一個檔案地理資料庫,可能基於個人地理資料庫最大儲存資料容量為2GB或其他方面的考慮,在ArcGIS Pro已經不能建立個人地理資料庫,但是可以向工程中載入之前本地儲存在個人地理資料庫中的要素圖層。