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理解GIS基本概念：什么是GIS？什么是地理信息？GIS可以制作哪些种类的地图帮助我们做出决策分析？

软件基本界面操作练习

为了将我们的真实世界以计算机能识别的形式来存储，需要理解两种数据模型（矢量数据和栅格数据）的概念，并掌握在何时选择正确的数据模型；

• 熟悉常用的GIS数据格式：文件地理数据库要素类、Shapefile、CAD、栅格数据集、镶嵌数据集、Excel、TXT、DBF表格；（重点）
• 掌握元数据的创建方法：为数据增加描述信息。

使用ArcMap探索GIS数据：

• 学会如何浏览数据；
• 辨别不同文件类型；
• 通过查看数据的元数据，知道数据的生产单位、生产时间、项目背景、有无使用限制等内容；
• 学会向地图中添加数据。

选择合适的数据仅是一个步骤，你还需要组织数据或者设置坐标系统。最后，必须在一定范围内综合数据，以避免弄乱地图：

• 掌握地理坐标系统和投影坐标系统的概念和区别；
• 掌握我国常用的坐标系统：WGS1984、Beijing54、Xian80、国家2000、高斯克吕格投影、兰伯特投影；
• 如何选择正确的坐标系统？如何将数据的坐标系统转换成我们需要的坐标系统？
• 软件的动态投影：掌握软件如何同时正确展示拥有不同坐标系统的数据

北京市数据坐标系统的综合应用案例：

• 如果一份数据没有坐标信息，如何定义坐标系统？
• 坐标系统之间的互相转换（WGS1984、Beijing54、高斯克吕格3度带投影）；
• 本地坐标系如何进行坐标转换。

• 数据获取方式：创建数据、购买数据、免费下载数据；
• 数据下载的常用网站；
• 数据格式的相互转换：Shapefile、CAD、文件地理数据库要素类等；
• 整合数据：掌握在线底图的添加、在线数据的获取，掌握如何从一份大数据中获得我们需要的数据子集。

弗罗里达州的国家飓风中心正在做Lee县飓风风暴潮模拟研究，需要分析飓风对该县公共设施的影响。在该案例中，我们将搜集所需要的数据，评估这些数据的可用性，并将其全部放进数据库中，以备后续分析。

为了分析路易斯安那州的油气井和牡蛎产区、海洋保护区域的关系，我们需要从各个单位收集所需的所有数据，并额外生成一份单独的数据——位于牡蛎产区的油气井，以备后续分析。

你可以和GIS地图进行各种交互操作，如数据如何显示、比例尺如何设置、哪些要素需要显示以及如何显示。我们可以通过地图的交互来访问数据的属性信息。

• 查找要素：如查找含有“地理信息”的所有公司机构；
• 识别要素：查看某条河流的所有属性信息；
• 按属性选择：选择出人口大于600万的城市；（重点）
• 按位置选择：选择出所有位于长江10千米范围内的县市村；（重点）
• 时态数据的展示：台风的行径路线。

通过佛罗里达州的数据，获得 1992年飓风的相关影响信息，如：

• 飓风路经的最东边城市的名称和人口信息；
• Lee县在哪里？Lee县周围的县是哪些？
• 飓风途径哪些县？
• 飓风的行进方向和飓风等级是什么？
• 制作飓风的行径动画。

是否觉得网络地图离我们很遥远？未来几年，我们不仅需要在电脑端向同事、领导展示我们的成果，还需要通过网页地图向公众展示。本章内容对于制作传统地图及网络地图，必不可少。

• 在不同比例尺下控制图层的可见性；（重点）
• 在不同比例尺下控制图层中哪些要素可见；（重点）
• 使用图层组来管理地图。

创建佛罗里达州动态地图。随着地图的缩放，我们可以依次看到不同等级的道路、不同面积的湖泊等信息。

• 属性表的基本操作：添加字段、计算字段、汇总数据、排序等；
• 将表格数据（Excel、TXT、DBF等表格数据）展示成地理点数据；
• 空间表格和非空间表格的连接和关联。

作为德克萨斯州的小型连锁超市的老板，我们拥有顾客和店铺信息的Excel表格数据，根据表格数据制作顾客分布专题图、计算店铺的销售总额。

• 创建点、线、面数据；
• 应用编辑工作流创建和修改要素；
• 使用编辑地图来可视化编辑。

为当地政府的供水系统编辑数据、修改错误，包括水表、消防栓、水管支线和水管主线。

为城市新建的高尔夫球场编辑新增加的湖泊。

正确融合当地城市和新开发区的地块数据。

对没有坐标系的栅格数据进行纠偏，使其在正确的位置显示。

将扫描后的地形图配准到正确的位置。

对部分有错误的矢量数据进行校正，使其位置准确。

使用仿射、橡皮页变换、边捕捉等功能校正多种矢量错数据错误。

学习图层的符号化方法，制作普通地图和专题地图。

• 定性数据的符号化方法；
• 定量数据的符号化方法：分级色彩、渐变符号、比例符号、点密度图、饼图、柱状图、条形图、堆叠图。

制作佛罗里达州犯罪分布专题地图、人种分布地图、各年龄段人口分布专题图

为圣胡安国家森林地图添加文字注释。

• 设计地图出图纸张大小和排版；
• 添加图名、图例、比例尺、指北针、制图单位等；
• 制作索引图；
• 导出地图：PDF、AI、EPS、JPEG、PNG、TIFF等格式。

制作圣胡安国家森林专题地图：

• 设计地图版面；
• 添加各类地图元素；
• 制作索引图指示地图所在水库区域在整个森林区域的位置；
• 导出成可用的格式：PDF、JPEG等。

• 了解空间分析的相关内容，对常用的空间分析工具有初步印象。

常用矢量空间分析工具介绍：

• 邻域分析：缓冲区，多环缓冲区，泰森多边形
• 提取分析：筛选，裁剪
• 叠加分析：擦除，标识，相交，联合
• 统计分析：汇总统计数据，频数

• 运用分析流程来解决空间问题

有一家小型连锁超市需要新开一家商店，从而提高收入、吸引更多的顾客。在本练习中，我们将找到新店的最佳选址。

• 根据顾客数据和人口统计资料，找到我们的消费者人群；
• 考虑房租、交通、消费者人群、竞争对手等因素，找到新店的最佳位置。

• 创建模型（Model Builder），即可视化工作流，可将复杂的工作流打包成一个模型工具，从而节约时间成本、脑力成本；可视化的工作流可以添加到工作成果汇报中，并共享给所有人。

通常海盗都是在国家的领海以外袭击小型船只。在本练习中，我们将通过创建模型，找到印度洋自2009年以来，发生在海岸线100千米以内受到海盗袭击的渔船。

• 了解栅格的概念、优点和特点；
• 掌握像元、波段、分辨率的概念；
• 掌握Region和Zone的概念，以及它们的转换方法；
• 掌握栅格数据的基本操作，包括构建属性表、计算统计值、符号化渲染等；
• 掌握栅格分析前需要做的准备工作。

栅格基本操作：

• 构建属性表；
• 计算统计值；
• 符号化渲染；
• 设置环境变量；
• 区域合并；
• 计算面积。

• 理解地图代数的语法规则；
• 掌握栅格计算器的使用方法；
• 通过案例学会使用栅格计算器进行空间分析和数据处理。

林场选址：我们需要新建一个林场用以伐木，选址条件需满足：

• 海拔高度大于2400米；
• 土地权属部门是US ForestService；
• 我们需要的树木，适合在土壤类型代码为201或者204的土地上种植。

• 掌握二元适宜性模型；
• 掌握加权适宜性模型；
• 掌握选址分析的适宜性表面创建方法；
• 学会根据现有数据，分析得出选址条件的评分标准。

葡萄园选址分析