1.掌握ArcGIS軟件基本操作：通過實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)習(xí)，熟練掌握ArcGIS軟件相關(guān)的基本操作，包括界面熟悉、工具欄使用、數(shù)據(jù)的加載和保存、基本數(shù)據(jù)處理操作等;

2.掌握如何使用ArcGIS進(jìn)行影像拼接及裁剪：通過實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)使用ArcGIS軟件中的影像處理工具，掌握遙感影像拼接和裁剪工具的使用方法，能夠熟練處理不同區(qū)域的遙感影像數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性;

3.掌握如何使用ArcGIS制作土地利用現(xiàn)狀專題地圖：通過實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)習(xí)，熟練掌握使用ArcGIS制作專題地圖的方法，具體包括數(shù)據(jù)視圖的切換、圖上信息的添加、數(shù)據(jù)的符號(hào)化等操作，最終制作得到清晰、美觀的土地利用現(xiàn)狀專題地圖;

4.掌握ArcGIS分區(qū)統(tǒng)計(jì)方法：通過實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)習(xí)，熟練掌握使用ArcGIS的相關(guān)數(shù)據(jù)處理工具，進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析等，從而能夠深入了解不同區(qū)域內(nèi)地理現(xiàn)象的差異性與其基本特征，為決策提供支持。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）“計(jì)算機(jī)印刷地圖”制圖實(shí)習(xí)

（2）利用ArcMap制作土地利用分類圖

（3）單一土地利用類型空間分布圖的制作

實(shí)驗(yàn)過程

（1）“計(jì)算機(jī)印刷地圖”制圖實(shí)習(xí)

具體步驟：

1. 我們需要制作的地圖分為三個(gè)部分，鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度圖、學(xué)生分布密度圖、實(shí)景圖片與報(bào)表，為得以上結(jié)果我們分別進(jìn)行制作，首先制作鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度圖：打開Arcgis，在圖層中添加【鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度】圖層，并選擇菜單【View】—>【Layout View】，從數(shù)據(jù)視圖進(jìn)入布局視圖：

2.調(diào)整地圖布局中地圖頁(yè)面尺寸的大小：在布局視圖中右鍵，選擇【頁(yè)面和打印設(shè)置】，在彈出的選項(xiàng)框中，大小選擇【A4】，方向選擇【橫向】；

3.設(shè)置地圖單位與比例尺：在地圖目錄表中，鼠標(biāo)右鍵單擊【鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度】圖層，在快捷菜單中選擇【屬性】，在出現(xiàn)的對(duì)話框中的【常規(guī)】下，設(shè)定地圖單位和顯示單位均為千米；在Data Frame下的extent中，確定比例尺為1：500000：

4.地圖配色：我們首先打開【鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度】圖層的屬性表，右鍵字段【POPDEN】，選擇【屬性】，在彈出的字段屬性選項(xiàng)框中，將字段名改為【密度分類】：

隨后右鍵圖層【鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度】，選擇【屬性】，在圖層屬性選項(xiàng)框中選擇【符號(hào)系統(tǒng)】，在左處的顯示中選擇【數(shù)量】—>【分級(jí)色彩】，根據(jù)圖層美觀需要自我調(diào)節(jié)符號(hào)顏色，同時(shí)在字段中值選擇【密度分類】，并且將標(biāo)注改為低、較低、中、較高、高：

5.添加地圖其它信息：在Arcgis主頁(yè)面中，選擇【插入】，即可看到其中各個(gè)選項(xiàng)，我們選擇為當(dāng)前數(shù)據(jù)添加【圖例】、【指北針】與【比例尺】，添加圖例，并依次設(shè)定圖例名、圖例外框線、背景色、圖例區(qū)大小和形狀等參數(shù)：

與上述步驟相同添加比例尺與指北針，但與圖例不同，無需再設(shè)置過多參數(shù)：

6.添加第二幅地圖：如今我們依然停留在布局視圖，因此我們?cè)贏rcgis主頁(yè)面中選擇【插入】選擇【數(shù)據(jù)框】，即可在頁(yè)面布局中新增一個(gè)數(shù)據(jù)框，右鍵我們這個(gè)新建的數(shù)據(jù)框【添加數(shù)據(jù)】，添加student.shp、sub_con.sh和view.jpg 三個(gè)新數(shù)據(jù)：

7.制作報(bào)表：與上述制作第一幅地圖的操作相同，我們?yōu)榈诙瑯犹砑訄D例、比例尺與指北針并且根據(jù)地圖美觀需要，利用圖層屬性中的符號(hào)系統(tǒng)更改地圖配色，但除此之外，此次我們還需要為地圖制作報(bào)表，具體操作如下所示：

選中底圖【縣域鄉(xiāng)鎮(zhèn)】所在的數(shù)據(jù)框，隨后在Arcgis主頁(yè)面中選擇【視圖】—>【報(bào)表】—>【創(chuàng)建報(bào)表】，在圖層/表中選擇sub_con，報(bào)表字段則根據(jù)我們制圖需要選擇【FID】，【AREA】，【POPDEN】：

分組級(jí)別選擇默認(rèn)不變，在字段排序的選擇中，依次添加字段如下右圖所示，bing且將排序方式都改為升序：

上述操作點(diǎn)擊完成后，即會(huì)彈出報(bào)表查看器讓我們預(yù)覽報(bào)表結(jié)果，在報(bào)表查看器中，我們點(diǎn)擊編輯后我們可以修改報(bào)表的相關(guān)屬性，包括將報(bào)表頭與數(shù)據(jù)居中展示，修改布局打印寬度等，此類操作可以幫助我們使得報(bào)表在地圖中的展示效果更為美觀：

最終結(jié)果展示：

最后將上述復(fù)合地圖打包輸出為“鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口與學(xué)生分布” JPG格式的地圖如下圖所示，作為地信學(xué)子，我在老師實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上做了部分自我的修改、增加與刪減，以使地圖達(dá)到更為美觀更符合個(gè)人審美的效果：

（2）利用ArcMap制作土地利用分類圖

1. 加載原始遙感影像并拼接：首先打開Arcgis軟件，將4幅影像數(shù)據(jù)（.tif）和Hubei_Xian.shp文件添加到圖層中加載影像，隨后打開工具箱，選擇【數(shù)據(jù)管理工具】—>【柵格】—>【柵格數(shù)據(jù)集】—>【鑲嵌至新柵格】,打開參數(shù)框后設(shè)置參數(shù)如下圖所示：

2.裁剪湖北省遙感影像：【系統(tǒng)工具箱】—>【數(shù)據(jù)管理工具】—>【柵格】—>【柵格處理】—>【裁剪】，但Arcgis中有關(guān)裁剪的工具十分之多，涉及裁剪不同屬性的圖層，不同的工具也有不同的適用范圍，在此次實(shí)驗(yàn)中我們也可使用【按掩膜提取】工具進(jìn)行遙感影像的裁剪，設(shè)置參數(shù)框如下圖所示：

3.利用裁剪數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖：與上述實(shí)驗(yàn)過程中所描述的相同，為了得到圖例較為美觀直接明了的地圖，我們首先右鍵圖層【Extract】，選擇【屬性】，在圖層屬性選項(xiàng)框中選擇【符號(hào)系統(tǒng)】，在左處的顯示中選擇【唯一值】，根據(jù)圖層美觀需要自我調(diào)節(jié)符號(hào)顏色，同時(shí)在字段中值選擇【密度分類】，并且將標(biāo)注根據(jù)值的大小進(jìn)行更改（依據(jù)如下右圖所示）：

其它在地圖中插入圖例、比例尺、指北針等操作與上述實(shí)驗(yàn)過程所描述的基本相同，僅【圖例】的插入我們需要額外注意，在插入后將圖例列數(shù)設(shè)置為2列。

最終結(jié)果展示：

最后將上述地圖打包輸出為“2010年湖北省土地利用現(xiàn)狀圖” JPG格式的地圖如下圖所示，作為地信學(xué)子，我在老師實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上做了部分自我的修改、增加與刪減，以使地圖達(dá)到更為美觀更符合個(gè)人審美的效果：

?（3）單一土地利用類型空間分布圖的制作

1.以土地利用類型——耕地為例，為將耕地這個(gè)土地利用類型與其它土地利用類型區(qū)分開來，我們首先點(diǎn)擊打開裁剪好的圖層的【圖層屬性】，選擇左處的【顯示】—>【唯一值】，在符號(hào)字段中僅保留值為10，即耕地的數(shù)據(jù)，通過此種方法我們可以在數(shù)據(jù)視圖與布局視圖中僅顯示耕地這一土地利用類型的數(shù)據(jù)：

2.與上述實(shí)驗(yàn)過程相同，最終制作得到專題地圖如下圖所示：

思考題

問題1：地圖制圖過程中需要注意哪些事項(xiàng)？

1. 地圖數(shù)據(jù)符號(hào)化顯示：在我們Arcgis制圖中，地圖數(shù)據(jù)的符號(hào)化顯示是我們得到地圖的第一眼中最為重要與最為關(guān)注的信息。首先對(duì)于地圖數(shù)據(jù)我們要使用適當(dāng)?shù)姆诸惙椒ê头旨?jí)方案，這一步驟的選擇必須符合我們的數(shù)據(jù)分布特點(diǎn)與地圖展示需要，以便在地圖中更好的呈現(xiàn)數(shù)據(jù)空間分布與大小數(shù)量；其次，使用適當(dāng)?shù)姆?hào)化顏色，許多符號(hào)顏色已經(jīng)是Arcgis制圖中所默認(rèn)的，例如水體為藍(lán)色，植被為綠色等等，我們不宜進(jìn)行別具一格的更改；
2. 地圖設(shè)計(jì)的基本原則：地圖設(shè)計(jì)的基本原則為地圖中必須包含各類必不可少的基本要素，包括添加圖例，解釋地圖中使用的符號(hào)和顏色確保圖例清晰明了而不引起歧義；添加指北針和比例尺，加入指北針可以幫助用戶了解地圖的方向，而比例尺則用于顯示地圖上不同地理距離之間的比例關(guān)系；添加標(biāo)注和注釋，添加清晰可讀的標(biāo)注和注釋，應(yīng)該使用適當(dāng)?shù)淖煮w大小和顏色，以及合適的位置，避免重疊；
3. 地圖布局設(shè)計(jì)的恰當(dāng)：正如上文中所提到的，在布局視圖下一幅地圖中所包含的要素是十分之多的，因此精心設(shè)計(jì)地圖的具體布局，包括地圖的標(biāo)題、圖例、指北針、比例尺等元素的位置和樣式，確保這些元素的布局整齊、清晰、美觀，使得地圖易于我們的閱讀和理解，以達(dá)到大眾美觀的效果是非常必要的。

問題2：仿照前述的方法，提取制作其他土地類型空間分布圖（不少于4種土地利用類型），形成對(duì)應(yīng)圖層文件，展示結(jié)果。

問題3：如何計(jì)算出每個(gè)縣的單一土地利用類型（如耕地）面積？

以土地利用類型中的耕地為例，我們計(jì)算各個(gè)縣中耕地的面積，具體步驟如下所示：

1.首先我們需要獲得裁剪的遙感影像中僅包括耕地這一土地利用類型的圖層，與上述實(shí)驗(yàn)中把其它土地利用類型在符號(hào)系統(tǒng)中刪除不同，這僅僅只是把其它土地利用類型不在圖層中顯示，而我們需要的是刪除圖層中其它土地利用類型的所有數(shù)據(jù)，在屬性表中進(jìn)行刪除也是行不通的，因此我們需要借助【柵格計(jì)算器】這一工具，點(diǎn)擊工具箱中【Spatial Analyst】—>【地圖代數(shù)】—>【柵格計(jì)算器】，設(shè)置參數(shù)如下圖所示，其含義為將圖層中值不為10的賦值為空，其它保留：

2.選擇工具箱中【Spatial Analyst】—>【區(qū)域分析】—>【以表格顯示分區(qū)統(tǒng)計(jì)】，輸入?yún)?shù)如下圖所示，即可得到我們想要的結(jié)果！！特別注意！！文件后綴名一定要改為.dbf，即可輸出表文件，若未修改文件后綴名，也可通過【表轉(zhuǎn)Excel】工具輸出結(jié)果：

補(bǔ)充

（1）ArcGIS中分區(qū)統(tǒng)計(jì)計(jì)算面積的方法總結(jié)：

1. 利用【以表格分區(qū)統(tǒng)計(jì)】工具：此類方法也是我們此次在實(shí)驗(yàn)過程中使用的方法。使用該方法的過程較為曲折，首先想到它是因?yàn)樵诮诘膶?shí)驗(yàn)中我們經(jīng)常使用該工具提取某一區(qū)域內(nèi)的光譜反射率，但在此次實(shí)驗(yàn)中，我們沒有考慮到被提取圖層中含有的數(shù)據(jù)并不單一（即除耕地還存在眾多土地利用類型），因此遇到了一些困難，但這并不能否認(rèn)此工具的強(qiáng)大之處，與【柵格計(jì)算器】工具相結(jié)合，我們依然得到了我們希望的結(jié)果；
2. 利用【面積制表】工具：選擇【Spatial Analyst】—>【區(qū)域分析】—>【面積制表】，此類方法是我通過課堂后的網(wǎng)絡(luò)搜索與經(jīng)過課下實(shí)驗(yàn)實(shí)踐后，發(fā)現(xiàn)的同樣可以實(shí)現(xiàn)我們實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡囊环N方法，與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法不同，【面積制表】工具可以根據(jù)我們需要分區(qū)統(tǒng)計(jì)的圖層的屬性表中的各個(gè)土地利用類型，自動(dòng)得到不同縣，不同土地利用類型的面積，如下圖所示，十分便捷與方便直接，不需要先通過柵格計(jì)算器的計(jì)算，因此也是我們最為推薦的方法：

（2）ArcGIS中自定義符號(hào)：

1.創(chuàng)建新樣式庫(kù)：點(diǎn)擊Arcgis主頁(yè)面中的【自定義】—>【樣式管理器】—>【樣式】，在打開彈出的數(shù)據(jù)框中我們即可以引用我們電腦上已下載的其它軟件的符號(hào)系統(tǒng)，同樣也可以點(diǎn)擊【創(chuàng)建新樣式】，根據(jù)我們自己的需要?jiǎng)?chuàng)建我們想要的樣式庫(kù)：

?2.直接修改符號(hào)：除上述方法外，我們還有另外一種直接改變符號(hào)圖形的簡(jiǎn)單方法，雙擊符號(hào)，打開【符號(hào)選擇器】數(shù)據(jù)框，選擇【編輯符號(hào)】—>【圖片填充符號(hào)】，即可直接在電腦上選擇我們希望更改為什么樣式的圖形：

?實(shí)驗(yàn)心得

1. 作為一名地信學(xué)子，對(duì)于已經(jīng)接觸Arcgis這個(gè)軟件兩年多的我們來說，此次實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)內(nèi)容與操作都較為輕松，因此許多較為基本基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)步驟在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中我都并未贅述但作為追求進(jìn)步積極上進(jìn)的大學(xué)生來說，我們需要在有限的時(shí)間與寶貴的機(jī)會(huì)中抓住一切提升自我的機(jī)會(huì)。因此在此次實(shí)驗(yàn)中，乘著時(shí)間充裕我通過網(wǎng)絡(luò)搜索與自主學(xué)習(xí)，嘗試了在地圖中自定義符號(hào)庫(kù)，在提升自我制圖水平的同時(shí)，達(dá)到了更好的地圖效果；
2. 除此之外，隨著自我學(xué)習(xí)的不斷深入，我發(fā)現(xiàn)自我對(duì)Arcgis這一軟件的理解也在不斷進(jìn)步之中。在大一時(shí)我所有實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑦^程、步驟也都較為直接簡(jiǎn)單，因此那時(shí)的我僅認(rèn)為Arcgis是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)功能的工具。而通過后續(xù)的學(xué)習(xí)對(duì)原理有了真正的理解，我逐漸發(fā)現(xiàn)在Arcgis中許多的問題并不是只有一個(gè)答案，例如：圖像的裁剪，我們既可以使用【裁剪】工具，也可以使用【按掩膜提取】工具；分區(qū)統(tǒng)計(jì)，我們既可以使用【面積制表】工具，也可以使用【以表格分區(qū)統(tǒng)計(jì)】工具；
3. 因此我認(rèn)為，在我們Arcgis軟件接觸、學(xué)習(xí)、使用的過程中，最為忌諱的就是依照前人已有的實(shí)驗(yàn)步驟一板一眼步步照搬的簡(jiǎn)單執(zhí)行，從不去思考其背后的原因。真正正確的實(shí)驗(yàn)思路應(yīng)該是：首先明確我們需要得到什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；然后了解Arcgis工具箱中的各個(gè)工具可以實(shí)現(xiàn)什么樣的效果，這就需要我們清楚理解各個(gè)工具的執(zhí)行原理，有時(shí)許多步驟的反復(fù)操作，可能一個(gè)工具就能輕松解決；最后確定清晰的操作思路，選擇最為恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)工具方法；
4. 作為一個(gè)已經(jīng)使用了Arcgis兩年的學(xué)生，我能熟練利用Arcgis進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)制圖操作，也能利用Arcpy工具進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的批處理操作。我曾認(rèn)為自己對(duì)于Arcgis的掌握已經(jīng)是十分足夠的了，然而在此次實(shí)驗(yàn)中，我依舊是學(xué)到了報(bào)表的制作、圖例列數(shù)的選擇等等的新知識(shí)，這也使我認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)是永無止境不進(jìn)則退的，我也將在平時(shí)的學(xué)習(xí)中從拓寬自我視角的角度進(jìn)行更為深入的學(xué)習(xí)。