實驗一、空間數據庫管理及屬性編輯

一、實驗目的

I.利用ArcCatalog管理地理空間數據庫，理解PersonalGeodatabse空間數據庫模型

的有關概念。

2.掌握在ArcMap中編輯屬性數據的基本操作。

3.掌握根據GPS數據文件生成矢量圖層的方法和過程。

4.理解圖層屬性表間的連接。oin）或關聯（Link）關系。

二、實驗準備

預備知識：

ArcCatalog用于組織和管理所有GIS數據。它包含一組工具用于瀏覽和查找地理數據、

記錄和瀏覽元數據、快速顯示數據集及為地理數據定義數據結構。

ArcCatalog應用模塊幫助你組織和管理你所有的GIS信息，比如地圖，數據集，模型，

元數據，服務等。它包括了下面的工具：

?瀏覽和查找地理信息。

?記錄、查看和管理元數據。

?創建、編輯圖層和數據庫

?導入和導出geodatabase結構和設計。

?在局域網和廣域網上搜索和查找的GIS數據。

?管理ArcGISServer?

ArcGIS具有表達要素、柵格等空間信息的高級地理數據模型，ArcGIS支持基于文件和

DBMS（數據庫管理系統）的兩種數據模型。基于文件的數據模型包括Coverage.Shape文件、

Grids、影像、不規則三角網（TIN）等GIS數據集。

Geodatabase數據模型實現矢量數據和柵格數據的一體化存儲，有兩種格式，一種是基

于Access文件的格式一稱為PersonalGeodatabase,另--種是基于Oracle或SQLServer等

RDBMS關系數據庫管理系統的數據模型。

GeoDatabase是geographicdatabase的簡寫，Geodatabase是--種采用標準關系數據庫

技術來表現地理信息的數據模型。Geodatabase是ArcGIS軟件中最主要的數據庫模型。

Geodatabase支持在標準的數據庫管理系統（DBMS）表中存儲和管理地理信息。

在Geodatabase數據庫模型中，可以將圖形數據和屬性數據同時存儲在一個數據表中，

每一個圖層對應這樣?個數據表。

Geodatabase可以表達復雜的地理要素（如，河流網絡、電線桿等）。比如：水系可以同

時表示線狀和面狀的水系。

Shape*[ObjectJD*RNAME「AREA

多邊形1獨龍江1933757389.43

多邊形2丙中洛797664326.26

多邊形3捶當472778602.053

多邊形4巴迪583270916.586

多邊形5茨開鎮756422137.225

多邊形6葉枝475549198.569

多邊形7普拉底394120597.793l_

多邊形8白濟訊1016708273

多邊形9馬吉499550017J

多邊形而永春630452177.1^

再中招

馬吉

白射田

基本概念：要素數據集、要素類

數據準備：

數據文件：National.mdb,GPS.txt(GPS野外采集數據)，請從課程相關網站下載。

軟件準備：

ArcGISDesktop9.x—ArcCatalog

三、實驗內容及步驟

第1步啟動ArcCatalog打開一個地理數據庫

MicrosoftVisualBasic6.0中文版

程序(p)

CMArcGISArcPad

司

文楷。)?MdtiNetA'orkManager?DeveloperHelp?

圓

muveeautoProducer3.5-SE?DeveloperTools?

76U鹵

設置(S)MyMPC系列之六王畢四海一DIY版?LicenseManager(9.x)?

。?

圓

s一

NHCD&DVD-Maker?ArcCatalog

&

搜索(C)?圓

oOziExplorer?ArcGISDesktopHelp

」圓

d幫助和支持H)ePython2.1?ArcGtobe

dRSIENVI4.1?ArcMap

x運行口)…a

sSlySoft?AreReader

M

OSmartProjects?ArcScene

P注銷kchyangQ)…

'dDesktopAdministrator

￡府Snaglt7?

M

SoWDocuments?

關閉計篁機3J)…圓

Summitsoft?

圓

SuperMap?

圓

當ArcCatalog打開后，點擊，按鈕°（連接到文件夾）.建立到包含練習數據的連接（比

如"E:\ARCGIS\EXEC2"),

在ArcCatalog窗口左邊的目錄樹中，點擊上面創建的文件夾的連接圖標旁的（+）號，雙擊

個人空間數據庫一National.mdbo打開它。.

X內容1預覽1元數據1

3National.mdb

名字類型

+件USAContainer

+]曰Worldcontainer□)USAContainer個人空間數據庫要素數據集

卷CountyStateNamesWorldcontainer個人空間數據庫要素數據集

H]state_names等CountyStateNames個人空間數據庫關系類

數據庫連接一IDstate_names個人空間數據庫表

②添加OLEDB連接0

<1?1Sl<111111E

在National.mdb中包含有2個要素數據集、1個關系類和1個屬性表

第2步預覽地理數據庫中的要素類

在ArcCatalog窗口右邊的數據顯示區內，點擊“預覽”選項頁切換到“預覽”視圖界面。在目

錄樹中，雙擊數據集要素集一“WorldContainer"，點擊要素類一"Countries94”激活它。

在此窗口的下方，“預覽”下拉列表中，選擇“表格”。現在，你可以看到Countries94的屬

性表。查看它的屬性字段信息。

內容預覽元數據|

花幾分鐘，以同樣的方法查看一下National.mdb地理數據庫中的其它數據。

第3步創建縮圖，并查看元數據

在目錄樹中，選擇地理數據庫National中的要素類一Countries94,切換到“預覽視圖”，點

地理圖形X

器

擊工具欄北④a——c二?Jo_I上的放大按鈕，將圖層放大到一定區域，然后再點

酶|

二生成并更新縮略圖。這時，切換到“內容”視圖界面下，并在目錄樹中選擇要素集一

“WorldContainer”，數據查看方式更改為“縮略圖方式”。.注意，此時，要素類“Countries94”的

縮圖圖是不是發生了改變

點擊“元數據”選項頁，查看當前要素類的元數據，了解當前要素類是采用什么坐標系，都

有哪些屬性字段，字段的類型等信息。在元數據工具欄中，從樣式表中選擇不同的樣式，可

以看到，元數據顯示的格式發生了變化。

樣式表:FGDCESRI

點擊元數據導出按鈕司，可以將元數據導出為多種格式，這里我們選擇為“HTML”格式,

確定后，元數據將被保存在指定路徑下的.htm文件中，從資源管理器中，打開這個.htm文件,

查看導出后的元數據信息。

第4步創建個人地理數據庫(PersonalGeodatabase-PGD)

在PGD數據庫中創建屬性表然后錄入數據。

?在創建的地理數據庫之間要完成數據庫的概念設計，每一個圖層對應一個數據表，

在ArcCatalog中“要素類"(FeatureClass)的概念與之對應。可以將多個要素類組織

成為一個“要素集，，(FeatureDataSet),在同一個要素集中的要素類都具有相同的地理

參考(坐標系相同)。

?在ArcCatalog的目錄樹中，定位到E：盤，右鍵點擊這E:盤，在出現的菜單中，選

擇［新建］＞＞［文件夾I，文件夾名稱改為myGeoDB。右鍵選中這個文件夾，在出現的

菜單中，點擊［新建］＞＞［個人Geodatabase］,這時會創建一個名稱為“新建個人

Geodatabase.mdb”的數據庫文件，將之改名為：“Yunnan”。

?右鍵點擊數據庫文件“Yunan.mdb”,在出現的菜單中，選擇［導入］＞＞［要素類multiple］,

在出現的對話框中，打開要導入要素：云南縣界prj.shp/云南縣城prj.shp/云南道路

prj.shp(這些文件在Exece2文件夾下，按住Shift鍵并點擊鼠標可同時選擇多個Shape

文件)

FeatureClasstoGeodatabase(multiple)二口X

田

D、課程\GIS軟件應用-AreGIS2005\Data\YI

D.課程GIS軟件應用-ArcGIS2005\Data\丫Npij\云南..X

D.課程'.GIS軟件應用-%cGIS2DC5，Data、YNpq云南一

JJW

8gtG8dGbaa

IDWestT\yunnan.mdb

也確定取消I環境設置…隱藏幫助＞＞

確定后可以看到這三個圖層已經被導入到數據庫Wnan.mdb中

?右鍵點擊數據庫文件“Yunan.mdb”,在出現的菜單中，選擇［新建］＞＞［要素集］

電復制?Ctrl+C

電粘貼◎Ctrl+V

X刪除①)

重命名電)F2

刷新因

9要素集①).」

□要素類?…

S3表①…

電關系類?…

通工具箱

辨柵格目錄⑥…

國SurveyDataset...

麴柵格數據集③…

?在出現的對話框中輸入要素集的名稱、點擊按鈕“編輯”為其指定一個坐標系

在這里，我們設定坐標系為：GCS_WGS_1984(即GeographicCoordinate

System?World?WGS1984.prj),這是一種被GPS采用的地理坐標系。

?右鍵點擊新建的要素集-Kunming,在出現的菜單中選擇［新建|>>［要素類］,在出現的

對話框中輸入要素類的名稱一公交站點，點擊〈下一步〉，再次點擊〈下一步〉按鈕。在

出現的對框中選擇“Shape”字段，修改字段的幾何類型為“點''(表示此要素類中將要

存儲的要素類型是點要素，我們準備用來存儲公交站點)

___________________字段名數據類型

一CBJELID-ObjectID

I'SHAPE一

Geometry

a

點擊任意字段以查看其屬性.

字段屬性

別名SHAPE

允許空值是

幾何類型點

平均點數點

多.邊

Grid1

點

多

面

Gg2多

Grid3線

包含Z值

包含mIS|否

默認Shape字段是

空間參考.WS_1三三二

導人...

為增加一個新字段，將名字加入到字段名稱列的一個空行中，點擊數據

類型列選擇一個數據類型，然后編輯字段屬性。

＜上一步CB)|完成|取^1

注意：要素類的空間參考也被默認地設置為GCS_WGS」984,與要素集中指定的

坐標系相同。

在出當前的對話框中，我們新加兩個字段“站點名稱”、“公交站點編號”，數據類型都

設置為“Text”.點擊“完成”按鈕。

?這樣我們就完成了要素類的定義。可以將這個要素類（圖層）加入的ArcMap中，進

行數字化的工作，從背景地圖中提取公交站點的位置。

?新建數據表：右鍵點擊地理數據庫一Yunnan.mdb,在出現的菜單中，選擇［新

建］＞＞［表］,輸入表名稱：公交線路，點〈下一步〉,再次點〈下一步〉，在對話框中，新

添加兩個字段”公交站點編號”、“公交線路”（數據類型都設為Text）

點擊“完成”，結束屬性表的定義。

?創建公交站點到公交線路一對多的關系（1:M）：右鍵選擇地理數據庫一Yunnan.mdb,在

出現的菜單中選擇〈新建＞Y關系類〉，對以下內容進行設定，其它設置接受默認選項即可。

指定源表和目標表

選擇關系類型為一對多關系，這樣可以建立公交站點到公交線路一對多的關系，因為經

過一個公交站點的公交線路有多條，這樣，在我們從公交站點分布圖是查詢某個公交站點時

就可以查詢經過這個站點的所有公交線。

設定主鍵和外鍵

點擊下一步，直到完成關系類的定義。

?以上步驟完成后，ArcCatalog中就可以看到，在地理數據庫Yunana.mdb中，有一個要素

集（Kunming）,其中包含一個要素類（公交站點）、一個數據表（公交線路）、一個關系類

（公交站及公交線1:M）

第5步拖放數據到ArcMap中

啟動ArcMap,新建一個空的地圖文檔，通過拖放的方式添加上面所創建的數據到ArcMap

中：

在ArcCatalog中，點擊“內容”選項頁，在目錄樹中，點擊地理數據庫一Yunnan.mdb,將

要素類一“公交站點”及屬性數據表“公交線路”拖放到ArcM叩中。

關閉ArcCatalog,激活ArcMap窗口。

第6步編輯屬性數據及進行1:M的空間查詢

為了讓大家了解屬性編輯的過程，我們需要在要素類公交站點中添加3個公交站點。（這

只作演示使用，實際的數字化過程還需要加載經過配準后的掃描地圖作為背景）。

首先，在工具欄顯示區的空白處點擊右鍵，在出現的菜單在選中“編輯器”，從而打開編輯

器工具欄。

i

在編輯器工具欄中，點擊“編輯器”下拉菜單，選擇“開始編輯”命令。按下按鈕^M---M---]-

在地圖顯區內隨意地添加3個公交站點。

一

在圖層列表控制面板（TOO中，右鍵選擇圖層一“公交站點”，在出現的菜單中，選擇“打

開屬性表”命令，將顯示公交站點的屬性編輯窗口，在其中輸入站點名稱和公交站點編號。字

段OBJECTID是關鍵字段，是自動生成的不需要輸入。

在圖層列表控件面板（TOC）中，點擊“數據源”選項頁，切換到數據源視圖下，右鍵選擇

屬性表一“公交線路”，在出現的菜單中，選擇“打開”命令，將會顯示“公交線路”的屬性編輯窗

口。按下圖所示輸入幾條公交線路（公交站點編號、公交線路）。

點擊“編輯器''工具欄中的“編輯器”卜拉菜單，選擇“停止編輯”命令，將以上所作的編輯結

果保存。

點擊屬性查詢按鈕，查詢地圖顯示區中任意公交站點的屬性，可以看到經過公交站一“云

南大學”的公交線路有3條，可進一步查詢每條公交線路的詳細數據。

第7步導入GPS數據，生成圖層

各類手持GPS接收機采集到的數據可以通過相關軟件（比如MapSource等）導入到ArcMap

中。

\GI!-ArcGIS2005\]CGPS.txt-EmEditor□X

文件(F)編輯［E)搜索(S)視圖(V)宏(M)工具(T)窗口(W)幫助［H)

□*H砧?X心方f串Q尸尹?自|畫篁國鼠，》

窗口J|瀾滄江GPS.txt|工具》插件

IK?.1--------21—..........................計：，...|..4：,|人

1“NO""N""E""H""屬性飛

21.0025.05102.701890.00”云南大學本部飛

32.0025.04102.721923.00”昆明白塔路路口丁

43.0025.3899.291308.00”大保-瀾滄江出口飛

54.0025.3899.291301.00”瀾滄江收費站飛

65.0025.4499.391894.00"大青隧道出口二

76.0025.4499.421994.00”山王廟隧道出口工

87.0025.4299.531594.00”永平出口飛

98.0025.4099.631935.00”馬道子隧道入口”，

109.0025.3999.662180.00”左施工便道水土流失沖溝明顯飛

1110.0025.3999.682256.00”萬寶山隧道入口二

1211.0025.3999.732206.00”普渡出口，附近工程+生物防護景▼

?，

<11111_________________________1囪

10,500字節，212行.Text頁1,行1,列1簡體中文(GB2312)

GPS數據文件

啟動ArcMap,切換到數據源視圖。點擊按鈕」［添加GPS數據，選擇對應的GPS數據文

件(可以是.txt格式、dBase等格式)，這里GPS數據文件為：瀾滄江GPS.txt

選中要添加的GPS數據文件

根據GPS數據生成圖層:

執行菜單命令：［工具］>>［添加XY數據］,在“添加XY數據”窗口中，選擇已添加的

XY數據表，指定X坐標字段（東經）和Y坐標字段（北緯），按“編輯”按鈕，選擇坐標

系統。-一般GPS系統采用的坐標系統為WGSJ984。

工具(工)Sn(w)幫助出)

4?編輯工具欄

圖表(H)?

報表(R)?

地理編碼①；?

添加*微據9)…

新添加路徑事件?

&ArcCatalofl

宏(M)?

定制(0...

擴展(E)…

樣式S)?

選項9)...

確定后，在地圖顯示區域中，就會根據GPS數據文件中采集的坐標信息創建點狀的事件

圖層。

在圖層控制面板（TOC）中，右鍵選中根據GPS數據文件生成的事件圖層。在出現的菜

單中，執行［數據］＞＞［導出數據］命令：

在導出數據對話框中，指定要導出的文件名稱及存儲位置。這樣就完成了由GPS數據文

件生成圖層的過程。

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實驗二、影像配準及矢量化

一、實驗目的

1.利用影像配準（Georeferencing）工具進行影像數據的地理配準

2.編輯器的使用（點要素、線要素、多邊形要素的數字化）。

注意：在基于ArcMap的操作過程中請注意保存地圖文檔。

二、實驗準備

數據：昆明市西山區普吉地形圖1:10000地形圖一一70011-1.Tif,昆明市旅游休閑

圖.jpg（掃描圖），請從課程網站下載。

軟件準備：

ArcGISDesktop—ArcMap

三、實驗內容及步驟

第1步地形圖的配準一加載數據和影像配準工具

所有圖件掃描后都必須經過掃描配準，對掃描后的柵格圖進行檢查，以確保矢量化工作

順利進行。

?打開ArcMap,添加“影像配準”工具欄。

?把需要進行配準的影像一7001IT.TIF增加到ArcMap中，會發現“影像配

準”工具欄中的工具被激活。

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第2步輸入控制點

在配準中我們需要知道一些特殊點的坐標。通過讀圖，我們可以得到一些控件點一一

公里網格的交點，我們可以從圖中均勻的取幾個點。一般在實際中，這些點應該能夠均

勻分布。

?在“影像配準”工具欄上，點擊“添加控制點”按鈕。

影像配準

地理參考(S)▼圖層：170011-1.tif了▼⑷目||

三號加控高點|

?使用該工具在掃描圖上精確到找一個控制點點擊，然后鼠標右擊輸入該點

實際的坐標位置，如下圖所示：

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R撫標題-AixMap-Arcinfo_口X

文件（E：編輯（E）視圖（乂）插入①選擇（￡）工具（工）窗口他）幫助（H）

□方品昌?G$11:243,244.708，4和通□

國

0

*

X

㈠

?

?

4

o

M

g

輸入碗Y...|-568而否6,3.73至2萬為的耍一％

?用相同的方法，在影像上增加多個控制點（大于7個），輸入它們的實際坐

標。點擊“影像配準”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕。

注意：在連接表對話框中點擊“保存”按鈕，可以將當前的控制點保存為磁盤上的

文件，以備使用。

查看鏈接表

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?X

鏈接影像源源影像丫|地圖地圖丫

IX|X|殘差X

115.13811311304936564000.0000002776Q00.0000000.71068

225.13547811.301147565000.0000002776000.{XXXXX)038561子

365.17380651.332651569000.000000278(XXX).(XXX)000.99261

455.16085851.331763湖000.0000002780000.0000000.77S82

|555.15700541306330568000.0000002779000:0000001.32653

6151二」51.319324564000.0000002780000.0000000.57543

715.14330241.320377564000.0000002779000.0000001.15511

845.14759231.307425567000.0000002778000.0000000.82598

965.15993011.308004569000.CXXXXX)2776000.0000000.73332

1055.16520511.306153568000.00(X)002776000.0000000.55028

1125.13154941.310733565000.0000002779000.0000000.99226

1255.16628431.310926568000.0000002778000.0000000.68754

<I_________________________叩二

15r自動調整轉換Tit二次多項式▼G的RMS錯誤：|。3868］）

裁入|保存|確定

檢查控制點的殘差和RMS,刪除殘差特別大的控制點并重新選取控制點。轉換方式設

定為“二次多項式”

第3步設定數據框的屬性

?增加所有控制點，并檢查均方差（RMS）后，在“影像配準”菜單下，點擊

“更新顯示”。執行菜單命令“視圖”一“數據框屬性”，設定數據框屬性

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在“常規”選項頁中，將地圖顯示單位設置為“米”

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在“坐標系統”選項頁中，設定數據框的坐標系統為

"Xian_1980_Degree_GK_CM」02E”（酷80投影坐標系，3度分帶，東經102

度中央經線），與掃描地圖的坐標系一致

?更新后，就變成真實的坐標。

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第4步矯正并重采樣柵格生成新的柵格文件

?在"影像配準”菜單下，點擊“矯正”，對配準的影像根據設定的變換公式

重新采樣，另存為一個新的影像文件。

?加載重新采樣后得到的柵格文件，并將原始的柵格文件從數據框中刪除。

后面我們的數字化工作是對這個配準和重新采樣后的影像進行操作的。

通過上面的操作我們的數據已經完成了配準工作，下面我們將使用這些配準后的影

像進行分層矢量化。

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第5步分層矢量化一在ArcCatalog中創建一個線要素圖層

該數據采用的是西安80坐標系統、3度分帶

(1)打開ArcCatalog.在指定目錄下，鼠標右擊，在“新建”中，選擇“個人

,?

Geodatabase0并修改該Geodatabase數據庫的名稱(例如test3.mdb)。

(2)下面將為該Geodatabase創建新的要素類，首先創建一個“等高線”要素

類來存儲等高線要素。在ArcCatalog中，鼠標右擊test3這個個人Geodatabase,

在“新建”中選擇“要素類”.

RSArcCatalog-Arcinfo-

文件(E)編輯化)視圖也)跳轉&)工具(工)窗口(業)幫助(H)

D

色O通電里X-D：：：ilff□§

位置ID螃iGIS軟件應再AcGIS2005第5課:施圖數孤新耄個人Geodatabase.mdb.▼

X內容預覽I元數據

0

田OLesson02

￡3test

新建個人Geoda電

回test復制(QCtrl+C程點

回高程點粘貼但)Ctri+V

+物70011-l.tif

X刪除①)

圓GPS.shp

閨gps.txt重命名(R)F2

53gpsl.dbf刷新(R)

gpsl.txt

新建?

kunming.txt3a要素集①)…

閶kunmingl.txt導入①?□要素類(Qd

3麴Liming.jpg?國表(工)…

S豳ynJTT.JPG導出(E)

由關系類(R)…

B疆昆明市Jpg電整理數據庫值)

通工具箱

<縱搜索⑤)…

W柵格目錄但)…

新建要素類離線編輯9)

(3)輸入創建的要素類的名稱“等高線”，點擊下一步。

(4)點擊下一步。

下面將是我們創建新的要素類的關鍵，為我們的數據定義坐標系統，空間范圍，

存儲要素類型。以及可以在這增加屬性字段。

(5)點擊Shape字段。在對話框中將顯示詳細的選項，我們首先點擊“幾何類

型”，并將要素類型選擇為我們需要的類型(我們現在要創建等高線這個要素類，所

以應該選擇線).

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(6)點擊“空間參考”選項后面的按鈕，在“空間參考屬性”對話框中的“坐

標系”選項頁下，將選擇合適的坐標系統，點擊"選擇"按鈕。在(ProjectedCoordinate

Systems目錄下，選擇GaussKruger>Xian1980—>

Xian」980_Degree_GK工M_102E.p門)。點擊增加，現在這些坐標系統信息應該如下

圖所示：

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(7)再點擊“X/Y域”選項頁，在該選項頁下為我們的數據定義存儲的空間范

圍。該空間范圍需要認真考慮，不僅要考慮你當前的紙制地圖的空間范圍，還要考

慮到將來工作中還會出現的最大的空間范圍。

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為確定這個區域XY（最小值），XY（最大值），可以切換到ArcMap中，點擊“繪

制”工具欄上的“矩形框”按鈕，在地圖顯示區中畫一個矩形，使區在更大范圍內

包含已配準的柵格地圖。右鍵選中這個矩形框，設置“屬性”，將填充色設置為“無”,

可得到如下的效果：

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在矩形框屬性的“大小和位置”選項頁中，可獲取矩形框左下角和右

上角的坐標(X,Y)，將這里獲取的X,Y值分別填入到上面“空間參考屬性”

對話框的"X/Y域"選項頁"最小X"、最小Y"、"最大X"、最大Y”

輸入框中

通過上面的操作我們為創建的要素類定義了正確的坐標系統和空間范圍。

(8)下面我們將為該數據創

建新的屬性字段。“高程”，類型設置為“Float”用來存儲等高線的高程值。

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(9)點擊完成這樣，我們就

創建了一個線狀的要素類。

第6步從已配準的地圖上提取等高線并保存到上面創建的要素類中

(1)切換到ArcMap中，將新建的線要素圖層，加載到包含已配準地形圖的數

據框中，保存地圖文檔為Ex3.mxd

(2)打開“編輯器”工具欄，在“編輯器”下拉菜單中執行“開始編輯命令”，

并選擇前面創建的“等高線”要素類。確認編輯器中：任務為一一新建要素，目標

為一一等高線，設置圖層一一等高線的顯示符號為紅色，并設置為合適的寬度。

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(3)將地圖放大到合適的比例下，從中跟蹤一條等高線并根據高程點判讀其高

程，輸入該條等高線的高程。

(4)進一步練習線要素的其它操作，比如線段的合并、分割、編輯頂點等操作

(5)可參照以上步驟，從地圖中提出多邊形要素(比如居民地)，并進一步熟悉

多邊形要素編輯的相關操作。

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