ArcGIS 10.2 新手入门完整教程

第一部分：准备工作与核心概念

什么是 GIS？

• GIS (Geographic Information System)，即地理信息系统，是一种用于捕获、存储、分析、管理和显示地理空间数据的系统。
• 核心思想：将数据与地理位置关联起来，从而进行空间分析和可视化。

ArcGIS 10.2 核心组件

你需要了解以下几个常用软件,它们协同工作：

安装与许可

• 确保你已经安装好 ArcGIS 10.2，通常包括 ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox 等组件。
• 许可类型：ArcGIS 有不同的许可级别（如 ArcView, ArcEditor, ArcInfo），本教程主要基于ArcView级别，它包含了大部分核心的地图制图和基础分析功能。

数据类型

• 矢量数据：用点、线、面来表示地理实体。
  • 点：如学校、电线杆、树。
  • 线：如河流、道路、管线。
  • 面：如湖泊、行政区划、建筑物轮廓。
• 栅格数据：由网格单元组成，每个单元都有一个值，如卫星影像、数字高程模型、降雨量分布图。

第二部分：ArcMap 基础操作

启动 ArcMap 并创建新地图

1. 从开始菜单找到并启动 ArcMap。
2. 在弹出的窗口中,选择 “Blank Map” (空白地图)，然后点击 OK。
3. 你将看到一个主界面,分为三个主要部分：
   • 菜单栏：所有命令的入口。
   • 标准工具栏：常用快捷工具，如打开、保存、缩放、选择等。
   • 内容列表：显示当前地图中所有加载的数据图层。

加载数据

数据可以是 Shapefile 文件（.shp）、地理数据库文件（.gdb）、栅格文件（.tif, .img）等。

• 通过拖拽

  1. 打开 Windows 资源管理器，找到你的数据文件（例如一个城市道路的 Shapefile）。
  2. 直接将其拖拽到 ArcMap 的 内容列表 中。

• 通过添加数据按钮

  1. 在标准工具栏上,点击 “Add Data” (添加数据) 按钮。
  2. 在弹出的窗口中,导航到你的数据所在文件夹。
  3. 选择要添加的数据,点击 Add。

实践： 找到一些示例数据（例如你所在城市的行政区划、道路、兴趣点等），将它们加载到 ArcMap 中。

图层基本操作列表** 中，你可以对图层进行各种操作：

• 重命名：右键点击图层 -> Properties -> General -> 修改名称。
• 调整显示顺序：直接拖拽图层列表中的上下位置。“上层的图层会遮盖下层的图层”。
• 显示/隐藏图层：勾选或取消勾选图层名称前的复选框。
• 设置图层可见比例范围：右键点击图层 -> Properties -> General -> 设置 "Scale Range"，可以让图层只在一定缩放级别下显示，避免地图过于杂乱。
• 移除图层：右键点击图层 -> Remove。

第三部分：数据查询与属性表

属性表

每个矢量图层都有一个与之关联的属性表,存储了该图层每个要素的附加信息。

• 如何打开列表中右键点击一个图层（如“学校”图层） -> Open Attribute Table。
• 属性表结构：
  • 表头：字段名，如 FID, Shape, Name, Type 等。
  • 行：代表地图上的一个要素（一个点、一条线、一个面）。
  • 列：代表要素的一个属性（名称、类型、人口数等）。

选择要素

• 按属性选择：这是最强大的查询方式。
  1. 列表中右键点击图层 -> Open Attribute Table。
  2. 在属性表窗口,点击底部的 "Options" -> Select By Attributes...。
  3. 在弹出的窗口中,你可以构建一个查询表达式，选择所有“类型”为“小学”的学校。
     • 双击字段 [Type]。
     • 点击运算符 。
     • 点击 Get Unique Values，然后双击 '小学'。
     • 点击 Apply，地图上和属性表中符合条件的要素会高亮显示。
• 按位置选择：根据要素间的空间关系进行选择。
  1. 列表中右键点击图层 -> Open Attribute Table。
  2. 点击 "Options" -> Select By Location...。
  3. 设置选择规则,“选择所有与‘公园’图层相交的‘学校’”。

第四部分：地图制作与符号化

一张好的地图不仅要准确,还要美观易懂。

设置数据框架属性

数据框架是地图的“画布”，列表的最上方，右键点击 “Layers” (数据框架名称) -> Properties。 2. General 选项卡：可以设置地图名称和显示单位。 3. Data Frame 选项卡：可以设置坐标系统（非常重要！）。

符号化图层

为图层设置合适的颜色、样式和大小，列表中右键点击一个图层（如“行政区划”） -> Properties。 2. 点击 "Symbology" 选项卡。 3. 分类符号化：

• 在左侧选择 "Categories" -> "Unique Values"。
• 在 "Value Field" 下拉菜单中选择一个字段（如 Name，代表区名）。
• 点击 "Add All Values"，系统会为每个区名分配一个颜色。
• 你可以双击颜色方块修改颜色,双击文字修改标签。

4. 分级色彩/符号化：
   • 适用于数值型字段（如人口密度、GDP）。
   • 在左侧选择 "Quantities" -> "Graduated Colors" (面/线) 或 "Graduated Symbols" (点)。
   • 在 "Value" 字段中选择你的数值字段。
   • 选择色带和分级数量。

标注

让地图上的要素显示其名称,列表中右键点击图层 -> Label Features，此时图层上的要素会立即显示默认标注。 2. 更精细的控制：右键点击图层 -> Properties -> Labels 选项卡。

• 勾选 "Label features in this layer"。
• 在 "Label Field" 下拉菜单中选择要标注的字段（如 Name）。
• 可以设置字体、大小、颜色、位置等。

布局视图

从“数据视图”切换到“布局视图”，以便添加地图元素，如标题、图例、指北针、比例尺。

1. 点击 ArcMap 窗口左下角的 Layout View 按钮。
2. 在布局视图中,你可以自由拖动和调整数据框、添加各种地图元素。
3. 插入地图元素：
   • 菜单栏 Insert -> Title (标题)
   • Insert -> Legend (图例)
   • Insert -> North Arrow (指北针)
   • Insert -> Scale (比例尺)
4. 导出地图：完成设计后，菜单栏 File -> Export Map...，可以选择导出为 PDF, JPG, PNG 等格式。

第五部分：空间分析入门

ArcGIS 的核心价值在于分析，这里我们使用 ArcToolbox 进行一个简单的缓冲区分析。

场景：找到距离所有学校 500米 范围内的所有居民区。

步骤 1：准备数据

确保你的地图中已经加载了“学校”（点图层）和“居民区”（面图层）。

步骤 2：执行缓冲区分析

1. 打开 ArcToolbox，如果没在界面上，可以通过菜单栏 Customize -> Toolbars -> Toolbox 打开。
2. 导航到 Analysis Tools -> Proximity -> Buffer。
3. 在 Buffer 工具窗口中设置参数：
   • Input Features: 选择你的“学校”图层。
   • Output Feature Class: 指定输出文件的保存位置和名称，School_Buffer.shp。
   • Buffer Distance: 输入 500 Meters，确保单位正确。
   • Dissolve Type: 选择 ALL，这会将所有学校的缓冲区合并，避免重叠区域被分割。
4. 点击 OK 执行，执行完毕后，一个新的“学校缓冲区”图层会自动加载到地图上。

步骤 3：进行叠加分析

我们要找出“居民区”图层中，与“学校缓冲区”图层有重叠的部分。

1. 在 ArcToolbox 中，导航到 Analysis Tools -> Overlay -> Intersect。
2. 在 Intersect 工具窗口中设置参数：
   • Input Features: 将“居民区”图层和“学校缓冲区”图层都添加进来（按住 Ctrl 键多选）。
   • Output Feature Class: 指定输出文件的保存位置和名称，Resident_in_School_Buffer.shp。
3. 点击 OK 执行。

步骤 4：查看结果

执行完成后,你会得到一个新的图层 Resident_in_School_Buffer，这个图层只包含了那些位于学校500米缓冲区范围内的居民区地块，打开它的属性表，你可以看到这些地块的所有原始信息。

第六部分：学习资源与进阶

官方资源

• Esri 官方文档：这是最权威的资料，搜索 "ArcGIS 10.2 Help" 或 "ArcGIS Resource Center"。
• Esri 中国社区：有中文教程、问答和案例分享。

视频教程

• Bilibili / YouTube：搜索 “ArcGIS 10.2 教程”、“ArcGIS 入门”、“GIS 教程”等关键词，有大量中文和英文的免费视频教程，跟着视频操作是学习最快的方式之一。

书籍

• 《ArcGIS 地理信息系统空间分析实验教程》：国内经典的入门教材，案例丰富。

进阶方向

当你掌握了基础后,可以学习：

• 空间统计：如热点分析、聚类分析。
• 三维分析：创建TIN、进行视域分析。
• 网络分析：路径规划、服务区分析。
• 地理处理：使用 ModelBuilder 或 Python 编写脚本，自动化处理复杂流程。

学习 GIS 是一个实践性很强的过程，请务必亲手操作，不要只看不练，从加载自己的第一份数据开始，尝试查询、符号化，再到完成一个简单的分析任务，你会逐渐体会到 GIS 的魅力。

祝你学习顺利！