ARCGIS基本知识.pptx

GIS软件应用-使用ArcGIS理解GIS的三种角度1GIS就是空间数据库：GIS是一个包含了用于表达通用GIS数据模型（要素、栅格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。2GIS就是地图：从空间可视化的角度看：GIS是一套智能地图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。3GIS是空间数据处理分析工具集：从空间处理的角度看，GIS是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进行分析，最终将结果导入到数据集中。2.1.1.1空间数据库的角度GIS将空间数据组织成一系列的专题图层和表格。由于GIS中的空间数据集具有地理参考，因此它们具有现实世界的位置信息并互相叠加。在一个GIS中，同类型的地理对象集合被组织成图层，例如地块、水井、建筑物、正射影像以及基于栅格的数字高程模型（DEM）。由在空间上相互联系的图层组成数据集通过层之间共同的地理位置，我们可以很容易地得到多个层之间的空间关系。GIS需要表达的数据类型基于矢量的要素（点、线和多边形）的有序集合诸如数字高程模型和影像的栅格数据集网络地形表面空间关系：拓扑和网络使用拓扑是为了管理要素间的共同边界、定义和维护数据的一致性法则，以及支持拓扑查询和漫游（比如，确定要素的邻接性和连接性）。拓扑也用于支持复杂的编辑，和从非结构化的几何图形来构建要素（例如，用线来构建多边形）。网络：一个能够相互贯通的GIS对象相连的图。这对于模拟路径和交通、管线、设备、水文学以及其它基于网络的应用非常重要。描述性的属性除了地理表现形式以外，地理数据集还包括传统的描述地理对象的属性表。这些以表的形式存在的信息集和信息关系在GIS数据模型中扮演着非常关键的角色。2.1.1.2空间可视化角度空间可视化是指生成地图以及其它地理信息的表现形式，包括交互式地图，3D场景，简报，图表，基于时间的浏览以及表现网络关系的图解示意图GIS地图类似于静态的、打印出来的地图，所不同的是你能够交互地使用它们。你可以方便地漫游、缩放一幅交互式地图，可以让某些图层在适合的比例尺下自动显示或关闭。你可以基于任意的属性给一个图层设置符号。2.1.1.3空间处理的角度GIS是一系列地理数据集的和应用于这些数据集的操作工具。地理数据集可以是原始的量测（比如卫星图像），被分析者解析和编译出来的信息（例如道路，建筑物，土地类型），或者使用分析和模型运算从其他数据源中得来的信息。空间处理指的是用来生成派生数据集的工具和处理过程。数据工具新的数据空间处理实际上可以在GIS的所有方面都加以应用，如：数据的自动化生成和编辑数据的管理分析和建模高级制图这三种观点在ESRIArcGIS中分别用ArcCatalog（GIS是一套地理数据集的观点）、ArcMap（GIS是一幅智能的地图）和ArcToolbox（GIS是一套空间处理工具）来表达。这三部分是组成一个完整GIS的关键内容，并被用于所有GIS应用中的各个层面。2.1.2ArcGIS软件体系ESRI公司的ArcGIS系列软件是一个全面的、完善的、可伸缩的GIS软件平台，无论是单用户，还是多用户，无论是在桌面端、服务器端、互联网还是野外操作，都可以通过ArcGIS构建地理信息系统。ArcGISDesktop：一个专业GIS应用的完整套件ArcGISEngine：开发GIS应用的嵌入式开发组件服务器GIS：ArcSDE，ArcIMS和ArcGISServer移动GIS：ArcPad括桌面GIS（ArcGISDesktop），嵌入式GIS（ArcGISEngine）以及服务器GIS（ArcGISServer）都是基于一套共同的GIS组件实现的，这些组件被称为ArcObjects2.1.3桌面GIS对于那些利用GIS信息进行编辑，设计的GIS专业人士来说，桌面GIS占有主导地位。GIS专业人士使用标准桌面作为工具来设计，共享，管理和发布地理信息。ArcGISDesktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用（例如，ArcMap，ArcCatalog，ArcToobox、ArcScene以及ArcGlobe）。ArcMap、ArcCatlog、ArcToolboxArcGISDesktop有三种级别的产品：ArcView（基本版）：提供全面的制图、数据使用及分析、简单的编辑与数据处理功能。ArcEditor（进阶版）：具有ArcView的全部功能、此外包含高级的编辑功能、可实现对Shape文件和Geodatabase地理数据库的编辑。ArcInfo（专业版）：是全功能的桌面级GIS旗舰产品。它提供了比ArcEditor更多的功能，可以实现高级的地理空间数据处理。还包含了早期的，基于命令方式的GIS产品ArcInfoWorkstaion。2.1.4服务器GIS大多数地理信息系统中，数据层和数据表都来源于多个组织。每个GIS组织机构生成了一些数据内容，但并不是全部，至少总有一些数据层来源于本组织之外。GIS用户通过部署一个集中式的GIS服务器在大型组织之内以及Internet的用户之间发布和共享地理信息。服务器的GIS软件适用于任何集中执行GIS计算，并计划扩展支持GIS数据管理和空间处理的场合。除了为客户端提供地图和数据服务，GIS服务器还在一个共享的中心服务器上支持GIS工作站的所有功能，包括制图，空间分析，复杂空间查询，高级数据编辑，分布式数据管理，批量空间处理，空间几何完整性规则的实施等等。ArcGIS9所包含的三种服务器产品：ArcSDE一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。ArcSDE是一个位于ArcGIS其它软件产品和关系型数据库之间的数据服务器，其广泛的应用使得在跨任何网络的多个用户群体中共享空间数据库以及在任意大小的数据级别中伸缩成为可能。ArcIMS是一个可伸缩的，通过开放的Internet协议进行GIS地图，数据和元数据发布的地图服务器。ArcIMS已经在成千上万的应用中部署了，主要是为Web上的用户提供数据分发服务和地图服务。ArcGISServer是一个应用服务器，包含了一套在企业和Web框架上建设服务器GIS应用的共享GIS软件对象库。ArcGISServer是一个新产品，用于构建集中式的企业GIS应用，基于SOAP的Webservices和Web应用。2.1.5嵌入式GISGIS组件ArcGISEngine提供了一套应用于ArcGISDesktop应用框架之外的嵌入式ArcGIS组件。使用ArcGISEngine，开发者在C+，COM，.NET和Java环境中使用简单的接口获取任意GIS功能的组合来构建专门的GIS应用解决方案。开发者通过ArcGISEngine构建完整的客户化应用或者在现存的应用中（例如微软的Word或者Excel）嵌入GIS逻辑来部署定制的GIS应用，为多个用户分发面向GIS的解决方案。ArcGISEngine是面向开发人员的一个产品。可在VisualBaisc等开发环境中使用ArcGISEngine2.1.6移动GIS依靠移动计算设备上的专业应用系统，GIS越来越多的从办公室中转移到野外。目前拥有GPS功能的无线移动设备被常常使用于野外专题数据获取和野外信息获取。消防员，垃圾收集员，工程检修员，测量员，公用设施施工工人，士兵，统计调查员，警察以及野外生物学家是使用移动GIS这个工具的一些野外工作者的代表ArcPad是ArcGIS实现移动GIS和野外计算（如需要记录和登记突发性事故的空间信息）的解决方案，这些类型的工作可以在手持计算机设备（运行MicrosoftWindowsCE或者PocketPC）或者平板电脑上完成。HP6515神达A701运行ArcPAD的掌上电脑，操作系统：WindowsCEArcPad6.0软件2.2ArcGIS安装安装步骤：第1步：安装License服务及管理器第2步：配置Licese服务第3步：安装ArcGISDesktop及Workstaion2.2.1安装软件授权管理器软件授权文件License授权文件：从软件销售商处获得类似的一个文件，可用记事本打开编辑。将hostname更改为运行License服务的计算机名称SERVERhostnameESRI_SENTINEL_KEY=3712345627004VENDORARCGISFEATUREARC/INFOARCGIS9.001-jan-001ACX0B541E83R8AC0AFP9vendor_info=H86SSCS74RYE2J25FR6Nck=153安装程序界面导入License授权文件配置License服务安装完成后，将License授权文件复制到硬盘上2.2.2安装ArcGISDesktop软件需要指定License服务器选择安装的产品其它操作按对话框提示进行安装完成后，会创建名为的程序组。从开始菜单可访问ArcMap等应用程序2.3ArcGISDesktop:桌面GISArcGISDesktop是一系列整合的应用程序的总称，包括ArcCatalogArcGlobeArcToolboxArcSceneArcMap等应用程序2.3.1ArcMapArcMap是ArcGISDesktop中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括制图、地图分析和编辑。ArcMap是ArcGIS桌面系统的核心应用。它把传统的空间数据编辑、查询、显示、分析、报表和制图等GIS功能集成到一个简单的可扩展的应用框架上。ArcMap提供两种类型的操作界面：地理数据视图和地图版面视图。在地理数据视图中，你能对地理图层进行符号化显示、分析和编辑GIS数据集。在地图布局窗口中，你可以处理地图的版面面，包括地理数据视图和其他地图元素，比如比例尺，图例，指北针和参照地图等。数据视图地图版面视图ArcMap的主要功能组织和编辑数据设计和生成用于印刷的地图在ArcMap中进行建模和分析生成地图，并与ArcReader，ArcGISEngine应用程序，ArcIMSArcMapServer和ArcGISServer共享2.3.2ArcCatlogArcCatalog用于组织和管理所有GIS数据。它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。ArcCatalog应用模块帮助你组织和管理你所有的GIS信息，比如地图，数据集，模型，元数据，服务等。它包括了下面的工具：浏览和查找地理信息。记录、查看和管理元数据。创建、编辑图层和数据库导入和导出geodatabase结构和设计。在局域网和广域网上搜索和查找的GIS数据。管理ArcGISServer。ArcCatalog组织管理GIS数据，预览GIS信息2.3.3ArcToolBoxArcToolbox是一个简单的包含了各种用于空间处理的GIS工具的应用程序。ArcToolbox内嵌在ArcCatalog和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用。通过ModelBuilder模块的使用，实现空间数据处理的自动化。并可以将数据处理模型与他人共享。ArcToolbox具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：数据管理数据转换Coverage的处理矢量分析地理编码统计分析ModelBuilder：提供类似流程图的空间数据处理自动化界面。2.3.4ArcGlobeArcGlobe是ArcGIS桌面系统中3D分析扩展模块中的一个部分，提供了全球地理信息的连续、多分辨率的交互式浏览功能。像ArcMap一样，ArcGlobe也是使用GIS数据层，显示geodatabase和所有支持的GIS数据格式中的信息。ArcGlobe具有地理信息的动态3D视图。将所有的GIS数据源整合到一个通用的全球的框架中。它能处理数据的多分辨率显示，使数据集能够在适当的比例尺和详细程度上可见。ArcGlobe的统一交互式地理信息视图使得GIS用户整合并使用不同GIS数据的能力大大提高ArcGlobe将成为广受欢迎的应用平台，完成编辑，空间数据分析，制图和可视化等通用GIS工作。在人口和生物多样性之间具有潜在矛盾的区域SARS的报告病例和死亡病例的全球分析芝加哥城市一览2.3.5ArcScene与ArcMap类似，ArcScene是ArcGISDesktop中专门用于显示三维数据的独立程序。ArcScene的功能：浏览三维数据、创建表面、进行表面分析、ArcScene可以看成是ArcGlobe的一个三维飞行模拟。ArcScene可以看成是ArcGlobe的一个子集。它们都依赖于ArcGIS的3D分析模块。ArcScene用户界面;3D飞行及动画输出功能主要内容2.3.6ArcGIS的功能扩展模块2.3.7ArcGIS数据库模型2.3.6ArcGIS功能扩展模块ArcGIS桌面系统有很多可选的扩展模块。扩展模块允许你完成如栅格空间处理和三维分析这样的任务。ArcGIS3DAnalystArcGIS3D分析扩展模块ArcGISGeostatisticalAnalystArcGIS地理统计分析扩展模块ArcGISNetworkAnalystArcGIS网络分析扩展模块ArcGISSpatialAnalystArcGIS空间分析扩展模块ArcGISArcScan扫描及数据矢量化扩展模块ImageAnalysisArcGIS影像分析2.3.7ArcGIS数据库模型ArcGIS具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型，ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。Geodatabase数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储，有两种格式，一种是基于Access文件的格式称为PersonalGeodatabase，另一种是基于Oracle或SQLServer等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。ArcGIS空间数据库模型2.3.7.1Shape文件数据模型矢量数据模型Shape文件将空间要素的图形及属性信息以非拓扑的形式存储在数据集中。要素的几何形状数据存储成为具有矢量坐标的图形。Shape文件数据模型是非拓扑的数据库模型。因此，在数据显示速度上比较快，数据的编辑也比较容易实现。通过编程的方式很容易实现对Shape文件的存取操作。这一特性是其优点，也是缺点。Shape文件数模型特点：基于其非拓扑性，可以使文件迅速显示出来。简单要素类型：点、线、面分别存储。一个Shape文件中只能存储一种类型的要素。Shape文件的构成一个Shape文件至少包括一个主文件、一个索引文件及一个dBASE数据表文件Shape文件示例：.SHP主文件Mainfile:counties.shp贮存地理要素的几何数据.SHX索引文件Indexfile:counties.shx，贮存图形要素索引信息，用于查询.DBFdBASE数据表文件:counties.dbf，贮存要素属性信息的dBASE文件.PRJ投影参数文件:counties.prj.shp文件，用.dbf文件，用于存储地理要素的图形数据于存储地理要素的属性数据.Shape数据模型，实现了地理空间数据的存储每一个图层中包含了相同类型的地理要素，对应一个Shape文件，每个要素对应Shape数据文件中的一行记录。地图上的每个要素在数据表中对应一行记录。通过关键字段（一个唯一的记录编号）实现图形数据记录与属性数据记录间一对一的关系。dBASE文件中的属性记录必须与主文件中图形数据记录的顺序相同。2.3.7.2地理数据库(GeoDatabase)数据模型GeoDatabase是geographicdatabase的简写，Geodatabase是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。Geodatabase是ArcGIS软件中最主要的数据库模型。Geodatabase支持在标准的数据库管理系统（DBMS）表中存储和管理地理信息。GeoDatabase有两种实现形式一种是基于Access数据库文件的实现形式另一种是通过ArcSDE空间数据库引擎，在Oracle、SQLServer等RDBS中实现的可支持分布式处理的形式Geodatabase支持多种DBMS结构和多用户访问，且大小可伸缩。从基于MicrosoftJetEngine的小型单用户数据库，到工作组，部门和企业级的多用户数据库，Geodatabase都支持。目前有两种构：个人Geodatabase和多用户geodatabase结Geodatabase(multiusergeodatabase)。在Geodatabase数据库模型中，可以将图形数据和属性数据同时存储在一个数据表中，每一个图层对应这样一个数据表。Geodatabase可以表达复杂的地理比如：水系可以同时表示线状和面状的水系。要素（如，河流网络、电线杆等）。2.4ArcMap使用入门2.4.1认识ArcMap图形用户界面2.4.2显示及查询2.4.3设置图层显示方式图例的使用参考第2章讲义相关内容及上机练习1，2GIS空间分析使用ArcGIS2006-9.27(4)http:/www.geo-地理空间数据库管理3.1.1ArcCatalog使用入门3.1.2在ArcCatalog中预览地理数据3.1.3地理空间数据交换3.1.4在ArcCatalog中管理地理数据库3.1.5关系数据表编辑及使用3.1.6表间关系(Join、Link）3.1.1ArcCatalog使用入门ArcCatalog用户界面3.1.1ArcCatalog使用入门ArcCatalog提供了一个操作环境，可以对GIS数据进行组织及管理，从ArcCatalog的角度看GIS就是数据库。ArcCatalog有点类似Windows操作系统中的资源管理器。左边是GIS数据目录树，可以建立来自于Shape文件、单用户地理数据库（PersonalGeodatabase）、ArcSDE空间数据库引擎、ArcIMS服务器、ArcGISServer服务器、ArcGIS跟踪服务器（TrackingServer）的数据源的连接，对基于文件或服务器的地理数据进行存取和管理。右边是“数据显示区”，它有三种不同的视图可以对数据进行浏览和管理，分别是“内容”视图、“预览”视图和“元数据”视图。执行菜单命令，在出现的对话框中，“常规”选项页下可以对ArcCatalog中显示的数据类型进行设定。3.1.2在ArcCatalog中预览地理数据在ArcCatalog中有三种视图，如果你在目录树中选择了一个数据源，可以采用“内容”视图、“预览”视图、“元数据”视图这三种方法对数据进行查看及管理。“内容”视图预览视图如果在目录树中选中一个Shape图层、地理数据库中的一个要素集或要素类、栅格数据等则点击“预览”选项页可以切换到预览视图界面下。在预览视图下，有两种基本预览方式：表格、地理图形。在以地理图形方式对数据预览时，工具栏的查询、缩放、平移、显示全图、查询要素属性等操作都可使用，如同在ArcMap中一样，可以对当前图层进行这些操作。这时，点击按钮可以生成当前图层的快照，并保存为缩略图。缩略图可以是当前图层的局部。（创建缩略图）以表格方式浏览数据，可以比较容易理解图层和数据表的关系。图层是数据表“FID”是关键字段、“Shape”字段是特殊字段，专门用来存储地理要素的几何图形数据.通过Shape字段可以看出当前图层的要素类型是面状要素。元数据视图：元数据视图显示地图数据的描述信息。其中，Description描述数据的状态，存储及访问信息；Spatial描述数据的坐标系，空间信息；Attributes描述数据的字段信息。切换到元数据视图时，会根据当前选中图层的数据自动生成元数据。元数据工具栏也成为可用状态。样式表下拉列表框中，有多种样式，可以设置元数据显示的不同形式。通过操作工具栏上相应的按钮可以创建、修改、更新、导入、导出元数据。元数据可以导出为标准网页格式（.htm）3.1.3地理空间数据交换工具栏“ArcView8x工具”中的功能Shape文件、Geodatabase、或Coverage格式转换为其它格式导出数据表数据表可以导出为普通的格式：dBaseASCIItab-分隔文件INFO导出数据表的子集只有选择的记录才会导出可以被其它应用软件所使用的格式可在电子表格或统计软件中使用导出数据表ArcGIS数据互操作扩展模块：ArcGISDataInteroperability是由加拿大Safe软件公司针对ArcGIS开发的一个扩展模块。其独立的软件称为FMESuite(FeatureManipulateEngineering),FMESuite是一套完整的访问空间数据的解决方案,可用于读写存储和转换各种空间数据。它能实现各类GIS及CAD格式的数据相互转换.是功能更为强大的空间数据平台。详细内容请参阅http:/