ArcGIS操作与应用01

ArcGIS操作与应用（一）主要内容：1.ArcGIS9概述2.ArcGIS应用基础1.1ARCGIS简介1.1.1GIS软件发展概述GIS发展至今已经40余年。（1）20世纪60年代初期，GIS处于萌芽和开拓期，注重空间数据的地学处理。1963年，加拿大学者TomLinson提出了将CAD与数据库结合，诞生了GIS软件的雏形。（2）70年代，GIS进入巩固发展期，注重于空间地理信息的管理。（3）80年代是地理信息系统的大发展时期，注重于空间决策支持。此时，商业化实用系统进入市场，代表产品为ESRI的ARC/INFO与Intergraph公司的MGE。（4）90年代是GIS的用户化时代，GIS已经成为许多机构必备的工作系统，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加。1.1.2从三种角度理解GIS2.GIS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。1.GIS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。3.GIS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。1.1.3常见的GIS软件目前，社会上应用较多的GIS软件包括ArcGIS、MGE、MapInfo、GeoStar、MapGIS、SuperMap、GeoMedia、Map3D等。其中，ArcGIS市场占有率最高，应用最为广泛，具有最为全面的空间分析功能。1.1.4ArcGIS简介ArcGIS9是美国环境系统研究所（EnviromentSystemResearchInstitute，ESRI）开发的新一代GIS软件，是世界上应用最广泛的GIS软件之一。自1978年以来，ESRI公司相继推出了多个版本系列的GIS软件，其产品不断更新扩展，构成适用各种用户和机型的系列产品。目前的最新版本为ArcGIS9.3，ArcGIS9.4将与2010年第二季度发布。1.1.5用ARCGIS能干什么？税务机关为土地评估部门和土地规划部门编制土地利用图。水利部门寻找切断爆裂水管的阀门。警察机构研究犯罪模式，以便更合理地布置警力和了解街道巡查的效果。电信公司研究地形，寻找新增手机信号塔的站点位置。商家通过分析附近地区居民点的密集程度，对新增零售网点的选址进行评估。警察部门寻找到事故现场的最快路径。1.2ArcGIS9产品体系ArcGIS9是建立完整GIS的一个GIS软件产品集成体系。该体系建立在ArcObjects这个共享的GIS软件组件公用库基础之上。ArcGIS9由四个关键部分组成：ArcGISDesktop-高级GIS应用程序的一个集成套件。ArcGISEngine-通过多种应用程序接口建立自定义应用程序的嵌入式GIS组件库。ArcGISServer-为企业和Web计算框架建立服务器端GIS应用程序的一个平台，可用于建立Web服务和Web应用程序。ArcIMS-通过开放Internet协议发布地图、数据和元数据的GISWeb服务器。1.2ArcGIS9产品体系ArcGIS9是一个统一的地理信息系统平台，由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成：桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS。1.2.1DesktopGIS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）。=交互式制图地图设计和输出基于地图的查询直接读取数据地理处理框架定制应用程序框架ArcViewArcEditor=ArcView+Geodatabase定义和管理Geodatabase编辑ArcInfo=ArcEditor+高级地理编辑处理功能ArcInfoWorkStation可伸缩的ArcGIS桌面产品ArcObjects•数据访问•制图•客户化•空间查询•简单特征编辑企业级Geodatabase定义及编辑•空间处理•数据转换•workstation扩展模块1.2.2ServerGISArcGIS9所包含的三种服务端产品：ArcSDE、ArcIMS和ArcGISServer。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。1.2.3EmbeddedGIS在嵌入式GIS支持方面，ArcGIS9提供了ArcGISEngine，是应用于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。1.2.4MobileGIS在移动GIS方面，ArcGIS9提供了实现简单GIS操作的ArcPad和实现高级GIS复杂操作的MobileArcGISDesktopSystem。ArcPad是ArcGIS实现简单的移动GIS和野外计算之解决方案；ArcGISDesktop和ArcGISEngine集中组件的MobileArcGISDesktopSystems，一般在高端平板电脑上执行，以执行GIS分析和决策分析的野外工作任务。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MicrosoftWindows®CE或者PocketPC）或者平板电脑上完成。运行ArcPAD的掌上电脑，操作系统：WindowsCE1.2.5GeodatabaseGeodatabase是geographicdatabase的简写，是一种在专题图和空间表达中组织GIS数据的核心地理信息模型，是一套获取和管理GIS数据的全面的应用逻辑和工具。三代地理模型CAD模型AutoDesk公司：AutoCAD3DMAX以点线面表示地理数据，带有少量的属性信息（图层、注记），没有分析功能，无特征的属性。Coverage（地理关系模型）：ESRI，1969成立，1981推出第一个商品化GIS软件ArcInfo。进步：coverage模型时高性能的空间分析成为可能，而且它存储拓扑关系以便于改进地理分析和更加准确的数据录入。局限：数据与行为分离；同一层内拓扑；全局拓扑（无例外）Geodatabase第三代空间数据模型，也是当前最先进的空间数据模型。引入面向对象的思想。使GIS数据集中的特征更加智能化——是特征和行为绑定，允许定义特征之间的任意种类的关系。无需编写代码即可实现大部分功能。通过域、验证规则和其他框架函数实现。灵活、局部、层间的拓扑。ArcGIS的三种文件Shapefile:一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。至少由.shp,.dbf,.shx三个文件作成，分别存储空间，属性和前两者的关系。是GIS中比较通用的一种数据格式。Coverage:一种拓扑数据结构，一般的GIS原理书中都有它的原理论述。数据结构复杂，属性缺省存储在Info表中。目前ArcGIS中仍然有一些分析操作只能基于这种数据格式进行操作。Geodatabase:ArcInfo发展到ArcGIS时候推出的一种数据格式，一种基于RDBMS存储的数据格式，其有两大类：1.PersonalGeodatabse用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。2.ArcSDEGeodatabse存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,SqlServer,DB2等。可以实现并发操作，不过需要单独的用户许可。个人型和多用户型Geodatabase个人型Geodatabase-personalGeodatabase①面向项目的GIS（规模较小、要求不高）②通过MicrosoftAccess数据库实现（jet）数据引擎③不提供版本控制功能④数据文件2G多用户型Geodatabase①增加版本支持，支持长事务处理②超出2G限制③存储在RDBMS中④需要ArcSDE支持2.ArcGIS应用基础无论是在单机环境，还是在联机环境中使用GIS，用户都可以使用ArcGIS的三个桌面应用程序——ArcCatalog，ArcMap和ArcToolbox——来完成工作。ArcCatalog可用于空间数据库内容的管理、数据库设计及元数据的记录与浏览；ArcMap可用于地图编制、编辑和分析；ArcToolbox可用于数据转换和地理处理（Geoprocessing）。通过这三个应用程序的协调工作，用户可完成包括制图、数据管理、空间分析、数据编辑和地理处理（geoprocessing）在内的从简到繁的各种GIS任务。2.1ArcCatalog基础ArcCatalog是浏览、组织、分配、管理一个组织机构所有GIS数据的工具。2.1.1在ArcCatalog中浏览数据如果要了解目录树中子目录的详细信息，可以单击Contents（内容）、Preview（预览）或Metadata（元数据）按钮，这样就可以以不同方式来浏览数据。2.1.2与数据建立连接第一次打开ArcCatalog，可以看到Catalog目录树中有一个本地硬盘的子目录。单击Tools菜单中的Option选项，在CoordinateSystems,DatabaseConnections,GeocodingServices,InternetServers和SearchResults子目录复选框中打勾，就可以把这些子目录添加到目录树中。然后，可以通过双击一个子目录或者单击子目录前的“+”标记来查看其具体内容。用户还可以在目录树中创建一个新的子目录来存放自己的数据，以便于更容易查找数据。这个子目录就是连接(Connection)几个概念一．模版文件扩展名为*.mxd,是一个工作空间,只保存相应的数据路径以及颜色、图层顺序等设置，而不保存真正的数据内容。二．图层文件图层文件（*.lyr），可以单独保存一个数据文件的关联设置，相当于针对一个数据文件的工作空间。图层文件成组（GroupLayer），将几个图层合在一起管理。通过选中几个图层名，然后点击右键，单击Group.图层可以更改顺序、名称。三．地图与图层地图和图层是ArcGIS中组织和显示数据的重要方式。与纸质地图一样，这里讨论的地图也包含很多数据。这些地图上的数据是以图层的形式进行组织，并以特定的顺序进行编排的。每一幅地图都占一个“版面”，在“版面”中可以编排诸如图例、指北针、比例尺、注记和其他图表等地图要素。“版面”显示了每张地图打印前的情况。图层确定了我们如何组织地理要素，并将其绘制到地图上。图层也是指向