Arcgis教程GIS基本原理与ArcGIS软件实用教案

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1、1.1.1 GIS1.1.1 GIS的基本概念的基本概念地理信息系统（GIS）是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科。它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵(nihn)的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。GIS通常也被认为是一种决策支持系统，它具有信息系统的一般特点。GIS可以通过管理、分析、通讯进行复杂图案识别以及空间建模和空间数据挖掘。第1页/共21页第一页，共22页。1.1.2 GIS1.1.2 GIS系统系统(xtng)(xtng)的组成的组成一个GIS系统的组成，可以分为5个主要部

2、分：硬件、软件、数据、人员(rnyun)和方法。下面简要介绍各个部分。 1硬件 2软件 3数据 4人员(rnyun) 5方法第2页/共21页第二页，共22页。1.1.3 GIS1.1.3 GIS的主要的主要(zhyo)(zhyo)功能功能一个完整的地理信息系统（GIS）可以具有以下5个方面的功能。数据采集与编辑功能数据的存储和管理功能制图(zh t)功能空间查询与空间分析功能二次开发和编程功能第3页/共21页第三页，共22页。1.2 GIS1.2 GIS空间数据组织与结构空间数据组织与结构(jigu)(jigu)简介简介地理空间数据是GIS系统(xtng)的基础组成部分，其也是GIS软件的直接

3、操作对象。应该说整个GIS系统(xtng)都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现等来展开的。从数据结构上来说，矢量和栅格是地理信息系统(xtng)中两种主要的空间数据结构。第4页/共21页第四页，共22页。1.2.1 1.2.1 栅格数据结构栅格数据结构(jigu)(jigu)基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构。我们可以把它看作是将空间分割成有规则的网格，并在各个网格上给出相应的属性值，从而来表示地理实体的一种数据组织形式。简单地讲，栅格数据结构实际(shj)就是像元阵列，每个像元由行列确定它的位置并有一个相应的属性值。第5页/共21页第五页，共22页。1.2.2 1.2.2 矢

4、量矢量(shling)(shling)数据结构数据结构与栅格数据相对应，矢量数据是GIS中的另一种基本数据类型。它的特点是通过记录对象(duxing)的边界来表达空间对象(duxing)，如一条线由一系列相邻的坐标串表达。矢量数据结构通过记录坐标的方式，尽可能地将点、线和面等地理实体表现得精确无误。第6页/共21页第六页，共22页。1.2.3 1.2.3 栅格矢量数据结构栅格矢量数据结构(sh j ji u)(sh j ji u)的比较的比较从图形质量出发，最初研究和发展的是矢量数据处理技术。但到70年代后期，许多实际工作者都认为在许多情况下，栅格方案更有效。另一方面，相互连接的线网络和多边形

5、网络则仍需应用矢量数据结构模式。因为矢量结构更有利于网络分析（交通运输网、给排水网等）和制图(zh t)应用。但是矢量表示的多边形网络、线网络数据结构中包括了大量拓扑信息即关系数据等多余数据，也使矢量结构的数据库容量大幅度增加。第7页/共21页第七页，共22页。1.3 ArcGIS 91.3 ArcGIS 9软件体系结构软件体系结构ArcGIS 9是ESRI开发(kif)的新一代GIS软件，在世界上应用最为广泛。它由数据、数据服务器ArcSDE及4个应用基础框架组成，即桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS。第8页/共21页第八页，共22页。1.3.1 ArcGIS1.

6、3.1 ArcGIS桌面桌面(zhumin)(zhumin)产品（产品（Desktop GISDesktop GIS）ArcGIS桌面产品(chnpn)是一系列整合的应用程序的总称，其包含诸如ArcMap、ArcCatalog、ArcToobox以及ArcGlobe等在内的用户界面组件。其功能可分为以下几个级别ArcView、ArcEditor和ArcInfo，而ArcReader则是一个免费地图浏览器组件。1ArcMap2ArcCatalog3ArcToolbox4ModelBuilder5ArcGlobe第9页/共21页第九页，共22页。1.3.2 1.3.2 嵌入式嵌入式GISGIS（E

7、mbedded GISEmbedded GIS）在实际应用中，有些GIS软件要求简单、有针对性的用户界面，它们通过高级的GIS逻辑执行一些具体的任务。例如，很多组织只需要简单的数据编辑器而不是一个完整功能的桌面GIS。客户化的GIS应用也要具有高度灵活的可定制性。用户界面是为了给不熟悉GIS的用户使用(shyng)其功能。因此，软件开发者需要有一个可编程的GIS工具包，在构建应用时提供常规的GIS功能。第10页/共21页第十页，共22页。1.3.3 1.3.3 服务器服务器GISGIS（Server GIS Server GIS ）GIS软件可以被集中地管理在应用服务器和网络服务器中。通过网络

8、，向任意数量的用户提供各种GIS功能。企业(qy)GIS用户可以使用传统的、高级的GIS桌面软件、网络浏览器、定制的应用、移动计算设备、以及数字设备等连接到中央GIS服务器，获得GIS服务。 这些服务器GIS能够提供丰富的GIS功能。1ArcSDE2ArcIMS3ArcGIS Server第11页/共21页第十一页，共22页。1.3.4 1.3.4 移动移动(ydng)GIS(ydng)GIS（Mobile GISMobile GIS）在移动GIS方面，ArcGIS 9提供(tgng)了实现简单GIS操作的ArcPad和实现高级GIS复杂操作的Mobile ArcGIS Desktop Sys

9、tem。第12页/共21页第十二页，共22页。1.4 ArcGIS 91.4 ArcGIS 9软件简介软件简介(jin ji)(jin ji)与软件安装与软件安装美国环境系统研究所（Environment System Research Institute，ESRI）从1978年以来，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。20世纪90年代以来，ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列ArcGIS产品。在常见的GIS系统中，ESRI的ArcGIS

10、以其强大的分析能力占据了大量市场，成为主流的GIS系统。ArcGIS 9由ESRI在2004年推出，是一个统一的地理信息系统平台(pngti)。ArcGIS 9不仅是一个全面的GIS平台(pngti)，而且还是一个可伸缩的GIS平台(pngti)，为用户构建一个完善的GIS系统，提供完整的解决方案。第13页/共21页第十三页，共22页。1.4.1 ArcGIS 91.4.1 ArcGIS 9软件软件(run jin)(run jin)特色特色ArcGIS 9是ESRI发布的功能比较强大而又完善的版本。ArcGIS 9的一个主要目标是与现有的ArcGIS 8.3平台(pngti)的功能和数据模型

11、完全兼容，使得最终用户和开发商可以很方便地对系统进行升级，同时在软件稳定性、测试、空间数据库伸缩性和栅格处理的性能方面作了改进；提供强大的跨平台(pngti)支持能力，包括Windows、UNIX和Linux平台(pngti)，这为用户提供了更加灵活的配置选择。 1制图编辑的高度一体化2便捷的元数据管理3灵活的定制与开发4ArcGIS 9的新功能第14页/共21页第十四页，共22页。1.4.2 ArcGIS 91.4.2 ArcGIS 9软件软件(run jin)(run jin)安装安装ArcGIS 9软件安装(nzhung)首先需要获得相关软件以及运行许可。下面就假设把安装(nzhung)

12、软件存放在E盘根目录下，来详细地介绍其安装(nzhung)步骤。第15页/共21页第十五页，共22页。1.5 ArcGIS 91.5 ArcGIS 9常用矢量常用矢量(shling)(shling)数据模型简介数据模型简介目前(mqin)，GIS数据模型和格式有200多种。ArcGIS 9常用矢量数据模型主要包括Shapefile、Coverage和GeoDatabase等3种。第16页/共21页第十六页，共22页。1.5.1 Shapefile1.5.1 ShapefileShapefile文件是美国环境系统研究所（ESRI）所研制的GIS文件系统格式文件，是工业标准的矢量数据文件。Shap

13、efile将空间特征表中的非拓扑几何对象和属性信息存储在数据集中，特征表中的几何对象存为以坐标点集表示的图形文件SHP文件。Shapefile文件并不含拓扑（Topological）数据结构。一个完整的ESRI的shape文件至少(zhsho)包括3个文件，详细内容如下。1主文件2索引文件3dBASE表4其他文件第17页/共21页第十七页，共22页。1.5.2 Coverage1.5.2 Coverage1981年，ESRI推出他的第一个商业GIS软件ArcInfo，它采用的是第二代地理数据模型Coverage数据模型，也被称为地理相关模型（Georelational Data Model）。

14、Arc/Info 确认c后面的斜杠是否正确 采用一种混合数据模型定义和管理地理数据。空间数据使用拓扑数据模型来表示，而属性数据则使用关系数据模型。在Coverage中，主要用弧段、节点、标识(biozh)点和多边形来表示地图上的点、线、面，除此之外，还有控制点、覆盖范围、注记和链 确认表述是正确。1Arc/Info数据结构与存储方式2Arc/Info文件结构3Arc/Info文件的优势4Arc/Info文件的不足第18页/共21页第十八页，共22页。1.5.3 GeoDatabase1.5.3 GeoDatabaseGeoDatabase数据模型是ESRI公司在Arcinfo中推出的一种新型面

15、向对象数据模型，即第三代数据模型。它是建立在DBMS之上的统一的、智能化的空间数据库。其目的是为了让用户能更容易、更自然地表示GIS数据特征(tzhng)和更易建立特征(tzhng)之间的各种关系。1GeoDatabase数据模型的结构2GeoDatabase数据模型的优点第19页/共21页第十九页，共22页。1.6 1.6 小结小结(xioji)(xioji)本章简单介绍了一些GIS的基本理论知识，并就GIS的两大空间数据组织与结构（栅格、矢量数据结构）进行了介绍，探讨了两种结构的优缺点。紧接着本章对ArcGIS 9软件进行了详细地介绍，包括ArcGIS 9软件的结构、体系(tx)和安装等。

16、最后对ArcGIS 9软件所特有的矢量数据结构进行了讲解。本章的重点在于ArcGIS 9软件结构体系(tx)，掌握其结构体系(tx)和功能对于有针对性地学好本软件有着致关重要的铺垫作用。另外，很多读者可能是初学者，对GIS还不太了解。其实理解GIS基础知识以及ArcGIS使用的数据结构也很重要，这也是本章的难点。在学习本章的过程中应该注意结合其他有关GIS书籍与资料，在理解GIS基本理论与知识的基础之上，再来熟悉ArcGIS软件是很有必要的。第20页/共21页第二十页，共22页。感谢您的观赏(gunshng)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结1.1.1 GIS的基本概念。另一方面，相互连接的线网络和多边形网络则仍需应用矢量数据结构模式。例如，很多组织只需要简单的数据编辑器而不是一个完整功能的桌面GIS。下面就假设把安装软件存放在E盘根目录下，来详细地介绍其安装步骤。其目的是为了让用户能更容易、更自然地表示GIS数据特征和更易建立特征之间的各种关系(gun x)。感谢您的观赏第二十二页，共22页。