第1章 ArcGIS软件简介

第1章ArcGIS软件简介地理信息系统应用随之“数字地球”、“数字中国”的提出，“数字城市”的建设成为中国十二五期间的一项重要内容。而地理信息系统（GeographicInformationsystem，GIS）作为数字城市建设的核心组成部分，将发挥越来越重要的作用。目前，GIS已经广泛用于地理国情监测、资源调查、环境评估、灾害预警、国土资源管理、城市建设与规划、交通、运输、水利水电、商业金融等诸多领域，几乎涵盖了政府工作的各个方面。ArcGIS软件介绍随着现代技术的发展，社会生活或工作中对信息要求的数量和类型在不断的丰富，要求我们对现实世界进行多尺度、多类型、多时态的信息数据探求，用以解决诸如土地、环境、人口、灾害、规划、建设等重大问题。ArcGIS软件是Esri公司集40多年地理信息系统咨询和研发经验，奉献给用户的一套完整的GIS平台产品。它具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、发布与共享的能力。ArcGIS不但支持桌面环境，还支持移动平台、Web平台、企业级环境、以及云计算环境，提供了丰富多样、基于IT标准的开发接口与工具，让您轻松构建个性化的GIS应用。本章重点介绍ArcGIS10.1软件的结构、主要应用程序、软件的安装及ArcGIS10.1软件的新特性，为本书全面介绍ArcGIS软件功能奠定基础。本章内容•第一节ArcGIS10.1的结构体系•第二节ArcGIS10.1Desktop安装•第三节ArcGIS10.1的新特性本章重点：掌握ArcGIS10.1的体系结构及软件安装。第一节ArcGIS10.1的结构体系ArcGIS系统包含众多组成部分，他们构成了统一、严整、完备、可伸缩集成体系结构的系列GIS平台，它可以适应GIS用户由低到高的广泛需求。ArcGIS体系结构如图1.1所示，由数据层、服务层、应用层三部分组成，如图1.1所示。第一节ArcGIS10.1的结构体系1.ArcGIS10.1桌面软件ArcGIS桌面软件，即ArcGISforDesktop，是一套完整的专业GIS应用软件，通过对自然地理现象、事件及其关系进行可视化表达，从而解决用户日常工作中需要解决的问题，提升用户的工作效率，并能制定科学合理的决策，辅助用户的日常工作。综上所述，一个GIS使用者进行的GIS操作包括以下几方面：地图浏览。创建、编辑和维护管理地理数据，并能提供在线地图服务功能。使用空间处理工具，并能实现自动化、批量化工作流程。实现对二维数据、三维数据的空间分析和空间建模工作。第一节ArcGIS10.1的结构体系用二维、三维地图数据进行可视化并能够显示基于时间的动态现象。实现向大量用户访问的GIS资源服务。创建和定制应用来共享GIS应用服务。将GIS处理的结果，即地理数据集、地图、球体、空间处理的脚本、GIS服务、应用等成果创建为文档和目录。共享GIS资源到ArcGISforServer以及ArcGISonline，方便用户使用。第一节ArcGIS10.1的结构体系ArcGISforDesktop是GIS专业用户的主要工作平台，利用它来管理用户复杂的基础地理信息数据，来创建数据、地图、模型和应用等。总之，ArcGISforDesktop是在单位内部署GIS应用的起点和基础。ArcGISforDesktop是一系列整合的应用程序的总称，包括ArcMap、ArcCatalog、ArcGlobe、ArcScene、ArcToolbox和ModelBuilder。通过通用的应用程序界面，用户可以实现任何从简单到复杂的GIS任务。第一节ArcGIS10.1的结构体系根据用户的伸缩性需求，ArcGISforDesktop产品分为三个级别产品：•ArcGISforDesktopBasic：主要用于综合性的数据使用、制图和分析等应用领域。•ArcGISforDesktopStandard：在ArcGISforDesktopBasic基础上增加了高级的地理数据库编辑功能和数据创建功能。•ArcGISforDesktopAdvanced：是ArcGISforDesktop的旗舰产品，作为完整的GIS桌面应用软件，其包含复杂GIS的功能和丰富的空间处理工具。第一节ArcGIS10.1的结构体系•2.ArcGIS10.1desktop应用程序概述ArcGISforDesktop是一个系列软件，它包含ArcMap，ArcCatalog，ArcGlobe，ArcScene，ArcToolbox和ModelBuilder等一套带有用户界面的Windows桌面应用程序，每一个应用都具有丰富的GIS工具和命令。本小节主要介绍ArcMap，ArcCatalog，ArcGlobe，ArcScene四个应用程序。第一节ArcGIS10.1的结构体系(1)ArcMapArcMap是ArcGISforDesktop中一个主要的应用程序，它承担了所有地图制图和数据编辑任务，也包括基于地图的查询、分析、统计等功能。对于ArcGIS桌面软件来说，地图设计与制作是依靠ArcMap来完成的。ArcMap通过一个或几个图层集合表达地理信息数据，而在地图窗口中又包含了许多地图元素，通常拥有多个图层的地图包括的元素有比例尺、指北针、地图标题、描述信息和图例。第一节ArcGIS10.1的结构体系(1)ArcMapArcMap提供了两种类型的地图视图：地理数据视图和地图布局视图。在地理数据视图中，用户能对地理图层进行符号化显示、分析和编辑GIS数据集。目录内容（TableOfContents）帮助用户组织和控制数据框中的GIS数据图层。数据视图是任何一个数据集在选定的一个区域内的地理显示窗口。在地图布局窗口中，用户可以处理地图的页面，包括地理数据视图和其他地图元素，如地图比例尺、地图图例、地图指北针和地理空间参考等内容。ArcMap的地图文档可以发布为一个ArcGISforServer的地图服务。地图服务是ArcGISforServer的主要服务类型，几乎是所有服务器GIS应用的基础，包括Web地图浏览、编辑、分析、工作流以及移动GIS，如图1.2所示。第一节ArcGIS10.1的结构体系1.ArcMap地图服务也可以发布为OGC标准中的WMS和KML形式，如图1.3所示。第一节ArcGIS10.1的结构体系2.ArcCatalogArcCatalog应用程序帮助用户组织和管理所有的GIS信息数据，比如地图、数据文件、Geodatabase、空间处理工具、元数据、服务等。它主要包括以下功能：1.浏览和查找地理信息数据。2.创建各种数据类型的地理信息数据。3.实现记录、查看和管理元数据。4.定义、输入和输出Geodatabase数据模型。5.在局域网和广域网上搜索和查找指定的GIS数据。6.管理运行于SQLServerExpress中的ArcSDEGeodatabase。7.管理文件类型的Geodatabase和个人类型的Geodatabase。第一节ArcGIS10.1的结构体系2.ArcCatalog8.管理企业级Geodatabase，支持的大型关系数据库包括IBMDB2、Informix、MicrosoftSQLServer（includingSQLAzure）、Netezza、Oracle、PostgresSQL。9.管理多种GIS服务。10.管理数据互操作连接。ArcCatalog可以用来组织、查找和使用GIS数据，同时也可以利用基于标准的元数据来描述数据。GIS数据库管理员使用ArcCatalog来定义和建立Geodatabase。GIS服务器管理员则使用ArcCatalog来管理GIS服务器框架。自ArcGIS10开始，ArcGIS产品已经将ArcCatalog嵌入到各个桌面应用程序中，包括：ArcMap、ArcGlobe、ArcScene，如图1.4是ArcCatalog嵌入到ArcMap软件中的界面。第一节ArcGIS10.1的结构体系3.ArcGlobeArcGlobe是ArcGIS桌面软件中实现三维可视化和三维空间分析的应用，需要配备三维分析扩展模块。ArcGlobe提供了全球地理信息连续、多分辨率的交互式浏览功能，支持海量数据的快速浏览。像ArcMap一样，ArcGlobe也是使用GIS数据层来组织数据，显示Geodatabase和所有支持的GIS数据格式中的信息，它具有地理信息的动态三维视图的功能。在ArcGlobe中图层放在一个单独的内容表中，将所有的GIS数据源整合到一个通用的球体框架中。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。第一节ArcGIS10.1的结构体系4.ArcScene与ArcGlobe一样，ArcScene也是ArcGISforDesktop软件中实现三维可视化和三维空间分析的应用程序，需要配备三维分析扩展模块。它是一个适合于展示三维透视场景的平台，可以在三维场景中漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互，一般ArcScene适用于小场景的三维分析和显示。ArcScene基于OpenGL，支持TIN数据显示。显示场景时，ArcScene会将所有数据加载到场景中，矢量数据以矢量形式显示，快速显示小范围内的三维模型，同时ArcScene也可以通过带高程数据的矢量数据自动批量创建三维模型如下图所示。ArcGIS10.1中增加了对LidarLAS数据的原生支持，并新增LASdataset来统一管理LAS文件。在ArcScene中可以加载、管理、分析和共享LidarLAS的数据。第二节ArcGIS10.1desktop安装ArcGIS10.1forDesktop安装较比ArcGIS9版本的要简单的多，安装内容主要包括ArcGISLicenseManager和Desktop两部分。本小节主要介绍一下ArcGIS10.1forDesktop在Win7系统下的安装方法和安装流程。1.安装ArcGISLicenseManager在安装ArcGIS10.1forDesktop之前，一定要安装ArcGISLicenseManager，并确保ArcGIS服务已经启动。下面介绍ArcGISLicenseManager的安装方法和安装流程。Step01准备好许可文件、ArcGIS10.1forDesktop安装光盘，并确保计算机硬件配置满足ArcGIS10.1forDesktop的最低要求，并将操作系统更新至最新。Step02插入ArcGIS10.1forDesktop光盘，选择安装ArcGISLicenseManager，如下图所示。第二节ArcGIS10.1desktop安装Step03在ArcGISLicenseManager处选择Setup，点击Next，如图1.9所示。第二节ArcGIS10.1desktop安装Step04选择“Iacceptthelicenseagreement”，点击Next，如图1.10所示。设置安装目录，可选择默认，点击Next，，如图1.11所示。准备好安装后，再点击Next，如图1.12所示。点击“Finish”完成安装！第二节ArcGIS10.1desktop安装1.安装ArcGISforDesktopArcGISLicenseManager安装完毕之后，将进行ArcGISforDesktop的安装。ArcGISforDesktop的安装方法和步骤如下：Step01选择安装ArcGISforDesktop，如图1.14所示。第二节ArcGIS10.1desktop安装1.安装ArcGISforDesktopStep02在ArcGISforDesktop处选择Setup，点击Next，如图1.15所示。第二节ArcGIS10.1desktop安装1.安装ArcGISforDesktopStep03选择“Iacceptthelicenseagreement”，点击Next，如图1.16所示。第二节ArcGIS10.1desktop安装1.安装ArcGISforDes