ArcGIS发展简介
ArcMap基本介绍
ArcMap ArcCatalog ArcToolbox
对应于 The Geovisualization View 对应于 The Geodatabase View 对应于 The Geoprocessing View
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ArcGIS基本概念
ArcMap
ArcMap是ArcGIS Desktop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提供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，可以对地理图层进行符号化显示、分析和编辑GIS 数据集。内容表界面（Table Of Contents）帮助组织和控制数据框中 GIS数据图层的显示属性。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，可以处理地图的页面，包括地理数据视图和其他地 图元素，如比例尺，图例，指北针和参照地图等。通常ArcMap可以将地 图组成页面，以便打印和印刷。
Map Document
显示窗口 Data View Layout View
绘图工具栏
状态条
界面
ArcMap基本操作
数据显示工具Tools Toolbar zoom/pan full extent previous/next select features/select elements identify find measure hyperlink
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ArcGIS基本概念
ArcGIS Desktop
ArcGIS Desktop Model Builder：
一种基于面向目标的图形语言建模方法。 利用ArcGIS本身提供的一系列工具，在其基础上重新组合， 建立新的应用模型。
ArcGIS发展历史
一、ArcGIS发展历史ArcGIS是美国环境系统研究所ERSl（Environmental Systems Research Institute，缩写为ESRl ）开发的新一代GIS软件；1978年Arc/Info第一代产品诞生；1986年，PC ARC/INFO的出现是Esri软件发展史上的又一个里程碑，它是为基于PC的GIS 工作站设计的。
1991年，ESRI公司对工作站Arc/Info第6版进行了汉化，使其产品率先进入中国市场。
1992年，Esri推出了ArcView软件，它使人们用更少的投资就可以获得一套简单易用的桌面制图工具。
在二十世纪九十年代中期，推出了基于Windows NT的ArcInfo产品，Esri公司也在世界GIS 市场中占据了领先地位。
2000年推出Arc/GIS8.0，构造了一个革命性的数据模型，设计一个完全开放的体系结构；同时也推出ArcIMS，这是当时第一个只要运用简单的浏览器界面，就可以将本地数据和Internet网上的数据结合起来的GIS软件。
2004年4月，Esri推出了新一代9版本ArcGIS软件，为构建完善的GIS系统，提供了一套完整的软件产品。
2010年，Esri推出ArcGIS 10。
这是全球首款支持云架构的GIS平台，在WEB2.0时代实现了GIS由共享向协同的飞跃；同时ArcGIS 10具备了真正的3D建模、编辑和分析能力，并实现了由三维空间向四维时空的飞跃；真正的遥感与GIS一体化让RS+GIS价值凸显。
ArcGIS是一个可拓展的GIS系统，提供了对地理数据的创建﹑管理﹑综合﹑分析能力. 已成功地应用到自然资源管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等领域。
在Esri的协助下，青藏铁路首次采用了基于ArcGIS构建的实时监控系统，对运营进行保障。
2009年国庆60周年阅兵的气象保障服务中ArcGIS也起到重要作用。
ArcGIS软件简介
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。
本章内容
• 第一节ArcGIS 10.1的结构体系 • 第二节ArcGIS 10.1Desktop安装 • 第三节ArcGIS 10.1的新特性
本章重点：掌握ArcGIS 10.1的体系结构及软 件安装。
第一节ArcGIS 10.1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ArcGIS 10.1的结构体系
3. ArcGlobe ArcGlobe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1.2章ArcGIS概述
产生背景：
1978年第一个ArcInfo产品诞生 1999年推出ArcInfo 8 2000年，ESRI全面整合了GIS与数据库、
软件工程、人工智能、网络技术及其它 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 GIS平台——ArcGIS系列。
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三、功能强大：
（一）ArcGIS增加了一系列强大的功能 1. 通过一组高级的编辑工具增强了数据自动化和编辑
能力； 2. 通过Windows风格的地理数据浏览，预览和元数
据管理功能增强了数据管理； 3. 通过向导和转换分析工具完成空间处理和数据转换。 4. ArcGIS桌面(ArcView、ArcEditor和ArcInfo)支持
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ArcGIS 8是一个统一的地理信息 系统平台，由三个重要部分组成： ArcGIS桌面软件：一个一体化的高 级的GIS应用； ArcSDE通路：一个用数据管理系统 （RDBMS）管理空间数据库的接口； ArcIMS软件：基于Internet的分布式 数据和服务的GIS。
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一、ArcGIS桌面软件
的表现能力; 4. 提高了制图能力。
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（三） ArcGIS 8不仅可以支持原有的数 据格式，还支持空间数据库。
什么是空间数据库呢？ 空间数据库(Geodatabase：
geographic database)：采用标准关 系数据库技术来表现地理信息的数据库 模型。是一个基于GIS和DBMS标准的 物理数据存储库。
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ArcMap 是 创 建 、 浏 览 、 查 询 、 编 辑 、 绘制和出版地图的工具。 ——智能地图
ArcCatalog是浏览、组织、分发、记
ArcGIS(2005)
– Demo
• 新建一个parcel要素类，新增字段id、owner。 • 新建一个owner表，新增字段name、age。
• 创建子类
– 如要创建子类，子类字段必须是整型。在要 素类或表的属性表中，选择子类选项卡，然 后输入每一个子类的代码和描述。 – 创建子类后，在ArcMap环境下可以通过列 表框选择对要素子类进行赋值。 – Demo：新建pole要素类，创建pole类型子类。
ArcCatalog
• ArcCatalog用于组织和管理GIS数据，类 似于资源管理器。具有如下功能：
– – – – – 浏览地理信息。 记录、查看和管理元数据。 在局域网和广域网上搜索GIS数据。 定义和建立geodatabase。 管理ArcGIS Server。
ArcMap
• ArcMap是ArcGIS Desktop中主要的应用 程序，具有基于地图的所有功能，包括：
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产品框架
• ArcGIS 9是一个完整的GIS软件产品集合， 它包括如下几个产品：
ArcGIS Desktop：桌面GIS。 ArcGIS Engine：嵌入式GIS开发组件。 服务器GIS：用于开发GIS服务，如地图发布。 移动GIS：用于移动设备，如PDA等。
• ArcGIS的所有产品都是利用可ArcObjects 可编程组件开发。
第二章 Geodatabase数据模型
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GIS中的数据
• GIS中的数据是多种多样的，除地图数据外， 还包括图像数据、表格数据、行为规则以及数 据处理模型等。 • 地图数据通常是矢量数据，是以离散的点坐标 表示地理要素（feature）。在GIS中，不同的 地理要素通常是分层表示，如道路、河流、居 民地等。同种要素组成的图层称为要素类 （feature class）。 • 图像数据是栅格数据（raster），是以一系列栅 格值来表示。 • 表格数据（table）是具有相同字段的记录的集 合，没有空间信息。
ArcGIS发展历史
要素类：是具有相同几何类型和属性的要素的集合。
空间参考系统
当建立要素数据集或独立的要素类时，必须指定其空间参考。一个要素类的空间参考指定了它的坐标系统、空间域和精度，坐标系统（Coordinate System）可以是地理坐标、UTM坐标、平面坐标；空间域（Spatial Domain）描述X、Y坐标范围、测量M范围和Z值范围。
一、ArcMap地理参考
对栅格图像数据进行空间参考变换（Georeferencing),使其具有地理坐标系统。
在GIS技术中，拓扑是用来描述要素如何共享几何图形的模型，ArcGIS通过一系列的校验规则和编辑工具实现拓扑，这些拓扑规则定义了要素间怎样共享地理空间。
Geodatabase中拓扑就是一种规则和关系的集合。
ArcGIS 9的功能特点
一体化的制图编辑
便捷的元数据管理
灵活的定制与开发
ArcCatalog窗口组成
窗口主菜单；
窗口标准工具条；
窗口目录树；
四、空间数据的创建与管理
ArcGIS支持两种空间数据模型：
传统地理相关模型（GeoRelational Mode，如：Coverage, shapefile）；
这个规则要求一个要素类中的点必须被另一个要素类中的线状要素所覆盖.(高速公路指示牌是沿着高速公路的)
三、创建拓扑
参与拓扑创建的所有要素类必须在同一个数据集中。
一个拓扑关系存储了三个参数：规则、等级和拓扑容限。
拓扑规则定义了拓扑的状态控制了要素之间的相互作用，创建拓扑时必须指定至少一个拓扑规则；
等级是控制在拓扑检验中节点移动的级别，等级低的要素类向等级高的要素类移动。在创建拓扑的过程中，需要指定要素类的等级。
001 ArcGIS的概况及软件基础
基础概念：
地理信息系统（GIS）是用于存储、管理和显示地理空间数据的计算机系统。 使用GIS工具是一个系统性的工作，包含了各类数据的采集、储存、管理、运算、分 析、显示、描述。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
收集信息
GIS能够将各种源数据信息进行分析，并以不同的表现形式将其展示出来。收集信息的基本要求是，确定对象的坐标， 坐标可能包括经度、纬度或者海拔等。
数据采集与转换
数据采集可以通过将印在地图上的数据以扫描的方式产生数字化的数据，也可以通过数据测量器械得到数据然后输入 到GIS系统中。GIS得到数字化数据后，还要通过编辑或处理以消除错误，由于数字化数据的收集和存储方法可能不同，为避 免兼容性不好，GIS还需要对数据进行重构，把数据转换成不同的格式。
GIS现在越来越趋于综合性发展，由GIS、遥感RS和全球定位系统GPS组成的3S集成技术已逐越来越被重视。同时，由 于互联网的迅速发展，交互式的WEB GIS和移动GIS也成为了GIS的另一个发展趋势，通过功能的扩展，GIS已真正成为了贴 近大家生活的一种工具。
GIS的专业应用背景
规划行业经过多年的转变，从原来的城市规划到城乡规划，一直到现在我们称之为国土空间规划。 国土空间规划，为我们提出了很多新的要求，具体包括：指导思想全面调整、编制审批体系调整、技术标准体系 调整、法规政策体系调整、实施监管体系调整。在此基础上，出现了六个方面的转变，分别是：平台基础的转变、关 注重点的转变、发展模式的转变、管控手段的转变、编制成果的转变、工作组织的转变。 从技术层面，我们可以关注两条：平台基础、编制成果。 在平台基础上面，关注四个方面：第一，规划全过程全面转入GIS基础平台；第二，以“三调”作为“底数底图”， 统一自然资源调查现状和规划分类技术标准；第三，对现行“土地利用总体规划”和“城市总体规划”实施情况进行评估， 并加强风险评估工作；第四，以“双评价”作为规划前提。 在编制成果上，注重建立全国统一的国土空间基础信息平台，以及全面开展国土空间规划监测评估预警管理系统 建设，这些都需要强大的GIS功能作为支撑。
ARCGIS课件概述
二、ArcCatalog基础
1. 窗口构成
Menu bar Tool bar
Catalog tree
Contents tab
四种不同视图
2. 目录树功能
能够感知数据类型的“聪明”图标 从ArcCatalog至ArcMap或ArcToolbox的
拖放操作，以及ArcCatalog内部的复制/剪贴 支持 上下文菜单支持简单的数据导向操作 每个ArcCatalog对象（包括地理数据和简单 的文件或文件夹）都支持属性页 创建新数据图层，包括Coverage要素类、 Shape文件等 …………………
把度分秒格式的经纬度转换为十进制格式 计算方法： fx＝A1+B1/60+C1/3600，
5）加载地理网络数据
既可以加载由ARCIMS发布的地理数据， 也可以加载其他网络服务器上的地理数 据。
File\Add Data from Internet\Geography Network
一个地图文档中可以加载多个数据层。
默认文件搜索路径 默认的文件类型：*.mxd 地图文档
Arcview？
地图文档与数 据层是不同的 概念
（ArcMap Document）
Question
ArcMap新地图如何创建？
File\New\Document\General
3.ArcMap窗口组成
• 主菜单栏 • 标准工具栏 • 内容表（table of content，display和 source） • 显示窗口（display window，包括data view和layout view两部分） • 绘图工具 • 状态条
三个级别中，ArcInfo最全面、可扩展
它囊括ArcView和ArcEditor的全部功能并且增加了 高级的地理处理和数据转换功能。 利用ArcInfo可以： •构建用于发现关系、分析数据和整合数据的强大地理 处理模型。 •执行矢量叠加、邻近及统计分析功能。 •生成线要素事件和与其它要素的叠加事件。 •多种数据格式间的转换。 •构建复杂数据和分析模型及脚本来实现GIS自动处理。
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ESRI产品介绍山东农业大学资环学院地理信息研究中心主要内容• 1 ESRI介绍（About ESRI Company History）• 2 ESRI主要产品介绍（About ESRI main Products）• 3 ESRI学习资源介绍（About ESRI study Resource）• 4 其他GIS软件介绍（About other GIS Software）• 5 相关问题讨论（About relevant Problem）1 ESRI介绍（About ESRI Company History）•ESRI早期目标定位于组织、分析地理信息。
该公司认真管理项目工作，以确保经济增长，而不需要风险资本或上市。
ESRI项目包括为了重建Baltimore、Maryland城制定发展规划，以及帮助美孚石油（Mobil Oil）在弗吉尼亚州（Virginia）的Reston新城区选址。
ESRI从这些早期项目中，总结了处理业务流程及其常用工具的理念，这些理念可用于自动化环境。
•在1980年期间，ESRI集备力量开发了一套能够适用于计算机环境来产生地理信息系统（GIS）的核心应用工具。
这就是我们今天所熟知的GIS（科学）技术。
1 ESRI介绍（About ESRI Company History）•今天，ESRI GIS 产品即使在更广阔的发展领域中仍处于平稳状态。
计算机技术的发展允许熟练的GIS操作员在PDA、桌面、以及企业中大显身手。
快速、便宜的计算机，网络处理，电子数据的发布，简单易用的工具正在桌面领域突飞猛进。
私人商业正在把GIS技术作为一种决策支持工具。
随着网络生活版地图应用（live mappingapplications）的引入，任何拥有计算机的群体都可以体验GIS技术所带来的好处。
1 ESRI介绍（About ESRI Company History）• ESRI产品历程总结发行年 1982 1986 1990 1992 1994 1996 1999 2001 2004 2006 2008 Arc/INFO PC Arc/INFO ArcView、ArcData ArcCAD ArcSDE 基于Windows-NT的ArcInfo、MO组件、数据自动化包和可获 取GIS地图集 ArcInfo 8、ArcIMS、AO组件 ArcGIS 8.1 ArcGIS 9、ArcGIS Engine、ArcGIS Server ArcGIS 9.2 ArcGIS 9.3 软件名称2 ESRI主要产品介绍（About ESRI main Products）• 2.1 ArcView 3.2 • 2.2 ArcGIS 9.3ArcGIS 是 一个 完 整 的 GIS 平台 ArcGIS 是 一个 完 整 的 GIS 平台 COM 对象 COM 对象• 2.3 MapObjects、ArcObjects和 ArcgisEngine • 2.4 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS SERVER • 2.5 ArcGIS Image Server • 2.6 ArcPAD和ArcGIS Mobile移 动 GIS 移 动 GIS 服 务 器 GIS 服 务 器 GIS2.1 ArcView 3.2介绍• ArcView 3.2是ESRI早期出产的比较经典的桌面版GIS软件。
它的可 扩展软件结构为GIS应用提供了一个具有伸缩性的软件平台。
同时也 使ArcView支持扩展的插件模块（如Spatial Analyst、3D Analyst、 Image Analyst等），利用这些模块进行组合可以显著地扩展 ArcView的功能，从而使桌面GIS发展到一个全新的水平。
ArcView 以Project为一个基本应用单元， 由多种Document组成: （1）视图Views: 地图显示, 信息查询, 空间分析； （2）表格Tables: 数据库管理, 电子表格； （3）图表Charts: 统计图形制作； （4）图版Layouts: 地图组合设计, 以供绘制； （5）脚本编程Scripts: 面向对象的程序设计、调试、开发工具。
• • • • •2.1 ArcView 3.2介绍• ArcView 3.2 相比ArcGIS 9，使用起来要方便、简单直观。
2.2 ArcGIS 9.3介绍• • ArcGIS 9.3的主要组成部分：（一个完整的地理信息平台） ArcGIS作为一个可伸缩的平台，无论是在桌面、服务器、野外还是 通过Web应用，为个人用户也为群体用户提供GIS的功能，它包含了 四个主要的部署GIS的框架： 桌面GIS：专业GIS应用的软件包，包括：ArcReader、ArcView、 ArcEditor、 ArcInfo和ArcGIS扩展模块 服务器GIS：ArcIMS、 ArcGIS SERVER和 ArcGIS IMAGE SERVER 移动GIS：ArcPAD以及 ArcGIS Mobile 开发GIS：为开发者提供的用于扩展GIS桌面，定制基于桌面和基于 Web的应用，创建移动解决方案的组件• • • •2.2 ArcGIS 9.3介绍应 用 程 序服 务 程 序 数 据 库2.3 MO、AO和AE• • MapObjects，简称MO MO是ESRI公司提供的一组供应用开发人员使用的制图与GIS功能组 件，它由一个OLE（对象连接与嵌入）控件和一系列可编程OLE对象 组成。
利用MO，开发人员可以在应用程序，比如VB、VC以及VS等 开发框架中添加制图和GIS功能。
目前MO的最新版本：V2.4•2.3 MO、AO和AE• • ArcObjects，简称AO AO 是 一 种 集 成的 面 向 对象 的地理 数据 模 型 的 软件 组 件库 ， 提供 了 ArcGIS中全部的功能，是开发GIS应用程序的基础。
开发人员可以利 用 AO 框架 进行 编 程 ，以 提 高 ArcGIS 的 性 能或扩 展其应 用。
AO不是 独立的商业软件，它包含在 ArcGIS产品中， AO提供的组件为用户提 供 了 进行 二 次 开发 和 功 能 扩 展 的 能力 ， 能够 实 现 ArcGIS的 大部分功 能 。
基于 AO开发 的 应用软件必须要有 ArcGIS的 License才能运行。
A O 组 件 库 为 Ar c G I S Desktop、 ArcGIS Engine、ArcGIS Server提供共同开发组 件 ， 并提供了 通用的开 发 API ， 如 C++,JAVA 和 . N E T 等 。
•2.3 MO、AO和AE• AO组件体系：具备层次关系根节点2.3 MO、AO和AE• • ArcEngine，简称AE AE为开发人员提供了一种新的部署策略和资源，它由一组核心 ArcObjects包组成，其对象是平台无关的，能够在各种编程接口中 调用，开发人员能够通过它提供的强大的工具构建定制的GIS和制图 应用。
使用AE即可以构建基本的制图应用，也可以构建高级的GIS 应用。
AE AE 总 总 览 览2.3 MO、AO和AE• • • MO、 AO与 AE总结 MO是一个独立的、可以发行的产品，功能比较弱，但是可以满足一 般的功能需求。
AO不是一个独立发行的产品，只有安装了ARCGIS，才可以使用。
AO的功能十分强大，从理论上说，只要你足够的强，你也可以基于 这个AO开发出一个ArcGIS。
由AO开发出来的程序离不开ArcGIS 平台。
• ESRI到 ArcGIS 9开始发布AE。
可以认为AE是 AO的一个子集，相 比AO， AE是一个独立发行的产品，开发的程序需要有AE运行时 （AE RUNTIME）支持才可以运行。
2.4 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS SERVER• • ArcSDE ArcSDE是数据库系统中管理地理数据库的接口，允许往关系数据库 中加入空间数据，提供地理要素的空间位置及形状等信息。
ArcSDE 软件包括地理数据服务器和空间分析工具两个主要组件。
ArcGIS Desktop、 ArcIMS、 ArcGIS server、以及ArcEngine等均 可以通过ArcSDE来应用和管理GeoDatabase数据。
•2.4 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS SERVER• • ArcIMS ArcIMS作为互联网地图服务器为部门内和部门外众多用户提供动态Web地图 和元数据服务。
ArcIMS以在Web上提供高度可伸和高效的地图服务而著称。
它是被最广泛应用的GIS服务器。
通 常 ， ArcIMS 的用 户 通过 自 己 的 Web 浏览 器 访问 GIS Web 服 务 。
此 外 ， ArcIMS 服 务 也支持 一系 列 其 他 客 户 端的 访问 ，包括 ArcGIS桌面， ArcGIS Engine，ArcPad，ArcGIS SERVER Web地图应用以及许多以XML和OGC （ 开 放 式 地理信息系统 协 会 ） WMS 进行 网络 通 讯 的 开 放客 户 端 和设 备 。
•2.4 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS SERVER• • ArcGIS SERVER，简称AGS或 AS ArcGIS SERVER允许在企业内或互联网上共享GIS资源。
所谓GIS资 源是指地图，globe，地址定位，空间处理工具，以及希望跟其他人 共享的空间数据库。
AGS开发核心仍然是AO组件。
从ArcGIS 9开始，AGS是ESRI关于服务器GIS的发展战略。
从ArcGIS 9.3开始，ArcSDE并入到ArcGIS SERVER中。
AGS开发环境：.NET框架和JAVA平台。
• • • •2.4 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS SERVER• ArcGIS SERVER，简称AGS或 AS2.5 ArcGIS Image Server• • ArcGIS Image Server ArcGIS Image Server提供了 无 需 复杂 的 数据 加 载 或处 理即 可 快速 发 布最 新 影像 的 能力 。
这让GIS机构仅需维护一个统一 版 本 的原 影像 ， 便 可 方 便 地 将 多 种 影像 产 品 发 布给 大量 用 户 。
2.5 ArcGIS Image Server• ArcGIS Server 体系总结2.6 ArcPAD和ArcGIS Mobile• • ArcPAD ESR I公 司 的 Arc P AD 软 件是用于 Windos 移 动 设 备 的 移 动 GIS 技术 。