第一章导论

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第一章导论第一章导论

王春王春 [email protected] [email protected]

南京师范大学地理科学学院王春

课程安排课程安排

• ArcGIS软件介绍　 GIS系统构成、GIS功能与应用、GIS技术与发展、 ArcGIS的主要空间分析模块、 ArcGIS 9功能介绍　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

• ArcGIS应用基础– ArcMap基础：新地图创建、数据加载、数据层操作与

　　　　　保存等– ArcCatalog应用基础：文件夹连接、文件类型显示和增删、目录内容浏览与检索、

图层管理、数据转换与输出– Geoprocessing ： Geoprocessing地理处理的基本介绍、 Toolbox的新建与管理、

Toolbox内容的基本介绍


课程安排课程安排

• 空间数据的采集与组织– Shapefile 和 Coverage 文件创建与管理– Geodatabase 数据库创建（新建数据库、定义组成项、加载数据、进一步定义数据库：建立索引、创建子类和属性域、创建关系类、创建注视类、建立网络、创建拓扑等

– 数据编辑（图形编辑、属性编辑等）• 空间数据的转换与处理

– 数据的投影变换– 数据的扭曲拉伸– 数据的裁切、拼接以及提取– 数据格式转换（矢栅转换、不同软件格式的转换）


课程安排课程安排• 数据的可视化表达

– 数据的符号化（矢量数据、栅格数据的符号化）– 专题地图的编制（版面设计、制图数据操作、地图标注、图幅整饰）

• 空间分析导论– 空间分析的数据模型– 空间分析的基本原理与方法– ArcGIS 9 空间分析模块和功能

• 矢量数据的空间分析– 缓冲区分析– 叠置分析（图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并、修正更新）

– 网络分析（网络的组成和建立、网络应用）


课程安排课程安排• 栅格数据的空间分析

– 设置分析环境（工作路径、栅格大小、分析区域、坐标系统、文件保存等）

– 距离制图（直线距离、区域分配、成本加权距离、最短路径）– 表面分析（栅格差值、等值线绘制、地形因子提取、山体阴影等）– 统计分析（单元统计、邻域统计、分类区统计）– 重分类– 栅格计算（数据运算、函数运算）

• 三维分析– 创建表面（栅格、 TIN ）– 表面分析（表面积与体积、坡度坡向、可视性分析、提取断面、表

面长度等）– ArcScence 三维可视化（要素立体显示、设置场景属性、飞行动

画）– 数据转换（二位转三维、矢栅转换、 TIN 表面转换）


课程安排课程安排• 地统计分析

– 地统计基础– 探索性数据分析（检验数据分布、寻找离群值、全局趋势分析、空间自

相关及方向变异）– 空间确定性差值（反距离权、全局多项式、局部多项式、径向基函数）– 地统计差值（各种克里格方法）

• 水文分析– 无洼地 DEM 生成– 河网的提取– 流域的分割

• 空间分析建模 – 空间分析与建模的基本概念– 图解建模– 脚本文件


考核考核

考核办法– 笔试 + 机试 + 课后练习


第一章主要内容第一章主要内容

• 地理信息系统

• GIS 空间分析

• ArcGIS9 概述


地理信息系统（地理信息系统（ GISGIS ））

• 基本概念– 在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统

– Geographical Information System ， Geo-

Information System，简称 GIS


GISGIS 构成构成

图 1.1 地理信息系统的构成图


GISGIS 功能功能

• 数据采集与输入• 数据编辑与更新• 数据存储与管理• 空间数据分析与管理• 数据与图形交互


GISGIS 应用领域应用领域

•测绘与地图制图•资源管理•城乡规划•灾害预测•土地调查与环境管理•国防•宏观决策等


GISGIS 发展趋势发展趋势

• 网络 GIS

• 组件式 GIS

•虚拟 GIS

•时态 GIS

•互操作 GIS

• 3S 集成


GISGIS 空间分析空间分析

• 处理的空间数据结构类型– 矢量数据分析、栅格数据分析

• 分析对象的维数– 二维分析、 DTM 三维分析及多维分析

• 分析复杂性程度– 空间问题查询分析、空间信息提取、空间综合分析、数据挖掘与知识发现、模型构建


GISGIS 空间分析应用空间分析应用

·水污染监测

·城市规划与管理

·地震灾害和损失估计

·洪水灾害分析

·矿产资源评价

·道路交通管理

·地形地貌分析

·医疗卫生

·军事领域


常用常用 GISGIS 平台空间分析比较平台空间分析比较

表 1.1 常用的 GIS平台的空间分析功能比较


ArcGIS 9ArcGIS 9 软件产品软件产品

图 1.2 ArcGIS 9软件产品图解


ArcGISArcGIS 简介简介

• ArcGIS是一个全面的、可伸缩的 GIS平台，为用户构建一个完善的 GIS 系统提供完整的解决方案， ArcGIS9 由 ESRI 在 2004年推出，由数据服务器 ArcSDE 及 4 个基础框架组成– 桌面 GIS （ Desktop GIS ）– 服务器 GIS (Server GIS)

– 嵌入式 GIS （ Embedded GIS ）– 移动 GIS (Mobile GIS)


ArcGISArcGIS 组成组成• 桌面 GIS ： ArcView ， ArcEditor 和 ArcInfo，分享通

用结构、代码基础和扩展模块和统一的开发环境，功能由简单到复杂

• 三种服务端产品： ArcSDE 、 ArcIMS 和 ArcGIS Server– ArcSDE是管理地理信息的高级空间数据服务器– ArcIMS 是可伸缩的，通过开放 Internet协议进行 GIS 地图，数

据和元数据发布的地图服务器– ArcGIS Server是应用服务器，用于构建集中式的企业 GIS 应用，

基于 SOAP 的 Web services 和 Web 应用，包含在企业和 Web框架上建设服务端 GIS 应用的共享 GIS 软件对象库

• 嵌入式 GIS ： ArcGIS Engine，应用于 ArcGIS Desktop 应用框架之外的嵌入式 ArcGIS 组件

• 移动 GIS ：实现简单 GIS 操作的 ArcPad 和实现高级 GIS复杂操作的 Mobile ArcGIS Desktop System


ArcGIS 9ArcGIS 9 功能结构功能结构

图 1.3 ArcGIS9功能结构体系


ArcGIS DesktopArcGIS Desktop 主要功能主要功能

图 1.4 ArcGIS Desktop主要功能图解说明


ArcMapArcMap

图 1.5 ArcMap操作界面图示


ArcCatalogArcCatalog

图 1.6 ArcCatalog操作界面图示


ArcReaderArcReader

图 1.7 ArcReader界面图示


ArcGIS ExtensionsArcGIS Extensions

图 1.8 ArcGIS Extensions主要功能图解说明


ArcGISArcGIS 的数据模型的数据模型

• 地理相关模型（ Georelational Model ）• 地理数据库（ Geodatabase ）


地理相关模型地理相关模型

• 地理相关模型在 ArcInfo7.x 及更早版本中使用的空间数据类型，强调空间要素的拓扑关系

• 地理数据的几何和拓扑关系放在文件中，而其属性则存储在数据库管理系统中（ DBMS ）

•该数据模型特别关注要素的几何特征，把现实世界描述成一系列点、线、面为基础的区域、路径、事件等高级空间要素

• ARCGIS中被扩展到允许用户为其数据添加行为、属性和关系的面向对象的模型

•常见模型： Shapefile 、 Coverage


地理数据库地理数据库 (Geodatabase)(Geodatabase)

• 是为了更好的管理和使用地理要素数据，按照模型和规则组合起来的地理要素数据集

• 在地理相关模型的基础上，对支持复杂的网络、要素类之间的关系、面向对象的要素进行扩展，把地理数据组织成层次性的数据对象，包括对象类（ Object Classes ）、要素类（ Feature Classes ）、要素数据集（ Feature Datasets ），一个对象类在地理数据库中是一个表（ Table ），存储非空间数据。

• 一个要素类是具有相同几何类型和相同属性的要素集合，一个要素数据集是共享空间参考系统的要素类的集合


ArcGIS 9ArcGIS 9 新功能新功能

• 提供高级的空间处理功能• 全球 3D 可视化功能： ArcGlobe，提供与任何在三维地球表面有地理参考的空间数据进行无缝交互的能力

• 新一代开发工具： ArcGIS Engine 基于 ArcObjects构建，并提供跨平台的、 C++ 组件技术框架用于构建 ArcGIS

• 新一代以服务器为中心的 GIS ： ArcGIS Server• 增强的栅格支持及跨平台支持、便捷的升级和维护、开放的空间数据格式等


ArcGlobe

图 1.9 ArcGlobe示例图


ESRIESRI 简介简介

• Environmental system research institute– 美国环境系统研究公司，成立于 1969年，是世界上最大的地理信息系统技术提供商。公司自创建之初就一直引领着世界地理信息系统技术的潮流。全球每天有超过一百万人使用 ESRI公司的 GIS 软件，有超过三十万个分布于政府部门、石油部门、测绘部门、健康机构，电力、国防、航空航天、商业等各个领域的用户单位

• www.esrichina-bj.cn/library/arcgisworld/ arcgisworldIndex.htm

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