GIS理论与实践第1章

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GIS 理论与实践

讲义一 ArcGIS Desktop 的使用

目的

z 了解 ArcGIS 的体系结构和数据模型

z 了解 ArcGIS Desktop 的基础模块及主要功能

z 掌握 ArcMap 的一些基本操作

z 掌握 ArcCatalog 的一些基本操作

属性进行编辑等。

美国环境系统研究所公司（Environmental Systems Research Institute, Inc. 简称 ESRI 公司）成立

于 1969 年，总部设在美国加州 RedLands 市，是世界最大的地理信息系统（Geographic Information

System GIS）技术提供商。ESRI 公司的 ArcGIS 系列是一个全面的、完善的、可伸缩的 GIS 软件平台，

无论是单用户，还是多用户，无论是在桌面端、服务器端、互联网还是野外操作，都可以通过 ArcGIS

构建地理信息系统。

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

产品的能力还可以进一步得到扩展。

嵌入式GIS（Embedded GIS）—ArcGIS Engine是一个完整的嵌入式GIS组件库和工具包，开发者能

用它创建一个新的、或扩展原有的可定制的桌面应用程序。使用ArcGIS Engine，开发者能将GIS功能

嵌入到已有的应用程序中，如基于工业标准的产品以及一些商业应用，也可以创建自定义的应用程序，

为组织机构中的众多用户提供GIS功能。

服务器GIS（Server GIS）—ArcGIS Server、ArcIMS和ArcSDE用于创建和管理基于服务的GIS应用程

序，在大型机构和互联网上众多用户之间共享地理信息。ArcGIS Server是一个中心应用服务器，它包

含一个可共享的GIS软件对象库，能在企业和Web计算框架中建立服务器端的GIS应用。ArcIMS是通

过开放的Internet协议发布地图、数据和元数据的可伸缩的网络地图服务器。ArcSDE是在各种关系型

数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。

注：ArcView，ArcEditor，和 ArcInfo 是 ArcGIS 软件家族的三个产品，它们在功能上是逐级增加

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的。ArcView 提供了完全的制图工具和分析工具，以及简单的编辑和地理处理工具。ArcEditor 包括

上增加了高级的地理处理功能，并包括 ArcInfo Workstation（Arc，ARCPLOT(tm)，ARCEDIT(tm)等）。

其中，ArcGIS Desktop 中 ArcInfo 的体系结构如下图所示

ArcInfo 由两个部分构成：Workstation ArcInfo 和 Desktop ArcInfo。其中，Workstation ArcInfo 可

在 UNIX 和 NT 平台上运行；Desktop ArcInfo 在 Windows NT 上运行。安装时，Workstation ArcInfo

是装在 UNIX 上还是 NT 上，由用户根据自己的网络结构和应用自行决定，就功能而言，UNIX 版和

资料详见：

http://www.yaoweiyou.com/produce/esri/ESRIdefault.htm

ArcGIS 采用一种称为地理关系模型的混合数据，支持地理对象的矢量方式和栅格方式的表示。

ArcGIS 的数据模型通过支持以下几种重要的数据结构来实现空间信息的表达和管理。

 Coverage：矢量数据的主要表示方式；适合于精确地表达点、线和面状要素地形状和边界。

 Shape：矢量数据格式；将属性信息通过 DBASE 表的方式挂接到空间信息上。

 GRID：栅格数据的主要表示方式；适合用作空间分析。

 属性表：各种图像的属性。

1981 年，ESRI（Environmental System Research Institute，Inc.）推出了它的第一个商用 GIS 软

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件，ArcInfo，它实现了第二代地理数据模型——coverage 数据模型（也称地理关系数据模型）。这个

模型有两个关键之处：

Coverage 数据模型的优势是用户可以自定义要素表格；不仅可以添加字段并且还可以建立与外

部数据表格的关联。因为计算机硬件和数据库软件的性能局限，当时把空间数据直接存储在关系数据

库是不可能的。所以，coverage 数据模型将二进制文件中的空间数据与表格中的属性数据连接起来。

尽管将空间数据和属性数据分开存储，coverage 数据模型依然在GIS 领域占统治地位。其原因

在于：coverage 数据模型使追求高性能的GIS 成为可能，储拓扑关系的存储使得高级的地理分析操

作和更精确的数据输入得以实现。

但是，Coverage 数据模型有个重大缺陷——要素是以统一的行为聚集的点、线和面的集合。也

就是说，表示道路的线的行为和表示溪流的线的行为是一模一样的——显然，这并不是我们所需求的。

Geodatabase提供以下功能：

z 处理丰富的数据类型

z 应用复杂的规则和关系

z 存取大量的存储在文件和数据库中的地理数据

以下是Geodatabase 数据模型的一些优点：

z 地理数据统一存储的仓库。所有数据都能在同一数据库里存储并中心化管理。

z 用户更为直观地处理数据模型。有了准确的设计，Geodatabase 包含了与用户数据模型相对应的

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z 可以制作蕴含丰富信息的地图。通过直接在ArcInfo 制图应用窗口——ArcMap 中应用先进的绘

z 地图显示中，要素是动态的。在ArcInfo 中处理要素时，它们能根据相邻要素的变化做出响应。

z 要素形状可以更形象地定义。Geodatabase 数据模型中，你可以使用直线、圆弧、椭圆弧和贝塞

z 要素都是连续无缝的。Geodatabase 中可以实现无缝无分块的海量要素的存储。

基于文件的数据集 Geodatabase

• Coverages

• Shapefiles

• 栅格

• 不规则三角网

• 影像（多种各式）

• 矢量产品的格式文件

• 计算机辅助设计文件（多种格式）

• 地理标志性语言（很多的概述）

• 表（很多的格式）

• 带有其特殊类型的DB2

• 具有其特殊类型的Informix

• 结构化查询语言SQL Server

• Oracle

• Oracle with Spatial or Locator

• 个人Geodatabase（Microsoft

Access）

Geodatabase类型 RDBMS 备 注

单用户

微软喷射引擎

需要ArcSDE

多用户编辑操作

基于版本的工作流程

数据库的大小和用户的多少取决于