### ArcGIS地理信息系统培训讲义知识点详解
#### 第一章 ArcGIS概述
##### 地理信息系统（GIS）的发展与应用背景
近年来，地理信息系统（GIS）技术在全球范围内得到了迅猛发展，不仅理论研究方面取得了显著成果，在实践应用领域更是展现出了巨大潜力。GIS作为一种综合性的信息技术工具，已经广泛应用于城市管理、国土规划、环境保护等多个领域，成为了信息时代不可或缺的一部分。
例如，在数字林业和全国林地一张图项目中，GIS技术为资源管理和决策提供了强有力的支持。随着技术的进步，GIS系统的功能不断扩展和完善，已经成为支撑各类地理信息应用的重要平台。
##### GIS的主要功能
**1. 数据采集与编辑功能**
GIS的核心之一在于能够高效地进行数据采集与编辑。这主要包括：
- **图形数据采集与编辑**：通过扫描、GPS定位等多种手段获取地理实体的位置信息，并对其进行编辑处理。
- **属性数据编辑与分析**：对采集到的地理位置数据赋予附加属性信息（如土地用途、人口密度等），并进行分析处理。
**2. 数据的存储和管理功能**
GIS系统还具备强大的数据存储和管理能力，具体包括：
- **数据库定义**：根据业务需求设计合理的数据库结构。
- **数据库的建立与维护**：实现数据的有效录入、更新与备份。
- **数据库操作**：支持数据查询、排序、统计等操作。
- **通信功能**：支持与其他系统的数据交换与共享。
**3. 制图功能**
GIS不仅能够生成标准的地图，还能根据不同需求定制专题地图，例如：
- **行政区划图**：展示行政区划边界与名称。
- **土壤利用图**：反映不同地区土壤类型及其利用情况。
- **道路交通图**：标示道路网络及其相关信息。
此外，GIS还能通过空间分析生成一些特殊类型的地图，如坡度图、坡向图等。
**4. 空间查询与空间分析功能**
空间分析是GIS的一大特色，具体包括：
- **拓扑空间查询**：基于拓扑关系进行查询。
- **缓冲区分析**：计算某一地点周围一定距离内的区域范围。
- **叠置分析**：通过多个图层的叠加分析得出新的信息。
- **空间集合分析**：对空间对象进行集合运算。
- **地学分析**：如水流方向分析等。
- **数字高程模型的建立**：用于地形分析等应用。
**5. 二次开发和编程功能**
为了满足不同用户的需求，GIS系统提供了丰富的二次开发接口，允许用户在自己的编程环境中调用GIS的命令和函数，或者是通过GIS提供的控件进行开发，从而实现更为个性化的功能定制。
##### GIS空间数据组织与结构简介
**1. 栅格数据结构**
- **定义**：基于栅格模型的数据结构是将空间分割成规则的网格，并在每个网格上给出相应的属性值。
- **特点**：易于表示面状要素，适用于空间分析和图像处理。
- **应用场景**：遥感影像、航拍照片等。
- **数据类型**：包括二值图、灰度图、256色索引图等。
**2. 矢量数据结构**
- **定义**：通过记录对象的边界来表达空间对象的数据结构。
- **特点**：通过记录坐标的方式表达点、线、面地理实体，精度较高。
- **应用场景**：地图绘制、空间分析等。
- **数据类型**：如Arc/Info的Coverage、MapInfo的MIF等格式。
##### ArcGIS9软件体系结构
ArcGIS9是ESRI公司推出的新一代GIS软件平台，其核心架构包括：
**1. ArcGIS桌面产品（Desktop GIS）**
- **组成部分**：ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox、ArcGlobe等用户界面组件。
- **功能级别**：ArcView、ArcEditor和ArcInfo三个层次，分别面向不同的用户群体提供不同程度的功能支持。
- **ArcReader**：免费的地图浏览器组件，便于非专业用户浏览地图信息。
ArcGIS不仅提供强大的数据处理能力，还支持高度定制化的应用开发，使得用户能够在各自的专业领域内充分发挥GIS技术的优势，实现高效的数据管理与分析。
