GIS-软件应用-使用ArcGIS1PPT优秀课件.ppt

GIS 软件应用----使用ArcGIS2007-10.30(1)2007-10.30(1)http://www.geo-http://www.geo-课程程简介介n n《GIS软件应用》课程是GIS专业本科生的专业选修课程，拟通过该门课程的学习，使学生掌握常用GIS软件的操作，加深对GIS基本原理的理解和领会，并能够熟练运用一种GIS软件完成地理空间数据的处理和分析主要内容n nGIS 应用基础n n地理空间数据库管理n nGIS空间分析应用n n制作专题地图n n学时分配：•讲讲授：授：1818学学时时（（单单周），上机周），上机实实践：践：1818学学时时（双周）（双周）n n成绩考核：•实习报实习报告告:40:40•期末考期末考试试:60:60参考资料n n参考书:•讲义讲义：：《《GIS GIS 软软件件应应用用实验实验指指导书导书- -使用使用ArcGIS ArcGIS 》》杨杨克克诚诚•ArcGISArcGIS地理信息系地理信息系统统空空间间分析分析实验实验教程，科学教程，科学出版社出版社 20062006年年4 4月，月，汤汤国安，国安，杨杨昕昕 编编著著•地理信息系地理信息系统导论统导论，科学出版社，科学出版社 20032003年年1010月月 Kang-tsung Chang Kang-tsung Chang 著著/ / 陈陈健健飞飞 译译光光盘盘：：•CD1CD1：： ArcGIS ArcGIS 空空间间分析教学光分析教学光盘盘•CD2-7CD2-7：：ArcGIS 9 Desktop/WorkstationArcGIS 9 Desktop/Workstation相关资源教教师联师联系方式系方式: Email: Email：：kecheng.yang@ kecheng.yang@ 课课程网站：程网站：http://www.geo-http://www.geo- : http://gis.washington.edu/cfr250/main/schedule.htmlhttp://gis.washington.edu/cfr250/main/schedule.html网网络资源：源：n n 地理信息系统论坛n n 地理信息系统资源站（GIS空间站）n 第第第第1 1 1 1课课GIS GIS GIS GIS 应应用基用基用基用基础础n nGIS 基本概念：什么是基本概念：什么是GISn nGIS 应用用:GIS可以做什么可以做什么n nGIS 数据数据库n n主流主流GIS 平台平台软件介件介绍1.1 GIS 基本概念n n信息、地理信息n n信息系统n n地理信息系统n n地理信息系统的构成•计计算机硬件系算机硬件系统统•计计算机算机软软件系件系统统•地理空地理空间间数据数据•系系统统开开发发、管理和使用人、管理和使用人员员1.1.1信息、地理信息信息、地理信息信息和数据信息和数据•信息来源于信息来源于数据数据（（DataData）。

数据是一种未数据是一种未数据是一种未数据是一种未经经加加加加工的原始工的原始工的原始工的原始资资料料料料数字、文字、符号、数字、文字、符号、图图像都是像都是数据数据是客数据是客数据是客数据是客观对观对象的表示象的表示象的表示象的表示，，而信息而信息而信息而信息则则是数是数是数是数据内涵的意据内涵的意据内涵的意据内涵的意义义，是数据的内容和解，是数据的内容和解，是数据的内容和解，是数据的内容和解释释例如，从从实实地或社会地或社会调查调查数据中可数据中可获获取到各种取到各种专门专门信信息；从息；从测测量数据中可以抽取出地面目量数据中可以抽取出地面目标标或物体或物体的形状、大小和位置等信息；从遥感的形状、大小和位置等信息；从遥感图图像数据像数据中可以提取出各种地物的中可以提取出各种地物的图图形大小和形大小和专题专题信息地理信息地理信息地理信息地理信息n n地理信息是有关地理地理信息是有关地理实实体的性体的性质质、特征和运、特征和运动动状状态态的表征和的表征和一切有用的知一切有用的知识识，它是，它是对对表达地理特征与地理表达地理特征与地理现现象之象之间间关系关系的地理数据的解的地理数据的解释释。

而地理数据而地理数据则则是各种地理特征和是各种地理特征和现现象象间间关系的符号化表示，关系的符号化表示，包括空包括空包括空包括空间间位置、属性特征（位置、属性特征（位置、属性特征（位置、属性特征（简简称属性）称属性）称属性）称属性）及及及及时时域特征域特征域特征域特征三部分空空空空间间位置位置位置位置数据描述地物所在位置数据描述地物所在位置这这种种位置既可以根据大地参照系定位置既可以根据大地参照系定义义，如大地，如大地经纬经纬度坐度坐标标，也可，也可以定以定义为义为地物地物间间的相的相对对位置关系，如空位置关系，如空间间上的相上的相邻邻、包含等；、包含等；属性数据属性数据属性数据属性数据有有时时又称非空又称非空间间数据，是属于一定地物、描述其特数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指征的定性或定量指标标时时域特征域特征域特征域特征是指地理数据采集或地理是指地理数据采集或地理现现象象发发生的生的时时刻刻/ /时时段时间时间数据数据对环对环境模境模拟拟分析非常重要，正分析非常重要，正受到地理信息系受到地理信息系统统学界越来越多的重学界越来越多的重视视空间间位置、属性及位置、属性及时间时间是地理空是地理空间间分析的三大基本要素分析的三大基本要素 地理信息的特征地理信息的特征地理信息的特征地理信息的特征n n地理信息除了具有信息的一般特性，地理信息除了具有信息的一般特性，还还具有以下具有以下独特特性：独特特性：n n（（1 1）空）空间间分布性。

地理信息具有空分布性地理信息具有空间间定位的特点，定位的特点，先定位后定性，并在区域上表先定位后定性，并在区域上表现现出分布式特点，出分布式特点，其属性表其属性表现为现为多多层层次，因此地理数据次，因此地理数据库库的分布或的分布或更新也更新也应应是分布式是分布式n n（（2 2）数据量大地理信息既有空）数据量大地理信息既有空间间特征，又有属特征，又有属性特征，另外地理信息性特征，另外地理信息还还随着随着时间时间的的变变化而化而变变化，化，具有具有时间时间特征，因此其数据量很大尤其是随着特征，因此其数据量很大尤其是随着全球全球对对地地观测计观测计划不断划不断发发展，我展，我们们每天都可以每天都可以获获得上万得上万亿亿兆的关于地球兆的关于地球资资源、源、环环境特征的数据境特征的数据这这必然必然对对数据数据处处理与分析理与分析带带来很大来很大压压力n n（（3 3））电电子地子地图图来是是信息的来是是信息的载载体，也是信息的体，也是信息的传传播媒介1.1.2信息系信息系统信息系信息系信息系信息系统统的基本的基本的基本的基本组组成成成成n n信息系信息系信息系信息系统统是具有采集、管理、分析和表达数据能是具有采集、管理、分析和表达数据能是具有采集、管理、分析和表达数据能是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系力的系力的系力的系统统。

信息系信息系统统由由计计算机硬件、算机硬件、软软件、数据件、数据和用和用户户四大要素四大要素组组成、另外，智能化的信息系成、另外，智能化的信息系统统还还包括知包括知识识n n计计算机算机硬件硬件硬件硬件包括各包括各类计类计算机算机处处理及理及终终端端设备设备；；软软件件件件是支持数据信息的采集、存是支持数据信息的采集、存贮贮加工、再加工、再现现和回和回答用答用户问题户问题的的计计算机程序系算机程序系统统；；数据数据数据数据则则是系是系统统分分析与析与处处理的理的对对象，构成系象，构成系统统的的应应用基用基础础；；用用用用户户是是信息系信息系统统所服所服务务的的对对象信息系信息系统的的类型型n n根据系根据系统所所执行的任行的任务，信息系，信息系统可分可分为事事务处理系理系统（Transaction process system）和决策支持系决策支持系统（Decision support system）事务处理系统强调的是数据的记录和操作，民航定票系统是其典型示例之一决策支持系统是用以获得辅助决策方案的交互式计算机系统，一般是由语言系统、知识系统和问题处理系统共同构成1.1.3地理信息系地理信息系统n n定定义义：地理信息系：地理信息系统统（（GISGIS，，Geographic Geographic Information SystemInformation System）是以采集、存）是以采集、存储储、管理、分析、、管理、分析、描述和描述和应应用整个或部分地球表面（包括大气用整个或部分地球表面（包括大气层层在内）在内）与空与空间间和地理分布有关的数据的和地理分布有关的数据的计计算机系算机系统统（（9797年的参考文献）。

它由硬件、年的参考文献）它由硬件、软软件、数据和用件、数据和用户户有有机机结结合而构成它的主要功能是合而构成它的主要功能是实现实现地理空地理空间间数据数据的采集、的采集、编辑编辑、管理、分析、、管理、分析、统计统计、制、制图图的工具已的工具已逐步逐步发发展起来n n地理信息系地理信息系统统处处理、管理的理、管理的理、管理的理、管理的对对象象象象是多种地理空是多种地理空间实间实体数据及其关系，包括空体数据及其关系，包括空间间定位数据、定位数据、图图形数据、形数据、遥感遥感图图像数据、属性数据等，用于分析和像数据、属性数据等，用于分析和处处理在一理在一定地理区域内分布的各种定地理区域内分布的各种现现象和象和过过程，解决复程，解决复杂杂的的规规划、决策和管理划、决策和管理问题问题n n现实世界的抽象现实世界的抽象我们所面对的现实世界：我们所面对的现实世界：现实世界（自然界）：河流、植现实世界（自然界）：河流、植被、地质、被、地质、现实世界（人类活动）：人口分现实世界（人类活动）：人口分布，经济发展指标，土地开发度，布，经济发展指标，土地开发度，道路交通等道路交通等对实体的描述手段：实体－属性对实体的描述手段：实体－属性对空间实体的描述手段：图层；对空间实体的描述手段：图层；图层：空间实体－属性；图层：空间实体－属性；空间实体的表达形式：空间实体的表达形式： 点：比如居民点；点：比如居民点； 线：比如公路；线：比如公路； 面：比如湖泊；面：比如湖泊；GIS 如何组织地如何组织地理数据理数据GIS可以回答的问题n n1 1）位置（）位置（LocationsLocations））• •即在某个特定的位置有什么。

即在某个特定的位置有什么n n2 2）条件（）条件（ConditionsConditions））• •即什么地方有即什么地方有满满足某些条件的足某些条件的东东西n n3 3））变变化化趋势趋势（（TrendsTrends））• •该类问题该类问题需要需要综综合合现现有数据，以有数据，以识别识别已已经发经发生了或正在生了或正在发发生生变变化的地理化的地理现现象n n4 4））分布分布规规律律（（PatternsPatterns））• •该类问题该类问题是分析与已是分析与已经发经发生或正在生或正在发发生事件有关的因素生事件有关的因素如交通事故：地点？与（如交通事故：地点？与时间时间有关？是不是在特定的路口有关？是不是在特定的路口？在？在这这些路口有什么？些路口有什么？n n5 5）模型－建模（）模型－建模（ModelsModels）假如）假如……• •该类问题该类问题的解决需要建立新的数据关系以的解决需要建立新的数据关系以产产生解决方案生解决方案如超市／警察局（如超市／警察局选选址址问题问题））1.1.4地理信息系地理信息系统的构成的构成IDRISIILWISARC/INFOGIS软件软件software人员人员peoplePOLICY ANDPROCEDURESFORRESOURCEMANAGEMENT数据数据data硬件硬件hardware规则、流规则、流程、模型程、模型n n完整的GIS主要由五个部分构成，即即计算机算机硬件系硬件系统、计算机算机软件系件系统、地理空地理空间数数据据和系系统管理操作人管理操作人员、、过程程(规则、流程、、流程、模型、方法模型、方法)，其核心部分是计算机软硬系统，空间数据库反映了GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

n n过程，GIS 要求明确定义的、一致的方法来生成正确的可验证的结果计算机硬件系算机硬件系统GIS硬件配置一般包括四个部分：n n1、计算机主机；n n2、数据输入设备：数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等；n n3、数据存贮设备：光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、磁盘阵列等；n n4、数据输出设备：笔式绘图仪、喷墨绘图仪（打印机）、激光打印机等 计算机算机软件系件系统操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件系统软件GIS系统软件：系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有Windows98/Nnt/2000/XP、Linux等系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分基基础软础软件：件：n n数据数据数据数据库软库软件件件件 用来管理空用来管理空间间数据，包括数据，包括图图形数据和形数据和属性数据流行数据属性数据流行数据库软库软件主要有件主要有OracleOracle、、SybaseSybase、、InformixInformix、、DB2DB2、、SQL ServerSQL Server、、IngressIngress等。

目前等目前GISGIS软软件中采用商用数据件中采用商用数据库库管理属性数据，一个有管理属性数据，一个有发发展前景的模型是面向展前景的模型是面向对对象数据模型，可象数据模型，可实现图实现图形和属性数据的形和属性数据的联联合管理 OracleOracle、、InformixInformix、、IngressIngress等关系数据等关系数据库库管理管理软软件都相件都相继继增加了空增加了空间间数据数据类类型而ESRIESRI公司的公司的SDESDE（（Spatial Database Spatial Database EngineEngine）也是基于关系数据）也是基于关系数据库库的空的空间间数据管理平数据管理平台n n……n nGIS 软件空间数据输入与转换空间数据库管理系统图形与属性数据编辑制图与输出空间查询与分析GISGISn nGIS 平台软件的基本功能为了可用来求解了可用来求解现实世界的世界的有关有关问题，一个，一个 GIS应该包括六个基本功能包括六个基本功能:n n获取数据 n n存储数据 n n数据查询 n n数据分析 n n数据可视化 n n输出数据地理空地理空间数据数据n n地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

n nGIS是基于计算机的信息系统,其处理的对象是地理空间数据空间数据的几何特性空间数据的几何特性面点线体系系统开开发、管理和使用人、管理和使用人员n n人是GIS中的重要构成因素地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用仅有系统软硬件和数据还构不成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务应该指出的是：指出的是：地理信息系地理信息系统只是一种技只是一种技术手段或工具，它的作用，是人自身分析思手段或工具，它的作用，是人自身分析思想的延伸它的作用在很大程度上取决于想的延伸它的作用在很大程度上取决于用用户（（规划人划人员，管理人，管理人员，，领导者）的者）的水平、技能和水平、技能和经验系统可快速地采集和可快速地采集和显示所需的示所需的资料（按地理位置分布的空料（按地理位置分布的空间信息），信息），执行指定的分析行指定的分析计算，提供算，提供结果果信息，帮助用信息，帮助用户制定决策，但系制定决策，但系统本身并本身并不作决策，它只是不作决策，它只是辅助和支持用助和支持用户，而不，而不是代替用是代替用户决策。

决策 GIS应用基本内容n n应用领域n n应用环境•单单机机应应用用•网网络应络应用用•移移动应动应用用1.2.1应用用领域域n n公众公众领域：域：设施管理、智能交通管理、工施管理、智能交通管理、工程建程建设、城市、城市规划、通信、物流、划、通信、物流、CRM（客（客户关系管理）关系管理）n n军事事领域：域：军事事战略分析略分析, 智能智能导航武器航武器•如美国在海湾如美国在海湾战战争、科索沃争、科索沃战战争中采用的争中采用的辅辅助助指指挥挥作作战战的的GISGIS系系统统n n学学术领域：域：环境保境保护，灾害，灾害预测，宏，宏观决决策分析策分析n n个人个人领域：个人域：个人导航、无航、无线位置服位置服务(Wireless Location Service)，，WebGISGIS 应用环境n n单机应用: GIS数据处理，专业GIS分析，地图设计出版n n网络应用：比如，Google Earth, Google Map 等 WebGIS; 电力，电信等企业级GIS业务系统n n移动应用： GPS卫星导航、个人位置服务、车辆跟踪及监控1.3 主流GIS软件平台介绍n nESRI系列n nMapInfo系列n nSuperMap GIS系列软件主流GIS软件一览表国内国内GIS软件件 n nMAPGIS　•中国地中国地质质大学信息工程学院大学信息工程学院产产品　品　（（ n GeoStar•武武汉测绘汉测绘科技大学科技大学GISGIS研究中心研究中心产产品品 （（ n n SuperMap•北京地理信息科技公司北京地理信息科技公司产产品　品　（（国外国外GIS软件件 n n ARCGIS •美国美国环环境系境系统统研究所公司研究所公司ESRI Inc.ESRI Inc.产产品品（（ n MapInfo Professional——世界标准的桌面地图信息系统•MapInfo Inc.MapInfo Inc.产产品品 ( nArcView GIS•美国美国环环境系境系统统研究所公司研究所公司ESRI Inc.ESRI Inc.产产品　品　( n GeoMedia•Intergraph Inc.Intergraph Inc.产产品　品　(n nTITAN3.0——功能强大的GIS软件平台•加拿大阿波加拿大阿波罗罗科技集科技集团产团产品品（（ n MGE•Intergraph Inc.Intergraph Inc.产产品品( n IDRISI•Clark UniversityClark University产产品品(http://www.idrisi.clarku.edu/)(http://www.idrisi.clarku.edu/)n n AutoCAD Map•AutoDesk Inc.AutoDesk Inc.产产品　品　(WEBGIS软件n n MapInfo ProServer MapInfo ProServer• •MapInfo Corp.MapInfo Corp.产产品品 ( n GeoMedia Web Map GeoMedia Web Map • •Intergraph Corp.Intergraph Corp.产产品品( n ARCIMS ARCIMS• •美国美国环环境系境系统统研究所公司研究所公司 ESRI Inc.ESRI Inc.产产品　品　( n MapGuide MapGuide• •Autodesk Inc.Autodesk Inc.产产品　品　( ( )n nSuperMap IS SuperMap IS • •北京超公司北京超公司产产品品 ( () )ESRI 产品序列n nESRI公司（Environmental Systems Research Institute Inc.）于1969 年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市，公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产。

ESRI公司作为全球专业的GIS软件开发公司，历经30多年的发展，已发展遍布全球的数以百万计的用户，其软件产品经多年的实践应用，奠定了GIS领域事实上的标准ArcGIS系列系列软件件￿1.桌面产品n nArcView --桌面级GISn nArcEditor --专业级GISn nArcInfo --专家级GIS2.数据库产品n nArcSDE --空间数据库引擎3.网络GIS产品n nArcIMS --Internet地图服务器n nArcGIS Server：企业级的GIS服务器4.移动GIS产品n nArcPad --移动GIS5.组件式GIS产品n nMapObjects for windows --Windows版GIS开发包n nMapObjects for Java --Java版GIS开发包n nArcGIS Engine: 目前功能最为强大的GIS组件6.免费软件产品n nArcReader --地图发布文件浏览器n nArcExplorer --GIS图形浏览器7.扩展模块n nSpatial Analyst --空间分析模块 n n3D Analyst --三维可视化分析模块n nGeoStatistical Analyst --统计分析模块 n nArcPress --制图输出模块n nMrSID --影像压缩模块 n nArcPublisher --地图发布模块 MapInfo系列系列n nMapInfoMapInfo是全球信息可是全球信息可视视化技化技术术的的领导领导者。

者总总部部设设在美国在美国纽约纽约州特州特罗罗依市，其依市，其产产品和服品和服务务遍布全球遍布全球5858个国家和地区，个国家和地区， 并已并已经经被翻被翻译译成成2020种种语语言全球言全球有超有超过过3030万个万个颁颁在各行各在各行各业业的用的用户户在使用在使用MapInfo MapInfo 产产品和技品和技术术MapInfoMapInfo在全球在全球拥拥有超有超过过10001000个的个的应应用用软软件开件开发发合作伙伴，他合作伙伴，他们们可以可以为为企企业业和政府部和政府部门门提供各种提供各种应应用解决方案同用解决方案同时时MapInfoMapInfo拥拥有广泛有广泛的的业业界支持，界支持，MICROSOFTMICROSOFT、、ORACLEORACLE、、INFORMIXINFORMIX、、IBMIBM、、SUNSUN、、HPHP等都等都选择选择MapInfoMapInfo作作为长为长期合作伙伴期合作伙伴MapInfo系列系列产品品￿n nMapInfo Professionaln nMapInfo MapXn nMapInfo MapX Mobilen nMapInfo MapXtreme n nSpatialWare SuperMap GIS系列系列软件件n nSuperMap GISSuperMap GIS是北京超是北京超图图地理信息技地理信息技术术有限公司有限公司依托中国科学院的科技依托中国科学院的科技优势优势，立足技，立足技术创术创新，研新，研制的新一代大型地理信息系制的新一代大型地理信息系统统平台。

平台SuperMap SuperMap GISGIS由一系列由一系列软软件件产产品品组组成，成，满满足各行足各行业业不同不同类类型型的用的用户户需要，需要，这这些些产产品包括：品包括：n n支持海量空支持海量空间间数据管理的大型空数据管理的大型空间间数据数据库库引擎引擎n n适合大型适合大型专业应专业应用系用系统统建建设设的全的全组组件式件式GISGIS开开发发平平台台n n用于建立大型网用于建立大型网络络GISGIS服服务务的的Internet GISInternet GIS开开发发平台平台n n适用于移适用于移动终动终端端设备设备的嵌入式的嵌入式GISGIS开开发发平台平台n n方便数据采集方便数据采集处处理与分析的多个桌面理与分析的多个桌面GISGIS软软件件SuperMap GIS是一整套是一整套GISGIS软软件解决方案的件解决方案的总总称包括：称包括：n n SuperMap SDX+ 5—— SuperMap SDX+ 5——大型空大型空间间数据数据库库引擎引擎 n n SuperMap IS .NET 5—— SuperMap IS .NET 5——新一代新一代WebGISWebGIS开开发发平台平台 n n SuperMap Objects 5—— SuperMap Objects 5——大型全大型全组组件式件式GISGIS开开发发平台平台 n n eSuperMap 5—— eSuperMap 5——嵌入式嵌入式GISGIS开开发发平台平台 n n SuperMap Deskpro 5—— SuperMap Deskpro 5——专业专业桌面桌面GISGIS平台平台 n n SuperMap Express 5—— SuperMap Express 5——大众桌面大众桌面GISGIS平台平台 n n SuperMap Viewer 5——GIS SuperMap Viewer 5——GIS数据数据浏览浏览器器 Google Earth个人观点供参考，欢迎讨论。