GIS基礎知識及ArcGIS產(chǎn)品體系PPT課件

1、1,GIS基礎知識及ArcGIS產(chǎn)品體系,2,內(nèi)容概覽,GIS的基本概念 GIS的應用 GIS平臺軟件和GIS應用軟件 ArcGIS體系介紹,3,2010年，軟件業(yè)務實現(xiàn)收入13364億元，占電子信息產(chǎn)業(yè)的比重由2001年的6%上升到18%。,產(chǎn)業(yè)環(huán)境,4,經(jīng)國務院批準，國家測繪局已于5月23日正式更名為國家測繪地理信息局。表明國家對地理信息重要資源的監(jiān)管要求，強化國家測繪地理信息局對地理信息資源的監(jiān)管責任； 提升國家測繪地理信息局作為地理信息活動主管部門的權威性。 加快“數(shù)字中國”建設步伐。重點是加快“數(shù)字城市”建設步伐，全面完成全國地級城市以及有條件的縣級城市的“數(shù)字城市”建設；大力推進全

2、國基礎地理信息資源的優(yōu)化整合、無縫連接和協(xié)調一致，建設全國“一個網(wǎng)、一張圖”，為構建“智慧中國”奠定基礎。,5,相關學科依托,6,GIS的基本概念,地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機信息系統(tǒng)。作為一種通用技術，GIS針對特定的應用任務，存儲事物的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，記錄事物之間的關系和演變過程。它可根據(jù)事物的地理坐標對其進行管理、檢索、評價、分析、結果輸出等處理，提供決策支持、動態(tài)模擬、統(tǒng)計分析、預測預報等服務。其應用覆蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、環(huán)保、國防、公安等諸多領域，其應用幾乎涉及人

3、類生活的各個方面。,7,GIS數(shù)據(jù)采集流程圖,野外測量數(shù)據(jù) 及屬性數(shù)據(jù),地圖要素,像片資料,圖像數(shù)字 信息,鍵盤,電子數(shù)據(jù) 記錄器,跟蹤數(shù)字 化儀和掃 描儀,攝象機,CD/DVD,編輯、接邊、分層、圖形與屬性 連接、注記標注,數(shù)據(jù)入庫,8,GIS是什么,空間數(shù)據(jù),屬性數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合體,GIS,G,IS,9,地理信息系統(tǒng)的發(fā)展階段,1、60年代，探索時期（GIS思想和技術方法的探索）人們關注什么是GIS，GIS能干什么。 2、70年代，鞏固時期，（這時由于計算機技術及其在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理的應用，促進 GIS迅速發(fā)展）。這期間，發(fā)展研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結構和數(shù)

4、據(jù)庫管理這三個方面。 3、80年代，實破階段，也是GIS普遍發(fā)展和推廣應用階段，人們把GIS與RS解決全球性問題，如全球沙漠化，全球可居住地評價，核擴散問題等。 4、90年代，全面應用，產(chǎn)業(yè)化階段，對GIS進一步研究，研究的內(nèi)容集中在：空間信息分析的新模式和新方法，空間關系和數(shù)據(jù)模型，人工智能引入等。,10,地理信息系統(tǒng)在我國的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)的研制與應用在我國起步較晚，但是發(fā)展勢頭迅猛。GIS在中國的發(fā)展可分為三個階段。 第一個階段(1978-1980),為準備階段，主要進行輿論準備，正式提出倡議，開始組建隊伍，培訓人才，組織個別實驗研究。機助制圖和遙感應用，為GIS的研制和應用作了技術上

5、和理論上的準備。 第二個階段(1980-1985)，為起步階段，完成了技術引進，研究數(shù)據(jù)規(guī)范和標準，空間數(shù)據(jù)庫建立，數(shù)據(jù)處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等，對GIS進行理論探索和區(qū)域性實驗研究。 第三個階段(1986-現(xiàn)在),為初步發(fā)展階段，我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機構、研究中心和實驗室。,11,GIS的組成,從應用的角度，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成： 硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設提供環(huán)境； 數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容； 方法為GIS建設提供解決方案； 人員是系統(tǒng)建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調其它幾

6、個組成部分。,12,GIS的組成,數(shù)字化、解析測圖儀、掃描儀、遙感處理設備等,硬盤、光盤等存儲設備,存貯 處理,打印機、繪圖儀、顯示終端等,輸出,服務器、網(wǎng)絡適配器、傳輸介質、調制解調器等網(wǎng)絡設備。,網(wǎng)絡,輸入,功能,硬件配置,前面說過，GIS作為技術系統(tǒng)必須具備數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、表達和顯示功能，一定功能必須由一定的軟件、硬件實現(xiàn)，所以GIS的硬件配置為：,硬件配置,13,GIS的組成,軟件配置,GIS應用軟件,硬件,操作系統(tǒng),GIS專業(yè)平臺軟件,GIS用戶界面,GIS數(shù)據(jù)庫,GIS應用軟件在GIS軟件層次的外層，外層以內(nèi)層軟件為基礎，共同完成用戶指定的任務。,14,GIS的組成,數(shù)據(jù)是

7、GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)組織和處理是GIS應用系統(tǒng)建設中的關鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問題： 應該選擇何種（或哪些）比例尺的數(shù)據(jù)？ 已有數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性如何？ 數(shù)據(jù)精度是否能滿足要求？ 數(shù)據(jù)格式是否能被已有的GIS軟件集成？ 應采用何種方法進行處理和集成？ 采用何種方法進行數(shù)據(jù)的更新和維護，等等。,方法指系統(tǒng)需要采用何種技術路線，采用何種解決方案來實現(xiàn)系統(tǒng)目標。方法的采用會直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護性。 人是GIS系統(tǒng)的能動部分。人員的技術水平和組織管理能力是決定系統(tǒng)建設成敗的重要因素。系統(tǒng)人員按不同分工有項目經(jīng)理、項目開發(fā)人員、項目數(shù)據(jù)人員、系統(tǒng)文檔撰寫和系統(tǒng)測試人

8、員等。各個部分齊心協(xié)力、分工協(xié)作是GIS系統(tǒng)成功建設的重要保證。 GIS應用系統(tǒng)建設需要從以上五個方面著手。,15,GIS的數(shù)據(jù)模型,地理數(shù)據(jù)模型主要是用來反映現(xiàn)實世界的理論信息，它能讓使用者產(chǎn)生、編輯、維護、顯示、分析輸出結果以及執(zhí)行各自的不同應用。此數(shù)據(jù)模型必須簡潔、容易理解和有充分的靈活性，用以管理大范圍的不同的數(shù)據(jù)源，還應有健全的功能，能涵蓋各種地理特征，并且支持高級應用及有產(chǎn)生靈活應用界面的機制。 常見的GIS都將矢量型數(shù)據(jù)劃分為點、線、面三種基本類型： 點（0維）-在空間有確定位置但沒有長度和面積的目標。 線（1維）-在空間有確定位置并有長度的目標。 面（2維）-在空間具有確定位置

9、并有長度和面積的目標，由若干線狀目標所界定。,16,GIS可以做什么,17,GIS可以做什么,瀏覽 查詢,18,GIS可以做什么,合并分析,19,GIS可以做什么,疊加分析,20,GIS可以做什么,緩沖區(qū)分析,21,GIS可以做什么,統(tǒng)計分析,22,GIS可以做什么,路徑分析,23,GIS可以做什么,動態(tài)分段,24,GIS的應用,GIS 主要 應用領域,25,GIS平臺軟件和應用軟件,GIS軟件有平臺軟件和應用軟件之分。GIS平臺軟件是依據(jù)GIS數(shù)據(jù)模型，提供采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)等完備功能的通用型工具軟件，它不面向具體的專業(yè)應用，而是提供足夠的靈活性和開發(fā)手段，來滿足

10、各種應用需求。也就是說，GIS平臺軟件具有通用性、完備性、靈活性和可開發(fā)性。 對于某些簡單的應用需求（如數(shù)字化、出圖、簡單查詢分析），使用者可以直接使用GIS平臺來獲取結果；對稍復雜一點的需求，可以綜合應用平臺的多項功能，通過比較復雜的步驟逐步求解答案，這種情況下，要求使用者對GIS和應用領域本身都具有較深入的了解，一般出現(xiàn)在科學研究中；對于更為復雜的應用需求，在最終使用者對GIS技術不具備深入的研究的情況下，只能由專門的開發(fā)人員利用GIS平臺提供的開發(fā)手段作二次開發(fā)，構筑面向專門應用領域的、易學易用的GIS應用系統(tǒng)。,GIS平臺可以有以下功能劃分：,26,平臺軟件面向專家和科研單位，或對GI

11、S概念方法有深入了解的技術人員，使用通用抽象的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)具有普遍意義的功能，如空間查詢、屬性查詢、多邊形疊置、網(wǎng)絡分析等； GIS應用軟件往往直接面對企事業(yè)單位辦公人員或社會大眾，使用專業(yè)應用模型，利用平臺軟件提供的功能實現(xiàn)特定查詢和專業(yè)分析如停電分析、爆管分析等功能，特別強調度身定做，強調易用性和專業(yè)性。 理解平臺軟件和應用軟件功能特點的不同，對于地理信息系統(tǒng)的開發(fā)者和建立和使用地理信息系統(tǒng)的用戶都是必要的。在面向一個行業(yè)建立地理信息系統(tǒng)時，是一切從頭開發(fā)，還是采用現(xiàn)成的GIS平臺進行二次開發(fā)，是項目實施者必須首先權衡的問題。,GIS平臺軟件和應用軟件的特點,把地理信息系統(tǒng)開發(fā)劃分為平臺

12、開發(fā)和應用開發(fā)兩個層次，研究分析各自的特點和技術方案，是很有必要的。 首先，從上實際90年代開始地理信息系統(tǒng)進入它的用戶時代。一方面地理信息系統(tǒng)已成為許多機構必備的工作系統(tǒng)，尤其是政府決策部門在一定程度上由于受地理信息系統(tǒng)影響而改變了現(xiàn)有機構的運行方式、設置與工作計劃等；另一方面，社會對地理信息系統(tǒng)認識普遍提高，需求大幅度增加，從而導致地理信息應用的擴大與深化。 其次，從軟件開發(fā)的角度來看，GIS平臺軟件和GIS應用軟件在面向的用戶、使用的模型、實現(xiàn)的功能等方面都存在明顯的差異。,27,GIS常用軟件,國外的： AutoCAD ArcGIS（ArcGIS Desktop、ArcSDE、ArcG

13、IS Engine、ArcGIS Server等） MapInfo GeoMedia MGE SmallWorld Grass GeoServer,國內(nèi)的： SuperMap MapGIS GeoStar TopMap GeoBean VRMap MapEngine CityMaker,28,ArcGIS簡介,ESRI是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（Environmental Systems Research Institute Inc）的縮寫，ESRI公司創(chuàng)建于1969年，總部位于加州的Redlands。公司最初是為企業(yè)創(chuàng)建和分析地理信息做咨詢工作的。20世紀80年代，ESRI致力于發(fā)展和應用一套可運

14、行在計算機環(huán)境中的，用來創(chuàng)建地理信息系統(tǒng)的核心開發(fā)工具，這就是如今總所周知的GIS技術。 2009年4月27日，ArcGIS9.3.1正式發(fā)布，該版本的全系列軟件產(chǎn)品著眼于改進動態(tài)地圖發(fā)布的性能，并提高地理信息的可視化。ArcGIS9.3.1實現(xiàn)了地圖服務的優(yōu)化，用戶能夠創(chuàng)建高性能的動態(tài)地圖。這種新的地圖服務一方面超過了ArcIMS所能達到的服務水平，另一方面提供了更加美觀的地圖，從而大大有益于那些使用動態(tài)網(wǎng)絡地圖以及將動態(tài)地圖和緩存地圖相結合的網(wǎng)絡用戶。 通過ArcGIS9.3.1，用戶可以方便地共享和搜索地理信息，如地圖、數(shù)據(jù)層以及各種服務。同時ArcGIS Desktop用戶能夠直接訪問微軟的Virtual Earth服務，并利用Virtual Earth的現(xiàn)有數(shù)據(jù)實現(xiàn)GIS工程的快速創(chuàng)建，而無需額外付費。而ArcGIS Server則支持微軟的Silverlight Web開發(fā)平臺以創(chuàng)建快速的、高度交互的Web應用程序。,29,ArcGIS體系介紹,30,人才需求,31,GIS課程3要素,32,循序漸進 充分利用好大學的業(yè)余時間，進行有步驟的學習實踐,早接觸