GIS基礎(chǔ)知識(shí)及ArcGIS產(chǎn)品體系PPT課件

1、1,GIS基礎(chǔ)知識(shí)及ArcGIS產(chǎn)品體系,2,內(nèi)容概覽,GIS的基本概念 GIS的應(yīng)用 GIS平臺(tái)軟件和GIS應(yīng)用軟件 ArcGIS體系介紹,3,2010年，軟件業(yè)務(wù)實(shí)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(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，國(guó)家測(cè)繪局已于5月23日正式更名為國(guó)家測(cè)繪地理信息局。表明國(guó)家對(duì)地理信息重要資源的監(jiān)管要求，強(qiáng)化國(guó)家測(cè)繪地理信息局對(duì)地理信息資源的監(jiān)管責(zé)任； 提升國(guó)家測(cè)繪地理信息局作為地理信息活動(dòng)主管部門的權(quán)威性。 加快“數(shù)字中國(guó)”建設(shè)步伐。重點(diǎn)是加快“數(shù)字城市”建設(shè)步伐，全面完成全國(guó)地級(jí)城市以及有條件的縣級(jí)城市的“數(shù)字城市”建設(shè)；大力推進(jìn)全

2、國(guó)基礎(chǔ)地理信息資源的優(yōu)化整合、無(wú)縫連接和協(xié)調(diào)一致，建設(shè)全國(guó)“一個(gè)網(wǎng)、一張圖”，為構(gòu)建“智慧中國(guó)”奠定基礎(chǔ)。,5,相關(guān)學(xué)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(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。作為一種通用技術(shù)，GIS針對(duì)特定的應(yīng)用任務(wù)，存儲(chǔ)事物的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，記錄事物之間的關(guān)系和演變過(guò)程。它可根據(jù)事物的地理坐標(biāo)對(duì)其進(jìn)行管理、檢索、評(píng)價(jià)、分析、結(jié)果輸出等處理，提供決策支持、動(dòng)態(tài)模擬、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等服務(wù)。其應(yīng)用覆蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、環(huán)保、國(guó)防、公安等諸多領(lǐng)域，其應(yīng)用幾乎涉及人

3、類生活的各個(gè)方面。,7,GIS數(shù)據(jù)采集流程圖,野外測(cè)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(jī),CD/DVD,編輯、接邊、分層、圖形與屬性 連接、注記標(biāo)注,數(shù)據(jù)入庫(kù),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(shí)期（GIS思想和技術(shù)方法的探索）人們關(guān)注什么是GIS，GIS能干什么。 2、70年代，鞏固時(shí)期，（這時(shí)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)及其在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用，促進(jìn) GIS迅速發(fā)展）。這期間，發(fā)展研究的重點(diǎn)是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)

4、據(jù)庫(kù)管理這三個(gè)方面。 3、80年代，實(shí)破階段，也是GIS普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段，人們把GIS與RS解決全球性問(wèn)題，如全球沙漠化，全球可居住地評(píng)價(jià)，核擴(kuò)散問(wèn)題等。 4、90年代，全面應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化階段，對(duì)GIS進(jìn)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(guān)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(guó)的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)的研制與應(yīng)用在我國(guó)起步較晚，但是發(fā)展勢(shì)頭迅猛。GIS在中國(guó)的發(fā)展可分為三個(gè)階段。 第一個(gè)階段(1978-1980),為準(zhǔn)備階段，主要進(jìn)行輿論準(zhǔn)備，正式提出倡議，開(kāi)始組建隊(duì)伍，培訓(xùn)人才，組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究。機(jī)助制圖和遙感應(yīng)用，為GIS的研制和應(yīng)用作了技術(shù)上

5、和理論上的準(zhǔn)備。 第二個(gè)階段(1980-1985)，為起步階段，完成了技術(shù)引進(jìn)，研究數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立，數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)等，對(duì)GIS進(jìn)行理論探索和區(qū)域性實(shí)驗(yàn)研究。 第三個(gè)階段(1986-現(xiàn)在),為初步發(fā)展階段，我國(guó)GIS的研究和應(yīng)用進(jìn)入有組織、有計(jì)劃、有目標(biāo)的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機(jī)構(gòu)、研究中心和實(shí)驗(yàn)室。,11,GIS的組成,從應(yīng)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(shè)提供環(huán)境； 數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容； 方法為GIS建設(shè)提供解決方案； 人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動(dòng)性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾

6、個(gè)組成部分。,12,GIS的組成,數(shù)字化、解析測(cè)圖儀、掃描儀、遙感處理設(shè)備等,硬盤、光盤等存儲(chǔ)設(shè)備,存貯 處理,打印機(jī)、繪圖儀、顯示終端等,輸出,服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)、調(diào)制解調(diào)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。,網(wǎng)絡(luò),輸入,功能,硬件配置,前面說(shuō)過(guò)，GIS作為技術(shù)系統(tǒng)必須具備數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、表達(dá)和顯示功能，一定功能必須由一定的軟件、硬件實(shí)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(yīng)用軟件,硬件,操作系統(tǒng),GIS專業(yè)平臺(tái)軟件,GIS用戶界面,GIS數(shù)據(jù)庫(kù),GIS應(yīng)用軟件在GIS軟件層次的外層，外層以內(nèi)層軟件為基礎(chǔ)，共同完成用戶指定的任務(wù)。,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(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問(wèn)題： 應(yīng)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(shì)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(yīng)采用何種方法進(jìn)行處理和集成？ 采用何種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)，等等。,方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。方法的采用會(huì)直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護(hù)性。 人是GIS系統(tǒng)的能動(dòng)部分。人員的技術(shù)水平和組織管理能力是決定系統(tǒng)建設(shè)成敗的重要因素。系統(tǒng)人員按不同分工有項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員、項(xiàng)目數(shù)據(jù)人員、系統(tǒng)文檔撰寫(xiě)和系統(tǒng)測(cè)試人

8、員等。各個(gè)部分齊心協(xié)力、分工協(xié)作是GIS系統(tǒng)成功建設(shè)的重要保證。 GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)需要從以上五個(gè)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(lái)反映現(xiàn)實(shí)世界的理論信息，它能讓使用者產(chǎn)生、編輯、維護(hù)、顯示、分析輸出結(jié)果以及執(zhí)行各自的不同應(yīng)用。此數(shù)據(jù)模型必須簡(jiǎn)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(yīng)有健全的功能，能涵蓋各種地理特征，并且支持高級(jí)應(yīng)用及有產(chǎn)生靈活應(yīng)用界面的機(jī)制。 常見(jiàn)的GIS都將矢量型數(shù)據(jù)劃分為點(diǎn)、線、面三種基本類型： 點(diǎn)（0維）-在空間有確定位置但沒(méi)有長(zhǎng)度和面積的目標(biāo)。 線（1維）-在空間有確定位置并有長(zhǎng)度的目標(biāo)。 面（2維）-在空間具有確定位置

9、并有長(zhǎng)度和面積的目標(biāo)，由若干線狀目標(biāo)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(jì)分析,22,GIS可以做什么,路徑分析,23,GIS可以做什么,動(dòng)態(tài)分段,24,GIS的應(yīng)用,GIS 主要 應(yīng)用領(lǐng)域,25,GIS平臺(tái)軟件和應(yīng)用軟件,GIS軟件有平臺(tái)軟件和應(yīng)用軟件之分。GIS平臺(tái)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(dá)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(yīng)用，而是提供足夠的靈活性和開(kāi)發(fā)手段，來(lái)滿足

10、各種應(yīng)用需求。也就是說(shuō)，GIS平臺(tái)軟件具有通用性、完備性、靈活性和可開(kāi)發(fā)性。 對(duì)于某些簡(jiǎn)單的應(yīng)用需求（如數(shù)字化、出圖、簡(jiǎn)單查詢分析），使用者可以直接使用GIS平臺(tái)來(lái)獲取結(jié)果；對(duì)稍復(fù)雜一點(diǎn)的需求，可以綜合應(yīng)用平臺(tái)的多項(xiàng)功能，通過(guò)比較復(fù)雜的步驟逐步求解答案，這種情況下，要求使用者對(duì)GIS和應(yīng)用領(lǐng)域本身都具有較深入的了解，一般出現(xiàn)在科學(xué)研究中；對(duì)于更為復(fù)雜的應(yīng)用需求，在最終使用者對(duì)GIS技術(shù)不具備深入的研究的情況下，只能由專門的開(kāi)發(fā)人員利用GIS平臺(tái)提供的開(kāi)發(fā)手段作二次開(kāi)發(fā)，構(gòu)筑面向?qū)ｉT應(yīng)用領(lǐng)域的、易學(xué)易用的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。,GIS平臺(tái)可以有以下功能劃分：,26,平臺(tái)軟件面向?qū)＜液涂蒲袉挝?，或?qū)I

11、S概念方法有深入了解的技術(shù)人員，使用通用抽象的數(shù)據(jù)模型，實(shí)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(luò)分析等； GIS應(yīng)用軟件往往直接面對(duì)企事業(yè)單位辦公人員或社會(huì)大眾，使用專業(yè)應(yīng)用模型，利用平臺(tái)軟件提供的功能實(shí)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(qiáng)調(diào)度身定做，強(qiáng)調(diào)易用性和專業(yè)性。 理解平臺(tái)軟件和應(yīng)用軟件功能特點(diǎn)的不同，對(duì)于地理信息系統(tǒng)的開(kāi)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(gè)行業(yè)建立地理信息系統(tǒng)時(shí)，是一切從頭開(kāi)發(fā)，還是采用現(xiàn)成的GIS平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，是項(xiàng)目實(shí)施者必須首先權(quán)衡的問(wèn)題。,GIS平臺(tái)軟件和應(yīng)用軟件的特點(diǎn),把地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)劃分為平臺(tái)

12、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)兩個(gè)層次，研究分析各自的特點(diǎn)和技術(shù)方案，是很有必要的。 首先，從上實(shí)際90年代開(kāi)始地理信息系統(tǒng)進(jìn)入它的用戶時(shí)代。一方面地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式、設(shè)置與工作計(jì)劃等；另一方面，社會(huì)對(duì)地理信息系統(tǒng)認(rèn)識(shí)普遍提高，需求大幅度增加，從而導(dǎo)致地理信息應(yīng)用的擴(kuò)大與深化。 其次，從軟件開(kāi)發(fā)的角度來(lái)看，GIS平臺(tái)軟件和GIS應(yīng)用軟件在面向的用戶、使用的模型、實(shí)現(xiàn)的功能等方面都存在明顯的差異。,27,GIS常用軟件,國(guó)外的： AutoCAD ArcGIS（ArcGIS Desktop、ArcSDE、ArcG

13、IS Engine、ArcGIS Server等） MapInfo GeoMedia MGE SmallWorld Grass GeoServer,國(guó)內(nèi)的： SuperMap MapGIS GeoStar TopMap GeoBean VRMap MapEngine CityMaker,28,ArcGIS簡(jiǎn)介,ESRI是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（Environmental Systems Research Institute Inc）的縮寫(xiě)，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(jì)80年代，ESRI致力于發(fā)展和應(yīng)用一套可運(yùn)

14、行在計(jì)算機(jī)環(huán)境中的，用來(lái)創(chuàng)建地理信息系統(tǒng)的核心開(kāi)發(fā)工具，這就是如今總所周知的GIS技術(shù)。 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(jìn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)了地圖服務(wù)的優(yōu)化，用戶能夠創(chuàng)建高性能的動(dòng)態(tài)地圖。這種新的地圖服務(wù)一方面超過(guò)了ArcIMS所能達(dá)到的服務(wù)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(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)地圖以及將動(dòng)態(tài)地圖和緩存地圖相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)用戶。 通過(guò)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(wù)。同時(shí)ArcGIS Desktop用戶能夠直接訪問(wèn)微軟的Virtual Earth服務(wù)，并利用Virtual Earth的現(xiàn)有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)GIS工程的快速創(chuàng)建，而無(wú)需額外付費(fèi)。而ArcGIS Server則支持微軟的Silverlight Web開(kāi)發(fā)平臺(tái)以創(chuàng)建快速的、高度交互的Web應(yīng)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(jìn) 充分利用好大學(xué)的業(yè)余時(shí)間，進(jìn)行有步驟的學(xué)習(xí)實(shí)踐,早接觸