ArcGIS

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地理信息系統系列軟件
ArcGIS是一個全面的系統,用戶可用其來收集、組織、管理、分析、交流和發布地理信息。作為世界領先的地理信息系統(GIS)構建和應用平台,ArcGIS可供全世界的人們将地理知識應用到政府、企業、科技、教育和媒體領域。ArcGIS可以發布地理信息,以便所有人都可以訪問和使用。本系統可以在任何地點通過web浏覽器、移動設備(例如智能手機和台式計算機)來使用。ArcGIS、是您通往智慧決策、高效工作、智能管理的第一步,因為每一個問題或者場景都跟地理位置有關。使用ArcGIS讓您的數據開啟地理的視角,釋放空間位置的價值。[1]
    中文名:ArcGIS 類型:GIS平台 應用:嵌入式GIS 組件:細粒度的對象 成功模式:客戶-服務器的計算模式 特點:可伸縮,全面

發展過程

在GIS發展的早期,專業人士主要關注于數據編輯或者集中于應用工程,以及主要把精力花費在創建GIS數據庫并構造地理信息和知識。慢慢的,GIS的專業人士開始在大量的GIS應用中使用這些知識信息庫。用戶應用功能全面的GIS工作站來編輯地理數據集,建立數據編輯和質量控制的工作流,創建地圖和分析模型并将這些工作和方法記錄成文檔。

這加強了GIS用戶的傳統觀念,這些用戶往往擁有連接在數據集和數據庫上的專業工作站。這種工作站擁有複雜的GIS應用以及用來實現幾乎所有GIS任務的邏輯和工具。

這種對GIS軟件所處位置的看法已經被證明非常有價值,被約全球二十萬組織中的GIS專業人士所接受。事實上,這種客戶-服務器的計算模式是如此的成功以至于讓許多人認為GIS隻有這樣的模式。但是,對GIS的觀念在不斷的擴展。

近期Internet的發展,DBMS技術的長足進步,面向對象編程語言,移動設備以及GIS的廣泛使用已經促使GIS有更加開闊的前景和發揮更加重要的作用。

除了GIS桌面産品,GIS軟件可以被集中在應用服務器上和Web服務器上,把GIS的功能通過網絡傳遞給任意多的用戶;可以集中一些GIS邏輯,将其嵌入和部署在用戶定制的應用中;為野外GIS業務在移動設備上部署GIS軟件的應用也多了起來。

企業GIS用戶使用傳統高級的GIS桌面軟件,使用Web浏覽器,專門的應用程序移動計算設備以及其它數字化設備連接中心GIS服務器。GIS平台涉及的範圍在不斷的擴展。

産品曆史

1981年10月到1982年6月的9個月裡,Esri開發出了ARC/INFO1.0,這是世界上第一個現代意義上的GIS軟件,第一個商品化的GIS軟件。

1986年,PCARC/INFO的出現是Esri軟件發展史上的又一個裡程碑,它是為基于PC的GIS工作站設計的。

1992年,Esri推出了ArcView軟件,它使人們用更少的投資就可以獲得一套簡單易用的桌面制圖工具。

在二十世紀九十年代中期,Esri公司的産品線繼續增長,推出了基于Windows NT的ArcInfo産品,為用戶的GIS和制圖需求提供多樣的選擇。Esri公司也在世界GIS市場中占據了領先地位。

1999年,發布ArcInfo 8,同時也推出了ArcIMS,這是當時第一個隻要運用簡單的浏覽器界面,就可以将本地數據和Internet網上的數據結合起來的GIS軟件。

2004年4月,Esri推出了新一代9版本ArcGIS軟件,為構建完善的GIS系統,提供了一套完整的軟件産品。

2010年,Esri推出ArcGIS 10。這是全球首款支持雲架構的GIS平台,在WEB2.0時代實現了GIS由共享向協同的飛躍;同時ArcGIS 10具備了真正的3D建模、編輯和分析能力,并實現了由三維空間向四維時空的飛躍;真正的遙感與GIS一體化讓RS+GIS價值凸顯。

Esri已于美國時間2013年7月30日正式發布了最新版産品——ArcGIS 10.2。該産品的發布,标志着Esri又進入了一個新的裡程碑。在ArcGIS 10.2中,Esri充分利用了IT技術的重大變革來擴大GIS的影響力和适用性。新産品在易用性、對實時數據的訪問,以及與現有基礎設施的集成等方面都得到了極大的改善。

用戶可以更加輕松地部署自己的Web GIS應用,大大簡化地理信息探索、訪問、分享和協作的過程,感受新一代Web GIS所帶來的高效與便捷。n

其他信息

桌面GIS

對于那些利用GIS信息進行編輯,設計的GIS專業人士來說,桌面GIS占有主導地位。GIS專業人士使用标準桌面作為工具來設計,共享,管理和發布地理信息。

ArcGISDesktop是一個集成了衆多高級GIS應用的軟件套件,它包含了一套帶有用戶界面組件的Windows桌面應用(例如,ArcMap,ArcCatalogTM,ArcTooboxTM以及ArcGlobe)。ArcGISDesktop具有三種功能級别――ArcReader,ArcView?,ArcEditorTM和ArcInfoTM,都可以使用各自軟件包中包含的ArcGISDesktop開發包進行客戶化和擴展。

關于ArcGISDesktop的更多的信息請參考相關書籍中的“桌面GIS:ArcView,ArcEditor,ArcInfo”。

書中的圖形展示了使用ArcGISDesktop的應用實例。

服務端GIS

GIS用戶通過部署一個集中式的GIS服務器在大型組織之内以及Internet的用戶之間發布和共享地理信息。服務端的GIS軟件适用于任何集中執行GIS計算,并計劃擴展支持GIS數據管理和空間處理的場合。除了為客戶端提供地圖和數據服務,GIS服務器還在一個共享的中心服務器上支持GIS工作站的所有功能,包括制圖,空間分析,複雜空間查詢,高級數據編輯,分布式數據管理,批量空間處理,空間幾何完整性規則的實施等等。

ArcGIS服務器産品符合信息技術的标準規範,可以和其它企業級的軟件完美的合作,例如Web服務器,數據庫管理系統(DBMS)以及企業級的應用開發框架包括.NET和JAVA2企業級平台(J2EE)。這促使了GIS和其它大量的信息系統技術的整合。

ArcGIS9所包含的三種服務端産品:

ArcSDE――一個在多種關系型數據庫管理系統中管理地理信息的高級空間數據服務器。ArcSDE是一個位于ArcGIS其它軟件産品和關系型數據庫之間的數據服務器,其廣泛的應用使得在跨任何網絡的多個用戶群體中共享空間數據庫以及在任意大小的數據級别中伸縮成為可能。

ArcIMS――是一個可伸縮的,通過開放的Internet協議進行GIS地圖,數據和元數據發布的地圖服務器。ArcIMS已經在成千上萬的應用中部署了,主要是為Web上的用戶提供數據分發服務和地圖服務。

ArcGISServer――是一個應用服務器,包含了一套在企業和Web框架上建設服務端GIS應用的共享GIS軟件對象庫。ArcGISServer是一個新産品,用于構建集中式的企業GIS應用,基于SOAP的Webservices和Web應用。

要了解關于ArcGIS9服務器産品的更多信息,請參考第五章,“服務端GIS:ArcSDE,ArcIMS和ArcGISServer”。

GIS将會利用Internet不斷成長,并取得進一步的成功。Internet技術的不斷發展,如Webservices,為GIS用戶共享,地理信息的服務以及跨組織的GIS互聯提供了堅實的保障。

嵌入式GIS

用戶可以使用嵌入式的GIS,在所關注的應用中增加所選擇的GIS組件,從而為組織的任何部門提供GIS的功能,這使得許多需要在日常工作中應用GIS作為一種工具的用戶,可以通過簡單的,集中于某些方面的界面來獲取GIS的功能。

ArcGISEngine提供了一套應用于ArcGISDesktop應用框架之外(例如制圖對象作為ArcGISEngine的一部分,而不是ArcMap的一部分)的嵌入式ArcGIS組件。使用ArcGISEngine,開發者在C++,COM,.NET和Java環境中使用簡單的接口獲取任意GIS功能的組合來構建專門的GIS應用解決方案。

開發者通過ArcGISEngine構建完整的客戶化應用或者在現存的應用中(例如微軟的Word或者Excel)嵌入GIS邏輯來部署定制的GIS應用,為多個用戶分發面向GIS的解決方案。

移動GIS

依靠移動計算設備上的專業應用系統,GIS越來越多的從辦公室中轉移到野外如今擁有GPS功能的無線移動設備被常常使用于野外專題數據獲取和野外信息獲取。消防員,垃圾收集員,工程檢修員,測量員,公用設施施工工人,士兵,統計調查員,警察以及野外生物學家是使用移動GIS這個工具的一些野外工作者的代表。

一些野外工作任務需要相對簡單的GIS工具,但也有些工作涉及到需要高級GIS工具的複雜操作。ArcGIS包含了能夠滿足兩方面需求的應用。

ArcPad是ArcGIS實現移動GIS和野外計算(如需要記錄和登記突發性事故的空間信息)的解決方案,這些類型的工作可以在手持計算機設備(運行MicrosoftWindows CE或者PocketPC)或者平闆電腦上完成。

ArcGISDesktop和ArcGISEngine集中于需要GIS分析和決策分析的野外工作任務,這種典型的任務往往在高端平闆電腦上執行。

要更多的了解移動GIS的信息,請參考第七章“移動GIS:ArcPad及設備”。

ArcGISWeb地圖

ArcGIS Web地圖是地理信息的交互顯示,這些地理信息可提供信息和回答我們的一些問題。例如,可以找到或創建解決此問題的地圖:“美國有多少人居住在距離超市合理的步行距離或車程内?”。此地圖具有圖層,顯示了哪些住宅區在距離超市10分鐘的車程或1英裡的步行距離内。

Web地圖包含什麼?

Web地圖包含底圖、圖層、範圍、圖例以及導航工具(如縮放工具、平移工具、地點查找器和書簽)。許多Web地圖還包含交互式元素,如允許您在地圖(比如影像圖和街道圖)間轉換的底圖庫、測量工具、顯示特定要素屬性的彈出窗口以及顯示随時間變化的數據的按鈕。

可以在哪裡使用Web地圖?

Web地圖可以在标準Web浏覽器、移動設備和桌面地圖查看器中打開。它們可以通過鍊接共享、嵌入網站以及用于創建基于浏覽器和基于設備的應用程序。

如何創作Web地圖?

可通過以下三個基本步驟來創建Web地圖:選擇區域,确定要顯示的内容,然後保存并共享您的工作。可以從新地圖開始創建,或使用現有地圖創建。打開現有地圖時,可更改範圍、定位地點、查看圖例、查看有關要素的信息等。

模型結構

對象類(Object class)

在Geodatabase中對象類是一種特殊的類,它沒有空間特征,是指存儲非空間數據的表格(Table)。

要素類(Feature class)

同類空間要素的集合即為要素類。如:河流、道路、植被、用地、電纜等。要素類之間可以獨立存在,也可具有某種關系。當不同的要素類之間存在關系時,我們将其組織到一個要素數據集(Feature dataset)中。

要素數據集(Feature dataset)

要素數據集由一組具有相同空間參考(Spatial Reference)的要素類組成。

将不同的要素類放到一個要素數據集下一般有三種情況:

專題歸類表示——當不同的要素類屬于同一範疇。

創建幾何網絡——在同一幾何網絡中充當連接點和邊的各種要素類,須組織到同一要素數據集中。。

考慮平面拓撲——共享公共幾何特征的要素類。

存放了簡單要素的要素類可以存放于要素集中,也可以作為單個要素類直接存放在Geodatabase的目錄下。直接存放在Geodatabase目錄下的要素類也稱為獨立要素類。

存儲拓撲關系的要素類必須存放到要素集中,使用要素集的目的是确保這些要素類具有統一的空間參考,以利于維護拓撲。Geodatabase支持要素類之間的邏輯完整性,體現為對複雜網絡(complex networks)、拓撲規則和關聯類等的支持。

關系類

定義兩個不同的要素類或對象類之間的關聯關系。

幾何網絡

幾何網絡是在若幹要素類的基礎上建立的一種新的類。

Domains

定義屬性的有效取值範圍。可以是連續的變化區間,也可以是離散的取值集合。

Validation rules

對要素類的行為和取值加以約束的規則。

Raster Datasets

用于存放栅格數據。可以支持海量栅格數據,支持影像鑲嵌。

TIN Datasets

TIN是ARC/INFO非常經典的數據模型,用不規則分布的采樣點的采樣值(通常是高程值,也可以是任意其它類型的值)構成的不規則三角集合。用于表達地表形狀或其它類型的空間連續分布特征。

Locators

定位器(Locator)是定位參考和定位方法的組合,對不同的定位參考,用不同的定位方法進行定位操作。所謂定位參考,不同的定位信息有不同的表達方法,在geodatabase中,有四中定位信息:地址編碼、、地名及郵編、路徑定位。定位參考數據放在數據庫表中,定位器根據該定位參考數據在地圖上生成空間定位點。

基礎教程

TIN表面數據模型由結點、邊、三角形、包面和拓撲組成。

結點

結點是TIN的基本結構單元。結點來自輸入數據源中包含的點和線折點。每個結點都将包括在 TIN 三角形中。TIN 表面模型中的每個結點都必須包含一個z值。

通過邊将每個結點與其最近的結點連接起來,從而形成符合Delaunay準則的三角形。每條邊有兩個結點,但每個結點可包含兩條或多條邊。每條邊的兩個端點都有一個包含z值的結點,因此可以計算邊的兩個結點間的坡度。

對于用于構建TIN的輸入數據源中的每個要素,将根據其表面要素類型進行處理。斷裂線要素始終保留為 TIN 三角形的邊。在内部将這些斷裂線TIN邊标記為硬邊或軟邊。

三角形

每個三角面描述部分TIN表面的行為。三角形三個結點的x、y和z坐标值可用于獲取面的信息,例如坡度、坡向、表面積和表面長度。将整組三角形作為整體考慮,可以獲取表面的其他信息,包括體積、表面輪廓和可見性分析。

由于每個面概括特定的表面行為,因此确保采樣點選擇恰當以實現表面的最佳拟合十分重要。如果對表面的重要區域采樣不當,TIN表面模型産生的結果可能不夠理想。

TIN包由一個或多個包含用于構建TIN的整組數據點的面構成。包面定義TIN的插值區。在包面内部或邊上,可以插入表面z值,執行分析以及生成表面顯示。在包面外部,無法獲取表面信息。TIN包可由一個或多個非凸面構成。

非凸包必須由用戶定義,通過在TIN構建期間加入“裁剪”和“擦除”排除要素來實現。這些要素明确定義表面的邊。如果未使用排除要素定義包,TIN生成器将創建一個凸包來定義TIN的邊界邊。凸包是一個具有以下屬性的面:連接TIN任意兩點的線本身必須位于面内部或必須定義凸包的邊。非凸包的定義對避免在位于實際數據集外但在凸包内部的TIN區域産生錯誤信息非常重要。

如果不使用裁減要素,陰影區域可能會插入不正确的值。

拓撲

通過保留定義每個三角形的結點、邊數、類型以及與其他三角形鄰接性的信息定義TIN的拓撲結構。對每個三角形,TIN将記錄以下信息:

三角形數量

每個相鄰三角形的數量

定義三角形的三個結點

每個結點的x,y坐标

每個結點的表面z值

每個三角形邊的邊類型(硬或軟)

另外,TIN還保留了構成TIN包的所有邊的列表以及定義TIN投影和測量單位的信息。

TIN的存儲方式

與coverage類似,TIN以文件目錄形式存儲。但請注意,TIN不是coverage,它沒有關聯的INFO文件。TIN目錄由七個包含TIN表面信息的文件組成。這些文件以二進制格式編碼,因此無法通過标準文本顯示或編輯程序讀取。

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