2-电子地图的数据模型与数据建库

1,2电子地图的数据模型与数据建库,To：地理信息系统专业2010级教师：牟乃夏山东科技大学测绘学院地理系,2,目录,2.1电子地图的数据模型设计基础2.2电子地图的数据类型划分2.3电子地图的空间数据模型与数据采集2.4电子地图的非空间数据模型与数据采集2.5电子地图的数据库的建立,3,2.1电子地图的数据模型设计基础,电子地图的模型建立和数据库建立是首要的任务。,模型化：建立研究对象的主要性质特征以及对象之间的联系规律，进行概括和抽象，结果即为模型,建模,建库,2.1.1数据模型设计的基本过程,To：,4,2.1.2地理实体的几个相关概念,地理实体：现实世界独立的个体/个体集合；可以有形或者无形；不能再进一步分割。地理目标：地理实体在数据库中的表示，强调目标的统一性，表示方法随比例尺、目的而变，以地图符号表示出来。如河流的线面表示；特征：点线面。地理数据：地理实体的性质、特征的数据化表示，包括空间数据、属性数据统计数据地图目标：地图上具有独立地理意义的制图对象，除点线面外、注记、点群等均是地图目标。,现实世界,信息世界,数据世界,概念辨析：EntityObjectClassFeature在数据库中的表示？,通常未必特定区分以上概念,5,地图数据库,2.1.3电子地图数据模型的设计思路,现实世界,关注的空间实体,空间数据建模,非空间数据建模,描述,空间数据,非空间数据,现实世界,信息世界,数据世界,抽象、分类、概括,地图目标数据,编码、采集、符号化,6,2.2电子地图的数据类型划分2.2.1电子地图的数据特点,电子地图是屏幕上显示的地图，依赖于计算机能够认识和处理的数据（空间/非空间）。大众化的特点是电子地图侧重于专题地图。,数据特点,面向地图表达的需要基础地理数据与专题地理数据的划分灵活多样的地图数据形式并存生动丰富的多媒体数据数据的多尺度和多维性,7,2.2.1-1：面向地图表达的需要,传统地图的地图投影、制图综合、地图符号、色彩、晕渲与绘制方法的地图表达手段影响电子地图电子地图的符号显示、注记配置、动态变化等应具有直观性、科学性和艺术性。地图表达与GIS对数据完整性要求有所冲突。电子地图往往采用断开、分割、移位、合并处理提高表达和认知效率。,主流,支流,地理数据,地图数据,GIS数据,8,2.2.1-2：基础地理数据与专题地理数据划分,基础地理数据：基础地图的绘制，强调地图的表达，不考虑地图目标的空间关系。专题数据：考虑目标的独立性和完整性，目标之间的空间关系，绘制专题地图部分。专题数据可以显性显示、亦可隐性显示。,举例说明：道路与道路中心线小区与小区范围的关系？动态路名？,2.2.1-3：灵活多样的地图数据形式并存,1基础地理和专题数据可以采用不同的形式表达，一是强调表达，一是强调分析。2数据内部已采用不同的形式，如基础地理数据的三维晕渲与矢量数据结合，增强表达效果。,兼顾制图和分析的需要，点层数据的特殊处理？ArcGIS中参考比例尺的设定目的？,10,2.2.1-4：生动丰富的多媒体数据,比例尺仍然是电子地图重要的指标，表示了电子地图的详尽程度。电子地图的比例尺指什么？电子地图应建立地理实体数量和空间细节信息虽尺度减小而增加的功能。两种方式：自动综合；建立多尺度电子地图的有机联系。一般采用后者！ArcGIS中是如何使用后者的？,2.2.1-5：数据的多尺度和多维性,11,2.2.2电子地图数据的基本组成,地图数据,数据性质建模,数据内容表达,基础地理数据,空间数据,非空间数据,专题地理数据,地理底图,主题表达：根据需要而变,2.2.电子地图数据的分层,计算机地图制图CAC和GIS中，数据以分层组织：Map-based?Feature-based?层的概念：LayerCoverage、Tab、Shp，点线面的表示？ArcGIS中层的类型：点、线、面、多点、多线等概念，飞地的表示？分层的方法：按要素类/类别分层：最常用的方法，以相同图幅为标准。按空间特征分层：所有符合空间查询条件的分为一层按时间序列分层：按混合特征分层：综合使用以上方法分层,数据格式补充,080416,2.2.4基础地理数据的分类,专题空间数据专题属性数据专题统计数据多媒体数据地理名称数据地名数据其它地学数据,2.2.5专题地理数据的分类,自然：水系、土质植被、地貌人文：境界、居民地、交通,分级分类信息：河流，道路，境界？数量描述信息：高度、建筑物的层数等质量描述信息：如路面材料是沥青？沙石？水泥？,专题属性数据,专题统计数据,统计数据对于专题地图制图非常重要，如某一地区人口年龄比例，气候变化等等,地理名称数据,地理名称用于查询，注记,其它地学数据,GIS在地学学科中的地位,ArcGIS中关于注记的内容？,2.3电子地图的空间数据模型与数据采集,表达应具有：直观性、丰富性、现势性？,2.3.1电子地图的空间数据模型的概念及其基本类型,2.3.2电子地图的空间实体类型,点Point线Line/Polyline面Polygon曲面Surface体Volume,18,2.3.4电子地图空间数据的表示方法,空间数据是对地理实体空间信息抽象化和离散化的结果，离散化是建立空间数据的重要手段。,1空间数据的一般表示方法：矢量和栅格,抽希、折线模拟曲线,矢量与栅格数据的比较,矢量特点：位置明显、属性隐含优点：精度高、数据量小，适于高精度制图；便于拓扑处理、定义单个空间实体，表示离散现象。缺点：叠置分析困难，碎多边形产生栅格特点：位置隐含、属性明显优点：结构简单、空间运算容易、特别适于叠置分析。表示连续的现象。数据量大、精度与分辨率有关系，RS图像是比较常用的数据源。,点数据区分：Point、Vertex、Label、NodeMultiPoint的作用线数据数学表示：(xi,yi)|i=1,n且n=2类型：独立线/PolyLine；弧段Arc,2不同几何特征类型的表示方法,面数据/多边形数据数学表示：x1=xn,y1=yn首末点相同是面的必要非充分条件曲面一般用TIN、等值线序列或二维序列表示体数据三维实体，表示方法有四面体法，八叉树法,22,补充：TIN表示法,表达连续表面高效、精确的建模离散点数据生成TIN（一般采用Delaunay三角剖分），每一个三角形在构建时尽可能的接近等边三角形。每一个三角形都有一个坡度面专用区可以表达具有相同高程的区域（湖泊），对于计算体积非常重要。,23,如何选择表达方式？,以某个位置的属性建模连续的对象,特征的位置和形状一般比较模糊,制作属性值变化的地图，富于表现力,如何选择表达方式？,24,地图中具有方向性的一类点状目标，如中小比例尺窑洞、独立房屋、斜井井口等。保持客观对象的真实方向，如桥梁的走向。,3扩展空间数据类型表示：有向点目标,(x,y),(x,y),(x,y),(x,y),(x,y),d=L/2,有向线目标制图中，某些线实体主要配置在定位线一侧，因此线具有方向性。,问题？矢量化过程中，方向如何确定？网络分析中如何确定流向？,空间数据中隐含空间关系，有：顺序关系、度量关系、拓扑关系。顺序关系：又称方位关系、方向关系表示：空间/时间的前后、左右、东南西北的关系，一般通过临时运算得到，不存储度量关系：又称尺度关系如：距离关系、面积关系、体积关系等拓扑关系,4空间关系的数据描述,补充：拓扑,拓扑：研究几何图形在连续变形下保持不变的性质。产生：哥尼斯堡的“七桥问题”-不可能四色原理-制图,拓扑关系,ArcGIS的拓扑,几何网络平面拓扑,有兴趣，参见：ModelingOurWorld，ESRIPress,2.3.5电子地图的空间数据模型应用,平面强化？的二维模型应用,1矢量模型的结构,Spaghetti面条式结构：MapInfo特点：结构简单、直观、编码方便，数字化操作简单相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗余浪费空间，碎屑多边形的存在导致双重边界不能精确匹配实体自成体系，相互独立，缺乏联系，无拓扑关系岛作为一个单个图形，没有与外界多边形联系，处理困难,10：x1,y1；x2,y2；x3,y3；x4,y4；x5,y5；x6,y6；x7,y7；x8,y8；x9,y9；x10,y10；x11,y11；20：x1,y1；x12,y12；x13,y13；x14,y14；x15,y15；x16,y16；x17,y17；x18,y18；x19,y19；x20,y20；x21,y21；x22,y22；x23,y23；x8,y8；x9,y9；x10,y10；x11,y11；30：x33,y33；x34,y34；x35,y35；x36,y36；x37,y37；x38,y38；x39,y39；x40,y40；40：x19,y19；x20,y20；x21,y21；x28,y28；x29,y29；x30,y30；x31,y31；x32,y32；50：x21,y21；x22,y22；x23,y23；x8,y8；x7,y7；x6,y6；x24,y24；x25,y25；x26,y26；x27,y27；x28,y28；,简单数据结构,拓扑结构：DIME-对偶独立地图编码美国人口普查DIME，POLYVRT-多边形转换器由美国计算机图形与空间分析实验室（LaboratoryforComputerGraphicsandSpatialAnalysis）研制的矢量数据结构POLYVRT（POLYgonconVeRTor多边形转换器），是一种以弧段（ARC）为基础的拓扑数据模型。它是当今各种空间数据结构的基本框架。实现这类空间数据模型的系统，主要是以ARC/INFO、MGE、GENAMAP为代表的一些专业GIS产品。TIGER-地理编码和参照系统的拓扑集成,补充,早在六十年代中期，为了挖掘统计信息的潜力，推广其应用，美国国情普查局成立了专门的委员会。经过研究提出人口普查信息应具有空间定位信息。为配合1970年的人口普查，在1967年研究发展了“双重独立地图编码系统”（DualIndependentMapEncoding，DIME），并成功应用于1970年的人口普查。DIME的基本思想是按照各要素的拓扑关系来组织数据，形成一个地理基础文件系统（GeographicBaseFile，GBF）。特别值得一提的是，在城市道路中心线的每个弧段均带有道路左右两边的门牌起止信息，为地址信息的定位奠定了基础。在随后进行的人口普查工作中普查的分区及调查、数据的整理，都以这个地理基础文件系统为参照。DIME的开发在地理信息系统技术的发展史上具有里程碑的意义。八十年代后期，为了准备1990年的国情普查，美国国情普查局将DIME系统发展为TIGER（TopologicallyIntegratedGeographicEncodingandReferencing）系统。意为拓扑集成的地理编码与参照系统。TIGER数据库是1990年人口调查用的覆盖全国的所有地图的资料库。为了支持人口调查时对地图的需要，以便为统计数据、居民和雇员的地址等数据空间定位提供合适的地理结构。TIGER数据库的内容处于不断更新之中，差不多每两年就有一个新版本发布。TIGER数据库以多种形式的TIGER/Line文件向社会公众提供。只需要付一定的工本费，就可以方便地得到所需地域的TIGER数据。由于TIGER数据库覆盖范围广，精度好，更新有保证，而且能以较低的费用很容易地得到，所以作为地址编码的参照系，在美国已经成为一种公认的标准，其影响是非常大的。,点是相互独立的，点连成线、线构成面线起于起点，终于终点FNodeTNode，并与左右多边形相连。构成多边形的线称为弧/弧段/链，弧的交点为节点不含岛的多边形是简单多边形，含岛的多边形是复杂多边形。岛处理有难度。,拓扑结构的共同点,链码(chainEncoding),直接栅格编码,游程长编码(Run_lengthEncoding),块码,四叉树编码(quarter_treeEncoding),栅格结构编码方法,2栅格数据结构,1、直接栅格编码,直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行从左到右逐像元记录，也可奇数行从左到右而偶数行由右向左记录，为了特定的目的还可采用其他特殊的顺序。,0，2，2，5，5，5，5，5；2，2，2，2，2，5，5，5；2，2，2，2，3，3，5，5；0，0，2，3，3，3，5，5；0，0，3，3，3，3，5，3；0，0，0，3，3，3，3，3；0，0，0，0，3，3，3，3；0，0，0，0，0，3，3，3。,由起点位置和一系列在基本方向的单位矢量给出每个后续点相对其前继点的可能的8个基本方向之一表示。8个基本方向自0开始按逆时针方向代码分别为0，1，2，3，4，5，6，7。单位矢量的长度默认为一个栅格单元。,2、链码,0,0,1,0,7,6,7,0,1,1,0,0,链码编码：2，2，6，7，6，0，6，5,链码编码示例,3、游程长度编码,(1)只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数；,沿行方向进行编码：(0，1），（2，2），（5，5）；（2，5），（5，3）；（2，4），（3，2），（5，2）；（0，2），（2，1），（3，3），（5，2）；（0，2），（3，4），（5，1），（3，1）；（0，3），（3，5）；（0，4），（3，4）；（0，5），（3，3）。,3、游程长度编码,逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码。,沿列方向进行编码：(1，0），（2，2），（5，0）；（3，2），（5，0）；（4，2），（1，3），（3，0）；（1，5），（2，2），（3，3），（2，0）；（1，5），（1，2），（5，3），（1，0）；（2，5），（6，3）；（5，5），（3，3）；（4，5），（4，3）。,4、块码,采用方形区域作为记录单元，数据编码由初始位置行列号加上半径，再加上记录单元的代码组成。,（1，1，1，0），（1，2，2，2），（1，4，1，5），（1，5，1，5），（1，6，2，5），（1，8，1，5）；（2，1，1，2），（2，4，1，2），（2，5，1，2），（2，8，1，5）；（3，3，1，2），（3，4，1，2），（3，5，2，3），（3，7，2，5）；（4，1，2，0），（4，3，1，2），（4，4，1，3）；（5，3，1，3），（5，4，2，3），（5，6，1，3），（5，7，1，5），（5，8，1，3）；（6，1，3，0），（6，6，3，3）；（7，4，1，0），（7，5，1，3）；（8，4，1，0），（8，5，1，0）。,5、四叉树编码,是根据栅格数据二维空间分布的特点，将空间区域按照4个象限进行递归分割（2n2n，且n1），直到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。四叉树分解，各子象限大小不完全一样，但都是同代码栅格单元组成的子块，其中最上面的一个结点叫做根结点，它对应于整个图形。不能再分的结点称为叶子结点，可能落在不同的层上，该结点代表子象限单一的代码，所有叶子结点所代表的方形区域覆盖了整个图形。从上到下，从左到右为叶子结点编号，最下面的一排数字表示各子区的代码。为了保证四叉树分解能不断的进行下去，要求图形必须为2n2n的栅格阵列。n为极限分割次数，n1是四叉树最大层数或最大高度,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,36,37,38,39,34,35,40,000,03330333,33530022,23222202,22252555,33,355,西南,东南,西北,东北,直接栅格编码：简单直观，是压缩编码方法的逻辑原型（栅格文件）；链码：压缩效率较高，以接近矢量结构，对边界的运算比较方便，但不具有区域性质，区域运算较难；游程长度编码：在很大程度上压缩数据，又最大限度的保留了原始栅格结构，编码解码十分容易，十分适合于微机地理信息系统采用；块码和四叉树编码：具有区域性质，又具有可变的分辨率，有较高的压缩效率，四叉树编码可以直接进行大量图形图象运算，效率较高，是很有前途的编码方法。,3网络模型,概念辨析：障碍转角权重源、汇（宿）流,网络特征的连接,2.3.6电子地图空间数据的采集,1电子地图的空间数据来源,类型数据面域数据网络数据样本数据曲面数据文本数据符号数据,空间数据类型,空间数据的基本特征,思考：右图包含哪些信息？,不同的几何形态不同的定位信息,不同质量特征：等级属性信息表示特征不同,拓扑关系不同的交通路线的连接关系,特征信息,属性信息,拓扑信息,？信息,定位数据有哪些？时间尺度有什么作用？拓扑关系的重要性如何？,思考？,数据采集？,2地理数据的一般采集方法,1矢量数据采集,采集方法,手扶跟踪数字化,扫描跟踪数字化,解析测图法数字化,人工矢量化,半自动矢量化,自动矢量化,地图扫描,图像预处理,几何要素跟踪,图形编辑,1中心点法2面积占优法长度占优法重要性法,2栅格数据采集,3遥感图像的采集,考虑地图表达，往往忽略空间关系和目标的完整性。直接采集栅格图像数据（栅格-矢量-栅格）分层数字化采集矢量数据其它格式地图数据转换，有什么格式？转换方法？E00，Mif,dxf,mapgis明码,coverage,Mif,tab,shp,wp/wl/wt,dgn,3基础地理数据的采集,4专题地理数据的采集,考虑完整性和空间关系；显式或隐式表示；点线面的采集。矢量采集的问题：伪节点、悬挂节点、欠头线、裂隙、重叠？,伪节点（PseudoNode）伪节点使一条完整的线变成两段（图）。造成伪节点的原因常常是一条线没有一次录入完毕,1矢量数据采集,悬挂节点（DanglingNode）如果一个节点只与一条线相连接，那么该节点称为悬挂节点。悬挂节点有多边形不封闭、不及和过头、节点不重合等几种情形（图）。,“碎屑”多边形（SlierPolygon）“碎屑”多边形，也称“条带多边形”（图），一般由重复录入引起。如由于前后两次录入同一条线的位置不可能完全一致，造成“碎屑”。另外，当用不同比例尺的地图进行数据更新时，也可能产生“碎屑”多边形。,5空间关系的建立,包含关系：济南市位于山东省,邻接关系：青岛市与潍坊市邻接,关联关系：京广铁路连接北京与广州,确定型拓扑关系,包含关系：位于亚热带的城镇,邻接关系：城市周围的乡镇,关联关系：京广铁路两侧居民点,模糊型拓扑关系,用于空间分析、数据组织等,拓扑关系可调整，临时运算得到，更大的灵活性,节点-弧段,多边形,确定型拓扑关系,模糊型拓扑关系,直接检索：目标内部的节点弧段关系,间接检索：目标集合之间的关系,2.4电子地图的非空间数据模型与采集2.4.1非空间数据类型,定性数据,分级数据,定量数据,结构化数据,非结构化数据,2.4.2非空间数据的关系模型2.4.3非空间数据的采集与处理,1专题数据采集,2专题统计数据的采集,3多媒体数据的采集与处理,直接键盘输入法,数据文件输入法,数字化仪采集输入,影像自动识别输入,图形数据,图像数据,声音数据,视频数据,动画数据,Cdr;emf;wmf;dxf,Jpg;bmp;gif;tif;dib;png;psd,Avi;swf;gif,Wav;mp3;mid;ra;mod,Avi;vob;mov;dat;rm/rmvb;wmv;mpg,2.5电子地图数据库的建立,空间数据与非空间数据的挂接方法全关系型数据库面向对象数据库超媒体数据库,扩展：GeoSQL,SQL语言基于空间关系和属性的扩展,Geodatabase模型优点,面向对象的建模以自然的方式描述特征。途径就是通过自定义对象类型、拓扑关系空间和一般关系。,Geodatabase优点如下：,地理数据同一存储，所有的数据均由一个数据库来存储数据录入和编辑更加准确，大多数的错误可以通过智能化的验证规则和行为来加以消除，仅此一点就可以成为用户选择Geodatabase的理由用户操作的时更为直观的对象特征拥有更加丰富的背景信息制作更为优美的地图，深入地控制特征的绘制方式，增加智能化的制图行为。动态显示地图上的特征，特征能对邻近的特征的变化发出反映更多的特征描述（增加椭圆弧、贝塞尔曲线等）特征集是连续的，无需多空间分片和空间分区多用户的同时并发编辑,当然其他模型也可以实现上述功能，不过你需要编写代码,Geodatabase如何扩展数据库,Geodatabase在关系数据库基础上增加了处理空间数据的能力，对关系数据库的扩展主要表现在：能定义对象和特征之间一般的和任意的关系通过域和验证规则，增强属性的完整性将特征的自然行为绑定到存储特征的表中。具有多版本控制的功能，以便多个用户编辑同一份数据。,个人型Geodatabase和多用户型Geodatabase,个人型GeodatabasepersonalGeodatabase面向项目的GIS（规模较小、要求不高）通过MicrosoftAccess数据库实现（jet）数据引擎不提供版本控制功能数据文件2G多用户型Geodatabase增加版本支持，支持长事务处理超出2G限制存储在RDBMS中需要ArcSDE支持,开放的数据架构,Geodatabase是关系数据库或者对象关系数据库等常规数据库的特例，只不过他在此基础上通过增加地理数据存储、地理参考的完整性约束、地图显示、特征边际的编辑分析功能来增强数据库的性能。,个人型Geodatabase,Access,项目型GIS,个人型Geodatabase以Access为引擎,个人型Geodatabase直接面向个人或小型工作组的应用，处理中小规模的数据集,个人型Geodatabase没有版本控制,ArcSDE,Oracle,关系型数据库,SQLServer,Informix,DB2,Sybase,ArcSDEGeodatabase能够管理大规模的地理数据，并且可以为数据众多的浏览者和编辑者提供服务。地理数据从网络上的数据服务器存取，GIS数据在大型数据库中集中管理，并可与其他企业数据很好的集成。数据库需要一个管理员来管理权限，进行协调和优化。,ArcSDE可在任意主流关系数据库上进行操作。ArcInfo开发人员通过Geodatabase数据存取对象与Geodatabase进行互操作。开发人员可在ArcInfo外部存取ArcSDEGeodatabase，但需要通过C或者SQL应用程序接口。,为了建模工作流过程，ArcSDEGeodatabase支持长事务管理和版本管理，版本管理允许众多编辑并发操作，并且还包括一个用来解决编辑冲突的框架。,GIS用户,Geodatabase设计,现实世界逻辑模型物理模型,一个对象表示一个地理实体，比如一座房子、一个湖泊等；每个对象存储为一行对象有一系列属性，表示对象的性质，存储为数据库的列即字段类是一组类似的对象，同一个类中的所有对象拥有相同的一组属性,Geodatabase的版本,GIS广泛应用到各种机构，这些机构的内部管理是通过工程、工序、设计和研究等部门来协同工作。采用版本化管理，多个用户可以同时编辑地理数据和管理工作流。版本是ArcSDE提供数据库服务的核心。能使你在多用户环境下编辑地理数据库是采用任何一种工作流。,WhatsVersioning,版本是的多个用户可以在不明确使用特征锁或复制数据的情况下直接编辑一个Geodatabase版本是Geodatabase的一个指定的状态版本覆盖Geodatabase且拥有属性三种类型的版本：private只有创建者自己可以编辑和浏览，protect所有用户可以浏览，但只有创建者自己可以编辑，public所有用户可以编辑和浏览Geodatabase可以拥有多个共存的版本版本仅在行状态上有所不同，模式是相同的（Schema）行状态表示所有新增的、删除的和修改的对象，每一个版本的行状态信息被保存于Geodatabase中。Schema的改变影响所有的版本。每一个版本化的数据库都有一个默认的版本一个版本是由另一个版本创建的一个用户可以连接任何版本（前提：被允许）,编辑版本化,数据编辑中，基本的版本操作包括：编辑（edit）、调和（Reconcile）和提交（post）。编辑：在缺省版本基础上增加、删除版本；选择一个版本作为数据编辑的基础。调和：将目标版本的特征对象合并到当前操作视图。三种方式解决调和过程中的冲突：否定他人操作，否定自己操作，全部否定。提交：将完成调和的版本发送到另外一个版本中。,通过使用子类、属性域、验证规则使对象智能化,给不同分类赋予不同的行为给子类的每一字段定义不同的属性域每个字段定义不同的缺省值属性域：对属性的约束取值范围，缺省值，枚举类型等验证规则：确保特征和属性的完整性属性规则-子类的属性域连结性规则-接合规则、边边规则、边接合容量、缺省接合规则。关系规则：原始类和目标类之间的基数,产品框架,桌面GISArcGISDesktopArcGISDesktop一个专业GIS应用的完整套件ArcView；ArcEditor；ArcInfo；ArcGISDesktopExtensions服务器GIS服务器GIS用于多种类型的集中式的GIS计算。ArcIMS；ArcGISServer；ArcSDE嵌入式GISArcGISEngine提供了嵌入式的GIS组件，能用来在一个组织内建立应用，为用户提供有针对性的GIS功能。ArcGISEngine是为每个用户的特定需求提供有针对性的GIS功能实现的基础。ArcGISEngine移动GISArcPad是ArcGIS实现移动GIS和野外计算解决方案，这些类型的工作可以在手持计算机设备（运行MicrosoftWindowsCE或者PocketPC）或者平板电脑上完成。ArcPadMobileArcGISDesktopSystems,理解GIS的三种角度,1GIS就是空间数据库：GIS是一个包含了用于表达通用GIS数据模型（要素、栅格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。2GIS就是地图：从空间可视化的角度看：GIS是一套智能地图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。3GIS是空间数据处理分析工具集：从空间处理的角度看，GIS是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进行分析，最终将结果导入到数据集中。,这三种观点在ESRIArcGIS中分别用ArcCatalog（GIS是一套地理数据集的观点）、ArcMap（GIS是一幅智能的地图）和ArcToolbox（GIS是一套空间处理工具）来表达。这三部分是组成一个完整GIS的关键内容，并被用于所有GIS应用中的各个层面。,桌面GIS,对于那些利用GIS信息进行编辑，设计的GIS专业人士来说，桌面GIS占有主导地位。GIS专业人士使用标准桌面作为工具来设计，共享，管理和发布地理信息。ArcGISDesktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用（例如，ArcMap，ArcCatalog，ArcToobox、ArcScene以及ArcGlobe）。,ArcMap、ArcCatlog、ArcToolbox,ArcGISDesktop有三种级别的产品：,ArcView：提供全面的制图、数据使用及分析、简单的编辑与数据处理功能。ArcEditor：具有ArcView的全部功能、此外包含高级的编辑功能、可实现对Shape文件和Geodatabase地理数据库的编辑。ArcInfo：是全功能的桌面级GIS旗舰产品。它提供了比ArcEditor更多的功能，可以实现高级的地理空间数据处理。还包含了早期的，基于命令方式的GIS产品ArcInfoWorkstaion。,ArcGIS9所包含的三种服务器产品：,ArcSDE一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。ArcSDE是一个位于ArcGIS其它软件产品和关系型数据库之间的数据服务器，其广泛的应用使得在跨任何网络的多个用户群体中共享空间数据库以及在任意大小的数据级别中伸缩成为可能。ArcIMS是一个可伸缩的，通过开放的Internet协议进行GIS地图，数据和元数据发布的地图服务器。ArcIMS已经在成千上万的应用中部署了，主要是为Web上的用户提供数据分发服务和地图服务。ArcGISServer是一个应用服务器，包含了一套在企业和Web框架上建设服务器GIS应用的共享GIS软件对象库。ArcGISServer是一个新产品，用于构建集中式的企业GIS应用，基于SOAP的Webservices和Web应用。,嵌入式GISGIS组件,ArcGISEngine提供了一套应用于ArcGISDesktop应用框架之外的嵌入式ArcGIS组件。使用ArcGISEngine，开发者在C+，COM，.NET和Java环境中使用简单的接口获取任意GIS功能的组合来构建专门的GIS应用解决方案。开发者通过ArcGISEngine构建完整的客户化应用或者在现存的应用中（例如微软的Word或者Excel）嵌入GIS逻辑来部署定制的GIS应用，为多个用户分发面向GIS的解决方案。ArcGISEngine是面向开发人员的一个产品。,可在VisualBaisc等开发环境中使用ArcGISEngine,移动GIS,依靠移动计算设备上的专业应用系统，GIS越来越多的从办公室中转移到野外。目前拥有GPS功能的无线移动设备被常常使用于野外专题数据获取和野外信息获取。消防员，垃圾收集员，工程检修员，测量员，公用设施施工工人，士兵，统计调