ArcGIS软件操作与使用-01.ppt

GIS应用基础,ArcGIS软件操作与使用,课程简介：ArcGIS软件操作与使用课程是本专业本科生的专业必修课程，拟通过该门课程的学习，使同学们掌握常用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ArcGIS软件完成地理空间数据的处理和分析。,ArcGIS软件操作与使用,课程主要内容：ArcGIS应用基础地理空间数据库管理ArcGIS空间分析应用缓冲区与叠置分析应用地形分析TIN及DEM的生成及应用水文分析网络分析地统计分析三维可视分析ArcGIS空间分析建模,ArcGIS软件操作与使用,学时分配：讲授：18学时上机实践：33学时成绩考核：平时出勤+实验报告：30%上机考试：20%笔试：50%上课时间：周五上午24节上课地点：博理楼A区317室,ArcGIS软件操作与使用,参考书:GIS地理信息系统空间分析实验教程汤国安杨昕ArcGIS9地理信息系统应用与实践清华大学出版社，吴秀芹等光盘：CD1：ArcGIS地理信息系统空间分析光盘数据,相关网络资源,相关网络资源,相关网络资源,相关网络资源,http:/www.esrichina-,相关网络资源,相关网络资源,http:/bbs.esrichina-,相关网络资源,相关网络资源,GIS基本概念及系统构成：什么是GISGIS功能与应用:GIS可以做什么GIS数据库主流GIS平台软件介绍,ArcGIS应用基础,信息、地理信息信息系统地理信息系统地理信息系统的构成计算机硬件系统计算机软件系统地理空间数据系统开发、管理和使用人员,ArcGIS基本概念,信息、地理信息信息和数据信息来源于数据（Data）。数据是一种未经加工的原始资料。数字、文字、符号、图像都是数据。数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。例如，从实地或社会调查数据中可获取到各种专门信息；从测量数据中可以抽取出地面目标或物体的形状、大小和位置等信息；从遥感图像数据中可以提取出各种地物的图形大小和专题信息。,ArcGIS基本概念,信息、地理信息地理信息地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。空间位置数据描述地物所在位置。这种位置既可以根据大地参照系定义，如大地经纬度坐标，也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的相邻、包含等；属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。时间数据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的重视。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素,ArcGIS基本概念,信息、地理信息地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性：（1）空间分布性。地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次，因此地理数据库的分布或更新也应是分布式。（2）数据量大。地理信息既有空间特征，又有属性特征，另外地理信息还随着时间的变化而变化，具有时间特征，因此其数据量很大。尤其是随着全球对地观测计划不断发展，我们每天都可以获得上万亿兆的关于地球资源、环境特征的数据。这必然对数据处理与分析带来很大压力。（3）电子地图是信息的载体，也是信息的传播媒介。,ArcGIS基本概念,信息系统信息系统的基本组成信息系统是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统。信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成、另外，智能化的信息系统还包括知识。计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备；软件是支持数据信息的采集、存贮加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统；数据则是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；用户是信息系统所服务的对象。,ArcGIS基本概念,信息系统信息系统类型根据系统所执行的任务，信息系统可分为事务处理系统（Transactionprocesssystem）和决策支持系统（Decisionsupportsystem）。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。,ArcGIS基本概念,地理信息系统定义：地理信息系统（GIS，GeographicInformationSystem）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成。它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析、统计、制图的工具已逐步发展起来。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。,ArcGIS基本概念,GIS可以回答的问题,1）位置（Locations）即在某个特定的位置有什么。2）条件（Conditions）即什么地方有满足某些条件的东西。3）变化趋势（Trends）该类问题需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。4）分布规律（Patterns）该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。（如交通事故：地点？与时间有关？是不是在特定的路口？在这些路口有什么？5）模型建模（Models）假如该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。（如超市学校选址问题）,地理信息系统的构成,IDRISI,ILWIS,ARC/,INFO,GIS,软件software,人员people,POLICYAND,PROCEDURES,FOR,RESOURCE,MANAGEMENT,数据data,硬件hardware,规则、流程、模型,完整的GIS主要由五个部分构成：计算机硬件系统计算机软件系统地理空间数据系统管理操作人员过程(规则、流程、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，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。,地理信息系统的构成,计算机硬件系统,GIS硬件配置一般包括四个部分：1、计算机主机；2、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；3、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；4、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。,计算机软件系统,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WindowsXP/Vista、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。,计算机软件系统,基础软件：数据库软件用来管理空间数据，包括图形数据和属性数据。流行数据库软件主要有Oracle、SQLServer、Sybase、Informix、DB2等。目前GIS软件中采用商用数据库管理属性数据，一个有发展前景的模型是面向对象数据模型，可实现图形和属性数据的联合管理。Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（SpatialDatabaseEngine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。,计算机软件系统,GIS软件,计算机软件系统,GIS应该包括六个基本功能:获取数据存储数据数据查询数据分析数据可视化输出数据,GIS平台软件的基本功能,地理空间数据,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。GIS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,面,点,线,体,系统开发、管理和使用人员,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：地理信息系统只是一种技术手段或工具，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用户（规划人员，管理人员，领导者）的水平、技能和经验。系统可快速地采集和显示所需的资料（按地理位置分布的空间信息），执行指定的分析计算，提供结果信息，帮助用户制定决策，但系统本身并不作决策，它只是辅助和支持用户，而不是代替用户决策。,GIS应用基本内容,应用领域应用环境单机应用网络应用移动应用,应用领域,公众领域：设施管理、智能交通管理、工程建设、城市规划、通信、物流、CRM（客户关系管理）军事领域：军事战略分析,智能导航武器如美国在海湾战争、科索沃战争中采用的辅助指挥作战的GIS系学术领域：环境保护，灾害预测，宏观决策分析个人领域：个人导航、无线位置服务(WirelessLocationService)，WebGIS,地图服务,周边信息,查找白领公寓周围1000米范围内的娱乐场所来源：苏州工业园区数字地图,地图服务,专题查询,查询SARS累积确诊人数分布专题图来源：地网公司,地图服务,公交换乘,查询从大桥南路到奥体中心应该如何转车来源：我要地图,地图服务,驾车出行,查询从南京丁家桥到扬州瘦西湖北门开车怎么走来源：我要地图,地图服务,车辆导航,车载导航仪与手机导航,地图服务,位置监控,确定离故障机器最近的维修人员来源：超图公司,地图服务,地图定制,轻松制作出自己的特色在线地图来源：我要地图,业务管理,城市管理,把城市划分成许多网格进行精细管理来源：超图公司,业务管理,土地管理,对用地项目进行跟踪监测以防止违法用地发生来源：南京大学,业务管理,房地产管理,跟房地产有关的各种数据集成管理来源：ESRI公司,业务管理,道路管理,日本铁道省的铁道管理GIS来源：超图公司,业务管理,人口管理,某市各区的人口结构（年龄、增长率、文化程度等）专题图，左右两侧分别表示男女,业务管理,设施管理,对全市每个路灯进行智能化管理来源：南京师范大学,辅助决策,商圈分析,分析区域内各零售店的影响范围,辅助决策,应急救援,计算出污染物的影响范围（左）设计群众疏散路线（右）来源：超图公司,辅助决策,线路选线,根据地形等情况确定最经济的输电线路来源：南京师范大学,辅助决策,淹没模拟,模拟洪水淹没情况，计算淹没面积和损失情况来源：适普公司,辅助决策,用地监测,监测某市的建设用地变化情况,辅助决策,海啸监测,利用多时相遥感影像再现动态海啸场景，红色部分为被淹没的陆地来源：ESRI公司,辅助决策,气象监测,对飓风的路径、影响范围及影响情况进行动态监测来源：ESRI公司,科学研究,污染分析,模拟烟囱排放废气的扩散情况来源：南京师范大学,科学研究,疾病分布,分析疾病与地理环境的空间关系来源：中科院地理所,科学研究,滑坡评价,根据多因素多因子对山体滑坡可能性及其影响进行分析评价来源：中科院地理所,科学研究,地震分析,中国及邻区强震震中（大于6.0级）空间丛集特征及与构造等因素的关系图解来源：中科院地理所,科学研究,土壤评价,对区域土壤侵蚀情况进行评价并做出专题地图来源：中国环境科学研究院,科学研究,生态保护,根据生态功能为海南岛分区，如南渡河中下游河谷平原区等来源：中科院地理所,科学研究,精确打击,遭美国导弹打击的坎大哈机场,GIS应用环境,单机应用:GIS数据处理，专业GIS分析，地图设计出版网络应用：比如，GoogleEarth,GoogleMap等WebGIS;电力，电信等企业级GIS业务系统。移动应用：GPS卫星导航、个人位置服务、车辆跟踪及监控,主流GIS软件平台介绍,ESRI系列MapInfo系列SuperMapGIS系列软件,主流GIS软件一览表,国内GIS软件MAPGIS中国地质大学信息工程学院产品（,国外GIS软件ARCGIS美国环境系统研究所公司ESRIInc.产品（(,主流GIS软件一览表,TITAN3.0功能强大的GIS软件平台加拿大阿波罗科技集团产品（(,主流GIS软件一览表,WEBGIS软件,MapInfoProServerMapInfoCorp.产品(,ESRI产品系列,ESRI公司（EnvironmentalSystemsResearchInstituteInc.）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系列软件,1.桌面产品ArcView-桌面级GISArcEditor-专业级GISArcInfo-专家级GIS2.数据库产品ArcSDE-空间数据库引擎3.网络GIS产品ArcIMS-Internet地图服务器ArcGISServer：企业级的GIS服务器,4.移动GIS产品ArcPad-移动GIS5.组件式GIS产品MapObjectsforwindows-Windows版GIS开发包MapObjectsforJava-Java版GIS开发包ArcGISEngine:目前功能最为强大的GIS组件6.免费软件产品ArcReader-地图发布文件浏览器ArcExplorer-GIS图形浏览器,ArcGIS系列软件,7.扩展模块SpatialAnalyst-空间分析模块3DAnalyst-三维可视化分析模块GeoStatisticalAnalyst-统计分析模块ArcPress-制图输出模块MrSID-影像压缩模块ArcPublisher-地图发布模块,ArcGIS系列软件,SuperMapGIS系列软件,SuperMapGIS是北京超图地理信息技术有限公司依托中国科学院的科技优势，立足技术创新，研制的新一代大型地理信息系统平台。SuperMapGIS由一系列软件产品组成，满足各行业不同类型的用户需要，这些产品包括：