程序设计与软件应用2.arcgisdesktop快速入门

二、ArcGISDesktop快速入门ArcGIS基本情况ArcGISDesktop产品创建ArcMap项目地图操作数据查询与统计发展历史ArcGIS是美国ESRI公司开发的一套基于工业标准的GIS软件产品，提供了功能强大、完整的GIS解决方案。ArcGIS是在原先ARC/INFO软件基础上发展起来的。1981年，ESRI发布了它的第一套商业GIS软件——ARC/INFO，此后，ARC/INFO的版本不断更新，1999年12月，发布了ARC/INFO8.0，2004年发布了ArcGIS9.0，2010年发布了ArcGIS10.0，目前的最新版本是ArcGIS10.2.2（2014年推出）。1产品框架ArcGIS不是单个软件，而是完整的GIS软件产品集合，它涵盖了桌面端、服务器端、移动端等各个方面的GIS产品。2桌面端ArcGISDesktop：桌面应用GIS平台。ArcGISEngine：GIS应用软件开发工具。ArcGISRuntime：轻量级桌面GIS开发工具。服务器端ArcGISServer：用于开发GIS服务，构建企业级的GIS应用系统。Web端ArcGISAPIforJavaScript/Flex/Silverlight：用于构建富客户端WebGIS。移动端ArcPad：移动设备上运行的GIS平台，主要用于数据采集。ArcGISforSmartphonesandTablets：iOS、Android和WindowsPhone的ArcGIS移动应用程序。ArcGISforWindowsMobileandWindowsTablet：用于Windows移动设备的应用程序和软件开发包。云平台ArcGISOnline：公有云平台，为用户提供一站式的云GIS服务。PortalforArcGIS：用于创建私有云平台。ArcGIS的所有产品都是利用ArcObjects可编程组件开发。相关网站3Esri公司网站（）可以在网站上下载60天试用期的ArcGISDesktopesriChina网站（）ArcGIS资源中心网站（）提供ArcGIS软件帮助资源中心论坛在线技术支持中心（）ArcGIS在线体验中心（）在线体验GIS系统Esri开发者网络中心（）ESRI中国社区（）GIS相关网站链接ArcGIS基本情况ArcGISDesktop产品创建ArcMap项目地图操作数据查询与统计产品组成ArcGISDesktop包括ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox和ModelBuilder等应用程序，可以实现从简单到复杂的GIS任务，包括地图制图、地图分析、数据编辑、数据管理、可视化和空间处理等。ArcGISDesktop还包含python编程语言及arcpy开发包，用于二次开发。1ArcMapArcMap是ArcGISDesktop中最主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括：地图制图数据编辑数据查询统计汇总报告生成…ArcCatalogArcCatalog用于组织和管理GIS数据，类似于资源管理器。具有如下功能：产生空间数据的缩略图（存储在XML文件中）。浏览地理信息。记录、查看和管理元数据。在局域网和广域网上搜索GIS数据。定义和建立geodatabase。管理ArcGISServer。……在ArcCatalog中浏览数据显示和编辑空间数据的元数据从ArcGIS10.0开始，ArcCatalog的基本功能已作为Catalog内嵌在ArcMap中。ArcToolboxArcToolbox以工具箱的形式存放各种数据处理工具，不同类型工具存放在不同的工具箱中，工具箱中可以有多个工具组成的工具集。主要的工具箱有：数据管理数据转换空间分析地理编码空间统计ArcToolbox内嵌在ArcMap和ArcCatalog中。工具箱Buffer工具的运行界面ModelBuilderModelBuilder为设计和实现空间处理模型（包括工具、脚本和数据）提供一个图形化的建模框架，它能将一系列工具和数据串起来以创建高级的功能和流程，以实现复杂的GIS任务。ModelBuilder内嵌在ArcMap和ArcCatalog中。ModelBuilder窗口产品层次ArcGISDesktop有四个层次的产品（ArcReader、ArcView、ArcEditor和ArcInfo），可以提供用户实现从简单到复杂的GIS任务。2ArcReader是免费的地图数据（PMF格式数据）浏览、查询以及打印工具（类似于Adobe公司的Reader）。ArcView提供数据使用、制图、制作报表和地图分析等。ArcEditor除了包括ArcView中所有功能外，还包括了对Shapefile和Geodatabase的高级编辑功能。ArcInfo除了ArcView和ArcEditor功能外，增加了高级的空间处理功能。ArcGISDesktop产品层次ArcReader可以免费下载（）在ArcReader中打开PMF数据扩展模块ESRI公司和其它一些组织为后三个层次产品提供一系列的扩展模块。用户也可以利用这三个产品自带的组件库（ArcObjects）通过编程开发自定义的扩展模块。3ArcGISDesktop扩展模块空间分析扩展模块空间分析扩展模块（SpatialAnalyst）提供了基于栅格的数据分析功能，包括栅格数据的创建、栅格数据与矢量数据的转换、栅格数据的运算与分类、基于栅格数据的分析等。三维可视化与分析扩展模块三维可视化与分析扩展模块（3DAnalyst）提供了3D建模与分析功能，包括地表建模、通视性分析、填挖分析等，此外，还提供ArcScene和ArcGlobe两个提供3D显示的应用程序，其中，ArcGlobe提供连续、多分辨率浏览全球地理信息的功能，用户可以把相关数据整合到一个通用的全球框架中。ArcGlobe显示全球显示三维地形网络逻辑图扩展模块网络逻辑图扩展模块（Schematics）用于产生空间逻辑示意图，在电力、燃气、通信等领域经常会用到。数据互操作扩展模块数据互操作扩展模块（DataInteroperability）是加拿大Safe软件公司开发的，利用数据互操作扩展模块可以直接读取多种格式数据，包括GML、DWG/DXF、MicroStationDesign、MapInfoTAB等格式数据。扫描数字化扩展模块扫描数字化（ArcScan）扩展模块用于对扫描地图进行矢量化，包括栅格编辑、栅格捕捉、手动栅格跟踪和批量数字化等。地统计分析扩展模块地统计分析扩展模块（GeostatisticalAnalyst）是把地统计分析工具结合到GIS中。追踪分析扩展模块追踪分析扩展模块（TrackingAnalyst）用于动态显示随时间变化数据。地图数据发布扩展模块地图数据发布扩展模块（Publisher）用于产生PMF格式的地图数据文件，PMF格式地图数据文件可以在免费的ArcReader应用系统中使用。地图标注扩展模块地图标注扩展模块（Maplex）提供高级的标注布局和冲突检测等功能。ArcGIS基本情况ArcGISDesktop产品创建ArcMap项目地图操作数据查询与统计创建ArcMap项目就是创建一个ArcMap文档（mxd文件），类似于创建一个office文档。在创建ArcMap项目时，可以定义需要加载的数据、数据的显示形式、系统界面等。启动ArcMap应用程序启动ArcMap应用程序，将显示ArcMap应用程序的主界面，同时新建一个ArcMap的项目文件（缺省名为Untitled.mxd）。1ArcMap的主界面由菜单栏、工具条、内容表（TableOfContents，TOC）、地图显示区、状态栏几部分组成。菜单栏：菜单形式的命令集合，位置是固定的。工具条：工具条形式的命令集合，位置是可以浮动的。内容表：显示项目包括的数据及属性信息。地图显示：用于显示地图。状态栏：显示命令的提示信息、操作信息等。菜单栏工具条内容表地图显示区状态栏用户可以定制主界面的内容，包括：选择需要显示的工具条。点击Customize菜单下的Toolbars，选中的工具条将显示在ArcMap环境中。常用的工具条有Standard、Tools等。点击Customize菜单下的CustomizeMode，可以对菜单栏、工具条进行编辑。在Toolbars子菜单中选择需要显示的工具条在定制状态下改变菜单名（如英文改成中文）数据框架在新建项目的TOC中，会有一个自动创建的数据框架（Layers），一个数据框架中可以包含多个图层（Layer），多个图层在地图显示区按次序叠置显示，就形成一幅地图。2如果在一个项目，需要产生多幅地图，可以点击Insert菜单下的DataFrame新增数据框架。在一个项目中，只有一个数据框架是活动框架（地图显示区只显示活动数据框架的地图）。选中某个数据框架，在快捷菜单中点击Activate可以使选中的框架成为活动框架。数据框架有坐标系统、数据单位、参照比例尺等属性。选中某个数据框架，在快捷菜单中点击Properties，可以定义该数据框架的属性。DataFrame属性设置对话框加载数据在ArcMap环境下，可以加载多种类型数据并显示。包括矢量数据（地图）、栅格数据（遥感图像、DEM）、表格数据等。不同类型数据可以叠置显示。3矢量数据ArcMap支持Coverage、shapefile、Geodatabase等ESRI公司自身的矢量数据格式。从ArcGIS9.1开始，增加了DataInteroperability扩展模块，可以直接读取多种格式数据。Shapefile是最常用的一种矢量数据格式，包括*.shp（记录空间坐标信息）、*.dbf（记录属性信息）和*.shx（记录坐标和属性关联信息）三个基本文件和其它辅助文件（如*.prj）。栅格数据ArcGIS支持大多数栅格数据格式，如ERDAS公司的img数据，压缩数据MrSid格式，BMP、JPG、TIF等通用图像，数字高程模型（GRID、TIN）。表格数据ArcGIS能加载并打开dbf、txt、Excel（ArcGIS9.2起）等表格数据。在ArcGIS帮助中列出的ArcGIS支持的数据格式点击加载数据按钮，将弹出选择数据对话框，加载的数据可以是空间数据（矢量或栅格），也可以是表格数据。如选择空间数据，该图层将在地图显示区的最上层显示。

显示矢量地图（ArcGIS\ArcTutor\3DAnalyst\Exercise7）

显示遥感图像（ArcGIS\ArcTutor\3DAnalyst\Exercise7）如选择表格数据，表格将增加到图例中，利用鼠标选中该表格，点击右键在弹出的命令菜单中选择Open，将弹出一个窗口显示表格数据。加载并打开表格数据加载的数据可以是本地数据，也可以通过网络加载异地GIS服务器中作为服务发布的数据。连接GIS服务器选择数据服务显示数据国家测绘地理信息局天地图网站提供的地图服务连接服务器（）后可以看到服务内容可以从ArcGISonline中添加数据。从ArcGISOnline中加载的数据其它提供GIS服务的网站地址：

……矢量数据和栅格数据加载后，在数据框架中自动产生一个图层（Layer），图层不是实际数据，而是实际数据的引用。可以通过图层属性对话框来定义数据的显示属性，如显示符号、标注、显示比例尺等。图层属性对话框图层可以保存为Layer文件（*.lyr）。在加载数据时，如选择Layer文件，则会加载Layer文件引用的数据，并按Layer文件定义的显示属性进行数据显示。需要注意的是lyr文件只是记录加载数据的一个引用（数据路径及名称）以及属性，并没有保存实际数据。因此，如果删除或移动数据，或更改数据所在文件夹的名称，在加载lyr文件时就会出现报错信息，需要重新定义数据源。在找不到实际数据情况下，会出现报错信息通过图层快捷菜单中的CreateLayerPackage命令可以把图层和对应的数据打包成一个压缩文件（.lpk）。利用工具箱中的PackageLayer工具可以把多个图层打包到一个压缩文件中。图层打包时，每个图层的Description信息必须定义。lpk文件可以上传到ArcGISonline进行共享。加载lpk文件，实际上是先把lpk文件解压到缺省的文件夹中，然后再加载。本机的lpk文件可以从资源管理器中直接拖到ArcMap窗口中。改变地图显示符号加载的地图数据其显示符号是随机的单一符号，用户可以根据需要进行改变。在TOC中点击选中图层的显示符号将显示符号属性对话框，不同类型要素（点、线、多边形）有不同的符号特性。4点要素符号设置对话框对点要素来说，有点样式、颜色、大小及旋转角度等特性。线要素符号设置对话框对线要素来说，有线样式、颜色及线宽等特性。面要素符号设置对话框对多边形来说，有多边形填充样式、填充颜色、边线宽度、边线颜色等属性。选择相应特性，并点击OK按钮，将改变地图的显示符号。改变地图显示符号项目保存用户定制的界面及加载的数据信息可以保存为一个项目文件（*.mxd），当再次打开项目文件时，将显示之前所做的工作。和lyr文件一样，mxd文件也只是记录加载数据的引用以及属性，并没有保存实际数据。因此，如果删除或移动数据，或更改数据所在文件夹的名称，在打开mxd文件时就会出现报错信息，需要重新定义数据源。5在找不到实际数据情况下，会出现报错信息利用工具箱中的PackageMap工具可以把mxd文档和引用的数据打包成一个压缩文件（.mpk）。同样，该文件可以上传到ArcGISonline进行共享。地图文档打包时，地图文档属性对话框中的Description信息必须定义。打开mpk文件实际上是先把mpk文件解压到缺省的文件夹中，然后再打开mxd文件。本机的mpk文件可以从资源管理器中直接拖到ArcMap窗口中。ArcGIS基本情况ArcGISDesktop产品创建ArcMap项目地图操作数据查询与统计地图缩放、漫游和全图显示利用地图放大工具在地图上画框，将按框的大小和位置对地图进行放大显示；利用地图缩小工具在地图上画框，将按框的大小和位置对地图进行缩小显示；利用漫游工具，可以移动地图的显示位置；点击全图显示按钮，将以视图中所有图层的范围显示地图。1在图例中选中某一图层，然后点击鼠标右键，在弹出的命令菜单中选择ZoomToLayer命令，将以该图层的范围显示地图。点击放大和缩小按钮，每次点击将按一定比例对地图进行放大缩小。以视图中所有图层的范围显示地图以选中图层的范围显示地图改变图层显示顺序通过移动图例中图层的上下位置，将改变图层的显示顺序。如上层为不透明显示的多边形图层（或栅格数据），将会遮盖下面的图层。通常情况下，点、线图层在上，多边形、栅格数据在下。2删除图层在图例中选中图层，然后点击鼠标右键，在弹出的命令菜单中选择Remove命令，将在地图显示区移去选中图层。3产生组图层同个框架中的多个图层可以组合成组图层，如河流、湖泊、水库等图层可以组合成一个水系组图层。选中多个图层，点击鼠标右键，在快捷菜单中点击Group，选中的图层将产生一个组图层。4产生组图层显示空间坐标当鼠标在图层上移动时，将在状态栏中显示鼠标所在位置的空间坐标。5如果显示数据有地图单位信息，可以在“DataFrameProperties”表中改变坐标的显示单位。打开地图属性表利用鼠标选中某一地图图层，点击鼠标右键，在弹出的命令菜单中选择OpenAttributeTable命令，将弹出对话框显示该地图的属性表。6显示要素属性利用属性显示工具在地图点击某一要素，将弹出属性信息显示框显示选中要素的所有信息。7如要素的字段值包含二进制文件（如图片），还可进一步显示二进制文件。可以通过要素存储的url信息，显示相应的网站或html文件。首先新建一个字段用于存放url地址，然后在图层的属性表中定义HTMLPopup作为一个url，并指定存放url地址的字段，最后，利用HTMLPopup工具点击要素，就能显示该要素关联的网站或html文件。地图量算利用距离量测工具在地图上进行量测（长度或面积），量测结果将显示在Measure信息框中。8可以改变量测结果的单位。ArcGIS基本情况ArcGISDesktop产品创建ArcMap项目地图操作数据查询与统计ArcGISDesktop提供了三种数据查询方式：条件查询、空间（拓扑）查询和图形（范围）查询。执行查询操作后，符合要求的要素将被选中，可以对选中要素进行统计分析。条件查询点击Selection菜单下的SelectByAttributes，将显示条件查询对话框。对话框包括查询图层、方法、字段列表、逻辑符号、条件表达式等内容。1首先要确定查询对象所在的图层。查询方法有四种：产生新的集合。增加到已有集合。从已有集合中删除。从已有集合中选择。当选择图层后，选中图层的所有字段将显示在字段列表框中。选择一个字段，点击GetUniqueValues，该字段的所有值将显示在字段值列表中。选中的字段、逻辑符和选中的字段值将显示在表达式文本框，也可以通过键盘输入表达式。表达式可以是多个条件组合的表达式。点击OK，符合条件的要素将被选中，并以高亮符号显示。表达式可以被保存和加载。查询示例：“STATE_NAME”LIKE‘Arizona’，查询STATE_NAME为Arizona的州。“STATE_NAME”LIKE‘A%’，查询STATE_NAME为A开头的州。“POP1990”>10000000AND“POP90_SQMI”>100，查询人口大于10000000并且人口密度大于100的州。“STATE_NAME”LIKE‘Arizona’“STATE_NAME”LIKE‘A%’“POP1990”>10000000AND“POP90_SQMI”>100空间（拓扑）查询查询与参考要素符合一定空间（拓扑）关系的要素。查询要素和参考要素可以是在不同图层，也可以是在同一图层。参考要素可以是一个图层中所有要素，也可以是选中要素。2点击Selection菜单下的SelectByLocation，将显示位置查询对话框。对话框包括查询图层（目标图层）、空间关系、参考图层等内容。空间关系包括：相交（intersect）。包括点在线上和多边形内、线和线相交、线和多边形相交、多边形和多边形相交。参考图层和目标图层可以是点、线和多边形。典型例子如一条铁路经过哪些行政区域。参考图层为多边形的情况在某个距离内（arewithinadistanceof）。参考图层和目标图层可以是点、线和多边形。在操作时，需要定义一个缓冲距离。如查询距离高速公路1公里范围内的居民地。参考图层为点的情况完全包含（completelycontain）。查询要素完全包含至少一个选中要素。参考图层可以是点、线和多边形，目标图层只能