Arcgis教程基本知识

Arcgis教程基本知识

目录

一、ArcGIS概述...............................................2

1.1ArcGIS的定义..........................................3

1.2ArcGIS的主要功能与应用领域............................4

二、ArcGIS安装与配置.........................................6

2.1安装ArcGIS的准备工作.................................7

2.2安装步骤与注意事项...................................8

2.3许可证管理与激活....................................10

三、基础操作与界面介绍......................................12

3.1启动与退出ArcGIS..........................................................................14

3.2界面布局及主要组件介绍..............................15

3.3地图的基本操作.......................................16

四、数据导入与编辑..........................................18

4.1导入数据的方式与格式支持.............................19

4.2数据编辑工具的使用...................................21

4.3属性数据的编辑与管理.................................22

五、地图制作与分析..........................................24

5.1地图符号化与样式设置.................................26

5.2地图布局与打印输出...................................27

5.3空间分析与地统计........28

六、空间数据处理............................................31

6.1数据格式转换.........................................32

6.2空间数据裁剪、合并与缓冲区分析.......................33

6.3空间数据的拓扑关系处理...............................34

七、空间数据可视化表达......................................36

7.1专题地图制作.........................................37

7.2三维可视化..........................................39

7.3动态地图服务发布与共享..............................40

八、空间数据分析与应用开发..................................42

8.1空间数据叠加分析与路径分析...........................45

8.2空间数据统计与热点分析...............................46

8.3ArcGIS二次开发与API使用............................47

一、ArcGIS概述

ArcGIS软件界面直观易懂，采用一系列工具和控件，用户可以

轻松创建和管理地图、图层和地理数据。操作界面主要包括工具栏、

属性面板、绘图工具栏等，方便用户执行各种GIS任务。

ArcGIS支持多种数据格式，包括Shapefile、Geodatabase、TIN、

Raster等。它提供了强大的数据管理工具，便于数据的导入、编辑、

更新和导出，同时支持数据的版本控制，确保数据一致性和安全性。

ArcGIS具备强大的空间分析功能，包括缓冲区分析、网络分析、

空间连接、空间插值等。用户可以通过这些工具进行复杂的地理空间

问题研究和模型建立，服务于城市规划、资源管理、环境保护、灾害

管理等多个领域。

ArcGIS提供了丰富的地图制作和定制工具，用户可以根据需要

进行各种地图的创建和定制化设计。ArcGIS还支持地图的在线发布

和共享，便于公众和服务于决策者。

除了桌面应用程序外，ArcGIS还有详尽的ArcGISAPI和开发工

具，如ArcPy、ArcGISRuntime等，支持用户在ArcGIS平台上进行

二次开发，从而构建定制化的GIS解决方案。

ArcGIS拥有一个庞大的用户生态系统，包含众多第三方扩展、

插件及开发者工具。Esri和全球社区持续提供技术支持和更新，确

保ArcGTS平台现时性与稳定性°

1.1ArcGIS的定义

简称GIS）软件，它结合了计算机硬件、计算机软件以及地理空

间数据，以实现地理信息的采集、存储、检索、分析和可视化等功能。

ArcGTS可以帮助用户更有效地管理和分析空间数据，从而解决复杂

的地理空间问题。ArcGIS包括多个模块和工具集，如ArcMap.

ArcCatalog和ArcToolbox等，这些工具和模块在城乡规划、环境

监测、资源调查、灾害管理等领域有着广泛的应用。ArcGIS的核心

以通过拖拽、配置等方式快速创建专业级别的地图，并支持多种地图

样式和图层组合。

空间数据编辑：ArcGIS支持对空间数据进行各种编辑操作，如

插入、删除、修改点、线和多边形等。

网络分析：ArcGIS提供了完善的网络分析工具，包括路径分析、

网络分析、设施分析等，用于解决地理空间中的导航、物流等问题。

城市规划与土地管理：ArcGIS在城市规划、土地资源管理等领

域有着广泛应用，音助规划师和管理者进行土地利用分析、交通影响

评估等。

环境监测与保护：通过ArcGIS的空间分析和可视化功能，环保

部门可以实时监测环境状况，制定有效的保护措施。

公共安全与应急响应：在公共安全领域，ArcGIS可用于灾害管

理、应急响应等，帮助决策者快速评估灾害影响并制定救援方案。

交通与物流：ArcGIS的路径分析和网络分析功能在交通和物流

领域非常有用，可以优化运输路线、提高配送效率。

农业与林业：在农业和林业领域，ArcGIS可用于作物种植规划、

病虫害监测、森林资源管理等，帮助提高农业生产效率和森林管理效

率。

ArcGIS凭借其强大的功能和广泛的应用领域，在各行各业中都

发挥着重要作用。

二、ArcGIS安装与配置

ArcGTS是一款广泛使用的商业地理信息系统(GTS)软件，由Esri

公司开发。它是进行地图制作、空间数据分析和地理空间决策支持的

主要工具。本章节将详细介绍ArcGIS的安装与基本配置过程。

许可证信息：确保您已经有了有效的ArcGIS许可证文件(通常

是XXX或XXX),或者计划通过网络许可证服务器进行安装。

系统需求：检查您的计算机是否符合ArcGIS的最低系统需求，

包括操作系统、处理器、内存和硬盘空间。

许可类型：明确您计划使用的ArcGIS许可类型，是桌面版、核

心版(ArcGISOnline或ArcGISEnterprise)还是自定义安装。

从Esri官方网站下载最新版本的ArcGISDesktop安装程序c如

果您是通过网络许可证服务器安装，则不需要下载安装程序，而是需

要配置许可证服务器的信息。

安装通常从开始菜单或者双击下载的安装可执行文件开始，您将

遇到欢迎界面，其中包含产品选择、语言选择和自定义安装选项。选

择您需要的组件，根据需要勾选或排除安装项目。

在安装过程中，您将被要求配置许可证。如果使用的是本地许可

证，将需要粘贴或导入XXX文件。如果是通过网络许可证服务器安装,

则需要输入许可证服务器的地址和任何必要的用户名和密码。

在安装过程中，您可以选择安装路径、代理服务器设置、注班表

和环境变量设置等。推荐进行常规安装，以确保最佳兼容性。

安装完成后，启动ArcGIS以完成配置过程。第一次启动可能会

要求您输入许可证文件或连接到许可证服务器。成功配置许可证后，

ArcGIS将可以正常运行。

安装完成后，您可能需要配置环境变量以确保操作系统可以识别

ArcGIS可执行文件。在Windows中，可以通过修改系统变量来完成

这一步骤。

在首次启动时，ArcGIS可能会要求您进行初始设置，比如设置

用户界面语言、创建或选择默认的工作空间（即用于保存和加载项目

和文件的位置）等.

ArcGIS的基本安装与配置过程已经完成。您现在可以开始探索

ArcGIS的功能，进行地图制作、数据分析和空间决策支持相关工作。

2.1安装ArcGIS的准备工作

内存:建议至少拥有8GB的RAM,更大型的地理数据则需要更多

内存。

身份验证:确保您已获得ArcGIS许可证并知道您的XXX用户名

和密码。

备份数据:在安装ArcGIS之前，请备份重要数据，以防意外情

况发生。

关闭其他程序:安装过程中可能会占用大量系统资源，请关闭不

需要的程序，确保安装过程顺利进行。

连接互联网：ArcGIS安装需要从互联网下载部分文件，请确保

您的电脑已连接稳定网络。

administrator权限:您需要以管理员权限运行安装程序，以便

更改系统设置。

阅读文档:请仔细阅读ArcGIS安装指南，了解安装步骤和注意

事项。

2.2安装步骤与注意事项

准备环境：确认您的电脑已具备相应便件要求(例如，推荐的处

理速度、内存和硬盘空间)。请确保您的系统是64位Windows(Vista,

Windows7,WindowsServer2003,WindowsServer2008,Windows

Server2012,WindowsServer2016,Windows10,Windows8,或

Windows)。

获取软件：访问ESRI官方网站下载最新版本的ArcGISDesktop,

选择符合您需求的版本(如ArcGISPro,ArcGISEnterprise,或

ArcGISOnline)o获取软件时记得检查软件许可证和系统要求。

运行安装程序：双击下载的安装包，选择“是该安装”以开始安

装过程。

安装配置：安装程序会引导您选择安装位置、添加自定义组件及

用户界面选项。根据需要进行选择。

授权图层数据：在安装过程中，您也会被提示选择将使用哪组预

制许可证模块，比如ArcGISAdministrationServer,ArcGISDesktop

AdvancedSoftware,ArcGISOnlineAdvancedUserTypeError,选

择相应的许可证和数据访问选项。

等待安装完成：安装可能需要一些时间，具体取决于您的系统性

能和选择的组件。请耐心等待安装完成。

结束安装：安装完成后，您的桌面或开始菜单中你应该会看到

ArcGIS桌面图标，干预该程序以启动软件°

进展通知：在安装过程中保持程序运行，确保获得所有必需的文

档及其组件。

关闭防护软件：某些安全软件可能会误报ArcGIS的安装过程。

请临时关闭安全防护软件以确保顺利安装。

空闲资源：在安装前确保您电脑的磁盘空间足够，并拥有足够的

处理能力以支撑安装操作。

保持连接：购买许可时可能需要网络连接进行产品注册验证，保

证您的网络连接保持激活状态。

这个段落旨在涵盖软件安装的基本步骤，并提出潜在的难题，以

做好事先规划和教育用户如何最大化安装成功的几率。

2.3许可证管理与激活

ArcGTS提供不同类型的许可证，如单机许可证、网络许可证和

浮动许可证等。用户需要根据自己的需求选择合适的许可证类型。

用户可以通过官方渠道购买ArcGIS许可证。在购买过程中，用

户需要提供必要的信息，如公司名称、联系方式和许可证类型等。

购买许可证后，用户需要将其分配给相应的用户或计算机。分配

过程中，需要注意许可证的数量和有效期。

许可证激活是ArcGTS软件使用的必要步骤。用户需要按照提示

输入许可证信息，完成激活过程。

ArcGIS提供多种激活方式，如在线激活、电话激活和手动激活

等。用户可以根据自己的情况选择合适的激活方式。

在线激活：用户可以通过访问ArcGTS官方网站，按照页面提示

完成在线激活。在线激活方便快捷，但需要保证计算机能够访问互联

网。

电话激活：用户可以通过拨打官方电话，与客服人员沟通完成激

活。电话激活适用于无法在线激活的情况。

手动激活：用户可以通过手动输入许可证信息完成激活。手动激

活适用于特殊情况下，如计算机无法联网或无法在线激活等。用户需

要根据官方提供的指南进行操作。

在购买和分配许可证时，注意许可证的数量和有效期，确保满足

使用需求。

选择合适的激活方式，确保激活过程顺利完成。遇到问题时，可

咨询官方客服寻求帮助。

完成激活后，确保软件能够正常使用，如有任何问题可联系官方

技术支持获取帮助。遵守相关规定和政策使用软件功能以确保软件的

正常运行和数据的安全性与可靠性非常重要。

三、基础操作与界面介绍

数据管理：在ArcGIS中，数据管理是核心功能之一。用户可以

通过ArcCatalog或ArcMap等方式创建、打开、编辑和更新地理数据。

这些数据可以包括点、线、面、属性表等，支持多种数据格式，如

Shapefile、GeoJSON、FileGeodatabase等。

地图制作：利用ArcGIS的地图制作工具，用户可以将各种地理

要素按照一定的比例尺和布局方式可视化展示。这包括创建地图背景、

添加图层、设置图层顺序和透明度、调整符号和颜色等。

空间分析：ArcGIS提供了丰富的空间分析工具，包括缓冲区分

析、叠加分析、网络分析、密度分析等。这些工具可以帮助用户深入

挖掘地理数据中的信息，为决策提供科学依据。

查询与统计：用户可以通过输入坐标、名称或其他条件，在地图

上快速定位并查询特定地理要素的信息。ArcGIS还提供了强大的统

计分析功能，可以对数据进行各种统计计算和分析。

导出与共享：ArcGIS支持将地图和数据导出为多种格式，如PDF、

JPEG、PNG等，方便用户在其他设备和平台上查看和使用。用户还可

以通过电子邮件、Wob共享等方式将地图和数据分享给他人。

标题栏：位于界面顶部，显示当前文档的名称、编辑状态等信息,

并提供最小化、最大化和关闭等按钮。

工具栏：位于标题栏下方，包含一系列快捷按钮，用于快速执行

常用操作，如打开、保存、打印等。

命令栏：位于工具栏下方，允许用户输入详细的命令和坐标来执

行特定操作。通过单击命令栏中的某个命令，可以在下拉列表中选择

相应的命令并执行。

图形编辑区域：位于界面中央，用于显示和编辑地图上的地埋要

素。用户可以在这个区域中直接绘制、编辑点、线、面等地理要素，

并调整其属性和符号。

状态栏：位于界面底部，显示当前地图的比例尺、坐标系、图层

列表等信息，帮助用户了解当前地图的状态和设置。

信息窗口：位于图形编辑区域旁边，用于显示选定地理要素的详

细信息，如属性值、空间关系等。用户可以通过点击地图上的某个要

素来打开信息窗口。

通过掌握这些基础操作和熟悉ArcGIS的界面布局，用户可以更

加高效地利用这款软件进行地理信息分析和应用开发。

3.1启动与退出ArcGIS

如果这是你第一次启动ArcGIS或是在新计算机上安装的，可能

需要进行一些配置步骤，包括选择组件、输入许可证信息等。

ArcGIS的主屏幕将会打开，其中包含了启动应用程序和编辑地

图所需的各种选项。

在Mac计算机上启动ArcGIS需要采取稍微不同的方法：

打开文件夹，找到ArcGIS的应用程序文件，然后双击它来启动

软件。

与Windows上一样，如果这是新安装的，你可能会被要求完成

安装过程中可能中断的步骤。

ArcGIS的启动可能会有所差异，这取决于你是使用基本的

ArcGISDesktop,还是包括了额外的扩展程序和库。

当你完成使用ArcGIS并准备关闭软件时，需要按照正确的方法

退出，以确保数据安全且软件正确关闭。

在Windows上，你可以通过以下几种方式退出ArcGIS：

点击屏幕左上角的ArcGIS应用程序图标并选择“关闭”，或者

点击Dock托盘中的关闭按钮。

你也可以选择“苹果”菜单然后点击“强制退出”（在“应用程

序”菜单下）来关闭ArcGISo

始终记得在退出之前保存你的工作，避免丢失数据。确保你的屏

幕保护程序设置得当，以便在休眠状态或长时间不活动时自动锁定。

3.2界面布局及主要组件介绍

菜单栏：位于界面最上方，包含文件、编辑、查看、分析、格式、

窗口等常用功能菜单。可以通过点击菜单项或使用快捷键快速访问相

应功能。

工具栏：位于菜单栏下方，包含功能分类的工具按钮，例如绘制

图形、选择要素、数据管理等。工具栏可以根据需要进行定制化，添

加或删除常用工具。

内容窗格：位于左上角，显示当前地图文档中的图层、地图元素、

书签等内容。可以通过拖动图层至窗格的不同区域进行管理和控制。

制图工具：位于及内容窗格下方，提供用于绘制、编辑和格式化

地图的工具选项。可以设置图层符号、边框样式、比例尺和标题等地

图属性。

地图显示区：位于窗格区域的最右侧，是显示地图的区域。可以

通过鼠标左键点击、拖动、滚动鼠标滚轮等操作进行地图交互。

状态栏：位于界面最下方，显示当前地图状态信息，例如坐标位

置、图层属性、缩放级别等。

建议初学者花一些时间熟悉ArcGIS的界面布局和组件，这样才

能更高效地完成地图绘制、分析和管理等任务。

3.3地图的基本操作

欢迎阅读“ArcGIS教程：基本知识”的温度开篇专题一一地图

的基本操作。我们打算深入探讨ArcGIS平台上的基础地图功能。

地图的基本操作通常始于加载地图图层，通过“添加图层”或“图

层表”可以加载预定义的地图图层（如影像、矢量数据、地形表面等）

以及的都是海量参考地图和地图标注。

在加载地图图层之后，用户在地图上进行导航是极为常见的需求。

你可以通过鼠标滚轮、拖动地图来缩放和移动地图视图，使特定的地

理区域进入焦点。

封装了所显示图层的视图，你可以通过图层管理的工具，比如计

算器或者图层属性表来增加视图的复杂性。ArcGIS提供各种工具来

帮助用户同时查看多个图层，创建和管理地图视图。

为了查看特定图层的属性，你可以通过双击图层中的特征或要素

来激活属性表。用户可以编辑属性数据与视图中的要素相对应。

交互控件是用于管理图层可见性和显示文本的工具，提供诸如显

示隐藏、透明度调整、图层自豪差异显示等高级功能。用户可以根据

需要方便地关闭不需要观察的图层。

探索空间数据的一个重要手段是分析图层数据，比如叠加分析、

缓冲区分析、计算几何量和测量距离等工具，可帮助用户解答特定的

空间查询和分析问题。

利用ArcGIS的导出与共享功能，你就能将精心制作的地图转化

成PDF、SHP等格式，与他人分享你的研究成果或项目输出成果。

掌握地图基本操作是GIS入门阶段的关键一步。随着你深入

ArcGTS,这些操作将为你展现地理数据的分析与管理提供强有力的支

持。我们还会继续这一系列文档，深入探讨高级地理信息系统的特性

与应用。请跟随我们继续这一旅程吧。

四、数据导入与编辑

在ArcGIS中，导入数据通常涉及将外部数据源中的信息整合到

GIS数据库中。这可以通过多种方式进行，包括：

文件导入：用户可以从本地计算机或网络位置选择并导入各种格

式的数据文件，如Shapefile、GeoJSON.CSV等。

数据库导入：对于已经建立数据库的系统，可以直接从数据库中

提取数据并导入到ArcGTS中。

在线服务导入：利用ArcGIS提供的在线服务，如Web地图服务、

Web要素服务等，可以实时地导入最新的地理数据。

导入数据时，ArcGIS会根据数据的格式和来源自动进行相应的

处理和转换，确保数据能够正确地被识别和使用。

数据编辑是GTS中不可或缺的一部分，它允许用户修改现有数据

集中的空间和属性信息。在ArcGIS中进行数据编辑时，可以执行以

下操作：

编辑点、线和多边形：用户可以直接在地图上点击并拖动来编辑

点、线和多边形的几何形状。

属性编辑：可以在属性表中直接编辑字段的值，如名称、地址、

数值等。

空间分析：利用ArcGIS的空间分析工具对数据进行复杂的查询

和分析，如缓冲区分析、叠加分析等。

ArcGIS还提供了高级的编辑功能，如批量编辑、实时编辑等，

以满足不同用户的需求。

除了导入数据外，ArcGIS还支持将编辑后的数据导出为不同的

格式，以便于共享和进一步分析。常见的导出格式包括：

Shapefile：一种常用的地理空间数据格式，支持多种空间参考

系统和数据类型。

GeoJSON：一种轻量级的地理空间数据交换格式，易于阅读和编

写。

通过合理地导入和编辑数据，ArcGIS为用户提供了一个强大的

工具集，以便更好地理解和分析地理空间信息。

4.1导入数据的方式与格式支持

文件导入：用户可以将存放在计算机上或网络上的空间数据文件

导入到ArcGIS中。这包括常见的矢量文件格式(如Shapefile、

Geodatabase>MapinfoFile等)和栅格数据格式(如GeoTIFF、PNG、

JPEG等)o

连接数据库：ArcGIS提供强大的数据库连接能力，可以连接到

各种地理数据库和常规数据库，如Oracle、SQLServerMySQL>

PostgreSQL等，并能够导入和查询其中的空间数据。

ArcGISOnline或Esri故事地图导入。用于创建新的ArcGIS

Pro项目内容。

空间服务导入：可以直接从ArcGISServer或ArcGISOnline

导入空间服务，使用户能够访问并管理云端或本地服务器上的空间数

据。

扩展与插件：ArcGIS支持第三方开发的扩展和插件，这些可以

提供新的数据格式导入能力和其他增值功能。

数据格式支持方面，ArcGIS提供了广泛的格式支持，包括但不

限于以下几种：

矢量格式：Shapefile>Geodatabase、Mapinfo、CADDWGDXF、

GMLXSD等。

栅格格式：GecTIFF.JPEG、PNG、ERDASIMAGINE、ENVKJPEG2

栅格存档(RasterDataset)等。

数据库格式:ESRIPersonalLocal(File)Geodatabase>Vector

SQLiteDatabase、SpatiaLite等。

通过ArcGIS的这些导入方式和格式支持，用户能够轻松地将各

种类型的空间数据集成到项目中，并进行高效的管理和分析°

4.2数据编辑工具的使用

ArcGIS提供了一系列强大的数据编辑工具，帮助您更方便、高

效地地修改已有数据集或创建新的数据。常见数据编辑工具包括：

添加、删除要素:可以分别添加新的要素或删除已有要素至图层

中。您可以选择手动绘制要素、通过导入文件添加要素，或结合要素

查询条件进行选择性添加删除。

属性表编辑:可以通过属性表直接修改元素的属性值。您可以查

找特定元素，并修改其属性，包括文本、数字、日期等类型。

要素移动、复制、旋转:这些工具允许您将要素在地图上自由移

动、复制到新的位置，或改变其方向。

要素修改:可以修改要素的几何形状，例如延长线段、缩短多边

形或调整点的位置等。

字段计算:允许您在属性表中创建新的字段或基于现有字段的计

算。这可以用于创建新的统计信息或衍生字段。

ArcGIS还提供许多其他的更高级的编辑工具，例如拓扑修复、

捕捉、编辑工具集等，可以满足更复杂的地理信息数据编辑需求。建

议您结合实际操作，深入了解ArcGIS提供的各种数据编辑工具及其

功能，以更好地进行地理信息数据处理和分析。

4.3属性数据的编辑与管理

在地理信息系统(GIS)中，属性数据是与矢量数据(如点、线、

面)紧密相关的非空间数据，包含着对象的描述信息。地图上的路灯

节点可能包含其灯杆编号、类型、开启时间等属性。属性的正确编辑

与管理对于GIS项目至关重要，掌握了属性数据的编辑与管理，不仅

能提高工作效率，还能确保数据的质量。

在ArcGIS中，属性数据是以属性表(AttributeTable)的形式

呈现的。属性表界面包含多个部分，例如表头(Header)、字段(Fields)、

记录(Records)和工具栏(Toolbars)o

表头包含字段名称，字段显示了每一列的属性数据，而记录展示

的是每一行的具体属性值。工具栏提供了一系列工具，帮助用户对属

性进行编辑和管理，如添加、修改、删除记录，以及排序、过滤和筛

选数据。

创建和管理字段对于属性表的构建极为重要，在属性表中，可以

添加、编辑、删除以及重新排序字段。如果我们需要为地图上的建筑

物添加一个新的“建筑面积”可以：

在属性表格的表格头部点击“NewField”(新建字段)按钮。

在弹出的对话框中设置字段属性，如字段名称、数据类型、字段

长度、可否为空等。

我们还可以通过属性工具(如计算器)对字段进行运算，例如计

算两个数值型字段的总和，进行几何计算或坐标转换。

数据录入与编辑是属性数据管理中的一个关键环节，可以在属性

表中直接手动输入数据。

对于属性数据的编辑，我们需要使用基本的编辑工具，如数组替

换、字段计算器和数据定型等。数据定型工具是用于快速调整数据格

式以满足特定需求的工具，例如将日期格式统一转换为指定的格式。

为了保持数据质量，我们需要对属性数据进行验证与清理。数据

验证可以帮助我们评估数据的准确性、完整性和一致性。ArcGIS提

供了各种数据验证工具，例如数据的唯一性检查、重复记录检测以及

空值的处理等。

数据清理是消除数据错误和冗余的必要步骤，去除已更改的无效

记录、删除历史数据（这些数据可能不再需要或与当前数据模型不符）

以及用准确值代替错误数据等。

需要注意的是属性表还提供了很多辅助功能，数据的分组管理、

数据的筛选、排序和统计等。通过分组管理，我们可以针对不同组别

进行数据汇总和分析。数据的筛选和排序可以帮助我们快速提取并辨

认重要信息，而基于属性数据的统计功能，如计算平均值、总数、标

准差不等等，则提供了基本分析所需的定量信息。

掌握属性数据的编辑与管理，可以帮助我们在GIS项目中更加有

效地处理和分析数据。通过对字段操作的熟悉，以及对数据录入、编

辑、验证和清理的精巧操作，我们能确保属性数据的准确性和高效利

用，从而提供信息价值，支持各种地理建模和决策支持任务。

五、地图制作与分析

在ArcGIS中，地图制作是一个将数据和概念转化为可视化图形

的过程。用户需要准备好数据，这包括点、线、面等地理要素，以及

相关的属性信息。利用ArcGIS的地图制作工具，如地图布局、图层

管理、符号系统等，对数据进行组织和配置。

地图制作涉及多个步骤，从数据选择到符号化，再到图层叠加和

布局设计。ArcGIS提供了丰富的工具和功能，使得地图制作过程既

直观又高效。ArcGIS还支持多种地图类型，如专题地图、交通地图、

地形地图等，以满足不同用户的需求。

地图分析是ArcGIS的核心功能之一，它允许用户通过空间查询、

缓冲区分析、叠加分析等方法，深入探索地理数据背后的空间关系和

模式。用户可以通过缓冲区分析快速确定某一地点周边的重要设施或

区域；通过叠加分析比较不同图层的空间信息，以发现潜在的空间冲

突或关联。

在地图分析过程中，用户可以利用各种分析工具和插件来增强分

析的深度和广度。这些工具包括密度分析、网络分析、地理编码等，

它们可以帮助用户更全面地理解地理空间数据。

以下是一个简单的实例，演示如何在ArcGIS中进行地图制作和

分析：

地图制作：使用地图布局工具创建一个包含标题、图例、比例尺

等元素的地图框架。根据数据特点选择合适的符号系统对要素进行可

视化表示。

地图分析：应用缓冲区分析工具，为某一地点创建一个缓冲区,

并设置相应的属性显示。使用叠加分析工具将多个图层叠加在一起，

以比较不同区域的空间特征。

结果输出：根据分析结果调整地图布局和符号系统，并导出为高

质量的地图文件。

5.1地图符号化与样式设置

ArcGIS中的地图符号化是赋予数据以视觉表现形式的过程，以

便用户能够清晰地识别和理解地图上的空间特征。符号化可以帮助视

觉组织和传达地图中的信息，使得复杂的数据和地理特征变得容易理

解。

地图符号化包括了多个方面，如符号图层、符号样式和参数等。

符号图层是对地图上具有类似特征或者表示相同数据的图形、颜色的

集合。符号样式则包括了简单符号（如点、线、面）和复合符号（如

标记图案、填充符号等）。

在ArcGIS中，样式设置可以从多个层次进行，包括分类样式、

符号样式和标记样式。

分类样式允许用户根据地图要素的属性值对其进行分段和分级，

从而创建一系列不同的符号样式。用户可以根据数据的类型（如面积、

线段长度、人口数量等）来定义分类标准，并通过配置工具调整分类

的阈值和符号样式。

符号样式定义了地图要素的具体图形表示，在ArcGIS中，用户

可以通过样式编辑器对符号样式进行调整，包括符号的大小、颜色、

透明度、描边以及填充等。通过这些参数的调整，可以创建出既美观

又有表现力的符号。

标记样式是指附着在地图要素上的标记，如箭头、星号、图标等。

这些标记用于对要素进行进一步的标识和注释，使得地图使用者能够

更快地识别和理解地图要素的内容。标记样式可以通过自定义标记图

标或使用预定义的图标样式来设置。

在ArcGIS中，用户可以通过界面提供的工具来创建和管理不同

的符号化策略。ArcGIS支持不同格式的数据符号化，包括矢量数据

和栅格数据。设计师可以根据不同场合的需求，灵活地选择合适的符

号化方案°

5.2地图布局与打印输出

在地图制作完成后，我们需要将其转换成可视化、打印或发布的

格式。ArcGIS提供强大的布局工具，帮助我们实现这一目标。

地图文档中包含一个或多个布局，每个布局代表一个地图的面版。

我们可以新建一个布局，选择其纸张尺寸、方向和比例尺等。

在完成布局设计后，我们可以通过预览功能查看输出效果。

ArcGIS支持多种打印格式,包括PDF、JPEG、PNG等，可以根据需

要选择合适的格式进行打印或发布。

总结：ArcGIS的布局工具提供了丰富的功能，帮助我们制伶有

吸引力和专业的印刷品。通过灵活地调整布局元素，我们可以轻松地

定制地图的外观和内容，满足不同的制图需求。

5.3空间分析与地统计

ArcGIS提供了一系列功能强大的分析工具，帮助用户进行空间

分析工作，以揭示地理数据间的空间关系。

空间分析涉及将地理数据和属性数据结合在一起，以阐明地理现

象的分布及相互关系。ArcGIS的空间分析模块包括例如叠加分析、

缓冲区分析、空间插值等操作，这些工具可以用来评估不同要素之间

的关系，预测环境变化，或优化决策过程。

地统计学或称地质统计学是统计分析的一个分支，专用于处理空

间相关数据的统计方法。与传统地统计学相关的主要工具包括克里格

插值法和趋势面分析，这些方法能够基于空间内样点之间的空间自相

关性，进行数据的预测。

克里格插值法基于邻域的样点值加上它们之间的空间距离，使用

加权平均方法来估计未知点的值。它不仅考虑点的属性值，还考虑了

属性值在空间上的分布情况，从而获得更为精确的预测结果。

趋势面分析则是建立在一个隐含地理对象的表面基础上，该表面

表现了空间中变量的依赖性。在ArcGIS中，趋势面分析通常用于平

滑空间数据，识别空间模式，并揭示由趋势和局部异常值所组成的空

间结构。

邻近性分析可以帮助识别空间上相邻的对象，在乡镇规划中识别

相邻的社区。这一技术常通过创建邻域图，或者应用空间止点操作实

现。

使用空间分析工具可以模拟生态位，如在生物多样性评估中，分

析不同植物种群的空间分布和相互作用。

在农业气象分析中，利用空间分析技术评估农作物产量，通过模

拟不同气候条件下的产量变化，制定更科学、合理的种植规划。

对于空气质量监测点，地统计分析方法如克里格插值可以用于预

测污染物的空间分布，分析污染源的影响范围及强度。

在使用空间分析和地统计进行项目分析时，需要考虑数据质量、

样本代表性和关联性等因素。数据的准确性与完整性直接影响分析结

果的准确性。

确保输入数据的质量，包括校验数据完整性和一致性，去除异常

值，并对数据进行必要的清理和标准化。

在采用克里格插值等方法之前，需要对采样点的分布进行评估，

以确保样本点能充分代表整个研究区域。

每一类空间分析方法都有其独特的假设条件和适用场景，因此在

实际应用中需要综合考虑方法的限度和条件。

结合ArcGIS和其他软件（如numpy,spatial统计学包）可以显

著提高应用效率。可以使用ArcGIS对生物群落分布进行空间插值，

然后再通过进一步统计分析揭示群落演替的规律。

为了完成一个空间分析项目，用户需要先创建地图数据和定义图

层属性。接着进行数据准备，包括空间数据集的加载、数据合理性和

完整性的检验等基本操作。通过空间分析工具建立地理要素间的联系,

例如运用叠加分析工具优化路径规划或土地覆盖模型的构建。通过地

统计分析工具如克里格插值法对数据进行模型拟合，并通过结果解释

说明研究结果和潜在影响。

通过本章的学习，读者应能够理解空间分析和地统计学在ArcGIS

中的基本理论、操作方法和应用范围。通过不断的实践和探索，用户

将会逐步掌握这些工具的高效使用方法，进一步衍生到更多复杂、精

细的地理分析任务中去。

六、空间数据处理

数据导入与导出：ArcGIS支持多种数据格式，如Shapefile、

GeoJSON、FileGeodatabase>ArcINFOASCIIGrid等。用户可以将

这些格式的数据导入ArcGIS中进行进一步的分析或导出为其他格式

以便于共享和发布。

空间查询：ArcGIS提供了强大的空间查询功能，允许用户基于

地理位置进行查询。可以使用Intersects、Within、Contains等空

间关系来查找两个几何对象之间的空间关系。

空间连接：空间连接操作可以将两个或多个空间数据集按照某种

空间关系（如缓冲区、叠加等）连接在一起。这对于合并不同数据集

中的信息非常有用。

空间统计分析：ArcGTS提供了丰富的空间统计分析工具，如叠

加分析、密度分析、插值分析等。这些工具可以帮助用户理解空间数

据的分布特征和模式。

空间建模：ArcGIS支持使用模型构建器来创建空间模型。这些

模型可以模拟现实世界中的地理过程，如地形侵蚀、洪水泛滥等，从

而帮助用户预测和评估地理现象的影响。

数据可视化：ArcGIS提供了多种数据可视化工具，如地图、图

表、3D视图等。这些工具可以帮助用户直观地展示空间数据和分析

结果。

坐标转换与投影：在进行空间数据处理时，经常需要进行坐标转

换和投影操作。ArcGIS提供了强大的坐标转换和投影工具，可以确

保数据在正确的坐标系统和投影下进行分析和处理。

空间数据管理：ArcGIS提供了完善的空间数据管理系统，包括

数据管理工具、元数据管理和版本控制等功能。这些功能有助于用户

有效地管理和维护大量的空间数据资源。

通过掌握这些基本的空间数据处理技巧和方法，用户可以更加高

效地利用ArcGIS进行地理空间数据的分析和应用。

6.1数据格式转换

在地理信息系统（GIS）中，数据通常以多种形式存储，包括矢

量、栅格和表格数据。每个格式都有其特定的优势和用途，为了满足

特定的需求，可能需要将数据从一个格式转换为另一个格式。

在ArcGIS中，数据格式转换可以通过多种方式完成，最常见的

方法是通过“转换工具”和“图层管理器”。以下是如何使用这些工

具的基本步骤：

选择您感兴趣的转换工具，例如“数据源描点”或者“数据源构

建线”，用于矢量数据转换。

在转换配置对话框中确定输出格式（例如，矢量格式如ESRI

Shapefile,GPX,GeoJSON等）。

在弹出的“导出数据”选择输出格式。如果您想要将一个矢量图

层导出为PDF格式，请选择“PDF”作为格式。

在ArcGIS中，数据格式转换是一个基本但是重要的操作，它能

够帮助用户更有效地管理数据，并在不同的G1S和应用程序之间转移

数据。

6.2空间数据裁剪、合并与缓冲区分析

空间数据裁剪、合并和缓冲区分析是地理信息系统（GIS）中基本

的处理操作，可以帮助您管理和分析空间数据。

数据裁剪是指从现有数据层中切取部分区域，保留感兴趣的部分,

丢弃其他部分。ArcGIS提供了许多裁剪工具，包括：

数据合并是指将多个数据层，或同一数据层中的多个要素合并成

一个新的数据层。ArcGIS提供了多种合并工具，例如：

缓冲区分析是指为给定要素创建指定距离的圆形、椭圆形或多边

形区域。ArcGIS提供了BUFFER工具，可以用于生成缓冲区。

6.3空间数据的拓扑关系处理

在ArcGIS中,拓扑（Topology）是描述和维护要素间空间关系

的重要工具。拓扑可以帮助用户识别并解决空间要素间的不合理或不

一致的拓扑美系，确保地图数据的精确性和一致性。

拓扑规则通常根据特定的空间规范与要求设计，用于检测并修复

诸多类型的拓扑冲突。

端部重叠（Overlap）：用于检测两个或多个特征之间的空间重

叠部分。

端点互位(Intersect)：用于分析相邻特征间是否有错误的交

叉现象。

端点分离(Isolated)：用于检测未被其他特征与闭合区域包围

的孤立特征。

缺失部分(Gap)：用于检测未与其他特征连接的闭合区域或线

状特征之间的间隙。

悬挂点(HangingPoint)：用于检测没有在相邻特征的端点处

与主体相接的特征点。

结构：包括特征集(FeatureSet)、拓扑集(TopologySet)

等。

构建规则：描述拓扑规则的逻辑条件，如定制端点重叠、端点分

离等规则的逻辑关系和修剪局部的条件。

生成规则：定义如何用临时要素集合(特征数据集中的额外要素

复制集)来修正拓扑错误，并指定必须保留的要素部分。

错误处埋：指导如何处理检测到的拓?卜错误，有修复、显示、忽

略等选项。

定制规则条件：根据需要自定义特征类选择条件，及时适配数据

的变化。

复制作图难度：动态调整拓扑规则的生成逻辑，达成更为精确的

错误处理目标。

在创建并保存拓扑规则之后，ArcGIS将对数据进行全面的检查。

报告通常会自动在指定工作日生成，并且可按特定条件(如拓扑错误

类型)进行筛选和搜索，易于跟踪和修复细节问题。

解开拓扑冲突的标准方式是运用ArcGIS提供的“拓扑修复”

(TopologyRepair)工具。用户只需选择相应的拓扑错误报告并识

别需处理的地理误略，然后执行修复工具即可批量处理所有的拓扑错

误。拓扑修复工具将自动识别并保留理想的修复策略，在尽量减少工

作人员干预的同时保证拓扑的可靠性。

在拓扑环境中，该工具采用交互式方式指导用户进行详尽的儿何

编辑，证明是修复拓扑错误和执行特定几何体的有效手段“

拓扑关系处理在ArcGIS分析中的重要性是不容小觑的。它们能

帮助创建精确且连贯的空间数据，并在海量地理信息多年的积累和变

迁中维持数据的完整性和精确度。通过当今先进的数据管理和监控手

段，用户能够确保空间数据的稳步管埋和持续恶化预防，从而为科研

和行业决策提供坚实的数据基础。

七、空间数据可视化表达

图表类型：ArcGIS提供了多种图表类型来展示空间数据，包括

折线图、柱状图、饼图、密度图等。这些图表类型可以帮助用户从不

同的角度理解数据。

地图制作：通过使用ArcGIS的地图制作工具，用户可以将各种

图表和图层组合在一起，创建一个完整的地图。这包括添加标题、图

例、比例尺、坐标轴等元素。

色彩的使用：色彩在空间数据可视化中起着重要作用。合适的色

彩可以增强数据的可读性和表现力，可以使用不同的颜色来表示不同

的数据类别或强度。

符号化：ArcGIS支持使用符号来表示空间数据中的点、线和面。

符号可以根据数据的属性和分布进行定制，从而提供更丰富的视觉效

果。

动态可视化：ArcGIS还支持动态可视化，这意味着用户可以通

过交互操作（如缩放、平移、旋转等）来查看和探索空间数据的不同

方面。

地图标注：地图标注是向地图添加文本信息的重要手段，它可以

提供关于地图上各种要素的详细信息，如名称、地址、统计数据等。

地理处理与可视化结合：ArcGIS的地理处理工具可以与可视化

功能相结合，以便在数据处理过程中实时查看结果。这种结合使得用

户可以在编辑、分析和探索数据的同时，直观地了解其变化和特征。

通过掌握这些空间数据可视化表达的基本概念和技术，用户将能

够更有效地利用ArcGIS软件来分析和解释地理空间数据。

7.1专题地图制作

在ArcGIS中制作专题地图是一种展示特定空间数据信息的技术。

专题地图通常包含了有关于某一特定主题的数据，例如人口密度、环

境质量或其他统计数据。在ArcGIS中，可以使用多种方法创建专题

地图，包括不同的符号化技术（如分类图层、数值图层、图案填充等），

和自定义图层样式。

分类图层是按照数据集中的数据特征对其要素进行分组，将同一

组中的要素使用相同的符号来表示。在ArcGIS中，可以通过选取合

适的分界点来创建多个类别。用户可以基于数据属性字段，比如土地

使用类型或者犯罪统计数据，创建具体的分类。

与分类图层类似，数值图层也以数据集中的数值信息为基础，但

这里数值会被用来决定符号的大小、颜色强度或是填充程度。这种方

式特别适用于表示像温度、降水量或者其他连续型数据的情况。用户

可以通过自定义颜色分级的方式来传达数据变化趋势。

在ArcGIS中，用户可以将图案填充添加到地图以增强地图的美

观性和信息传达效果。图案填充可以是规则的形状，比如方形或菱形

图案，也可以是更加复杂和不规则的图案，其可以象征特定的地理或

环境条件。可以用来表示不同自然受侵蚀程度的地表或者不同的植被

覆盖类型。

在制作专题地图时，通常需要通过定制图层的样式来自定义地图

的外观。在这一步中，用户可以对图层的符号、文字标签、边框等进

行调整。这些自定义设置可以提高地图的可读性和专业性，更好地吸

引观众的注意力。

除了对单个图层进行定制外，用户还需考虑地图的整体布局。这

包括图层叠加的顺序、图例的插入、标题和指南的布局以及图层间的

配合。一个好的布局应该清晰地传达地图的主要信息，同时也要有助

于引导观众有效阅读。

结合地图的交互性也是制作专题地图的一个重要方面，用户可以

通过ArcGISOnline或ArcGISDesktop中的故事地图、调查功能等

特性，制作可共享和评分的互动式专题地图，这能够使地图信息更加

生动和有用。

7.2三维可视化

ArcGIS提供了强大的三维可视化功能，让你能够将地理空间数

据以更直观的方式呈现，从而更深入地理解数据和环境。

三维场景是ArcGIS中展示三维内容的框架。你可以添加各种图

层，包括3D建筑、点云、地形、影像等，组建丰富的三维地图景观。

数据过滤:通过选择特定属性或范围，隐藏不必要的要素，聚焦

于感兴趣的区域。

视点控制：自由调整相机角度、高度和移动方向，以找到最佳观

察视角。

灯光和着色:谪整灯光、阴影和材质属性，增强三维模型的真实

感和视觉效果。

ArcGIS提供丰富的SDK和工具，让你能够开发自定义的3D应

用，实现更个性化的三维可视化需求。

学习和应用ArcGIS的三维可视化功能，可以帮助你更有效地探

索和分析地理空间数据。

7.3动态地图服务发布与共享

在ArcGIS中，动态地图服务提供了一种高度交互和实时更新的

地图视图和数据展示方式，为用户带来了全新的体验。本部分将介绍

如何制作和发布动态地图服务，以及如何将其共享和集成到不同的应

用平台中。

打开ArcGISDesktop,启动ArcGISOnline或ArcGISEnterprise,

然后创建一个新的或打开一个现有项目。在项目中准备和组织数据，

包括图层数据和服务数据。这些数据可能需要先进行的生命周期管理,

如图层的融合、符号化、标注等处理工作。

您需要构建地图视图，在ArcGISDesktop中，使用MapDesigner

创建一个含有自定义图层的地图视图。确定地图数据的范围、视图大

小、以及任何其他视觉效果，例如比例尺和图例。

转到“文件”菜单下的“发布”选择“服务”。填写服务的标题、

描述、标签、请求权限级别和其他参数。

在地图服务发布向导中，您可以配置服务的具体功能，如提供多

层次的缩放行为、支持多个数据源的叠加、以及自定义的行为处理逻

辑。这些配置将确保最终用户能通过网页、移动应用或其它渠道获得

丰富的交互体验。

完成所有设置后，点击“发布”按钮。发布过程中的某些点，可

能需要管理员级别权限或通过企业授权。您将获得一个地图服务LRL,

可将其嵌入到您的Web应用程序、GIS平台、ORCID或者其他任何支

持服务集成的系统之中。

为了确保数据的安全和服务的更新，使用ArcGIS提供的管理工

具监控地图服务的性能和状态。周期性地测试发布的服务，以确保用

户端能访问最新的地图数据和反映真实世界变化的地图服务。

通过创建和共享动态地图服务，用户可以更好地理解地理信息的

空间关系，协助决策制定，提供工作效率，增强环境认知。在这一过

程中，建议始终遵守地图数据使用的法律约束和隐私原则。

动态地图服务是一种强大的工具，它能够取消时间上的束缚，让

用户实时地查看和交互地图数据，极大地丰富了地图应用的形式和功

能，为企业和社会带来了巨大的价值和效率提升。

掌握“动态地图服务发布与共享”不仅能够提升个人的GIS操作

水平，还能帮助用户和企业在全球信息化浪潮中占得先机。

八、空间数据分析与应用开发

空间数据是地理信息系统（GIS）的核心组成部分，它包含了地

理实体的位置、形状、属性等信息、。与传统的平面数据不同，空间数

据具有三维特性，能够直观地展示地理现象在三维空间中的分布和变

化规律。空间数据还具有较强的空间相关性和空间依赖性，这使得它

在许多领域具有广泛的应用价值。

空间数据分析是GIS的重要功能之一，它涉及到对空间数据的处

理、分析和解释。常见的空间数据分析方法包括：

空间插值与拟合：通过插值算法，可以在已知数据点之间估算未

知点的属性值，从而填补空间数据中的空白区域。

空间统计分析：利用统计学原理对空间数据进行描述、分析和推

断，如空间自相关分析、空间回归分析等。

空间模式识别：通过算法和模型识别出空间数据中的潜在规律和

趋势，如聚类分析、异常值检测等。

空间可视化：将空间数据以图形的方式呈现出来，便于用户直观

地理解和分析空间数据。

空间数据在许多领域都有广泛的应用，以下列举了一些典型的应

用场景：

城市规划与建设：利用空间数据分析进行城市用地规划、交通网

络设计、基础设施布局等。

环境保护与治理：监测和分析环境污染物的扩散范围、生态系统

的变化等，为环境保护提供科学依据。

资源管理与开发：对矿产资源、水资源等进行合理分配和有效管

理，实现资源的可持续利用。

灾害防治与应急响应：分析自然灾害的发生规律和影响范围，制

定科学的防治措施和应急预案。

随着GIS技术的不断发展，空间数据的应用开发也日益受到关注。

空间数据的应用开发主要包括以下几个方面：

空间数据采集与处理：利用GIS软件对原始的空间数据进行采集、

整埋、转换和处埋，以便于后续的分析和应用。

空间数据存储与管理：构建高效的空间数据库系统，实现对空间

数据的存储、管理和检索。

空间数据分析与挖掘：运用各种空间分析方法和算法对空间数据

进行深入的分析和挖掘，发现隐藏在数据背后的信息和规律。

空间数据可视化与应用展示：将空间数据以图形的方式呈现出来,

为用户提供直观、易懂的可视化界面和交互功能，满足不同用户的需

求。

空间数据集成与共享：通过API接口、Web服务等方式实现不同

数据源之间的数据集成和共享，提高数据的利用效率和价值。

数据质量问题：空间数据的质量直接影响分析结果的准确性，因

此需要建立完善的数据质量管理体系和验证机制。

计算能力限制：大规模的空间数据分析需要强大的计算能力支持,

如何提高计算效率以满足实际需求是一个亟待解决的问题。

法律法规与隐私保护：在空间数据的应用过程中，需要遵守相关

的法律法规和隐私保护原则，确保数据的合法性和安全性.

随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展和融合，空间

数据分析与应用开发将迎来更加广阔的发展前景。利用深度学习等技

术对空间数据进行自动识别和预测将成为可能；同时，跨学科的合作

和创新也将推动空间数据分析与应用开发的进一步发展。

8.1空间数据叠加分析与路径分析

在地理信息系统(GIS)中，叠加分析(OverlayAnalysis)是

一种将多个空间数据集的信息集成在一起，以评估它们之间的空间关