第1章 认识ArcGIS.doc

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1、第1章认识ArcGIS地理信息系统的应用目前已经覆盖到多个行业，由最早的资源调查、环境污染监测、城市和区域规划等慢慢扩展到金融业、保险业、运输导航、医疗救护、即时灾害救助等多个领域。地理信息系统的应用是结合传统的地理行业知识和遥感应用日渐发展壮大的。本章将介绍地理信息系统的基本知识及主流GIS应用软件ArcGIS的基本概况。1.1地理信息系统基础知识介绍有学者断言：“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地。

2、”GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。1.1.1什么是地理信息系统——GIS地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）有时又被称为“地学信息系统”或者“资源与环境信息系统”，是在计算机软硬件系统技术支持下，对地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述，并解决复杂规划、决策和管理问题的空间信息系统。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。GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有

3、三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述，这是GIS区别于其他类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。1.1.2地理信息系统基本概念在学习ArcGIS软件之前，补充基础的地理信息系统相关知识是十分必要的。其中空间数据、地理坐标系、投影坐标系、拓扑规则等，是学习GIS时最容易混淆和掌握的内容，下面重点介绍一下这几个概念。1．空间数据对空间数据（SpatialData）的处理是GIS区别于其他学科的重要标志。空间数据是用来描述有关空间实体的位置、形状和相互关系的数据，以坐标和拓扑关系的形式进行存储。而所有的GIS应用软

4、件，也都是以空间数据的处理为核心来进行开发研制的。空间数据分类如下。q矢量数据：矢量数据在地理信息系统空间数据库中，用于表达既有大小又有方向的地理要素。是用离散的坐标来描述现实世界的各种几何形状的实物。常见的数据格式有SHP文件、Geodatabase、Coverage等。q栅格数据：栅格数据是按照网格单元的行与列排列的阵列数据，在网格中存储一定的像元值来模拟现实世界。常见数据格式有Grid、Image、Tiff等影像格式。%提示：矢量数据模型和栅格数据模型是空间数据表达中重要的数据模型类型。有关空间数据的概念在后面的章节中有详细阐述。2．地理坐标系和投影坐标系简单地说，所有的空间信息的量

5、算都是基于某个坐标系统的，在坐标系统中包含了原点及计算单位等参数。坐标系统分为如下两大类。q球面坐标系统：以经纬度来量算球体（近似球体）表面距离。q笛卡尔坐标系统：量算平面面积，通常纸质地图使用笛卡尔坐标系统。我们通常所讲的地理坐标系统属于球面坐标系统，投影坐标系统属于笛卡尔坐标系统。（1）地理坐标系统地理坐标系统（GeographicCoordinateSystem）以经纬度为地图的存储单位。由于地球是一个不规则的椭球，因此，当把地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上时，就要求这个椭球体可以量化计算，具有长半轴、短半轴、偏心率等参数。（2）投影坐标系统投影坐标系统（ProjectedCo

6、ordinateSystem）使用基于X，Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，对应于某个地理坐标系，由地理坐标系（如常见的北京54、西安80、WGS84等）和投影方法（高斯-克吕格投影、兰伯特投影、墨卡托投影等）这两个参数确定。将球面坐标转换为平面坐标的过程就称为投影。3．拓扑在地里信息系统中，拓扑描述了地理要素之间的空间关系，使用拓扑规则，可以更好地表达地理信息。而在空间分析的应用中，拓扑关系的掌握对于提高空间分析能力十分重要。%说明：在第14章中将详细介绍拓扑的基本概念、常见拓扑规则及如何使用ArcGIS中的拓扑编辑和处理功能。1.2A

7、rcGIS概述ArcGIS是由Esri公司开发研制的一套完整的GIS应用平台。基于该应用平台可以完成地理信息系统的开发、地理信息的浏览、地理数据的编辑、分析和存储及地理信息的发布等基本的地理信息功能，是目前市场上流行的GIS应用平台之一，日前推出新版本是ArcGIS10。1.2.1什么是ArcGISArcGIS软件平台支持桌面应用、服务器浏览器模式应用及移动设备应用，是一套完整的、可伸缩的框架，主要由以下几部分组成。1．