ArcGIS软件操作与使用-01
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¾ 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…
¾ 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／ 警察局选址问题）
地理信息系统的构成
IDRISI ILWIS ARC/ INFO
• 学时分配：
¾ 讲授：18学时 ¾ 上机实践：33学时
• 成绩考核：
¾ 平时出勤+实验报告：30% ¾ 上机考试：20% ¾ 笔试：50%
• 上课时间：
¾ 周四上午 1—3节
• 上课地点：
¾ 博理楼A区310室
ArcGIS软件操作与使用
• 参考书:
¾ 《GIS 地理信息系统空间分析实验教程 》汤国安 杨昕 ¾ 《ArcGIS 9 地理信息系统应用与实践》清华大学出版 社，吴秀芹等
ArcGIS软件操作与使用
• 课程主要内容：
¾ ArcGIS 应用基础 ¾ 地理空间数据库管理 ¾ 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
¾ ArcGIS 空间分析建模
ArcGIS软件操作与使用
ArcGIS基本概念
地理信息系统
定义：地理信息系统（GIS，Geographic Information System）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。
空间数据的几何特性
点
面 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。
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。
主流GIS软件一览表
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 （Transaction process system）和决策支持系统（Decision support system）。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。
• • • • 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
¾ 计算机硬件系统 ¾ 计算机软件系统 ¾ 地理空间数据 ¾ 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
城市与环境科学学院地理信息系统专业必修课
ArcGIS 软件操作与使用（1）
GIS 应用基础
ArcGIS软件操作与使用
• 课程简介：
¾ 《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。
• 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(Wireless Location Service)，WebGIS
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，Google Earth, Google Map 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
GIS可以回答的问题
• 1）位置（Locations）
¾ 即在某个特定的位置有什么。
• 2）条件（Conditions）
¾ 即什么地方有满足某些条件的东西。
• 3）变化趋势（Trends）
¾ 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）
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）电子地图来是是信息的载体，也是信息的传播媒介。
• 光盘：
¾ CD1： ArcGIS 地理信息系统空间分析光盘数据
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ArcGIS应用基础
• • • •
GIS 基本概念及系统构成：什么是GIS GIS 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基本概念
人员people
GIS
软件software
规则、流 程、模型
POLICY AND PROCEDURES FOR RESOURCE MANAGEMENT
硬件hardware
数据data
地理信息系统的构成
• 完整的GIS主要由五个部分构成：
¾ 计算机硬件系统 ¾ 计算机软件系统 ¾ 地理空间数据 ¾ 系统管理操作人员 ¾ 过程(规则、流程、模型、方法)
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。
• 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。
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。
GIS应用基本内容
• 应用领域 • 应用环境
¾ 单机应用 ¾ 网络应用 ¾ 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
¾ 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
计算机软件系统
基础软件：
¾ 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、 SQL Server 、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（Spatial Database Engine）也是基于关系 数据库的空间数据管理平台。
¾…
计算机软件系统
• GIS 软件
空间数据输入 与转换 空间数据库 管理系统
空间查询 与分析
制图 与输出
图形与属性 数据编辑
GIS
GIS 平台软件的基本功能
• 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
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
¾ MapInfo Inc.产品 (http://www.mapinfo.com/)
• ArcView GIS
¾ 美国环境系统研究所公司ESRI Inc.产品 (http://www.esri.com/)
• GeoMedia
¾ Intergraph Inc.产品 (http://www.intergraph.com/)
计算机软件系统
用户界面 GIS应用软件 GIS基本功能软件
GIS软件 基础软件 GIS
标准软件
（图形、数据库等）
系统库
（编程语言、数学库等）
系统软件
操作系统
（系统调用、设备wk.baidu.com行、网络等）
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。
主流GIS软件平台介绍
• ESRI系列 • MapInfo系列 • SuperMap GIS系列软件
主流GIS软件一览表
国内GIS软件 • MAPGIS
¾ 中国地质大学信息工程学院产品 （http://www.mapgis.com.cn/）
• GeoStar
¾ 武汉测绘科技大学GIS研究中心产品 （http://www.rcgis.wtusm.edu.cn/）
• SuperMap
¾ 北京地理信息科技公司产品 （http://www.supermap.com/）
主流GIS软件一览表
国外GIS软件 • ARCGIS
¾ 美国环境系统研究所公司ESRI Inc.产品 （http://www.esri.com/）
• MapInfo Professional——世界标准的桌面地图 信息系统
• 5）模型－建模（Models）假如…
¾ 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／ 警察局选址问题）
地理信息系统的构成
IDRISI ILWIS ARC/ INFO
• 学时分配：
¾ 讲授：18学时 ¾ 上机实践：33学时
• 成绩考核：
¾ 平时出勤+实验报告：30% ¾ 上机考试：20% ¾ 笔试：50%
• 上课时间：
¾ 周四上午 1—3节
• 上课地点：
¾ 博理楼A区310室
ArcGIS软件操作与使用
• 参考书:
¾ 《GIS 地理信息系统空间分析实验教程 》汤国安 杨昕 ¾ 《ArcGIS 9 地理信息系统应用与实践》清华大学出版 社，吴秀芹等
ArcGIS软件操作与使用
• 课程主要内容：
¾ ArcGIS 应用基础 ¾ 地理空间数据库管理 ¾ 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
¾ ArcGIS 空间分析建模
ArcGIS软件操作与使用
ArcGIS基本概念
地理信息系统
定义：地理信息系统（GIS，Geographic Information System）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。
空间数据的几何特性
点
面 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。
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。
主流GIS软件一览表
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 （Transaction process system）和决策支持系统（Decision support system）。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。
• • • • 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
¾ 计算机硬件系统 ¾ 计算机软件系统 ¾ 地理空间数据 ¾ 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
城市与环境科学学院地理信息系统专业必修课
ArcGIS 软件操作与使用（1）
GIS 应用基础
ArcGIS软件操作与使用
• 课程简介：
¾ 《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。
• 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(Wireless Location Service)，WebGIS
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，Google Earth, Google Map 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
GIS可以回答的问题
• 1）位置（Locations）
¾ 即在某个特定的位置有什么。
• 2）条件（Conditions）
¾ 即什么地方有满足某些条件的东西。
• 3）变化趋势（Trends）
¾ 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）
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）电子地图来是是信息的载体，也是信息的传播媒介。
• 光盘：
¾ CD1： ArcGIS 地理信息系统空间分析光盘数据
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ArcGIS应用基础
• • • •
GIS 基本概念及系统构成：什么是GIS GIS 功能与应用:GIS可以做什么 GIS 数据库 主流GIS 平台软件介绍
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人员people
GIS
软件software
规则、流 程、模型
POLICY AND PROCEDURES FOR RESOURCE MANAGEMENT
硬件hardware
数据data
地理信息系统的构成
• 完整的GIS主要由五个部分构成：
¾ 计算机硬件系统 ¾ 计算机软件系统 ¾ 地理空间数据 ¾ 系统管理操作人员 ¾ 过程(规则、流程、模型、方法)
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。
• 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。
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。
GIS应用基本内容
• 应用领域 • 应用环境
¾ 单机应用 ¾ 网络应用 ¾ 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
¾ 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
计算机软件系统
基础软件：
¾ 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、 SQL Server 、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（Spatial Database Engine）也是基于关系 数据库的空间数据管理平台。
¾…
计算机软件系统
• GIS 软件
空间数据输入 与转换 空间数据库 管理系统
空间查询 与分析
制图 与输出
图形与属性 数据编辑
GIS
GIS 平台软件的基本功能
• 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
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
¾ MapInfo Inc.产品 (http://www.mapinfo.com/)
• ArcView GIS
¾ 美国环境系统研究所公司ESRI Inc.产品 (http://www.esri.com/)
• GeoMedia
¾ Intergraph Inc.产品 (http://www.intergraph.com/)
计算机软件系统
用户界面 GIS应用软件 GIS基本功能软件
GIS软件 基础软件 GIS
标准软件
（图形、数据库等）
系统库
（编程语言、数学库等）
系统软件
操作系统
（系统调用、设备wk.baidu.com行、网络等）
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。
主流GIS软件平台介绍
• ESRI系列 • MapInfo系列 • SuperMap GIS系列软件
主流GIS软件一览表
国内GIS软件 • MAPGIS
¾ 中国地质大学信息工程学院产品 （http://www.mapgis.com.cn/）
• GeoStar
¾ 武汉测绘科技大学GIS研究中心产品 （http://www.rcgis.wtusm.edu.cn/）
• SuperMap
¾ 北京地理信息科技公司产品 （http://www.supermap.com/）
主流GIS软件一览表
国外GIS软件 • ARCGIS
¾ 美国环境系统研究所公司ESRI Inc.产品 （http://www.esri.com/）
• MapInfo Professional——世界标准的桌面地图 信息系统