ArcGIS應(yīng)用與實(shí)踐指導(dǎo)教程2

ArcGIS9地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐(ArcGIS9地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐(上冊)第2第2章ArcGIS系統(tǒng)簡介··PAGE22···PAGE67·本章學(xué)習(xí)內(nèi)容本章學(xué)習(xí)內(nèi)容第2章ArcGIS系統(tǒng)簡介ArcGIS9.x版本軟件是ESRI最新推出的為企業(yè)構(gòu)建完整地理信息系統(tǒng)的綜合GIS軟件平臺(tái)。ArcGIS9是ArcGIS系統(tǒng)中的一個(gè)重要的版本。ArcGIS9將主要在地理處理，三維可視化和開發(fā)工具等方面來擴(kuò)展現(xiàn)有的平臺(tái)。ArcGIS家族是建立在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上的完整的GIS軟件產(chǎn)品體系，不僅易學(xué)易用，而且功能強(qiáng)大。ArcGIS體系的建立，是ESRI軟件發(fā)展史上重要的里程碑。它除了具有地圖生產(chǎn)、高級特征建構(gòu)工具、動(dòng)態(tài)投影、將矢量和柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)中等基本特征外，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還使ArcGIS擁有了許多絕無僅有的特性。ArcGIS家族的體系結(jié)構(gòu)可以讓用戶根據(jù)自己的系統(tǒng)需求量身定制。ArcView、ArcEditor和ArcInfo(眾所周知的ArcGISDesktop產(chǎn)品)擁有相同的核心應(yīng)用程序和用戶界面，因此，無論是單用戶還是全球性企業(yè)，ArcGIS允許根據(jù)每一個(gè)用戶的需求進(jìn)行伸縮定制。本章中將著重介紹ArcGIS的結(jié)構(gòu)體系、數(shù)據(jù)模型等內(nèi)容，及ArcGIS9的安裝與卸載過程。? ArcGIS的結(jié)構(gòu)體系；? ArcGIS的數(shù)據(jù)模型；? ? ArcGIS的結(jié)構(gòu)體系；? ArcGIS的數(shù)據(jù)模型；? ArcGIS9.x的特點(diǎn)；? ArcGIS9的新增功能；? ArcGIS9.x的安裝與卸載。ArcGIS是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(EnvironmentalSystemResearchInstitute，ESRI)開發(fā)的新一代軟件，是世界上應(yīng)用廣泛的GIS軟件之一，是一個(gè)全面的、完善的、可伸縮的GIS軟件平臺(tái)，無論是單用戶，還是多用戶，無論是在桌面端、服務(wù)器端、互聯(lián)網(wǎng)還是野外操作，都可以通過ArcGIS構(gòu)建地理信息系統(tǒng)。從1978年第一個(gè)Arc/Info產(chǎn)品誕生以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及GIS技術(shù)的不斷成熟，ESRI的GIS產(chǎn)品不斷更新擴(kuò)展，形成適應(yīng)各種用戶和機(jī)型使用的系列產(chǎn)品。1999年推出的ArcInfo8和2000年推出的ArcGIS8整合了GIS與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計(jì)算機(jī)主流技術(shù)，大大拓展了在GIS方面的功能。2005年，在繼承已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，ESRI推出ArcGIS9，其功能性和適應(yīng)性大大提高。2.1.1ArcGIS的結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)rcGIS9是一個(gè)統(tǒng)一的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)體系如圖2.1所示，其應(yīng)用程序由4個(gè)重要部分組成：桌面GIS軟件、服務(wù)器GIS軟件、嵌入式GIS軟件和移動(dòng)GIS軟件。ArcGIS是基于一套由共享GIS組件組成的通用組件庫實(shí)現(xiàn)的，這些組件被稱為ArcObjects。ArcObjects包含了大量的可編程組件，從細(xì)粒度的對象到粗粒度的對象，涉及面很廣，這些對象為開發(fā)者集成了全面的GIS功能。每一個(gè)使用ArcObjects建成的ArcGIS產(chǎn)品都有為開發(fā)者提供應(yīng)用開發(fā)的容器，包括桌面GIS(ArcGISDesktop)、嵌入式GIS(ArcGISEngine)以及服務(wù)器GIS(ArcGISServer)。圖2.1ArcGIS結(jié)構(gòu)體系1.桌面GIS軟件桌面軟件ArcGISDesktop是一個(gè)集成了眾多高級GIS應(yīng)用的軟件套件，包含了一套帶有用戶界面組件的Windows桌面應(yīng)用，如ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox。ArcGISDesktop有3種功能級別：ArcView、ArcEditor和ArcInfo。三級軟件共用通用的結(jié)構(gòu)、通用的編碼基數(shù)、通用的擴(kuò)展模塊和統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境。從ArcView9到ArcEditor9再到ArcInfo9，功能由簡單到強(qiáng)大。三級桌面GIS軟件都由一組相同的應(yīng)用環(huán)境構(gòu)成——ArcMap、ArcCatalog、ArcScene、ArcGlobe，通過這3種應(yīng)用環(huán)境的協(xié)調(diào)工作，可以完成任何從簡單到復(fù)雜的GIS分析與處理操作，包括數(shù)據(jù)編輯、地理編碼、數(shù)據(jù)管理、投影變換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、元數(shù)據(jù)管理、地理分析、空間處理和制圖輸出等，也都可以使用各自軟件包中包含的ArcGISDesktop開發(fā)包進(jìn)行客戶化和擴(kuò)展。除了ArcView9、ArcEditor9和ArcInfo9三級桌面GIS軟件之外，桌面軟件Desktop還有若干可選的擴(kuò)展模塊(ExtensionProducts)，諸如SpatialAnalyst、3DAnalyst、GeostatisticalAnalyst、ArcPress、Publisher、StreetMapUSA、StreetMapEurope、MrSIDEncoder等。1) ArcGISDesktop桌面軟件ArcGIS桌面產(chǎn)品(ArcGISDesktop)是一系列整合的應(yīng)用程序的總稱，包括ArcCatalog、ArcMap、ArcGlobe、ArcToolbox和ModelBuilder。通過協(xié)調(diào)一致地調(diào)用應(yīng)用和界面，用戶可以實(shí)現(xiàn)任何從簡單到復(fù)雜的GIS任務(wù)，包括制圖、地理分析、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)管理、可視化和空間處理。ArcView9、ArcEditor9和ArcInfo9是桌面軟件ArcGISDesktop的三級產(chǎn)品，在功能上是逐級增加的。ArcView提供了完整的制圖工具和分析工具，以及簡單的編輯和地圖處理工具。A在前兩者的基礎(chǔ)上，又增加了高級的地理處理與分析功能，并包括ArcInfoWorkstation，其中的主要模塊有Arc、ArcPlot和ArcEdit等。ArcGIS9Desktop將ArcToolbox和ArcInfoWorkstation嵌入應(yīng)用程序ArcMap、ArcCatalog、ArcScene和ArcGlobe中，通過單擊應(yīng)用程序中的相應(yīng)按鈕，將其整合到一起，應(yīng)用方式更加靈活，便于用戶使用。(1) ArcView9。ArcView9是ArcGIS9Desktop的低端產(chǎn)品，沿襲了ArcViewGIS3.x的基本功能，還提供了與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析工具的連接，如電子數(shù)據(jù)表和商業(yè)圖表，與地圖構(gòu)成了一個(gè)完整的分析系統(tǒng)。此外，ArcView9還可以通過ArcCatalog瀏覽和管理數(shù)據(jù)，完成動(dòng)態(tài)的投影轉(zhuǎn)換，內(nèi)嵌的VBA開發(fā)工具，支持靜態(tài)注記，直接訪問Internet數(shù)據(jù)等。ArcView9的數(shù)據(jù)編輯功能是比較有限的，只允許創(chuàng)建和編輯Shapefile及個(gè)人空間數(shù)據(jù)庫中的簡單要素，更多的功能需要由ArcEditor9或ArcInfo9來完成。(2) ArcEditor9。ArcEditor9是ArcGIS9Desktop的中級產(chǎn)品，是一個(gè)基于Windows桌面的所有功能外，還能編輯ArcInfoShapefile數(shù)據(jù)以及Personal和SDEGeodatabase，具有創(chuàng)建和管理關(guān)系、子類、幾何網(wǎng)絡(luò)及尺寸要素等功能，支持多用戶編輯、數(shù)據(jù)版本管理、定制數(shù)據(jù)類型、與要素連接的注記和量測數(shù)據(jù)類。ArcEditor9還可以通過內(nèi)嵌的VBA或其他流行的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)環(huán)境(VisualBasic、VisualC++、Delphi等)實(shí)現(xiàn)客戶化定制或二次開發(fā)。(3) ArcInfo9。ArcInfo9是ArcGIS9Desktop的高端產(chǎn)品，除了包括ArcView9和ArcEditor9的所有功能外，還增加了空間處理能力，是一個(gè)完整的GIS數(shù)據(jù)建立、更新、編輯、查詢、管理、分析和制圖等的集成系統(tǒng)。ArcInfo9又由兩部分組成：ArcInfoWorkstation和ArcInfoDesktop，其中Workstation可以在UNIX和Windows上運(yùn)行，Desktop只能在Windows上運(yùn)行。Windows版和UNIX版的Workstation功能是完全一致的，Workstation和Desktop可以安裝在同一個(gè)Windows版的工作站、服務(wù)器或計(jì)算機(jī)上使用。ArcInfoWorkstation包含的核心模塊與ArcInfo8.x相同，有Arc、ArcPlot和ArcEdit模塊。Workstation除采用傳統(tǒng)的GIS點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)模型外，在此基礎(chǔ)上又定義了一系列先進(jìn)的空間數(shù)據(jù)模型，如區(qū)域(Region)、事件(Event)和路徑(Route)等。Workstation除了提供AML開發(fā)語言外，還提供開放的開發(fā)環(huán)境(ODE)，可應(yīng)用C、VisualC++、VisualBasic等開發(fā)工具來開發(fā)擴(kuò)展模塊和自定義的工具。ArcInfoDesktop通過ArcMap、ArcCatalog、ArcGlobe、ArcToolbox和ModelBuilder等應(yīng)用程序的協(xié)調(diào)使用，提供用戶與GIS地圖、數(shù)據(jù)和工具進(jìn)行交互的基本方法和界面。當(dāng)然，用戶可同時(shí)打開兩個(gè)或任意個(gè)應(yīng)用程序與系統(tǒng)進(jìn)行交互。2) Desktop應(yīng)用環(huán)境在ArcGIS桌面產(chǎn)品(ArcGISDesktop)中，ArcMap提供數(shù)據(jù)的顯示、查詢和分析，ArcCatalog提供空間和非空間的數(shù)據(jù)管理、生成和組織與基本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，ArcGlobe提供三維數(shù)據(jù)的顯示、查詢等高級空間分析功能。雖然對應(yīng)于三級軟件的應(yīng)用環(huán)境，Desktop在功能上有所區(qū)別，但在環(huán)境組成、界面風(fēng)格、應(yīng)用操作和定制方法等方面是基本一致的。4種應(yīng)用環(huán)境相互協(xié)調(diào)，共同為用戶提供進(jìn)行地理空間數(shù)據(jù)的生成、編輯、管理、處理、轉(zhuǎn)換、分析、制圖和表達(dá)等功能。(1) ArcMap。ArcMap是ArcGISDesktop中一個(gè)主要的應(yīng)用程序，具有基于地圖的所有功能，是一個(gè)用于編輯、顯示、查詢和分析地圖數(shù)據(jù)的以地圖為核心的模塊，包含一個(gè)復(fù)雜的專業(yè)制圖和編輯系統(tǒng)，既是一個(gè)面向?qū)ο蟮木庉嬈?，又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)表生成器。ArcMap不僅可以看成是能夠完成制圖和編輯任務(wù)的ArcEdit和ArcPlot的合并，而且是類似CAD結(jié)構(gòu)的智能化地圖生成工具，是一個(gè)使用簡單、功能強(qiáng)大的集成應(yīng)用環(huán)境。從如圖2.2～圖2.5所示可以看出，ArcMap在地圖出版、數(shù)據(jù)組織與編輯及建模分析等方面的功能是十分強(qiáng)大的。ArcMap提供兩種類型的地圖視圖：地理數(shù)據(jù)視圖(DataView)和地圖布局視圖(LayoutView)兩種瀏覽數(shù)據(jù)的方法。在數(shù)據(jù)視圖中，用戶無須關(guān)心指北針等地圖要素就可以與地圖進(jìn)行交互，對地理圖層進(jìn)行符號(hào)化顯示、分析和編輯GIS數(shù)據(jù)集，是任何一個(gè)數(shù)據(jù)集在選定的一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地理顯示窗口。地圖布局視圖是一個(gè)包含制圖要素的虛擬頁，包含地理數(shù)據(jù)視圖和其他地圖元素，如比例尺、圖例、指北針和參照地圖等，它顯示數(shù)據(jù)窗口中的所有數(shù)據(jù)。幾乎所有能在數(shù)據(jù)視圖中對數(shù)據(jù)進(jìn)行的操作都可以在地圖布局視圖中完成。通常，ArcMap可以將地圖組成頁面，以便打印和印刷。地理數(shù)據(jù)視圖和地圖布局視圖都能使用目錄表(TOC)來管理數(shù)據(jù)。圖2.2設(shè)計(jì)和生成用于印刷的地圖

圖2.3組織和編輯數(shù)據(jù)圖2.4生成用于發(fā)布的地圖(可以在ArcReader里使用)圖2.5ArcMap中進(jìn)行建模和分析

TOC為地圖中的數(shù)據(jù)集提供了一個(gè)類似圖例的顯示，幫助用戶組織和控制數(shù)據(jù)圖層的顯示屬性。數(shù)據(jù)集的顯示效果可通過TOC來改變，TOC也是地圖版面(Layout)的操作界面。向地理數(shù)據(jù)視圖中添加數(shù)據(jù)就為該數(shù)據(jù)創(chuàng)建了一個(gè)圖層，圖層不是數(shù)據(jù)的復(fù)制，而是數(shù)據(jù)的參考(指針)。每一個(gè)數(shù)據(jù)集都成為TOC中的一個(gè)圖層，它包含一組用來定義其名字、投影、數(shù)據(jù)源(對于SDE中或Internet上的數(shù)據(jù)還要記錄SDE數(shù)據(jù)庫的名稱、用戶名、密碼、數(shù)據(jù)版本等內(nèi)容)、如何被繪制以及如何被標(biāo)注等屬性。在任何一個(gè)圖層上右擊，并從彈出的快捷菜單中選擇Properties命令將會(huì)激活一個(gè)帶有若干選項(xiàng)的屬性菜單，用戶可利用這些菜單通過選擇各種專題圖類型、分類方法、色彩分級和符號(hào)來改變圖層繪制的方式。(2) ArcCatalog。ArcCatalog是以數(shù)據(jù)為核心，用于定位、瀏覽和管理空間數(shù)據(jù)的模塊，是用戶規(guī)劃數(shù)據(jù)庫表，用于定制和利用元數(shù)據(jù)的環(huán)境，利用ArcCatalog可以組織、發(fā)現(xiàn)和使用GIS數(shù)據(jù)，使用標(biāo)準(zhǔn)化的元數(shù)據(jù)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行說明，創(chuàng)建和管理用戶所有的GIS信息，比如地圖、數(shù)據(jù)集、模型、元數(shù)據(jù)、服務(wù)等。如圖2.6～圖2.11所示簡要介紹了ArcCatalog的部分功能。圖2.6ArcCatalog中的數(shù)據(jù)管理圖2.7預(yù)覽三維場景

圖2.8ArcCatalog中的空間處理圖2.9ArcCatalog中的元數(shù)據(jù)管理圖2.10預(yù)覽ArcGISServer的地圖服務(wù)

圖2.11ArcSDE數(shù)據(jù)服務(wù)器中數(shù)據(jù)的輸出、編輯與管理總的來講，ArcCatalog包括了下面的工具：瀏覽和查找地理信息。記錄、查看和管理元數(shù)據(jù)。定義、輸入和輸出Geodatabase結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上搜索和查找GIS數(shù)據(jù)。管理ArcGISServer。GIS數(shù)據(jù)庫管理員還可以使用ArcCatalog來定義和建立Geodatabase，GIS服務(wù)器管理員則通過ArcCatalog來管理GIS服務(wù)器框架。在ArcCatalog中可以直接瀏覽數(shù)據(jù)，ArcCatalog有兩個(gè)主要的可視化組件，分別為顯示內(nèi)容列表的目錄樹和提供3種數(shù)據(jù)瀏覽方式的選項(xiàng)卡窗口。目錄樹中包含以特殊圖標(biāo)顯示的GIS數(shù)據(jù)集。ArcCatalog能夠識(shí)別不同的GIS數(shù)據(jù)集，如Coverages、Shapefiles、RastersFiles和SDE數(shù)據(jù)集，每一種數(shù)據(jù)集都有一個(gè)唯一的圖標(biāo)表示。這意味著可以利用較少的時(shí)間查找和組織數(shù)據(jù)，利用較多的時(shí)間來創(chuàng)建地圖，進(jìn)行分析。選項(xiàng)卡窗口顯示目錄樹中選擇的內(nèi)容項(xiàng)，選項(xiàng)卡窗口頂部的標(biāo)簽讓用戶按照內(nèi)容模式、元數(shù)據(jù)模式和預(yù)覽模式共三種方式瀏覽內(nèi)容項(xiàng)。內(nèi)容選項(xiàng)卡可以列表顯示選擇的工作空間或SDE數(shù)據(jù)庫中的要素?cái)?shù)據(jù)集、要素類(FeatureClass)、Shapefile或Info表中的屬性項(xiàng)。元數(shù)據(jù)選項(xiàng)卡讓用戶利用擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)創(chuàng)建和顯示被選數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)。預(yù)覽選項(xiàng)卡可以較為詳細(xì)地顯示被選擇的數(shù)據(jù)集內(nèi)容，并提供縮放和漫游工具。(3) ArcToolbox和ModelBuilder。用戶可以通過ArcToolbox和ModelBuilder來進(jìn)行空間處理，空間處理是通過對已有數(shù)據(jù)的分析得到新信息的過程，是GIS的一個(gè)關(guān)鍵的功能。許多GIS行為中都使用空間處理來進(jìn)行批處理。用戶可以使用空間處理功能產(chǎn)生高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的質(zhì)量實(shí)行QA/QC的檢查，以及進(jìn)行建模和分析。ArcGISDesktop提供了一個(gè)空間處理框架，框架中的工具可以通過多種方式運(yùn)行，如ArcToolbox中的對話框，ModelBuilder中的模型、命令行以及腳本。這個(gè)框架方便了對空間處理模型的創(chuàng)建、使用、說明和共享?？臻g處理框架主要包括兩個(gè)部分：ArcToolbox和ModelBuilder。① ArcToolbox。ArcToolbox是一個(gè)空間處理工具的集合，具有許多復(fù)雜的空間處理功能，包括的工具有：數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；Coverage的處理；矢量分析；地理編碼；統(tǒng)計(jì)分析。ArcToolbox內(nèi)嵌在ArcCatalog和ArcMap等應(yīng)用程序中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用。當(dāng)然，每一個(gè)產(chǎn)品層次包含的空間處理工具是不同的。ArcView具有核心的簡單數(shù)據(jù)的加載、轉(zhuǎn)換，以及基礎(chǔ)的分析工具。ArcEditor增加了少量的Geodatabase的創(chuàng)建和加載的工具，ArcInfo提供了進(jìn)行矢量分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加載和對Coverages的最完整的空間處理工具集合。ArcView中的ArcToolbox包含的工具超過80種，ArcEditor包含的工具超過90種，ArcInfo則提供了大約250種工具。ArcView和ArcEditor中都具有空間處理功能，但因?yàn)锳rcInfo包含了實(shí)現(xiàn)重要GIS分析的廣泛的空間處理工具，所以它是最強(qiáng)大的空間處理工具級別。需要建立GIS數(shù)據(jù)和完成分析的使用者將至少需要一個(gè)ArcInfo級別的許可。其他的空間處理工具集合來自于ArcGIS擴(kuò)展模塊，比如ArcGISSpatialAnalyst，它具有約200個(gè)柵格建模工具；還有3DAnalyst，它包含44種TIN和地形分析的空間處理工具；ArcGIS的GeostatisticalAnalyst提供克里格(kriging)和面插值的工具。② ModelBuilder。ModelBuilder是為建立空間處理流程和腳本提供的可視化的建模工具，為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)空間處理模型(包括工具、腳本和數(shù)據(jù))提供了一個(gè)圖形化的建?？蚣?，以空間處理功能為核心，可以運(yùn)行整個(gè)模型或其中的一部分，用戶也可以將模型轉(zhuǎn)為腳本語言并進(jìn)行運(yùn)行。模型是數(shù)據(jù)流的圖示，它將一系列的工具和數(shù)據(jù)串起來以創(chuàng)建高級的功能和流程。你可以將工具和數(shù)據(jù)集拖動(dòng)到一個(gè)模型中，然后按照有序的步驟把它們連接起來以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的GIS任務(wù)。ModelBuilder是一個(gè)高效的機(jī)制，它能讓你和你組織內(nèi)外的人共享你的方法和流程。如圖2.12所示，應(yīng)用ModelBuilder為創(chuàng)建和執(zhí)行復(fù)雜的GIS過程提供了一個(gè)交互機(jī)制。(4) ArcGlobe。ArcGIS9中的三維分析擴(kuò)展有許多改進(jìn)，它使用一個(gè)新的應(yīng)用程序——ArcGlobe，較大幅度地增強(qiáng)了多比例尺全球數(shù)據(jù)的三維顯示能力，圖2.13和圖2.14所示就是ArcGlobe應(yīng)用的兩個(gè)實(shí)例。ArcGlobe是ArcGIS桌面系統(tǒng)中三維分析擴(kuò)展模塊中的一個(gè)部分，可以作為一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序來使用，是一個(gè)新的全球可視環(huán)境，提供了全球地理信息的連續(xù)、多分辨率的交互式瀏覽功能，允許全球數(shù)據(jù)、本地?cái)?shù)據(jù)和街道級數(shù)據(jù)間的無縫過渡。ArcGlobe能使用戶無縫地瀏覽和分析大量GIS數(shù)據(jù)，并且顯示速度極快。借助一種先進(jìn)的索引機(jī)制，ArcGlobe使得用戶在漫游或縮放許多GB數(shù)據(jù)時(shí)并沒有明顯的停滯。圖2.12ModelBuilder應(yīng)用圖2.13ArcGlobe中的三維地表模擬圖2.14ArcGlobe海洋及島嶼地表模擬

ArcGlobe是一個(gè)易用的三維可視化程序，圖2.15所示為ArcGlobe中的三維效果，在顯示區(qū)域內(nèi)，它可以顯示全球的影像和地形數(shù)據(jù)，而且用戶可以進(jìn)行交互操作。ArcGlobe支持所有ArcGIS支持的數(shù)據(jù)格式，包括Shapefiles，Coverages，Geodatabases，Rasters，CAD等，所以用戶可以很容易地增加自己的數(shù)據(jù)。用戶一旦增加了數(shù)據(jù)，ArcGlobe會(huì)動(dòng)態(tài)地把它們轉(zhuǎn)換到合適的位置上。不同分辨率的眾多數(shù)據(jù)集能夠很明顯地合并，以最佳的形式反映地表的各種信息。ArcGlobe能夠處理大量的數(shù)據(jù)，它使用一個(gè)依比例的智能調(diào)度機(jī)制，將數(shù)據(jù)根據(jù)需要調(diào)入或清出內(nèi)存。從遠(yuǎn)處觀察的時(shí)候，數(shù)據(jù)是概括的，隨著不斷地放大，將顯示更多的細(xì)節(jié)。ArcGlobe利用多線程處理數(shù)據(jù)，可以根據(jù)用戶的操作預(yù)先加載數(shù)據(jù)，在重繪時(shí)清除顯示“鎖定”。由于智能的數(shù)據(jù)處理減少了系統(tǒng)資源的損耗，ArcGlobe對于三維顯示并沒有極端的硬件需求。ArcGlobe圖層可以從所有ArcGIS支持的數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建(如圖2.16所示)，并且能被ArcGIS的三維分析模塊獲取或服務(wù)于瀏覽客戶端，它能夠連續(xù)、平滑地處理地表細(xì)節(jié)的變化。ArcGlobe根據(jù)分辨率逐漸變換地表，不像其他模擬程序那樣突兀地顯示高分辨率地表，造成視覺上的“彈出”。這樣一來，多分辨率高程模型的合并變得非常容易，并且不用犧牲顯示質(zhì)量和效率。直到現(xiàn)在，全球數(shù)據(jù)的三維可視化還不是一個(gè)實(shí)用的程序，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)臺(tái)式計(jì)算機(jī)中，任何一個(gè)數(shù)量級的數(shù)據(jù)集都會(huì)很快耗盡內(nèi)存和三維程序的圖形資源。ArcGlobe在用戶與數(shù)千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)交互的同時(shí)，通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取和分塊來處理不同分辨率的數(shù)據(jù)，從而越過這些限制。在ArcGIS9中，新的ArcGlobe應(yīng)用程序改進(jìn)了地理數(shù)據(jù)的無縫視圖，因?yàn)橛脩魯?shù)據(jù)與ArcGlobe提供的全球數(shù)據(jù)和視圖混合在一起。視圖目錄是一個(gè)真實(shí)三維空間的連續(xù)球面，這里沒有邊界。正因?yàn)槿绱?，多?shù)用戶可以使用ArcGlobe作為他們的默認(rèn)顯示和查詢程序。ESRI計(jì)劃在ArcGIS9的三維分析模塊中首次使用ArcGlobe技術(shù)。在最初的發(fā)行版中，ArcGlobe將是ArcGIS的三維分析模塊中的一個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序，好像ArcScene一樣。同樣與ArcGIS緊密地整合在一起。包括共同的用戶界面，開放的數(shù)據(jù)支持，相似的VBA環(huán)境和共同的可定制對象模型。圖2.15ArcGlobe中的三維效果圖2.16ArcGlobe圖層類型ArcGlobe使用GIS數(shù)據(jù)層，顯示Geodatabase和所有標(biāo)準(zhǔn)的ArcGIS數(shù)據(jù)源和圖層中的信息。ArcGlobe具有地理信息的動(dòng)態(tài)三維視圖，在內(nèi)容列表中有一個(gè)新的類型頁，將地理數(shù)據(jù)圖層分為以下3種類型(如圖2.16所示)。Elevationlayers(高程圖層)：用來定義Globe的表面，如研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)層。Drapedlayers(紋理圖層)：貼于Globe表面的圖層，如土地利用圖層。Floatinglayers(漂浮圖層)：位于Globe圖層之上或之下的圖層，如地下水水位分布圖層。ArcGlobe圖層放在一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)容表中，將所有的GIS數(shù)據(jù)源整合到一個(gè)通用的三維球體的框架中。它能處理數(shù)據(jù)的多分辨率顯示，使數(shù)據(jù)集能夠在適當(dāng)?shù)谋壤吆驮敿?xì)程序上可見。能夠創(chuàng)建簡單和復(fù)雜的動(dòng)態(tài)三維效果，從遠(yuǎn)景、Scene屬性、地理運(yùn)動(dòng)和時(shí)間變化來觀察三維對象變化，還能夠自動(dòng)記錄和播放演示效果過程。ArcGlobe的統(tǒng)一交互式地理信息視圖使得GIS用戶整合并使用不同GIS數(shù)據(jù)的能力大大提高。ArcGlobe將成為廣受歡迎的應(yīng)用平臺(tái)，完成編輯、空間數(shù)據(jù)分析、制圖和可視化等通用GIS工作。(5) Workbench。Workbench是ArcGIS9中新增的一個(gè)圖形建模環(huán)境，用來創(chuàng)建使用在ModelBuilder中的模型和處理過程。它以數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心，基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)單元是要素，使用圖形化的方法創(chuàng)建從數(shù)據(jù)源到目標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，可以用來操控集合結(jié)構(gòu)和屬性，創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)格式，創(chuàng)建自定義的數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出工具和轉(zhuǎn)換工具，還可以編寫SpatialETL腳本(存儲(chǔ)在Toolboxes中)，如圖2.17所示。圖2.17Workbench中的數(shù)據(jù)流如圖2.18所示，Workbench用戶界面主要由四部分組成：菜單和工具欄、導(dǎo)航框、畫布和日志框。導(dǎo)航框內(nèi)包括輸入/輸出數(shù)據(jù)集列表、數(shù)據(jù)集下所屬要素類型列表、要素類屬性列表、輸入/輸出數(shù)據(jù)集的參數(shù)、每個(gè)數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換器列表和轉(zhuǎn)換器參數(shù)，所有這些內(nèi)容用戶都可以直接進(jìn)行修改。Workbench畫布，用以顯示數(shù)據(jù)源類型，數(shù)據(jù)流狀況以及目標(biāo)數(shù)據(jù)類型。日志框中可以顯示消息的本地時(shí)間、CPU的總耗時(shí)和增量耗時(shí)以及重要消息，可以自動(dòng)換行、搜索/再次搜索和顯示時(shí)間。2.服務(wù)器GIS軟件GIS用戶通過部署一個(gè)集中式的GIS服務(wù)器在大型組織之內(nèi)以及Internet的用戶之間發(fā)布和共享地理信息。服務(wù)器的GIS軟件適用于任何集中執(zhí)行GIS計(jì)算，并計(jì)劃擴(kuò)展支持GIS數(shù)據(jù)管理和空間處理的場合。除了為客戶端提供地圖和數(shù)據(jù)服務(wù)，GIS服務(wù)器還在一個(gè)共享的中心服務(wù)器上支持GIS工作站的所有功能，包括制圖、空間分析、復(fù)雜空間查詢、高級數(shù)據(jù)編輯，分布式數(shù)據(jù)管理、批量空間處理、空間幾何完整性規(guī)則的實(shí)施等。服務(wù)器GIS是ArcIMS、ArcGISServer、ArcSDE等GIS軟件的總稱。圖2.18Workbench用戶界面1) ArcIMSArcIMS是一個(gè)通過中心網(wǎng)絡(luò)門戶來發(fā)布GIS地圖、數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的解決方案，是一個(gè)基于Internet的GIS，借助ArcIMS可以建立大范圍的GIS地圖、數(shù)據(jù)和應(yīng)用，并將這些結(jié)果提供給組織內(nèi)部或Internet上的廣大用戶，如圖2.19所示即是一個(gè)ArcIMS應(yīng)用的例子。ArcIMS運(yùn)行在一個(gè)分布式的環(huán)境中，由客戶端和服務(wù)器端兩方面的技術(shù)組成，并擴(kuò)展了普通站點(diǎn)，使其能夠提供GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)。ArcIMS還包括免費(fèi)的HTML和Java瀏覽器，可以通過在Internet上發(fā)布GIS數(shù)據(jù)和服務(wù)，同時(shí)滿足多個(gè)用戶的GIS請求。此外，ArcIMS也支持其他客戶端，如ArcGISDesktop、ArcPAD和其他無線設(shè)備。2) ArcGISServerArcGISServer是一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，包含了一套在企業(yè)和Web框架上建設(shè)服務(wù)器GIS應(yīng)用的共享GIS軟件對象庫，是一個(gè)用于構(gòu)建集中管理、支持多用戶的企業(yè)級GIS應(yīng)用的平臺(tái)，提供了豐富的GIS功能，如地圖、地址定位器和用在集中式服務(wù)器應(yīng)用中的軟件對象，提供基于瀏覽器的方式訪問GIS的功能，在整個(gè)組織中分發(fā)高級的GISWeb服務(wù)，用.NET或Java來開發(fā)客戶化應(yīng)用，滿足特定需要，提供集中管理的、多用戶編輯的功能和在服務(wù)器上集中完成空間分所示為ArcGISServer的應(yīng)用。圖2.19ArcIMS應(yīng)用圖2.20ArcGISServer應(yīng)用ArcGISServer包含兩個(gè)主要部件：GIS服務(wù)器和.NET與Java的Web應(yīng)用開發(fā)框架(ADF)。GIS服務(wù)器是ArcObjects對象的宿主，供Web應(yīng)用和企業(yè)應(yīng)用使用。它包含核心的ArcObjects庫，并為ArcObjects能在一個(gè)集中的、共享的服務(wù)器中運(yùn)行提供一個(gè)靈活的環(huán)境。ADF允許用戶使用運(yùn)行在GIS服務(wù)器上的ArcObjects來構(gòu)建和部署.NET或Java的桌面和Web應(yīng)用。ADF包含一個(gè)軟件開發(fā)包，其中有軟件對象、Web控件、Web應(yīng)用模板、幫助，以及例子源碼。同時(shí)，它也包含一個(gè)用于部署Web應(yīng)用的運(yùn)行庫。這樣，不需要在Web服務(wù)器上安裝ArcObjects，就可以運(yùn)行這些Web應(yīng)用。3) ArcSDE(SpatialDataEngine)ArcSDE是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)中存儲(chǔ)和管理地理信息的高級空間數(shù)據(jù)服務(wù)器，是一個(gè)位于ArcGIS其他軟件產(chǎn)品和關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)服務(wù)器。從空間數(shù)據(jù)管理的角度看，ArcSDE是一個(gè)連續(xù)的空間數(shù)據(jù)模型，借助這一空間數(shù)據(jù)模型，可以實(shí)現(xiàn)用RDBMS來管理空間數(shù)據(jù)庫。在RDBMS中融入空間數(shù)據(jù)后，ArcSDE可以提供對空間和非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。ArcSDE采用的是客戶端/服務(wù)器(Client/Server，C/S)體系結(jié)構(gòu)，大量用戶可同時(shí)并發(fā)地對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。ArcSDE還提供了應(yīng)用程序接口(ApplicationProgrammingInterface，API)，開發(fā)人員可將空間數(shù)據(jù)檢索和分析功能集成到自己的應(yīng)用程序中去。3.嵌入式GIS軟件ArcGISEngine提供了嵌入式的GIS組件，能用來在一個(gè)組織內(nèi)建立應(yīng)用，為用戶提供有針對性的GIS功能。ArcGISEngine是為每個(gè)用戶的特定需求提供有針對性的GIS功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。用戶可以使用嵌入式的GIS，在所關(guān)注的應(yīng)用中增加所選擇的GIS組件，從而為組織的任何部門提供GIS的功能，這使得許多需要在日常工作中應(yīng)用GIS作為一種工具的用戶，可以支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的工作，管理者的桌面上實(shí)現(xiàn)GIS，為系統(tǒng)操作人員實(shí)現(xiàn)定制界面，以及面向數(shù)據(jù)編輯的應(yīng)用。圖2.21所示為使用ArcGISEngine將GIS嵌入到用戶的應(yīng)用中的一個(gè)例子。圖2.21使用ArcGISEngine將GIS嵌入到用戶的應(yīng)用中ArcGISEngine提供了一套應(yīng)用于ArcGISDesktop應(yīng)用框架之外(如制圖對象作為ArcGISEngine的一部分，而不是ArcMap的一部分)的嵌入式ArcGIS組件。使用ArcGISEngine，開發(fā)者在C++、COM、.NET和Java環(huán)境中使用簡單的接口獲取任意GIS功能的組合來構(gòu)建專門的GIS應(yīng)用解決方案。4.移動(dòng)GIS軟件圖2.22移動(dòng)GIS依靠移動(dòng)計(jì)算設(shè)備上的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，GIS越來越多地從辦公室中轉(zhuǎn)移到野外。目前擁有GPS功能的無線移動(dòng)設(shè)備常常被使用于野外專題數(shù)據(jù)獲取和野外信息獲取。消防員、垃圾收集員、工程檢修員、測量員、公用設(shè)施施工工人、士兵、統(tǒng)計(jì)調(diào)查員、警察以及野外生物學(xué)家等都是使用移動(dòng)GIS的一些野外工作者的代表。圖2.22移動(dòng)GIS一些野外工作任務(wù)需要相對簡單的GIS工具，但也有些工作涉及到需要高級GIS工具的復(fù)雜操作。ArcGIS包含了能夠滿足這兩方面需求的應(yīng)用。ArcPad是ArcGIS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)GIS和野外計(jì)算的解決方案，這些類型的工作可以在手持計(jì)算機(jī)設(shè)備(運(yùn)行MicrosoftWindowsCE或者PocketPC)或者平板電腦上完成。ArcGISDesktop和ArcGISEngine集中于需要GIS分析和決策分析的野外工作任務(wù)，這種典型的任務(wù)往往在高端平板電腦上執(zhí)行。圖2.22所示為移動(dòng)GIS的一個(gè)實(shí)例。2.1.2ArcGIS的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體及其相互間聯(lián)系的概念，是現(xiàn)實(shí)世界的某一部分的邏輯描述。GIS數(shù)據(jù)模型以數(shù)字的形式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界地理對象及其相關(guān)關(guān)系。ArcGIS用一個(gè)高級的、通用的地理數(shù)據(jù)模型來表示信息，包括空間要素、遙感數(shù)據(jù)以及其他的空間數(shù)據(jù)類型，ArcGIS同時(shí)支持基于文件的空間數(shù)據(jù)類型和基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)類型?；谖募目臻g數(shù)據(jù)類型包括對多種GIS數(shù)據(jù)格式的支持，如Coverages、Shapefiles、Grids、Images和TINs。為了更好地利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫已有的優(yōu)點(diǎn)，ArcGIS實(shí)現(xiàn)了利用Geodatabase數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中管理同樣的空間數(shù)據(jù)類型。表2.1中列出了一些ArcGIS中可以直接使用的數(shù)據(jù)類型，對更多數(shù)據(jù)類型的支持可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作和擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)。GIS數(shù)據(jù)也可以在Web上通過XML和Web數(shù)據(jù)格式進(jìn)行傳輸，如GeodatabaseXML、ArcXML、SOAP、WMS、WFS等。表2.1ArcGIS支持的數(shù)據(jù)類型基于文件的空間數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)CoveragesOracleShapefilesOraclewithSpatialGridsDB2withitsSpatialTypeTINsInformixwithitsSpatialTypeImages(各種格式的)SQLServerVectorProductFormat(VPF)filesPersonalGeodatabases(微軟的Access)

續(xù)表基于文件的空間數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)CAD文件表(各種格式的)數(shù)據(jù)建模的目的就是在計(jì)算機(jī)上抽象地表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，ArcInfo9支持兩種空間數(shù)據(jù)模型，一種是傳統(tǒng)的地理相關(guān)模型(GeorelationalModel：如帶屬性的Coverages，也稱基于文件的數(shù)據(jù)類型)，一種是基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)模型(Geodatabase)。通過定義和使用這些空間數(shù)據(jù)模型的行為，ArcGIS中的空間信息是基于標(biāo)準(zhǔn)的，可以作為多種應(yīng)用的基礎(chǔ)，也可以和其他程序很好地共享。這樣，ArcGIS為幾乎所有的GIS應(yīng)用提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。1.地理相關(guān)模型地理相關(guān)模型是ArcInfo7.x及更早期版本中所使用的空間數(shù)據(jù)類型，所強(qiáng)調(diào)的是空間要素的拓?fù)潢P(guān)系。在這個(gè)模型中，地理數(shù)據(jù)的幾何和拓?fù)潢P(guān)系放在二進(jìn)制文件中，而其屬性則存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。這種數(shù)據(jù)模型特別關(guān)注要素的幾何特征，把現(xiàn)實(shí)世界描述成一系列點(diǎn)、線、面空間要素，以及以點(diǎn)、線、面為基礎(chǔ)的區(qū)域、路徑、事件等高級空間要素。這個(gè)模型很多年來以其靈活性、可擴(kuò)展性和高效性滿足了很多GIS用戶的需求。1) 地理相關(guān)模型的基本空間要素點(diǎn)：定義為空間的一套X、Y或X、Y、Z的坐標(biāo)。線：定義為一系列有序的空間點(diǎn)。面：由一組或多組線圍成的多邊形。結(jié)點(diǎn)：線的起點(diǎn)或終點(diǎn)。2) 地理相關(guān)模型的高級空間要素區(qū)域：定義為一組相互不重疊的多邊形，用于描述具有相同屬性單元的不連續(xù)多邊形，如行政區(qū)劃上的群島，地籍上的飛地。事件：定義為基于基本線要素的基礎(chǔ)上，離起點(diǎn)或終點(diǎn)一定距離的一點(diǎn)。如要找高速公路上200km處的事故點(diǎn)，不需直接求出這一點(diǎn)的坐標(biāo)，同時(shí)對線路或事件點(diǎn)的修改不會(huì)造成不一致問題。路徑：定義為基于基本線特征基礎(chǔ)上的路由。如在道路網(wǎng)上的公共汽車線路。不同的公共汽車線路共用部分道路時(shí)不用重復(fù)輸入線要素。路徑的起點(diǎn)或終點(diǎn)可不與線要素起、始點(diǎn)或終點(diǎn)重合，可定義為線路上離起點(diǎn)或終點(diǎn)一定距離的點(diǎn)，這樣就不需要斷開線要素。2.地理數(shù)據(jù)庫地理數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)是Geographicdatabase的簡寫，是一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型。Geodatabase是ArcGIS軟件中最主要的數(shù)據(jù)庫模型，其結(jié)構(gòu)如圖2.23所示。Geodatabase支持在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)表中存儲(chǔ)和管理地理信息是為了更好地管理和使用地理要素?cái)?shù)據(jù)，而按照模型和規(guī)則組合起來的地理要素?cái)?shù)據(jù)集，允許用戶建立自己的、面向?qū)ο蟮暮驮诨灸Ｐ突A(chǔ)上擴(kuò)展的數(shù)據(jù)模型。它支持多種DBMS結(jié)構(gòu)和多用戶訪問，且大小可伸縮。Geodatabase在地理相關(guān)模型的基礎(chǔ)上，在以下方面進(jìn)行了擴(kuò)展：支持復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)(ComplexNetworks)、支持要素類之間的關(guān)系(Relationship)、支持面向?qū)ο蟮囊?Object-Oriented)。Geodatabase對地理要素類和要素類之間的相互關(guān)系、幾何網(wǎng)絡(luò)、屬性表對象、注釋類等進(jìn)行有效管理。Geodatabase把地理數(shù)據(jù)組織成層次型的數(shù)據(jù)對象，包括對象類(ObjectClasses)、要素類(FeatureClasses)、要素?cái)?shù)據(jù)集(FeatureDataset)。一個(gè)對象類(ObjectClass)在地理數(shù)據(jù)庫中是一個(gè)表(Table)，存儲(chǔ)非空間數(shù)據(jù)。一個(gè)要素類(FeatureClass)是具有相同幾何類型和相同屬性的要素的集合。一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)集(FeatureDataset)是共享空間參考系統(tǒng)的要素類的集合。Geodatabase使空間要素的定義更接近于現(xiàn)實(shí)世界，這種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，使用戶可以根據(jù)具體的需要進(jìn)行擴(kuò)展，具有用戶可定義的特征。地理數(shù)據(jù)庫模型(GeodatabaseModel)是定義地理信息的模型，可用于不同的用戶和應(yīng)用，支持面向?qū)ο蟮氖噶繑?shù)據(jù)模型，實(shí)體被保存為對象，具有屬性(Properties)、行為(Behavior)和關(guān)系(Relationship)。地理數(shù)據(jù)庫模型支持各種各樣的地理對象類型，這些對象類型包括：簡單對象(SimpleObject)、地理要素(GeographicFeature)(具有空間位置的對象)、網(wǎng)絡(luò)要素(NetworkFeature)(與其他幾何要素集成的對象)、注釋要素(AnnotationFeature)、其他特殊的要素類，通過模型可以定義對象之間的關(guān)系(Relationship)和完整性(Integrity)規(guī)則。Geodatabase為地理信息定義了一個(gè)一致的模型，可以利用這個(gè)模型來定義和操作不同用戶或應(yīng)用的具體模型(如：流體模型、電力模型、通信模型和其他數(shù)據(jù)模型)。通過定義和實(shí)現(xiàn)這些地理數(shù)據(jù)模型，為創(chuàng)建和操作不同用戶的數(shù)據(jù)模型，提供了一個(gè)功能完備的平臺(tái)。Geodatabase意味著GIS將會(huì)更易于被用戶和第三方開發(fā)商擴(kuò)充。新的組件可以更容易地插入到系統(tǒng)中，任何精通現(xiàn)代編程技術(shù)的人都能夠創(chuàng)建一流的類對象。標(biāo)準(zhǔn)就意味著可以更好地使用現(xiàn)成的開發(fā)工具，例如：編程語言、CASE工具、數(shù)據(jù)庫，同時(shí)也意味著開放性和互用性。新的ArcInfo8就是為在這種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型之上的工作而專門設(shè)計(jì)的。ArcInfo9的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型利于以下重要工作。圖2.23Geodatabase結(jié)構(gòu)編輯不同的地圖要素集合，例如點(diǎn)和線。圖2.23Geodatabase結(jié)構(gòu)模型化復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)要素，例如網(wǎng)絡(luò)上具有內(nèi)部離散要素線路的設(shè)備。表。增加運(yùn)行時(shí)的諸如制圖系統(tǒng)或者報(bào)告書寫器之類的擴(kuò)展。核心軟件以多種方式表示地圖要素(例如：一個(gè)城市對象的Draw方法可以在1∶500000比例尺下表示為紅點(diǎn)，在1∶50000比例尺下表示為橙色的多邊形)。版本管理的數(shù)據(jù)庫支持工作順序管理和多用戶同時(shí)編輯。ArcInfo9支持這種數(shù)據(jù)模型的兩種視圖(View)：對象視圖和關(guān)系視圖。數(shù)據(jù)模型的對象視圖供新的ArcInfo應(yīng)用用于定義數(shù)據(jù)庫，并與此數(shù)據(jù)庫一道工作。這里，數(shù)據(jù)庫被看成是地理對象的集合體。關(guān)系視圖則提供數(shù)據(jù)模型的一個(gè)簡單的、非對象的描述。關(guān)系模型與ArcViewGIS、MapObjects、OracleSpatial以及其他系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)(例如OGIS的簡單要素和SQL/3的Spatial)的“簡單要素”(SimpleFeature)相一致。這就意味著諸如ArcViewGIS3.x、ArcPlot、MapObjects等可以接受地理相關(guān)數(shù)據(jù)的軟件和應(yīng)用可以瀏覽并使用Geodatabase。Geodatabase支持多種DBMS結(jié)構(gòu)和多用戶訪問，且大小可伸縮。從基于MicrosoftJetEngine的小型單用戶數(shù)據(jù)庫，到工作組、部門級和企業(yè)級的多用戶數(shù)據(jù)庫，Geodatabase都支持。目前有兩種Geodatabase結(jié)構(gòu)：PersonalGeodatabase(個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫)和MultiuserGeodatabase(多用戶地理數(shù)據(jù)庫)。Geodatabase有兩種實(shí)現(xiàn)形式：PersonalGeodatabase構(gòu)建在MicrosoftJetEngine上，以Access文件的形式存儲(chǔ)。MultiuserGeodatabase通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎，在Oracle、SQLServer等RDBS中實(shí)現(xiàn)的可支持分布式處理的形式。1) 個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫PersonalGeodatabase對于ArcGIS用戶是免費(fèi)的，它使用MicrosoftJetEngine數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)，將GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在小型數(shù)據(jù)庫中。個(gè)人Geodatabase更像基于文件的工作空間，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)量最大為2GB。個(gè)人Geodatabase使用微軟的Access數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)屬性表。對于小型的GIS項(xiàng)目和工作組來說，個(gè)人Geodatabase是非常理想的工具。通常，GIS用戶采用多用戶Geodatabase來存儲(chǔ)和并發(fā)訪問數(shù)據(jù)。個(gè)人Geodatabase支持單用戶編輯，不支持版本管理。2) 多用戶地理信息系統(tǒng)MultiuserGeodatabase通過ArcSDE支持多種數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，包括IBMDB2、Informix、Oracle(有或沒有OracleSpatial都可以)和SQLServer。多用戶地理數(shù)據(jù)庫使用范圍很廣，主要用于工作組、部門和企業(yè)，利用底層DBMS結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以下功能。支持海量的，連續(xù)的GIS數(shù)據(jù)庫。多用戶的并發(fā)訪問。長事務(wù)和版本管理的工作流。基于數(shù)據(jù)庫的Geodatabases可以支持海量數(shù)據(jù)以及多用戶并發(fā)。在眾多的Geodatabase實(shí)現(xiàn)中，空間地理數(shù)據(jù)一般存放在大型的BinaryObject中，ESRI發(fā)現(xiàn)插入和取出這樣的大對象，關(guān)系數(shù)據(jù)庫是非常高效的。而且，GIS數(shù)據(jù)庫的容量和支持的用戶數(shù)遠(yuǎn)大于文件的存儲(chǔ)形式，個(gè)人和用戶Geodatabase的總結(jié)見表2.2。表2.2個(gè)人和多用戶Geodatabase總結(jié)GeodatabaseDBMS注釋個(gè)人GeodatabaseMicrosoftJetEngine(Access)單用戶編輯2GB大小限制不支持版本管理多用戶、版本管理GeodatabaseOracleOraclewithSpatial或者LocatorIBMDB2IBMInformixMicrosoftSQLServer需要ArcSDE多用戶編輯基于版本管理的工作流數(shù)據(jù)庫大小和用戶數(shù)限制依賴于數(shù)據(jù)庫

2.1.3ArcGIS中的數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)組織是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟，涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。柵格模型、矢量模型或柵格/矢量混合模型是常用的空間數(shù)據(jù)組織方法?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇在一定程度上決定了系統(tǒng)所能執(zhí)行的數(shù)據(jù)與分析的功能。在地理數(shù)據(jù)組織與管理中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融合為一體。目前大多數(shù)系統(tǒng)都是將二者分開存儲(chǔ)，通過公共項(xiàng)(一般定義為地物標(biāo)識(shí)碼)來連接。這種組織方式的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)的定義與數(shù)據(jù)操作相分離，無法有效地記錄在時(shí)間域上的變化屬性。數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)世界中信息的載體，是信息的具體表達(dá)方式，為了表達(dá)有意義的信息內(nèi)容，數(shù)據(jù)必須按照一定的方式進(jìn)行組織和存儲(chǔ)。1.數(shù)據(jù)組織的分級數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)組織一般可以分為四級：數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫。1) 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)是可以定義數(shù)據(jù)的最小單位，也叫元素、基本項(xiàng)、字段等，數(shù)據(jù)項(xiàng)與現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體的屬性相對應(yīng)。數(shù)據(jù)項(xiàng)有一定的取值范圍，稱為域，域以外的任何值對該數(shù)據(jù)項(xiàng)都是無意義的。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都有一個(gè)名稱，稱為數(shù)據(jù)項(xiàng)目。數(shù)據(jù)項(xiàng)的值可以是數(shù)值型的，也可以是字符型的。數(shù)據(jù)項(xiàng)的物理特點(diǎn)在于它具有確定的物理長度，可以作為一個(gè)整體來看待。2) 記錄記錄由若干相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，是處理和存儲(chǔ)信息的基本單位，是關(guān)于一個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)總和，構(gòu)成該記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)表示實(shí)體的若干屬性。記錄有“型”和“值”的區(qū)別，“型”是同類記錄的框架，它定義記錄。而“值”是記錄反映實(shí)體的內(nèi)容。為了唯一地標(biāo)識(shí)每個(gè)記錄，就必須有記錄標(biāo)識(shí)符，也叫關(guān)鍵字。記錄標(biāo)識(shí)符一般由記錄中的第一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)擔(dān)任，唯一標(biāo)識(shí)記錄的關(guān)鍵字稱主關(guān)鍵字，其他標(biāo)識(shí)記錄的關(guān)鍵字稱輔關(guān)鍵字。記錄可以分為邏輯記錄與物理記錄，邏輯記錄是文件中按信息在邏輯上的獨(dú)立意義來劃分的數(shù)據(jù)單位。而物理記錄是單個(gè)輸入輸出命令進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的基本單元。物理記錄和邏輯記錄之間的對應(yīng)關(guān)系可以有3種方式：一個(gè)物理記錄對應(yīng)一個(gè)邏輯記錄；一個(gè)物理記錄含有若干個(gè)邏輯記錄；若干個(gè)物理記錄存放一個(gè)邏輯記錄。3) 文件文件是一個(gè)給定類型的(邏輯)記錄的全部具體值的集合，文件用文件名稱標(biāo)識(shí)，文件根據(jù)記錄的組織方式和存取方法可以分為：順序文件、索引文件、直接文件和倒排文件等。4) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是比文件更大的數(shù)據(jù)組織，數(shù)據(jù)庫是具有特定聯(lián)系的數(shù)據(jù)的集合，也可以看成是具有特定聯(lián)系的多種類型的記錄的集合。數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部構(gòu)造是文件的集合，這些文件之間存在某種聯(lián)系，不能孤立地單獨(dú)存在。2.數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系主要是指記錄與記錄之間的聯(lián)系。記錄是表示現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體的。實(shí)體之間存在著一種或多種聯(lián)系，這樣的聯(lián)系必然要反映到記錄之間的聯(lián)系上來。數(shù)據(jù)之間的邏輯聯(lián)系主要有3種：一對一的聯(lián)系，一對多的聯(lián)系，多對多的聯(lián)系。3.GIS的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述地理實(shí)體的數(shù)據(jù)本身的組織方法，稱為內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理的地學(xué)圖形的邏輯結(jié)構(gòu)，是地理實(shí)體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述，它是對數(shù)據(jù)的一種理解和解釋。對于不同結(jié)構(gòu)的一組數(shù)據(jù)，按同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去處理，或按不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去處理，得到的可能是截然不同的內(nèi)容。內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本上可分為兩大類：矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)(也可以稱為矢量模型和柵格模型)。兩類結(jié)構(gòu)都可以用來描述地理實(shí)體的點(diǎn)、線、面3種基本類型。1) 矢量結(jié)構(gòu)在矢量結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)實(shí)世界的要素位置和范圍可以采用點(diǎn)、線或面表達(dá)，與它們在地圖上表示的相似，每一個(gè)實(shí)體的位置是用它們在坐標(biāo)參考系統(tǒng)中的空間位置(坐標(biāo))定義。地圖空間中的每一位置都有唯一的坐標(biāo)值。點(diǎn)、線和多邊形用于表達(dá)不規(guī)則的地理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)世界的狀態(tài)(多邊形是由若干直線圍成的封閉區(qū)域的邊界)。一條線可能表達(dá)一條道路，一個(gè)多邊形可能表達(dá)一塊林地等。矢量結(jié)構(gòu)中的空間實(shí)體與要表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界中的空間實(shí)體具有一定的對應(yīng)關(guān)系。2) 柵格結(jié)構(gòu)在柵格結(jié)構(gòu)中，空間被規(guī)則地劃分為柵格(通常為正方形)。地理實(shí)體的位置和狀態(tài)是用它們占據(jù)的柵格的行、列來定義的。每個(gè)柵格的大小代表了定義的空間分辨率。由于位置是由柵格行列號(hào)定義的，所以特定的位置由距它最近的柵格記錄決定。柵格的值表達(dá)了這個(gè)位置上物體的類型或狀態(tài)。采用柵格方法，空間被劃分成大量規(guī)則格網(wǎng)，而且每個(gè)柵格的取值可能不一樣?？臻g單元是柵格，每一個(gè)柵格對應(yīng)于一個(gè)特定的空間位置，如地表的一個(gè)區(qū)域，柵格的值表達(dá)了這個(gè)位置的狀態(tài)。與矢量結(jié)構(gòu)不一樣，柵格結(jié)構(gòu)的最小單元與它表達(dá)的真實(shí)世界空間實(shí)體沒有直接的對應(yīng)關(guān)系。柵格數(shù)據(jù)模型中的空間實(shí)體單元不是通常概念上理解的物體，它們只是彼此分離的柵格。例如，道路作為清晰的柵格是不存在的，柵格的值表達(dá)了道路是一個(gè)實(shí)體。道路是被具有道路屬性值的一組柵格表達(dá)的，這條道路不可能通過某一柵格實(shí)體被識(shí)別出來。在這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，空間信息都是使用統(tǒng)一的單位表達(dá)。在柵格方法中，統(tǒng)一的單位是柵格(柵格是不可再分的，其屬性用于表達(dá)對應(yīng)位置物體的性質(zhì))，表達(dá)一個(gè)區(qū)域所用柵格的數(shù)量很大，但其柵格單元的大小一樣。柵格數(shù)據(jù)文件包含有上百萬個(gè)柵格，每個(gè)柵格的位置都被嚴(yán)格定義。在矢量方法中，統(tǒng)一的單元是點(diǎn)、線和多邊形，與柵格方法相比，在數(shù)量上所用的表達(dá)單元較少，但大小可變。在矢量文件中，元素的個(gè)數(shù)或許數(shù)千個(gè)，但畢竟沒有柵格數(shù)據(jù)那么多。同一類型的矢量單元的位置是用連續(xù)坐標(biāo)值定義。矢量數(shù)據(jù)提供的坐標(biāo)位置比柵格數(shù)據(jù)用行、列號(hào)所表達(dá)位置更精確。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，究竟采用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，取決于利用數(shù)據(jù)的目的。有些地理現(xiàn)象用柵格數(shù)據(jù)表達(dá)更合適。有些地理現(xiàn)象則用矢量數(shù)據(jù)更有利，以便表達(dá)它們之間的空間關(guān)系。3) 柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)的比較柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)似乎是兩種截然不同的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，柵格結(jié)構(gòu)“屬性明顯、位置隱含”，而矢量結(jié)構(gòu)“位置明顯、屬性隱含”，總的來說柵格數(shù)據(jù)操作比較容易實(shí)現(xiàn)，尤其是作為斑塊圖件的表示更易于為人們接受。而矢量數(shù)據(jù)操作則比較復(fù)雜，許多分析操作(如兩張地圖的覆蓋操作，點(diǎn)或線狀地物的鄰域搜索等)用矢量結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)十分困難，矢量結(jié)構(gòu)表達(dá)線狀地物是比較直觀的，而面狀地物則需通過對邊界的描述來表達(dá)。無論哪種結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)精度和數(shù)據(jù)量都是一對矛盾，要提高精度，柵格結(jié)構(gòu)需要更多的柵格單元，而矢量結(jié)構(gòu)則需要記錄更多的線段結(jié)點(diǎn)。一般來說，柵格結(jié)構(gòu)只是矢量結(jié)構(gòu)在某種程度上的一種近似，如果要使柵格結(jié)構(gòu)描述的圖件取得與矢量結(jié)構(gòu)同樣的精度，甚至僅僅在量值上接近，則數(shù)據(jù)量也要比后者大得多。柵格結(jié)構(gòu)在某些操作上比矢量結(jié)構(gòu)更有效、更易于實(shí)現(xiàn)，如按空間坐標(biāo)位置的搜索，對于柵格結(jié)構(gòu)是極為方便的，而對矢量結(jié)構(gòu)則搜索時(shí)間要長得多。在給定區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)運(yùn)算，包括計(jì)算多邊形形狀、面積、線密度、點(diǎn)密度，柵格結(jié)構(gòu)可以很快地算得結(jié)果，而采用矢量結(jié)構(gòu)則由于所在區(qū)域邊界限制條件難以提取而降低效率，對于給定范圍的開窗，縮放柵格結(jié)構(gòu)也比矢量結(jié)構(gòu)優(yōu)越。另一方面，矢量結(jié)構(gòu)用于拓?fù)潢P(guān)系的搜索則更為高效，即諸如計(jì)算多邊形形狀搜索鄰域、層次信息等。對于網(wǎng)絡(luò)信息只有矢量結(jié)構(gòu)才能完全描述。矢量結(jié)構(gòu)在計(jì)算精度與數(shù)據(jù)量方面的優(yōu)勢也是矢量結(jié)構(gòu)比柵格結(jié)構(gòu)更受歡迎的原因之一。柵格結(jié)構(gòu)除了可使大量的空間分析模型得以容易實(shí)現(xiàn)之外，還具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①易于與遙感相結(jié)合。遙感影像是以像元為單位的柵格結(jié)構(gòu)，可以直接將原始數(shù)據(jù)或經(jīng)過處理的影像數(shù)據(jù)納入柵格結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)。②易于信息共享。目前還沒有一種公認(rèn)的矢量結(jié)構(gòu)地圖數(shù)據(jù)記錄格式，而不經(jīng)壓縮編碼的柵格格式即整數(shù)型數(shù)據(jù)庫陣列則易于為大多數(shù)程序設(shè)計(jì)人員和用戶理解和使用，因此以柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行信息共享的數(shù)據(jù)交流較為實(shí)用。許多實(shí)踐證明，柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)在表示空間數(shù)據(jù)上可以是同樣有效的，對于一個(gè)GIS軟件，較為理想的方案是采用兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)并存，對于提高地理信息系統(tǒng)的空間分辨率、數(shù)據(jù)壓縮率和增強(qiáng)系統(tǒng)分析、輸入輸出的靈活性十分重要。兩種格式的比較見表2.3。表2.3矢量格式與柵格格式的比較數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；有利于網(wǎng)絡(luò)和檢索分析；圖形顯示質(zhì)量好、精度高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；多邊形疊加分析比較困難柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；便于空間分析和地表模擬；現(xiàn)實(shí)性較強(qiáng)數(shù)據(jù)量大；投影轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜2.2ArcGIS9的特點(diǎn)1.可伸縮的體系結(jié)構(gòu)ArcGIS軟件采用的是全面的、可伸縮集成的體系結(jié)構(gòu)，可提供具備相同核心技術(shù)的高、中、低多層次的產(chǎn)品及配置方案，為系統(tǒng)資源的共享、系統(tǒng)規(guī)模的無縫升級、數(shù)據(jù)和應(yīng)用功能的平滑移植提供了有力的保障。這樣，用戶可以綜合考慮需求、資金、技術(shù)等因素，根據(jù)不同應(yīng)用階段和層次的需求、分布進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)，從而充分地保護(hù)用戶的前期投資，保證系統(tǒng)的分步實(shí)施不會(huì)因?yàn)槠脚_(tái)的提升和系統(tǒng)規(guī)模及功能需求的擴(kuò)展而陷入兩難的境地，使構(gòu)建的系統(tǒng)從整體上具有極大的延展性和靈活性。2.系統(tǒng)功能強(qiáng)大ArcGIS軟件系統(tǒng)功能強(qiáng)大，是一個(gè)全面的、完善的GIS軟件平臺(tái)，具有快速建庫和圖形編輯能力，快速數(shù)據(jù)更新與維護(hù)能力，具有與其他外部數(shù)據(jù)包括規(guī)劃地形圖、野外測量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。具有掃描圖像、柵格影像的分析、處理和管理能力，海量數(shù)據(jù)的專業(yè)管理、顯示、分析和處理的能力，專業(yè)的分析算法和專業(yè)模型，可以進(jìn)行深層次的網(wǎng)絡(luò)分析，支持圖像、聲音、錄像等多媒體功能?？梢哉f，從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理再到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和空間數(shù)據(jù)分析，以至最終的結(jié)果專題圖顯示和網(wǎng)上發(fā)布，以及現(xiàn)實(shí)三維景觀的模擬和分析等高級功能，都可以通過ArcGIS軟件來完成。從單用戶的使用到多用戶使用，ArcGIS都可以支持。ArcGIS9在空間處理方面的功能較以前版本更為強(qiáng)大，在三維分析方面尤為突出，增加ArcGlobe應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)全球地理信息的連續(xù)、多分辨率的交互式瀏覽功能，允許全球數(shù)據(jù)、本地?cái)?shù)據(jù)和街道級數(shù)據(jù)間的無縫過渡。ArcGIS9除保留了原有產(chǎn)品的強(qiáng)大功能，還融合了先進(jìn)的IT主流技術(shù)，尤其是它的靈活的C/S、B/S體系結(jié)構(gòu)為用戶今后的系統(tǒng)拓展留有很好的自由空間。3.可兼容、高品質(zhì)和便捷升級ArcGIS軟件系統(tǒng)穩(wěn)定，對于細(xì)節(jié)的考慮也很周密。從軟件的界面設(shè)置到內(nèi)部的功能設(shè)置，都能滿足用戶的多種需求。ArcGIS9與現(xiàn)有的ArcGIS8.3平臺(tái)的功能和數(shù)據(jù)模型完全兼容，使得最終用戶和開發(fā)商可以很方便地對系統(tǒng)進(jìn)行升級。同時(shí)，ArcGIS在軟件穩(wěn)定性、測試、空間數(shù)據(jù)庫伸縮性和柵格處理的性能方面投入了大量的精力。4.開放的空間數(shù)據(jù)庫格式作為ESRI不斷推進(jìn)的實(shí)現(xiàn)互操作性的承諾的一部分，ArcGIS9特別發(fā)布了一種標(biāo)準(zhǔn)的、開放的空間數(shù)據(jù)庫格式。它直接利用了XMLSchema形式，提供對所有空間數(shù)據(jù)類型的訪問(如矢量、柵格、測量度量值和拓?fù)?。該GMLProfile允許用戶發(fā)布數(shù)據(jù)模型并且在完全開放和互操作的環(huán)境中共享空間數(shù)據(jù)集。這極大地推動(dòng)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集的共享。ESRI預(yù)計(jì)這個(gè)舉動(dòng)，同20世紀(jì)90年代Shapefiles定義格式的公布一樣，將會(huì)對GIS領(lǐng)域產(chǎn)生極大的震動(dòng)，而且將很快成為讀寫地理信息的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。5.系統(tǒng)的海量空間數(shù)據(jù)管理功能1) 支持海量多元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理功能ArcGIS支持矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)(遙感影像、航攝影像、圖片、DEM)、三維地形數(shù)據(jù)等，其對海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理及多用戶的并發(fā)訪問性能在國內(nèi)外都得到了很好的驗(yàn)證和考驗(yàn)。2) 支持拓?fù)潢P(guān)系的表達(dá)和管理機(jī)制拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則的建立與應(yīng)用在數(shù)據(jù)管理中有著重要的意義，ArcGISDesktop提供了一組(編輯)工具，可以通過選擇若干規(guī)則的組合，構(gòu)成對空間數(shù)據(jù)必須滿足的拓?fù)潢P(guān)系的靈活指定。同時(shí)還可以進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系校驗(yàn)，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤，保證地圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)的完整性、一致性和空間數(shù)據(jù)的有效利用。3) 便捷的元數(shù)據(jù)管理ArcInfo9可以管理其所支持的所有數(shù)據(jù)類型的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)(Metadata)，就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述和定義的數(shù)據(jù)，包括與空間數(shù)據(jù)相關(guān)的很多有用的信息。在ArcGIS中，元數(shù)據(jù)可以和數(shù)據(jù)集一起存儲(chǔ)，也可以單獨(dú)存儲(chǔ)，通過外部鏈接和數(shù)據(jù)集相連。元數(shù)據(jù)通過創(chuàng)建和共享，可以提供給其他人查詢，有助于數(shù)據(jù)挖掘，并且減少數(shù)據(jù)冗余，提高效率。4) 支持長事務(wù)處理和版本管理ArcSDE對長事務(wù)處理提供了底層的支持，每個(gè)用戶都是在直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作(編輯、修改)，但是ArcSDE為其建立了版本，只有完成了長事務(wù)工作后，系統(tǒng)才將其版本進(jìn)行存儲(chǔ)，并在此時(shí)進(jìn)行版本沖突管理。ArcGIS9引入了版本管理的概念，用戶在對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯時(shí)，不用對數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定，而是由ArcSDE為其建立“增量記錄”，即版本。任何人對數(shù)據(jù)的操作都可以在各自生成的“版本”上進(jìn)行，版本之下還可以生成新的版本，如此逐級繁衍，形成一棵“版本樹”。用戶在這個(gè)數(shù)據(jù)版本進(jìn)行編輯修改時(shí)，并不用關(guān)心其他用戶是不是也在對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。事務(wù)處理結(jié)束提交數(shù)據(jù)時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)對數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行檢查即可。如果沒有沖突就直接更新數(shù)據(jù)。如果遇到?jīng)_突，再交互解決沖突，從而大大提高了并發(fā)操作的效率。6.支持通用標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)先進(jìn)ArcGIS支持通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組件對象模型(COM)，支持計(jì)算機(jī)輔助工程(CASE)工具，支持WindowsNT的用戶界面標(biāo)準(zhǔn)(GUI)，使用標(biāo)準(zhǔn)的可視化建模語言UML來定制數(shù)據(jù)模型，支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大型數(shù)據(jù)庫(如Oracle、SQLServer)。通過TCP/IP、HTTP協(xié)議，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的XML、SQL，ArcGIS可實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的通信，支持分布式數(shù)據(jù)庫，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)、組件式GIS技術(shù)、Web技術(shù)、Java技術(shù)等。7.平臺(tái)支持ArcGIS9提供強(qiáng)大的跨平臺(tái)支持能力，能夠在多種軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行，包括WindowsNT/2000/XP、SUN-Solaris、HP-UX、IBM-AIX、HP-Tru64、Linux-RedHat等平臺(tái)，這為用戶提供了更加靈活的配置選擇。ArcGIS支持多種大型商用數(shù)據(jù)庫，如Oracle、SQLServer、DB2、Informix等，并支持空間數(shù)據(jù)庫的分布式存儲(chǔ)和管理。8.靈活的定制與開發(fā)ArcGISDesktop通過一系列可視的GIS應(yīng)用操作界面，滿足了大多數(shù)終端用戶的需求。同時(shí)，也為高級用戶和開發(fā)人員提供了全面的客戶化定制功能。使用戶能利用拖放和菜單驅(qū)動(dòng)工具來方便地定制ArcGIS9。支持標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)環(huán)境，易于系統(tǒng)定制，方便開發(fā)。ArcGIS引入了基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組件對象模型(COM)技術(shù)，它允許將組件插入其他支持COM的應(yīng)用中。ArcGISDesktop全面采用COM(組件對象模型)技術(shù)，它提供了超過1100個(gè)獨(dú)立的COM組件，集合成了ArcObjects。支持任何與COM兼容的編程語言，如VisualBasic、VisualC++、.NET、Delphi的定制與擴(kuò)展。提供了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MicrosoftVisualBasicforApplication(VBA)環(huán)境，用于所有的腳本編程和定制工作。

2.3ArcGIS9的新增功能ArcGIS9在繼承以往優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，在很多方面都有了較大的改善，如用戶與ArcGIS的交互方式較以往有了更大的提高，現(xiàn)在用戶可以通過5種方式與ArcGIS進(jìn)行交互，分別是腳本、對話框、圖解建模工具、命令行、用ArcObjects(VisualBasic，C++，C#)編寫的工具及模型(腳本)，具有更好的用戶體驗(yàn)。更為主要的是ArcGIS9在有關(guān)的功能上有了更深的突破，主要包括圖解建模方式在內(nèi)的5種空間處理方式。可進(jìn)行全球三維可視化的ArcGlobe，增強(qiáng)的注記管理和擴(kuò)展模塊Maplex，標(biāo)準(zhǔn)的開放的空間數(shù)據(jù)庫格式的發(fā)布，增強(qiáng)的柵格空間數(shù)據(jù)庫能力?？偟恼f來，主要包括以下幾個(gè)方面。1.高級的空間處理功能ArcGIS推出了一種全新的空間處理(空間分析)方式。與制圖和數(shù)據(jù)管理功能一樣，空間處理也是GIS軟件的基本功能之一?？臻g處理工具幫助用戶完成高級的空間分析和頻繁發(fā)生的自動(dòng)化處理任務(wù)，如選址適宜性分析和合并數(shù)據(jù)集等。傳統(tǒng)地，這類功能通常由ArcInfoWorkstation和ArcMacroLanguage(AML)來承擔(dān)。在ArcGIS9中，全部主要的Workstation空間處理功能都將在ArcGIS桌面端提供，并將提的空間處理由兩部分組成：提供功能的框架，包括圖解建模工具、用戶界面工具和對話框、腳本以及一組功能廣泛的工具集。對話框：最簡單的使用空間處理工具的方法是通過工具對話框。對話框指導(dǎo)用戶完成整個(gè)空間處理任務(wù)，同時(shí)對需要的參數(shù)及操作提供幫助。圖解建模工具：空間處理可以通過圖解建模工具完成。圖解建模工具可以跟蹤數(shù)據(jù)集、處理過程、參數(shù)和假定?？臻g圖解模型可以被創(chuàng)建、保存，并輸入不同的數(shù)據(jù)和功能參數(shù)重新運(yùn)行，這可以幫助用戶很容易地檢驗(yàn)不同狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果。命令行：通過命令行可以提供全部的空間處理工具。命令行工具支持命令的自動(dòng)完成和內(nèi)嵌幫助功能。腳本：腳本提供了一種便捷的方式用于批處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及任何空間處理工具的使用。此外，圖解模型也可以被存儲(chǔ)成腳本，為程序員提供了一個(gè)很好的起點(diǎn)，構(gòu)建定制的工具。可以支持多種標(biāo)準(zhǔn)的腳本語言，包括強(qiáng)大、易用的Python腳本語言。在ArcGIS9中，ArcToolbox變成ArcMap、ArcCatalog、ArcScene、ArcGlobe中一個(gè)可?？康拇翱?。ArcToolbox的空間處理框架可以跨ArcView、ArcEditor和ArcInfo環(huán)境，與ArcGIS桌面可伸縮的設(shè)計(jì)思想相一致。不同的只是每個(gè)產(chǎn)品中提供的工具的數(shù)量不同：ArcView和ArcEditor包含大約30個(gè)工具、ArcInfo包含大約200個(gè)工具。ArcGIS擴(kuò)展，如ArcGIS3DAnalyst和ArcGISSpatialAnalyst擴(kuò)展了ArcToolbox，提供了超過200個(gè)額外的工具。這些工具可以在所有的地圖處理框架中運(yùn)行(如命令行、腳本環(huán)境和ModelBuilder)。這樣允許用戶更好地把單獨(dú)的工具集成到完整的地圖處理腳本和應(yīng)用程序中。這些工具和模型將有助于增強(qiáng)GIS環(huán)境中空間分析的應(yīng)用。ArcGIS9提供的工具有以下幾種。空間疊加工具：聯(lián)合、相交、清除工具。鄰近分析工具：緩沖區(qū)、鄰近、點(diǎn)距離工具。數(shù)據(jù)管理工具：新建要素類、增加域、刪除字段工具。地表分析工具：坡向、陰影、坡度工具。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具：shapefiles、Coverages、數(shù)字高程模型，以及CAD到空間數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)的轉(zhuǎn)換工具。2.柵格數(shù)據(jù)管理ArcGIS特別增強(qiáng)了柵格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、查詢和可視化能力。這些增強(qiáng)的功能對于使用超大柵格空間數(shù)據(jù)庫(上百個(gè)GB到TB)的用戶具有特別的意義。ArcGIS9將推出新的用于管理、瀏覽和創(chuàng)建柵格數(shù)據(jù)的用戶界面。它還將增加?xùn)鸥駥傩砸约盎诳臻g的查詢和選擇功能，如圖2.24所示為ArcGIS9在增強(qiáng)的Geodatabase柵格數(shù)據(jù)管理上的強(qiáng)大功能。ArcGIS9柵格數(shù)據(jù)成為空間數(shù)據(jù)庫的一個(gè)重要部分，可以對柵格屬性表及關(guān)聯(lián)進(jìn)行版本化管理，并且可以將柵格和矢量數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)的快速、連續(xù)地瀏覽顯示和多用戶并發(fā)訪問機(jī)制。具體的功能主要有以下幾項(xiàng)。柵格目錄：存儲(chǔ)在表中的柵格數(shù)據(jù)集的一個(gè)集合，可以實(shí)現(xiàn)直接加載而不需要進(jìn)行預(yù)處理或轉(zhuǎn)換，用戶還可以自行定義屬性。柵格顯示能力的增強(qiáng)。高性能以及超大數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)管理。個(gè)人化Geodatabases支持柵格目錄和基于文件引用的柵格數(shù)據(jù)。圖2.24增強(qiáng)的Geodatabase柵格管理3.高端制圖在高端制圖方面，ArcGIS9有了更卓越的表現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)可變掩蔽效應(yīng)，改進(jìn)了打印性能和圖形輸出質(zhì)量，更好的ArcPress出版輸出質(zhì)量(EPS、AdobeIllustrator、PDFs)，使用MaplexforArcGIS改進(jìn)了標(biāo)簽定位完成基于制圖規(guī)則的高級文本放置，用于宗地、基礎(chǔ)地形圖、街道、管線和復(fù)雜多邊形的屬性標(biāo)注，還可以使用透明標(biāo)注來表示地物屬性，如圖2.25所示為ArcGIS9在地圖標(biāo)注方面的功能。另外，在進(jìn)行制圖的過程中，也可以用作空間處理工具(Geoprocessingtools)來進(jìn)行地圖生產(chǎn)。三維符號(hào)的使用，使制圖效果更完美、逼真。圖2.25增強(qiáng)的標(biāo)注功能4.三維分析功能大大增強(qiáng)ArcGIS9在三維分析功能上有了較大的擴(kuò)展，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：三維符號(hào)化、三維動(dòng)畫的構(gòu)建、新增高效的三維球體瀏覽應(yīng)用程序ArcGlobe和三維分析的空間處理功能。三維符號(hào)化的實(shí)現(xiàn)對于三維現(xiàn)實(shí)景觀的模擬起到至關(guān)重要的作用，如圖2.26所示，三維符號(hào)化在表現(xiàn)方法上有了質(zhì)的飛躍，其表現(xiàn)從“在哪兒”發(fā)展到“看起來什么樣”，更加符合人的視覺習(xí)慣，表現(xiàn)的事物也更加現(xiàn)實(shí)。ArcGIS93DAnalyst增加了對真實(shí)三維符號(hào)的支持，它提高了可視化以及對真實(shí)世界的模擬能力。Geodatabase中的三維要素，帶紋理的Multi-patch幾何圖形被保存在Shape字段中。在ArcGIS9中所有的ArcGIS應(yīng)用都可以使用三維符號(hào)，但只在ArcScene和ArcGlobe中有三維表現(xiàn)。新的三維符號(hào)允許真實(shí)的幾何表示，類型多種多樣，真實(shí)的三維尺寸，根據(jù)觀察距離的變化而變化，多邊形以基本填充或紋理渲染，還支持輪廓線。用戶可以通過三維符號(hào)屬性編輯器對三維符號(hào)進(jìn)行修改，如圖2.27所示的是ArcGlobe中的三維效果。圖2.26三維符號(hào)化的作用圖2.27ArcGlobe中的三維效果在三維動(dòng)畫功能方面，ArcGIS9可以完成簡單和復(fù)雜動(dòng)態(tài)三維效果的創(chuàng)建，可以從遠(yuǎn)景、Scene屬性、地理運(yùn)動(dòng)和時(shí)間變化來觀察三維對象的變化，還可以自動(dòng)記錄和播放演示效果過程。在ArcGIS9中用戶可以通過五種方式創(chuàng)建動(dòng)畫：從畫面創(chuàng)建動(dòng)畫(捕獲當(dāng)前視圖到動(dòng)畫、錄制和播放飛行過程)，從路徑構(gòu)建動(dòng)畫(用飛行路徑構(gòu)建飛行過程、沿著路徑移動(dòng)圖層(ArcScene))，從組動(dòng)畫中創(chuàng)建動(dòng)畫，利用動(dòng)畫管理器操縱對象屬性來創(chuàng)建動(dòng)畫，利用ArcObjects定制動(dòng)畫過程。三維分析功能是ArcGIS核心功能的一個(gè)擴(kuò)展，允許海量數(shù)據(jù)的交互式三維瀏覽、表面建模和空間分析，可以在ArcCatalog中進(jìn)行三維數(shù)據(jù)的預(yù)覽和操作，在ArcMap中還添加了三維工具和三維空間處理工具，ArcInfoWorkstation中對TIN數(shù)據(jù)的支持進(jìn)行了擴(kuò)展。在獨(dú)立的三維應(yīng)用方面，除了以往的ArcScene程序的功能有所增強(qiáng)外，還增加了一個(gè)ArcGlobe應(yīng)用程序。ArcGlobe提供與任何在三維地球表面帶有地理參考的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫交互的能力。ArcGlobe允許用戶在全球環(huán)境下疊加數(shù)據(jù)并進(jìn)行地理數(shù)據(jù)的可視化顯示。在綜合考慮了數(shù)據(jù)獲取和顯示的優(yōu)化及效率的基礎(chǔ)上，ArcGlobe提供對事實(shí)上無限地理信息的訪問能力。這種對空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量上的突破意味著ArcGlobe可以以超越傳統(tǒng)二維地圖的性能，更容易地、智能地處理從本地到全球不同比例的柵格、矢量和地形數(shù)據(jù)集。ArcGlobe具有與ArcScene相似的地圖交互工具。用戶既可以在全球比例尺下平移、查詢和分析數(shù)據(jù)，也可以放大到本地范圍，以更高分辨率顯示周邊的航空影像。這獲益于采用的一種新的、高級的索引和多分辨率數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。用戶僅受限于他們物理存儲(chǔ)設(shè)備的大小以及數(shù)據(jù)的可達(dá)性。5.數(shù)據(jù)互操作擴(kuò)展數(shù)據(jù)互操作擴(kuò)展是用戶可以在GIS中方便地直接整合各種類型的數(shù)據(jù)(從開放格式到私有格式)的功能，是使數(shù)據(jù)的交換從復(fù)雜過程變?yōu)楹唵尾僮鞯墓ぞ撸荅SRI與SafeSoftware合作開發(fā)新的ArcGIS擴(kuò)展之一。ArcGIS中通過ETL將各自格式不同的數(shù)據(jù)整合到一起。ETL是Extract，Transform，Load的縮寫，是ArcGIS9中數(shù)據(jù)整合的解決方案。ETL過程就是數(shù)據(jù)流動(dòng)的過程，從不同的數(shù)據(jù)源流向不同的目標(biāo)數(shù)據(jù)。ArcGIS數(shù)據(jù)互操作擴(kuò)展已經(jīng)整合在ArcMap、ArcCatalog、ArcScene和ArcGlobe中，可以直接讀取多達(dá)65種的空間數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行制圖、分析和可視化方面的操作。對于輸出來講，可以導(dǎo)出50種空間數(shù)據(jù)格式。并且，這一功能已經(jīng)完全整合在ArcGIS的空間處理框架下，可以用圖解建模的方法輕松建立起自定義的空間數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型。用戶可以將互操作功能加入到空間處理模型中，也可以在ArcToolbox中自定義導(dǎo)入、導(dǎo)出和轉(zhuǎn)換工具。自定義的數(shù)據(jù)互操作工具可以用于ArcToolbox、ModelBuilder、腳本以及命令行，與其他模型和工具的使用完全相同。Ar可以實(shí)現(xiàn)快速導(dǎo)入/導(dǎo)出功能；與ModelBuilder整合在一起實(shí)現(xiàn)在GIS模型中的數(shù)據(jù)格式控制；也可以通過命令行和腳本獲取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。ArcGIS9中新增了一個(gè)與Model