001 軟件工程之GIS-軟件簡介

1、演示者：為什么以權(quán)杖tel :email : me 4wang ，GIS軟件操作和應用程序(1) ArcInfo為例開設(shè)本課程？廣泛應用，迫切需要，引用，作為傳統(tǒng)領(lǐng)域和現(xiàn)代科學技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物，地理信息科學/地理信息系統(tǒng)(GIS)逐漸發(fā)展成為處理空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)代綜合領(lǐng)域。過去幾十年，GIS作為空間數(shù)據(jù)管理和信息分析的計算機系統(tǒng)被廣泛應用于土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域。引用：深圳市土地管理信息系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫一起管理土地數(shù)據(jù)是近年來土地信息系統(tǒng)分布式處理的常用方法之一，分布式實現(xiàn)主要依賴于Oracle等關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供的分布式功能。土地信息系統(tǒng)分布

2、式數(shù)據(jù)庫，引用，城市建設(shè)和管理，引用，數(shù)字城市和虛擬現(xiàn)實，數(shù)字深圳B，引用，數(shù)字城市和虛擬現(xiàn)實，3d建筑，上海東方明珠，引用，軍事領(lǐng)域(虛擬戰(zhàn)場地形模擬系統(tǒng))，引用王新生?？茖W出版社。2010 GIS軟件應用-ARC/INFO軟件運行和應用。程雄。武漢大學出版社。2004. ArcGIS基礎(chǔ)教程。ESRI中國(北京)有限公司。 ArcCatalog用戶指南。ESRI中國(北京)有限公司。ArcGIS空間分析用戶指南。ESRI中國(北京)有限公司總時間：36小時授課方法：多媒體講座和實驗相結(jié)合的評價方法：一般(40)期末(60，機器考試)，基本部署：講座內(nèi)容：教材和參考書：國外GIS軟件：arc

3、GIS(ESRI)mapinfo(mapinfo)mge(intergraph)2。國內(nèi)GIS軟件：SuperMap(北京中科院超圖公司)GeoStar(武漢五代科公司)MapGIS(武漢大中公司)，第一章ArcGIS軟件簡介，第二章ArcGISArcGIS系列：第1章ArcGIS軟件簡介，第1章ArcGIS軟件簡介，第2章ArcGIS軟件簡介臺式機ArcGIS:第1章ArcGIS軟件簡介，第2章ArcGIS軟件簡介臺式機ArcGIS:第1章ArcGIS主要功能：數(shù)據(jù)輸入、顯示功能(空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))。編輯功能。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，合并。基本GIS功能(位置、條件、變化趨勢、模型、模擬)。數(shù)據(jù)查看和顯

4、示功能。數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)輸出。系統(tǒng)的二次開發(fā)。，第1章ArcGIS軟件簡介，第3章ArcInfo軟件簡介2。配置：1) work staion ArcInfo 2)桌面ArcInfo，基本模塊：ARC模塊ARCEDIT模塊ARCPLOT模塊TABLES模塊，擴展模塊：網(wǎng)絡(luò)模塊COGO模塊tities。等。第1章ArcGIS軟件簡介，第3章ArcInfo軟件簡介2。配置：2)Desktop ArcInfo，ArcCatalog，ArcMap，ArcToolbox，第1章ArcGIS軟件簡介，第3章ArcInfo軟件簡介3。ArcInfo軟件中的空間圖元表示，ArcInfo中的空間圖元可以使用兩種數(shù)

5、據(jù)結(jié)構(gòu)來描述：矢量(coverage，TIN)和柵格(grid，LATTICE)。而且兩者之間可以相互轉(zhuǎn)換。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(覆蓋)，3 .ArcInfo中空間圖元的表現(xiàn)法，ArcInfo中常用的coverage(復蓋層)檔案包含圖征空間資料(例如位置和與相鄰圖元的空間關(guān)系)和屬性資料(例如名稱、符號和類型)。作為coverage中空間圖元的基本描述要素的圓弧段(Arc):表示兩個項目(例如直線實體、面實體邊界或?qū)W校周圍的墻)的組合。線圖元可以由一條或多條弧線段組成。每個圓弧段都具有用戶標識代碼(user-ID)，其位置和形狀由一系列對齊的坐標對(x，y)定義，描述圓弧段的屬性數(shù)據(jù)位于圓弧段屬性表

6、(* .AAT)中，矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(覆蓋)，3 .ArcInfo中的空間圖元表現(xiàn)法，coverage中空間實體的預設(shè)描述圖征：節(jié)點：表示弧線段的起點、終點和線圖征連接點。節(jié)點的位置由坐標對(x，y)定義。標識點：用于表示點實體或標示面實體。如果標識點表示點實體，則該位置由座標對(x，y)描述。如果標記點為面實體，則可以在多個變形內(nèi)的任意位置使用坐標對(x，y)進行標識。識別點的屬性資料可以在點屬性表格或面屬性表格(* .PAT)，ArcInfo無法自動區(qū)分點實體或面實體上的標識點，并且始終保留這些屬性表結(jié)構(gòu)，因此兩種類型的復蓋要素不能存儲在同一復蓋中。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(覆蓋)，3 .ArcInfo中

7、的空間實體表現(xiàn)法，coverage中空間實體的基本描述圖征：多邊形(Polygon):用于表示面實體。一個多邊形由構(gòu)成其邊界的一組圓弧段和位于多邊形邊界內(nèi)的一個標識點定義。多邊形的屬性資料可以在屬性表格(* .PAT)。注冊基點(Tic):復蓋的位置或地理控制點。它們通過指定地圖的已知坐標來放置復土厚度。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(覆蓋)，3 .ArcInfo中的空間圖元表現(xiàn)法，coverage中空間圖元的預設(shè)描述圖征：coverage(BND):表示復蓋層描述的地理資訊范圍。注釋：用于標注重疊特征尺寸的文本說明。注釋與其他特征沒有拓撲關(guān)系，僅用于顯示說明性信息。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(覆蓋)，3 .ArcInfo中

8、的空間圖元表現(xiàn)法，coverage中空間圖元的預設(shè)描述圖征：鏈(Link):用于延伸和調(diào)整圖面，以及表示連接。路徑：基于圓弧段描述直線實體。直線實體可以包含多個或某些圓弧段。線段：用于表示路徑或圓弧段的一部分。區(qū)域：表示具有相同屬性但不連續(xù)分布的地理范圍。3 .ArcInfo中的空間圖元表示矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(coverage)，3，ArcInfo軟件簡介，存儲在計算機上的所有coverage文件由目錄和Info子文件夾組成。其中目錄的名稱是coverage文件的名稱，包含多個文件(例如ARC、TIC、LAB、BND、AAT、PAT等)，每個文件存儲有關(guān)一個要素的信息。info子文件夾以INFO表的

9、形式存儲coverage文件的屬性信息，所有屬性表均可通過INFO子文件夾進行管理。，第三，ArcInfo軟件簡介，3 .ArcInfo中的空間圖元表現(xiàn)法向量資料結(jié)構(gòu)(coverage)范例：g : hubeidata 32;god region的路徑下有一個名為無限的coverage檔案ArcInfo中空間圖元的數(shù)據(jù)組織，ArcInfo中的空間實體數(shù)據(jù)也可以由柵格和柵格LATTICE數(shù)據(jù)描述。其中GRID的基本單位是規(guī)則單位，例如矩形和具有固定面積和范圍的矩形。通常表示不連續(xù)現(xiàn)象。LATTICE的基本單位是規(guī)則單位的中心點，沒有范圍和面積的概念，經(jīng)常用于表示連續(xù)的表面現(xiàn)象。在ArcInfo中

10、，柵格數(shù)據(jù)使用固定編碼方法存儲和管理描述地理信息的數(shù)據(jù)，每個基本單元都具有用于描述地理實體屬性的整數(shù)或存儲實際數(shù)據(jù)的值。ArcInfo軟件的數(shù)據(jù)模型：1。組織ArcInfo中空間實體的數(shù)據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、3、ArcInfo軟件簡介、計算機的GRID和LATTICE網(wǎng)格數(shù)據(jù)也作為包含多個文件的目錄存在。此外，存儲在計算機上的所有GRID或LATTICE柵格數(shù)據(jù)都位于目錄和INFO子文件夾中，2 .空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述(自行學習)、2.1網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、2.1網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、2.1.1網(wǎng)格數(shù)據(jù)基本概念2.1.2網(wǎng)格數(shù)據(jù)層次的概念2.1.3網(wǎng)格數(shù)據(jù)值方法2.1.4網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲編碼、2.1.1

11、網(wǎng)格數(shù)據(jù)基本概念、工作區(qū)的平面表示由恒定分解力“行”和根據(jù)顯示的實體表達信息的差異，每個圖元可以用不同的“灰度值”表示。網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實際上是象陣列。也就是說，象是矩陣形式的集合，柵格中的每個象是柵格數(shù)據(jù)中最基本的信息存儲單元。坐標位置可以通過行號和列號確定。如果為每個圖元指定了n位，則灰度值的范圍可以從0到2n-1。如果將白色-灰色-黑色的連續(xù)變化量化為8位(bit)，則灰度值范圍可以從0-255到256級。如果每個象只指定1位，則灰度值只有0和1，這稱為二進制圖像，0表示背景。2.1.2網(wǎng)格數(shù)據(jù)層次概念，網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中對象的空間位置在正交平面網(wǎng)格中以行號和列號坐標表示，對象的屬性以像素值表示

12、，每個象在網(wǎng)格中只有一次值，相同圖元表示多個屬性的對象是多個正交平面網(wǎng)格，每個正交平面網(wǎng)格表示一個屬性(稱為層)或同一屬性的不同特性。2.1.3柵格數(shù)據(jù)采集方法，中心歸屬方法：每個柵格單元的值由與柵格中心點對應的區(qū)域?qū)傩灾荡_定。長度搶占方法：每個柵格單元的值由對應于柵格中心線(水平或垂直)大部分長度的區(qū)域的屬性值確定。面積優(yōu)化方法：使每個網(wǎng)格單元的值在相應網(wǎng)格單元中占據(jù)最大面積的屬性值重要性方法：根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)其他圖的重要性，選擇確定相應網(wǎng)格單元值(例如稀有金屬礦產(chǎn)區(qū)域)的特別重要的空間實體。即使該區(qū)域非常小或不居中，也應根據(jù)保留原則使用2.1.4柵格數(shù)據(jù)存儲編碼。(1)直接編碼(2)鏈編碼(3)

13、筆劃編碼(4)基于塊的編碼(5)四元樹編碼將柵格數(shù)據(jù)視為數(shù)據(jù)矩陣，按行或列逐個記錄代碼，每一行可以從左到右，奇數(shù)行從左到左，偶數(shù)行可以為特定目的采用不同的特殊順序。這是最簡單、最直觀、最重要的柵格結(jié)構(gòu)編碼方法，通常稱為圖像文件或柵格文件。，(1)直接網(wǎng)格編碼，(2)相同代碼的起始、結(jié)束字形的列號(或行號)，以及按行(或列)記錄該代碼的行程代碼，右側(cè)行可以按行方向進行行程編碼：(1，3，3)，(4，)第2行：(1，4，3)，(5，8，4)；三行：(1，1，1)，(2，4，3)，(5，7，4)，(8，8，2)；第4行：(1，2，1)，(3，5，3)，(6，8，2)；第5行：(1，4，1)，(5，5

14、，3)，(6，8，2)；第6行：(1，4，1)，(5，8，2)；第7行：(1，5，1)，(6，8，2)；第8行：(1，5，1)，(6，8，2)。Note:藍色數(shù)字是出現(xiàn)在右行上的數(shù)字，(3)將多邊形范圍除以象構(gòu)成的矩形，然后對每個矩形進行編碼的塊型代碼?；趬K的編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含三個數(shù)字：塊的初始位置(行、列號)、塊的大小(塊中包含的行/列數(shù))和記錄單位的代碼。例如，右側(cè)圖塊型式為(1，1，2，3)、(1，3，1，3)、(1，4，1，4)、(1，5，3，4) 1 (4，5，1，3)，(4，6，1，2)，(4，7，2)，(5，1，4，1)，(5，) ，2.2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，2.2.1矢量數(shù)據(jù)概念2.2.2拓撲關(guān)系2.2.3多邊形矢量編碼，2.2.1矢量數(shù)據(jù)概念，矢量數(shù)據(jù)是表示地圖圖形的各個點平面坐標(x，y)的有序集合。2.2.2拓撲關(guān)系、拓撲關(guān)系主要是由三種關(guān)系表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)元素節(jié)點、圓弧段和區(qū)域之間的空間關(guān)系：拓撲相鄰關(guān)系、拓撲關(guān)聯(lián)關(guān)系和拓撲包含