GIS开发基础详解

1、内容提纲GIS基础地理信息：一切与空间位置有关的信息地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS基础农业商业地理智能防御生态和环保电力和煤气采矿和地理科学海洋学房地产遥感和影像城市规划GIS基础农业 表现土地利用的卫星影像与厄尔逆诺的气象波动模型相结合可以预测对农业的影响。 GPS（全球定位系统）接受器与便携式GIS 软件相结合可以实时、准确地为农业生产提供某地化学物质的浓度。 在加利福利亚的圣华金河流域，GIS被用来模拟非点源污染。生成的地图提供了土壤盐分的可视化显示。商

2、业地理方面 一个公司利用GIS来评估其办公地点迁址将对员工变换工作（employees commute to work）的影响。 魁北克一家面临竞争压力的小公司用GIS开发了它的客户数据库，并用以辨别客户的分布情况，加大邮件宣传的效率并提高客户的回头率。 旧金山的一个组织用GIS来帮助小型商业公司寻找那些具有合适的商业、经济、人口和交通属性等内容的贸易空间。GIS基础生态和环保 哥伦比亚正在建立一个 GIS 数据库以对那些预留出来作为国家公园的土地进行优先次序排序。 在肯尼亚，通过 GIS 可以显示出大型哺乳动物在雨季都散布在热带稀疏草原上，而在旱季则集中在盆地里。理解哺乳动物的季节迁移模式对

3、于管理野生动物和牲畜的水资源分配非常重要。 在加利福利亚的Santa Catalina岛，GIS被用来评估生态成本和泥土路的效益。道路虽然为生态管理提供通路，但同是又破坏了生态景观，因此在生态环境方面它的存在与否很难做决断房地产人居环境，一个组织为低收入家庭建造房子的组织，可以使用GIS来分析提出的方案并制定保护绝大多数已有树木的计划。房地产公司利用GIS为用户进行选址，被考虑的因素有可达性、可见度、分区和权利等。GIS基础Geographic Information System 地理信息系統Remote Sensing 遥感Global Positioning System 全球卫星定位系

4、统 GIS基础v矢量数据(Vector) 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体v栅格数据(Raster) 是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素栅格结构矢量结构GIS基础v拓扑 空间拓扑描述的是自然界中地理对象的空间位置关系，是地理对象空间属性的一部分。哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡七桥问题空间拓扑空间拓扑GIS基础v地球模型地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。 法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度B。 过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度L。 GIS基础v

5、投影（1）直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影GIS基础v投影（2）将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算地球椭球体为不可展曲面地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析GIS基础v坐标系（1）大地坐标系：以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球坐标系。投影坐标系：投影坐标系使用基于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，它对应于某个地理坐标系。GIS基

6、础v坐标系（2）WGS84 坐标系 World Geodetic System一1984 Coordinate System GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的西安80 坐标系 /北京54 坐标系 属于国家大地坐标系GIS基础v坐标系（3）EPSG（The European Petroleum Survey Group, / ）维护着空间参照对象的数据集，OGC标准中空间参照系统的SRID（Spatial Reference System Identifier）与EPSG的空间参照系统ID相一致。EPSG:4326代表地理坐标系WGS1984GOO

7、GLE MAP使用的投影为EPSG:900913GIS基础v比例尺地图比例尺反映了制图区域和地图的比例关系纸质地图：内容、概括程度、数据精度等 GIS：数据精度比例尺的含义：图上长度与相应地面长度的比例我国地图比例尺分级系统： 大比例尺：1：5001：10万 中比例尺：1：10万1：100万 小比例尺：1：100万ArcGIS开发体系属性表数据矢量数据栅格数据ArcGIS开发体系 要素类是具有相同空间制图表达（如点、线或多边形）和一组通用属性列的常用要素的同类集合，例如，表示道路中心线的线要素类。 地理数据库中最常用的四个要素类分别是点、线、多边形和注记（地图文本的地理数据库名称）。 要素数据

8、集是共用一个通用坐标系的相关要素类的集合。要素数据集用于按空间或主题整合相关要素类。它们的主要用途是，将相关要素类编排成一个公用数据集，用以构建拓扑、网络数据集、地形数据集或几何网络。ArcGIS开发体系 栅格数据集是地理数据库中一种基本数据集，通过将世界分割成在格网上布局的离散方块或矩形来表示地理要素。每个单元都具有一个值，用于表示该位置的某个特征，例如温度、高程或光谱值。ArcGIS开发体系ArcGIS开发体系空间查询某个点落在哪个多边形内与某条河流相连的支流有哪些由空间和属性查询某城市人口总数某一土地所有权人、地价、面积ArcGIS开发体系线的长度计算面状地物面积、周长计算距离量算Arc

9、GIS开发体系点公共设施（商场，邮局，银行，医院学校等）的服务半径线在河流两旁划定某个范围的保护区面大型水库建设的搬迁界定野生ArcGIS开发体系点、线、面状图的叠加矢量与栅格图层的叠加专题地图与数字高程模型（DEM）叠加显示立体图ArcGIS开发体系最佳路径分析 最短路径 最低耗费路径 动态最佳路径分析资源分配 消防站点分布 求援区划分 地址匹配 根据地址查询地理位置城市两点间最佳路径的选择示意图 ArcGIS开发体系将不同专题的空间资料予以组合、运算，以分析特定的空间议题，如位置选址、适宜性分析城市规划与开发城市发展程度评估ArcGIS开发体系 ArcGIS Desktop - 一套集成的

10、专业GIS应用程序，由以下三种产品组成：ArcView、ArcEditor 和 ArcInfo。 ArcGIS Server - 将GIS信息和地图以Web服务形式发布，提供一系列WebGIS应用程序，并且支持企业级数据管理。 ArcGIS Mobile - 为野外计算提供移动GIS工具和应用程序。 ArcGIS Online - 提供可通过Web进行访问的在线GIS功能，外加Esri与合作伙伴发布的可供用户在自己的 WebGIS应用程序中使用的地图和数据。 ArcGIS Engine - 为使用 C+、.NET 或 Java 的 ArcGIS 开发人员提供软件组件库。ArcGIS开发体系Ar

11、cGISCADCoverageGeodatabaseShapefileRasterTablesInternet Map ServiceArcGIS开发体系 基于ArcGIS Desktop/ArcGIS Catalog 插件开发ArcGIS开发体系How To?实现插件接口ESRI.ArcGIS.Desktop.AddIns.Button定义配置文件Config.esriaddinxArcGIS开发体系 基于ArcGIS Engine 的应用程序开发How To?ArcGIS开发体系 ArcGIS Server ArcGIS API for JavaScript ArcGIS API for

12、Silverlight ArcGIS API for Flex ArcGIS Viewer for Flex* Flex上的插件框架 ArcGIS Viewer for Silverlight* Silverlight上的插件框架 ArcGIS for iOS ArcGIS for Android ArcGIS for Windows Phone ArcGIS Server for Amazon EC2*用于在Amazon EC2云服务上进行ArcGIS Server的部署 官网帮助地址：http:/ 要素的形状是以 geometry 这么一个特殊字段存储在要素类表中的。要素可以用以下这些几何

13、类型表达：点或多点（一组点）线（一组相连或不相连的线段）多边形要素具有空间参考要素具有属性扩展内容要素能用规则来验证 现实世界中的对象存在或改变都是必须遵循一定规则的。你可以用这样的规则来限制几何网络中元素的制约规则，或者定义这些元素的关联的对应基数。要素具有拓扑关系 各类型要素之间具有精确的空间位置关系就叫做拓扑。例如，宗地的二级小分块必须是彼此严格毗邻的，不允许有缝隙和重叠。这种二维关系称为平面拓扑。 几何网络中的线和应用设施必须是不间断连接的，并且这种连接关系必须明确定义。这样的一维关系图可称为几何网络。扩展内容要素具有复杂的行为（略）定义属性域和验证规则（略）建立对象关联（略）创建定制

14、对象（略）扩展内容 点具有 0-维的几何特征。它们有一对（X，Y）坐标，和可选的高程值（Z）、测量值（M）与点ID 值。点用来表示一些小的要素，如钻井或测量点。 多点是点的无序集合。多点表示具有相同属性值的一组点，例如形成一个单位的一组钻井。扩展内容 折线是相交或不相交的路径的有序集合。多线用来表示所有线性要素的几何形状。 多线常用来表示公路、河流和等高线。简单线性要素用只有一条路径的折线来表示。复杂线性要素如路线（route）用具有多条路径的折线来表示。扩展内容 多边形是环的集合，这些环按照它们的包含关系进行了排序。 多边形用来表示所有面状要素的几何形状。简单面状要素用只有一个环的多边形来表

15、示。 当这些环是嵌套的时候，它们依次为内环或外环。多边形中的环之间可以是彼此分离的，它们不能重叠。扩展内容 相等（Equal）扩展内容 包含（Contains）扩展内容 在内部（WithIn）扩展内容 相交（Crosses）扩展内容 相交（Crosses）/不相交（Disjoint）扩展内容 叠加（Overlap）/相接（Touches）扩展内容 几何特征系统提供了一系列基于一个或多个几何形状中的点间的逻辑比较、返回几何形状的算子。 这些算子为编辑那些叠加的地理要素提供支持。它们位于ITopologicalOperator接口中。可以封装在边界类（envelope）、多点类（multipoin

16、t）、点类（point）、多边形类（polygon）和折线类（polyline）中引用它。 主要的拓扑算子有：缓冲区、裁切、差分、交集、并集等。缓冲区交集并集扩展内容相交（ Intersect ）查询，以API for JavaScript为例：扩展内容缓冲区（ Buffer）查询，以API for JavaScript为例：扩展内容网络模型 Geodatabase 对线性网络系统有两种描述模型：几何网络模型（ geometric network）和逻辑网络模型（logical network）。几何网络模型是组成线性网络系统的要素的集合。几何网络模型是从要素集合的视角来看网络模型。 几何网络

17、模型是要素的集合，是由边线和交汇点相连组成的系统。一条边线有两个交汇点，而一个交汇点可以与任何数量的边线相连。边线要素可以在二维空间中相互交叉但不接触。一个典型的例子是桥梁跨过一条公路，这种情况被称为非平面交汇点。 与几何网络相似，逻辑网络也是相连的边线和交汇点的集合。主要的区别在于逻辑网络没有坐标值。它的主要目标是用特定的属性表存储网络的连通性信息。既然逻辑网络中的边线和交汇点没有几何属性，因此它们不是要素，而是元素（elements）。在几何网络的网络要素和逻辑网络的元素间有一对一和一对多的关联关系。扩展内容网络模型 你可以把网络模型看成是地理对象（如铁路、公路、车站、桥梁）的集合，也可以把它看成是由边线和交汇点组成的网络。 你是通过网络要素与网络发生作用的。当你对一个几