GIS開發(fā)基礎(chǔ)詳解

1、內(nèi)容提綱GIS基礎(chǔ)地理信息：一切與空間位置有關(guān)的信息地理信息系統(tǒng)：是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。 GIS基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)商業(yè)地理智能防御生態(tài)和環(huán)保電力和煤氣采礦和地理科學(xué)海洋學(xué)房地產(chǎn)遙感和影像城市規(guī)劃GIS基礎(chǔ)農(nóng)業(yè) 表現(xiàn)土地利用的衛(wèi)星影像與厄爾逆諾的氣象波動(dòng)模型相結(jié)合可以預(yù)測對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。 GPS（全球定位系統(tǒng)）接受器與便攜式GIS 軟件相結(jié)合可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供某地化學(xué)物質(zhì)的濃度。 在加利福利亞的圣華金河流域，GIS被用來模擬非點(diǎn)源污染。生成的地圖提供了土壤鹽分的可視化顯示。商

2、業(yè)地理方面 一個(gè)公司利用GIS來評(píng)估其辦公地點(diǎn)遷址將對(duì)員工變換工作（employees commute to work）的影響。 魁北克一家面臨競爭壓力的小公司用GIS開發(fā)了它的客戶數(shù)據(jù)庫，并用以辨別客戶的分布情況，加大郵件宣傳的效率并提高客戶的回頭率。 舊金山的一個(gè)組織用GIS來幫助小型商業(yè)公司尋找那些具有合適的商業(yè)、經(jīng)濟(jì)、人口和交通屬性等內(nèi)容的貿(mào)易空間。GIS基礎(chǔ)生態(tài)和環(huán)保 哥倫比亞正在建立一個(gè) GIS 數(shù)據(jù)庫以對(duì)那些預(yù)留出來作為國家公園的土地進(jìn)行優(yōu)先次序排序。 在肯尼亞，通過 GIS 可以顯示出大型哺乳動(dòng)物在雨季都散布在熱帶稀疏草原上，而在旱季則集中在盆地里。理解哺乳動(dòng)物的季節(jié)遷移模式對(duì)

3、于管理野生動(dòng)物和牲畜的水資源分配非常重要。 在加利福利亞的Santa Catalina島，GIS被用來評(píng)估生態(tài)成本和泥土路的效益。道路雖然為生態(tài)管理提供通路，但同是又破壞了生態(tài)景觀，因此在生態(tài)環(huán)境方面它的存在與否很難做決斷房地產(chǎn)人居環(huán)境，一個(gè)組織為低收入家庭建造房子的組織，可以使用GIS來分析提出的方案并制定保護(hù)絕大多數(shù)已有樹木的計(jì)劃。房地產(chǎn)公司利用GIS為用戶進(jìn)行選址，被考慮的因素有可達(dá)性、可見度、分區(qū)和權(quán)利等。GIS基礎(chǔ)Geographic Information System 地理信息系統(tǒng)Remote Sensing 遙感Global Positioning System 全球衛(wèi)星定位系

4、統(tǒng) GIS基礎(chǔ)v矢量數(shù)據(jù)(Vector) 通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點(diǎn)、線、多邊形等地理實(shí)體v柵格數(shù)據(jù)(Raster) 是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)像元或像素柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)GIS基礎(chǔ)v拓?fù)?空間拓?fù)涿枋龅氖亲匀唤缰械乩韺?duì)象的空間位置關(guān)系，是地理對(duì)象空間屬性的一部分。哥尼斯堡七橋問題哥尼斯堡七橋問題空間拓?fù)淇臻g拓?fù)銰IS基礎(chǔ)v地球模型地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。通過A點(diǎn)作橢球面的垂線，稱之為過A點(diǎn)的法線。 法線與赤道面的交角，叫做A點(diǎn)的緯度B。 過A點(diǎn)的子午面與通過英國格林尼治天文臺(tái)的子午面所夾的二面角，叫做A點(diǎn)的經(jīng)度L。 GIS基礎(chǔ)v

5、投影（1）直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影GIS基礎(chǔ)v投影（2）將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法，稱為地圖投影地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算地球橢球體為不可展曲面地圖為平面，符合視覺心理，并易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析GIS基礎(chǔ)v坐標(biāo)系（1）大地坐標(biāo)系：以參考橢球中心為原點(diǎn)、起始子午面和赤道面為基準(zhǔn)面的地球坐標(biāo)系。投影坐標(biāo)系：投影坐標(biāo)系使用基于X,Y值的坐標(biāo)系統(tǒng)來描述地球上某個(gè)點(diǎn)所處的位置。這個(gè)坐標(biāo)系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對(duì)應(yīng)于某個(gè)地理坐標(biāo)系。GIS基

6、礎(chǔ)v坐標(biāo)系（2）WGS84 坐標(biāo)系 World Geodetic System一1984 Coordinate System GPS廣播星歷是以WGS-84坐標(biāo)系為根據(jù)的西安80 坐標(biāo)系 /北京54 坐標(biāo)系 屬于國家大地坐標(biāo)系GIS基礎(chǔ)v坐標(biāo)系（3）EPSG（The European Petroleum Survey Group, / ）維護(hù)著空間參照對(duì)象的數(shù)據(jù)集，OGC標(biāo)準(zhǔn)中空間參照系統(tǒng)的SRID（Spatial Reference System Identifier）與EPSG的空間參照系統(tǒng)ID相一致。EPSG:4326代表地理坐標(biāo)系WGS1984GOO

7、GLE MAP使用的投影為EPSG:900913GIS基礎(chǔ)v比例尺地圖比例尺反映了制圖區(qū)域和地圖的比例關(guān)系紙質(zhì)地圖：內(nèi)容、概括程度、數(shù)據(jù)精度等 GIS：數(shù)據(jù)精度比例尺的含義：圖上長度與相應(yīng)地面長度的比例我國地圖比例尺分級(jí)系統(tǒng)： 大比例尺：1：5001：10萬 中比例尺：1：10萬1：100萬 小比例尺：1：100萬ArcGIS開發(fā)體系屬性表數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)ArcGIS開發(fā)體系 要素類是具有相同空間制圖表達(dá)（如點(diǎn)、線或多邊形）和一組通用屬性列的常用要素的同類集合，例如，表示道路中心線的線要素類。 地理數(shù)據(jù)庫中最常用的四個(gè)要素類分別是點(diǎn)、線、多邊形和注記（地圖文本的地理數(shù)據(jù)庫名稱）。 要素?cái)?shù)據(jù)

8、集是共用一個(gè)通用坐標(biāo)系的相關(guān)要素類的集合。要素?cái)?shù)據(jù)集用于按空間或主題整合相關(guān)要素類。它們的主要用途是，將相關(guān)要素類編排成一個(gè)公用數(shù)據(jù)集，用以構(gòu)建拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集、地形數(shù)據(jù)集或幾何網(wǎng)絡(luò)。ArcGIS開發(fā)體系 柵格數(shù)據(jù)集是地理數(shù)據(jù)庫中一種基本數(shù)據(jù)集，通過將世界分割成在格網(wǎng)上布局的離散方塊或矩形來表示地理要素。每個(gè)單元都具有一個(gè)值，用于表示該位置的某個(gè)特征，例如溫度、高程或光譜值。ArcGIS開發(fā)體系A(chǔ)rcGIS開發(fā)體系空間查詢某個(gè)點(diǎn)落在哪個(gè)多邊形內(nèi)與某條河流相連的支流有哪些由空間和屬性查詢某城市人口總數(shù)某一土地所有權(quán)人、地價(jià)、面積ArcGIS開發(fā)體系線的長度計(jì)算面狀地物面積、周長計(jì)算距離量算Arc

9、GIS開發(fā)體系點(diǎn)公共設(shè)施（商場，郵局，銀行，醫(yī)院學(xué)校等）的服務(wù)半徑線在河流兩旁劃定某個(gè)范圍的保護(hù)區(qū)面大型水庫建設(shè)的搬遷界定野生ArcGIS開發(fā)體系點(diǎn)、線、面狀圖的疊加矢量與柵格圖層的疊加專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體圖ArcGIS開發(fā)體系最佳路徑分析 最短路徑 最低耗費(fèi)路徑 動(dòng)態(tài)最佳路徑分析資源分配 消防站點(diǎn)分布 求援區(qū)劃分 地址匹配 根據(jù)地址查詢地理位置城市兩點(diǎn)間最佳路徑的選擇示意圖 ArcGIS開發(fā)體系將不同專題的空間資料予以組合、運(yùn)算，以分析特定的空間議題，如位置選址、適宜性分析城市規(guī)劃與開發(fā)城市發(fā)展程度評(píng)估ArcGIS開發(fā)體系 ArcGIS Desktop - 一套集成的

10、專業(yè)GIS應(yīng)用程序，由以下三種產(chǎn)品組成：ArcView、ArcEditor 和 ArcInfo。 ArcGIS Server - 將GIS信息和地圖以Web服務(wù)形式發(fā)布，提供一系列WebGIS應(yīng)用程序，并且支持企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理。 ArcGIS Mobile - 為野外計(jì)算提供移動(dòng)GIS工具和應(yīng)用程序。 ArcGIS Online - 提供可通過Web進(jìn)行訪問的在線GIS功能，外加Esri與合作伙伴發(fā)布的可供用戶在自己的 WebGIS應(yīng)用程序中使用的地圖和數(shù)據(jù)。 ArcGIS Engine - 為使用 C+、.NET 或 Java 的 ArcGIS 開發(fā)人員提供軟件組件庫。ArcGIS開發(fā)體系A(chǔ)r

11、cGISCADCoverageGeodatabaseShapefileRasterTablesInternet Map ServiceArcGIS開發(fā)體系 基于ArcGIS Desktop/ArcGIS Catalog 插件開發(fā)ArcGIS開發(fā)體系How To?實(shí)現(xiàn)插件接口ESRI.ArcGIS.Desktop.AddIns.Button定義配置文件Config.esriaddinxArcGIS開發(fā)體系 基于ArcGIS Engine 的應(yīng)用程序開發(fā)How To?ArcGIS開發(fā)體系 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云服務(wù)上進(jìn)行ArcGIS Server的部署 官網(wǎng)幫助地址：http:/ 要素的形狀是以 geometry 這么一個(gè)特殊字段存儲(chǔ)在要素類表中的。要素可以用以下這些幾何

13、類型表達(dá)：點(diǎn)或多點(diǎn)（一組點(diǎn)）線（一組相連或不相連的線段）多邊形要素具有空間參考要素具有屬性擴(kuò)展內(nèi)容要素能用規(guī)則來驗(yàn)證 現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象存在或改變都是必須遵循一定規(guī)則的。你可以用這樣的規(guī)則來限制幾何網(wǎng)絡(luò)中元素的制約規(guī)則，或者定義這些元素的關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)基數(shù)。要素具有拓?fù)潢P(guān)系 各類型要素之間具有精確的空間位置關(guān)系就叫做拓?fù)?。例如，宗地的二?jí)小分塊必須是彼此嚴(yán)格毗鄰的，不允許有縫隙和重疊。這種二維關(guān)系稱為平面拓?fù)洹?幾何網(wǎng)絡(luò)中的線和應(yīng)用設(shè)施必須是不間斷連接的，并且這種連接關(guān)系必須明確定義。這樣的一維關(guān)系圖可稱為幾何網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展內(nèi)容要素具有復(fù)雜的行為（略）定義屬性域和驗(yàn)證規(guī)則（略）建立對(duì)象關(guān)聯(lián)（略）創(chuàng)建定制

14、對(duì)象（略）擴(kuò)展內(nèi)容 點(diǎn)具有 0-維的幾何特征。它們有一對(duì)（X，Y）坐標(biāo)，和可選的高程值（Z）、測量值（M）與點(diǎn)ID 值。點(diǎn)用來表示一些小的要素，如鉆井或測量點(diǎn)。 多點(diǎn)是點(diǎn)的無序集合。多點(diǎn)表示具有相同屬性值的一組點(diǎn)，例如形成一個(gè)單位的一組鉆井。擴(kuò)展內(nèi)容 折線是相交或不相交的路徑的有序集合。多線用來表示所有線性要素的幾何形狀。 多線常用來表示公路、河流和等高線。簡單線性要素用只有一條路徑的折線來表示。復(fù)雜線性要素如路線（route）用具有多條路徑的折線來表示。擴(kuò)展內(nèi)容 多邊形是環(huán)的集合，這些環(huán)按照它們的包含關(guān)系進(jìn)行了排序。 多邊形用來表示所有面狀要素的幾何形狀。簡單面狀要素用只有一個(gè)環(huán)的多邊形來表

15、示。 當(dāng)這些環(huán)是嵌套的時(shí)候，它們依次為內(nèi)環(huán)或外環(huán)。多邊形中的環(huán)之間可以是彼此分離的，它們不能重疊。擴(kuò)展內(nèi)容 相等（Equal）擴(kuò)展內(nèi)容 包含（Contains）擴(kuò)展內(nèi)容 在內(nèi)部（WithIn）擴(kuò)展內(nèi)容 相交（Crosses）擴(kuò)展內(nèi)容 相交（Crosses）/不相交（Disjoint）擴(kuò)展內(nèi)容 疊加（Overlap）/相接（Touches）擴(kuò)展內(nèi)容 幾何特征系統(tǒng)提供了一系列基于一個(gè)或多個(gè)幾何形狀中的點(diǎn)間的邏輯比較、返回幾何形狀的算子。 這些算子為編輯那些疊加的地理要素提供支持。它們位于ITopologicalOperator接口中?？梢苑庋b在邊界類（envelope）、多點(diǎn)類（multipoin

16、t）、點(diǎn)類（point）、多邊形類（polygon）和折線類（polyline）中引用它。 主要的拓?fù)渌阕佑校壕彌_區(qū)、裁切、差分、交集、并集等。緩沖區(qū)交集并集擴(kuò)展內(nèi)容相交（ Intersect ）查詢，以API for JavaScript為例：擴(kuò)展內(nèi)容緩沖區(qū)（ Buffer）查詢，以API for JavaScript為例：擴(kuò)展內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)模型 Geodatabase 對(duì)線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有兩種描述模型：幾何網(wǎng)絡(luò)模型（ geometric network）和邏輯網(wǎng)絡(luò)模型（logical network）。幾何網(wǎng)絡(luò)模型是組成線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要素的集合。幾何網(wǎng)絡(luò)模型是從要素集合的視角來看網(wǎng)絡(luò)模型。 幾何網(wǎng)絡(luò)

17、模型是要素的集合，是由邊線和交匯點(diǎn)相連組成的系統(tǒng)。一條邊線有兩個(gè)交匯點(diǎn)，而一個(gè)交匯點(diǎn)可以與任何數(shù)量的邊線相連。邊線要素可以在二維空間中相互交叉但不接觸。一個(gè)典型的例子是橋梁跨過一條公路，這種情況被稱為非平面交匯點(diǎn)。 與幾何網(wǎng)絡(luò)相似，邏輯網(wǎng)絡(luò)也是相連的邊線和交匯點(diǎn)的集合。主要的區(qū)別在于邏輯網(wǎng)絡(luò)沒有坐標(biāo)值。它的主要目標(biāo)是用特定的屬性表存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的連通性信息。既然邏輯網(wǎng)絡(luò)中的邊線和交匯點(diǎn)沒有幾何屬性，因此它們不是要素，而是元素（elements）。在幾何網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)要素和邏輯網(wǎng)絡(luò)的元素間有一對(duì)一和一對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系。擴(kuò)展內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)模型 你可以把網(wǎng)絡(luò)模型看成是地理對(duì)象（如鐵路、公路、車站、橋梁）的集合，也可以把它看成是由邊線和交匯點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。 你是通過網(wǎng)絡(luò)要素與網(wǎng)絡(luò)發(fā)生作用的。當(dāng)你對(duì)一個(gè)幾