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1、GIS设计与应用实验ArcCatalog篇概括性内容中：需要懂得的用蓝色表示，次懂得的用青色表示；实验性内容中：需要懂得的用青色表示，其中比较突出的用青色加粗，需要懂得的有层次的内容用橙色表示，不懂得的用蓝色表示第一章 实验教学大纲一、课程名称：GIS设计与应用/ The Design and Application of Geographic Information System适用专业：地理信息系统总学时数：51教材：自编指导书考核方式：学生上机操作80%,平时成绩（以出勤和作业为依据）20%,对无故缺少2次实习者，本课程成绩不予通过。二、本课程的地位、作用和任务GIS设计与应用课程是地理
2、信息系统专业本科生的必修课程。其任务是使学生了解地理信息系统设计的特点、方法、过程和实现技术；掌握应用型GIS在系统分析、总体设计、功能设计、GIS数据库详细设计、应用模型分析、输入与输出设计、系统实施、系统管理与维护等方面的基本知识；懂得如何进行应用型GIS的设计。实验课是本课程重要的教学环节，目的是使学生将书本上的知识与实际紧密结合，针对应用型GIS设计与应用中的若干问题，训练学生的相关技能，帮助学生提高地理信息系统设计能力。三、总的目的与要求 实验课是本课程重要的教学环节，目的是使学生将书本上的知识与实际紧密结合，针对应用型GIS设计与应用中的若干问题，训练学生的相关技能，帮助学生提高地
3、理信息系统设计能力。使学生对应用型地理信息系统设计的全过程有一个全面的了解，为今后从事地理信息系统设计打下基础。使学生在基本理论指导下，掌握应用型GIS设计中的一些处理问题的方法，提高解决问题的能力。教学中应尽量采用通俗易懂和形象化语言和多媒体，密切联系生产科研实际，着重讲清应用型GIS的设计思想、设计方法、设计过程以及应用型GIS的应用示范。注意培养学生应用型GIS的设计思路。本实习为操作实习，学生必须在充分理解和掌握大课内容和实习指导内容基础上，在教师的指导下，实际动手完成实习内容。四、实验内容序号实验项目名称目的要求主要设备每套仪器人数时数必做选作类型 （验证、综合、设计）1学习ArcG
4、is 中ArcCatalog的使用学会使用ArcCatalog的基本操作以及 ArcCatalog中的数据管理与维护，为以后的应用型GIS分析做准备计算机ArcGis软件110必做验证2学习ArcMap的使用学会使用ArcMap进行地图要素编辑以及一些基本的空间分析方法和ArcMap中专题地图制作方法计算机ArcGis软件114必做验证3系统分析中数据流程图绘制掌握系统掌握数据流图绘制方法计算机14必做验证4基本用户界面设计掌握GIS软件设计中通用的界面设计方法计算机VBMapObject等18必做验证5设计一个小型GIS应用系统,或设计一个小型分析型GIS项目，完成系统需求分析报告、系统总体
5、设计、详细设计、数据库设计报告的编写全面检测前面所学的全部知识，要求学生用已学过的知识，针对一个小应用问题设计一个系统，要求要有详细文档和具体实现计算机VBMapObjectArcGisOffice等115必做设计性综合性第二章 ArcGIS应用基础第一节 ArcGIS 9概述ArcGIS是ESRI（美国环境系统研究所Environment System Research Institute）在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。ArcGIS是一个全面的，可伸缩的GIS平台，为用户构建一个
6、完善的GIS系统提供完整的解决方案。ArcGIS的基本体系能够让用户在任何需要的地方部署GIS功能和业务逻辑，无论是在桌面、服务器、网络还是在野外。ArcGIS 9是ESRI开发的新一代GIS软件，是世界上最广泛的GIS软件之一。自1978年以来，ESRI相继推出了多个版本系统的GIS软件，其产品不断更新扩展，构成适用各种用户和机型的系列产品。1.1 ArcGIS 9体系结构ArcGIS 9由ESRI在2004年推出，是一个统一的地理信息系统平台，由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成：桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS（图1.1）。图1.1 ArcGIS 9体
7、系结构图1. Desktop GISDesktop GIS包含诸如ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox以及ArcGlobe等在内的用户界面组件，ArcGIS桌面GIS软件产品是用来编辑、设计、共享、管理和发布地理信息和概念。ArcGIS桌面可伸缩的产品结构，从ArcReader，向上扩展到ArcView、ArcEditor和ArcInfo。目前ArcInfo被公认为是功能最强大的GIS产品。通过一系列的可选的软件扩展模块，ArcGIS Desktop产品的能力还可以进一步得到扩展。ArcGIS桌面系统是为GIS专业人士提供的信息制作和使用的工具。它可以作为三个独立的软件产品
8、（ArcView、ArcEditor和ArcInfo是ArcGis的三种不同模式）购买，每个产品提供不同层次的功能水平： ArcReader是一个免费地图浏览器，可以查看的打印用其他ArcGIS桌面产品生成的所有地图和数据格式。还具有简单的浏览和查询功能。 ArcView提供了复杂的制图、数据使用、分析，以及简单的数据编辑和空间处理工具。 ArcEditor除了包括了ArcView中的所有功能之外，还包括了对Shapefile和geodatabase的高级编辑工能。 ArcInfo是一个全功能的旗舰式GIS桌面产品。它扩展了ArcView和ArcEditor的高级空间处理功能，还包括传统的Ar
9、cInfo Workstation应用程序(Arc，ArcPlot，ArcEdit，AML等)。图1.2 ArcView ,ArcEdit和Arcinfo功能构成对比因为ArcView，ArcEditor，和ArcInfo的结构都是统一的，所以地图、数据、符号、地图图层、自定义的工具和接口、报表和元数据等，都可以在这三个产品中共享和交换使用。使用者不必去学习和配置几个不同的结构框架。这是使用统一结构的优点。除此之外，使用ArcGIS桌面系统创建的地图，数据和元数据可以通过下面的方式在多个用户之间共享，例如使用免费的ArcReader产品，自定义的ArcGIS Engine应用程序，ArcIMS
10、和ArcGIS Server创建的高级GIS Web服务。通过一系列的可选的软件扩展模块，这三个级别产品的能力还可以进一步得到扩展，比如ArcGIS Spatial Analyst和ArcPress。2. 嵌入式GIS（Embedded GIS）ArcGIS Engine是一个完整的嵌入式GIS组件库和工具包，开发者能用它创建一个新的、或扩展原有的可定制的桌面应用程序。使用ArcGIS Engine，开发者能将GIS功能嵌入到已有的应用程序中，如基于工业标准的产品以及一些商业应用，也可以创建自定义的应用程序，为组织机构中的众多用户提供GIS功能。 在许多情况下，用户不仅需要通过高端的专业GIS
11、桌面或连接到互联网服务器的浏览器访问GIS，还需要通过介于两者之间的一种中间方式访问GIS如：辅助式应用，面向GIS的应用和移动设备等。3. 服务器GIS（Server GIS）ArcGIS Server、ArcIMS和ArcSDE用于创建和管理基于服务的GIS应用程序，在大型机构和互联网上众多用户之间共享地理信息。ArcGIS Server是一个中心应用服务器，它包含一个可共享的GIS软件对象库，能在企业和Web计算框架中建立服务器端的GIS应用。ArcIMS是通过开放的Internet协议发布地图、数据和元数据的可伸缩的网络地图服务器。ArcSDE是在各种关系型数据库管理系统中管理地理信息
12、的高级空间数据服务器。4. 移动GIS（Mobile GIS）ArcPad，支持GPS的无线移动设备，越来越多地应用在野外数据采集和信息访问中。ArcGIS桌面和ArcGIS Engine 可以运行在便携式电脑或平板电脑上，用户可以在野外进行数据采集、分析和乃至制定决策。5. Geodatabase技术，所有的以上软件都可以使用geodatabase技术 为ArcGIS提供核心的地理数据模型和数据管理框架。Geodatabase里面包含了现实世界中的数据，这些数据被保存在数据库中，Geodatabase工具实现一些商业逻辑，这些工具可以被用来获取和管理GIS数据。Geodatabase可以在下
13、列软件中访问： 客户端软件产品(ArcGIS Desktop) 服务器端软件（ARCGIS SERVER） 自定义嵌入式开发的产品(ArcGIS Engine) 移动GIS产品(ArcPad, ArcGIS Desktop, ArcGIS Engine)不管是客户端的应用（如ArcGIS Desktop），服务器配置（如ArcGIS Server），还是嵌入式的定制开发（ArcGIS Engine）都可以运用Geodatabase的应用逻辑。Geodatabase还是个基于GIS和DBMS标准的物理数据存储库，可以应用于多用户访问、个人DBMS以及XML等情形。Geodatabase被设计成一
14、个开放的、简单几何图形的存储模型。Geodatabase对众多的存储机制开放，包括诸如DBMS存储、文件型存储或者XML方法存储之类，并不局限于某个DBMS的供应商。1.2 ArcGIS 9软件特色ArcGIS 9是ESRI发布的功能比较强大而又完善的版本。ArcGIS 9的一个主要目标是与现有的ArcGIS 8.3平台的功能和数据模型完全兼容，使得最终用户和开发商可以很方便地对系统进行升级，同时在软件稳定性、测试、空间数据库伸缩性和栅格处理的性能方面作了改进；提供强大的跨平台支持能力，包括Windows、UNIX和Linux平台，这为用户提供了更加灵活的配置选择。1. 制图编辑和设计一体化在
15、ArcGIS 中，ArcMap提供了一体化的完整地图绘制、显示、编辑和输出的集成环境。相对于以住所有的GIS软件，ArcMap不仅可以按照要素属性编辑和表现图形，也可直接绘制和生成要素数据；可以在数据视图按照特定的符号浏览地理要素，也可同时在版面视图生成打印输出地图；有全面的地图符号、线形、填充和字体库，支持多种输出格式；可自动生成坐标格网或经纬网，能够进行多种方式的地图标注，具有强大的制图编辑功能。ArcGIS 在前期ArcInfo版本的基础上，增强了提供给制图人员的工具，并且支持以前版本的所有功能，ArcMap在提供给制图人员生产高质量印刷地图所需表达和布局工具的同时，还提供了一个艺术化的地图编辑环境。具有强大功能和人性化特点，可以完成任意地图要素的绘制和编辑。2. 便捷的元数据管理ArcGIS 可以管理其支持的所有数据类型的元数据，可以建立自身支持的数据类型和元数据，也可以建立用户定义数据的元数据（如文本、CAD、脚本），并可以对元数据进行编辑和浏览。ArcGIS 可以建立元数据的数据类型很多，包括ArcInfo Coverage、ESRI Shapefile、CAD图、影像、GRID、TIN、PC Arc/Info Cov
