ArcGIS

ArcGIS产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。ArcObjects包含了许多的可编程组件，从细粒度的对象（例如单个的几何对象）到粗粒度的对象（例如与现有ArcMap文档交互的地图对象）涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。

发展过程

在GIS发展的早期，专业人士主要关注于数据编辑或者集中于应用工程，以及主要把精力花费在创建GIS数据库并构造地理信息和知识。慢慢的，GIS的专业人士开始在大量的GIS应用中使用这些知识信息库。用户应用功能全面的GIS工作站来编辑地理数据集，建立数据编辑和质量控制的工作流，创建地图和分析模型并将这些工作和方法记录成文档。

这加强了GIS用户的传统观念，这些用户往往拥有连接在数据集和数据库上的专业工作站。这种工作站拥有复杂的GIS应用以及用来实现几乎所有GIS任务的逻辑和工具。

这种对GIS软件所处位置的看法已经被证明非常有价值，被约全球二十万组织中的GIS专业人士所接受。事实上，这种客户－服务器的计算模式是如此的成功以至于让许多人认为GIS只有这样的模式。但是，对GIS的观念在不断的扩展。

近期Internet的发展，DBMS技术的长足进步，面向对象编程语言，移动设备以及GIS的广泛使用已经促使GIS有更加开阔的前景和发挥更加重要的作用。

除了GIS桌面产品，GIS软件可以被集中在应用服务器上和Web服务器上，把GIS的功能通过网络传递给任意多的用户；可以集中一些GIS逻辑，将其嵌入和部署在用户定制的应用中；为野外GIS业务在移动设备上部署GIS软件的应用也多了起来。

企业GIS用户使用传统高级的GIS桌面软件，使用Web浏览器，专门的应用程序移动计算设备以及其它数字化设备连接中心GIS服务器。GIS平台涉及的范围在不断的扩展。

使用ArcGIS满足GIS用户所有的需求

ArcGIS作为一个可伸缩的平台，无论是在桌面，在服务器，在野外还是通过Web，为个人用户也为群体用户提供GIS的功能。ArcGIS 9是一个建设完整GIS的软件集合，它包含了一系列部署GIS的框架：

ArcGIS Desktop――一个专业GIS应用的完整套件

ArcGIS Engine――为定制开发GIS应用的嵌入式开发组件

服务端GIS――ArcSDE，ArcIMS和ArcGIS Server

移动GIS――ArcPad?以及为平板电脑使用的ArcGIS Desktop和Engine

ArcGIS是基于一套由共享GIS组件组成的通用组件库实现的，这些组件被称为ArcObjectsTM。

关于ArcObjects开发的更详细的信息可以在中找到。

产品历史

1981年10月到1982年6月的9个月里，Esri开发出了ARC/INFO 1.0，这是世界上第一个现代意义上的GIS软件，第一个商品化的GIS软件。

1986年，PC ARC/INFO的出现是Esri软件发展史上的又一个里程碑，它是为基于PC的GIS工作站设计的。

1992年，Esri推出了ArcView软件，它使人们用更少的投资就可以获得一套简单易用的桌面制图工具。

在二十世纪九十年代中期，Esri公司的产品线继续增长，推出了基于Windows NT的ArcInfo产品，为用户的GIS和制图需求提供多样的选择。Esri公司也在世界GIS市场中占据了领先地位。

1999年，发布 ArcInfo 8，同时也推出了ArcIMS，这是当时第一个只要运用简单的浏览器界面，就可以将本地数据和Internet网上的数据结合起来的GIS软件。

2004年4月，Esri推出了新一代9版本ArcGIS软件，为构建完善的GIS系统，提供了一套完整的软件产品。

2010年，Esri推出ArcGIS 10。这是全球首款支持云架构的GIS平台，在WEB2.0时代实现了GIS由共享向协同的飞跃；同时ArcGIS 10具备了真正的3D建模、编辑和分析能力，并实现了由三维空间向四维时空的飞跃；真正的遥感与GIS一体化让RS+GIS价值凸显。

Esri已于美国时间2013年7月30日正式发布了最新版产品——ArcGIS 10.2。该产品的发布，标志着Esri又进入了一个新的里程碑。在ArcGIS 10.2中，Esri充分利用了IT技术的重大变革来扩大GIS的影响力和适用性。新产品在易用性、对实时数据的访问，以及与现有基础设施的集成等方面都得到了极大的改善。用户可以更加轻松地部署自己的Web GIS应用，大大简化地理信息探索、访问、分享和协作的过程，感受新一代Web GIS所带来的高效与便捷。

· ArcGIS Online诸多功能新突破，迈进真正云PaaS平台

新增在线分析工具，提供六大类空间分析功能

· 支持第三方切片地图服务等更多服务类型

· 推出全新的ArcGIS for Developers站点

· 支持多个shapefile文件发布托管的要素服务

· 支持Oauth2.0协议

· Portal for ArcGIS正式纳入ArcGIS产品体系，开启企业级GIS应用新模式

· 集中内网资源，组织内快速分享

· 多种业务数据结合免费底图，简单快速制图

· 为组织用户托管GIS服务

· 与Esri Map for Office集成，实现业务数据快速上图与分享

· 可结合私有云GIS环境，成为私有云门户

· ArcGIS for Server具备大数据实时分析和处理能力

· 全新的GeoEvent Processor实时数据处理分析扩展

· 通过集成使Portal for ArcGIS具备服务托管能力

· 采用全新站点模型，智能支持云架构

· 提供即拿即用的备份/恢复站点信息功能

· 直接编辑关系型数据库中原生的空间数据

· 开发工具，让GIS应用遍地开花

· 灵活多样的扩展能力，提供覆盖主流桌面、Web和移动终端的全方位扩展功能

· 新增ArcGIS Runtime for OS X/Windows Store/Qt三大产品

· ArcGIS移动产品重磅出击，大力支持离线编辑和分析

· 三大Web APIs（JavaScript/Silverlight/Flex API）各显其能，共同推进敏捷的Web开发

· 云中开发者站点提供一体化的资源入口，开源社区GitHub上共享大量丰富的应用示例

· 桌面应用，从未停止过的增强

· ArcGIS for Desktop质量和性能全面提升，大数据支持能力彰显

· ArcGIS三维可以共享3D web场景，并与CityEngine深度集成

· ArcGIS影像扩展栅格类型，实现国产卫星影像的支持

在Esri的协助下，青藏铁路首次采用了基于ArcGIS构建的实时监控系统，对运营进行保障。2008年的四川大地震救援、奥运会安保都活跃着ArcGIS的身影。2009年国庆60周年阅兵的气象保障服务中ArcGIS也起到重要作用。2010年玉树地震救灾中，ArcGIS为快速响应提供了技术保障。2010年上海世博会的信息化保障中，ArcGIS也活跃在各个角落。

其他信息

桌面 GIS

对于那些利用GIS信息进行编辑，设计的GIS专业人士来说，桌面GIS占有主导地位。GIS专业人士使用标准桌面作为工具来设计，共享，管理和发布地理信息。

ArcGIS Desktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件，它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用（例如，ArcMap，ArcCatalogTM，ArcTooboxTM以及ArcGlobe）。ArcGIS Desktop具有三种功能级别――ArcReader,ArcView?，ArcEditorTM和ArcInfoTM，都可以使用各自软件包中包含的ArcGIS Desktop开发包进行客户化和扩展。

关于ArcGIS Desktop的更多的信息请参考相关书籍中的“桌面GIS：ArcView，ArcEditor，ArcInfo”。

书中的图形展示了使用 ArcGIS Desktop 的应用实例。

服务端 GIS

GIS用户通过部署一个集中式的GIS服务器在大型组织之内以及Internet的用户之间发布和共享地理信息。服务端的GIS软件适用于任何集中执行GIS计算，并计划扩展支持GIS数据管理和空间处理的场合。

除了为客户端提供地图和数据服务，GIS服务器还在一个共享的中心服务器上支持GIS工作站的所有功能，包括制图，空间分析，复杂空间查询，高级数据编辑，分布式数据管理，批量空间处理，空间几何完整性规则的实施等等。

ArcGIS服务器产品符合信息技术的标准规范，可以和其它企业级的软件合作，例如Web服务器，数据库管理系统（DBMS）以及企业级的应用开发框架包括.NET和JAVA2企业级平台（J2EE）。这促使了GIS和其它大量的信息系统技术的整合。

ArcGIS 9所包含的三种服务端产品：

ArcSDE――一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。ArcSDE是一个位于ArcGIS其它软件产品和关系型数据库之间的数据服务器，其广泛的应用使得在跨任何网络的多个用户群体中共享空间数据库以及在任意大小的数据级别中伸缩成为可能。

ArcIMS――是一个可伸缩的，通过开放的Internet协议进行GIS地图，数据和元数据发布的地图服务器。ArcIMS已经在成千上万的应用中部署了，主要是为Web上的用户提供数据分发服务和地图服务。

ArcGIS Server――是一个应用服务器，包含了一套在企业和Web框架上建设服务端GIS应用的共享GIS软件对象库。ArcGIS Server是一个新产品，用于构建集中式的企业GIS应用，基于SOAP的Web services和Web应用。

要了解关于ArcGIS 9服务器产品的更多信息，请参考第五章，“服务端GIS：ArcSDE，ArcIMS和ArcGIS Server”。

GIS 将会利用 Internet 不断成长，并取得进一步的成功。Internet 技术的不断发展，如 Web services ，为 GIS 用户共享，地理信息的服务以及跨组织的GIS互联提供了坚实的保障。

嵌入式GIS

用户可以使用嵌入式的GIS，在所关注的应用中增加所选择的GIS组件，从而为组织的任何部门提供GIS的功能，这使得许多需要在日常工作中应用GIS作为一种工具的用户，可以通过简单的，集中于某些方面的界面来获取GIS的功能。例如，嵌入式的GIS应用帮助用户支持远程数据采集的工作，管理者的桌面上实现GIS，为系统操作人员实现定制界面，以及面向数据编辑的应用等。

ArcGIS Engine提供了一套应用于ArcGIS Desktop应用框架之外（例如制图对象作为ArcGIS Engine的一部分，而不是ArcMap的一部分）的嵌入式ArcGIS组件。使用ArcGIS Engine，开发者在C++，COM，.NET和Java环境中使用简单的接口获取任意GIS功能的组合来构建专门的GIS应用解决方案。

开发者通过ArcGIS Engine构建完整的客户化应用或者在现存的应用中（例如微软的Word或者Excel）嵌入GIS逻辑来部署定制的GIS应用，为多个用户分发面向GIS的解决方案。

使用 ArcGIS Engine 将 GIS 嵌入到你的应用中。

移动GIS

依靠移动计算设备上的专业应用系统，GIS越来越多的从办公室中转移到野外。拥有GPS功能的无线移动设备被常常使用于野外专题数据获取和野外信息获取。消防员，垃圾收集员，工程检修员，测量员，公用设施施工工人，士兵，统计调查员，警察以及野外生物学家是使用移动GIS这个工具的一些野外工作者的代表。

一些野外工作任务需要相对简单的GIS工具，但也有些工作涉及到需要高级GIS工具的复杂操作。ArcGIS包含了能够满足两方面需求的应用。ArcPad是ArcGIS实现移动GIS和野外计算（如需要记录和登记突发性事故的空间信息）的解决方案，这些类型的工作可以在手持计算机设备（运行Microsoft Windows? CE或者Pocket PC）或者平板电脑上完成。ArcGIS Desktop和ArcGIS Engine集中于需要GIS分析和决策分析的野外工作任务，这种典型的任务往往在高端平板电脑上执行。

要更多的了解移动GIS的信息，请参考第七章“移动GIS：ArcPad及设备”。

你可以在野外实现 GIS

空间数据库（ Geodatabase）

作为geographic database的简写，geodatabase是在专题图层和空间表达中组织GIS数据的核心地理信息模型。

Geodatabase是一套获取和管理GIS数据的全面的应用逻辑和工具。无论是客户端的应用（如ArcGIS Desktop），服务器配置（如ArcGIS Server），还是嵌入式的定制开发（ArcGIS Engine）都可以获取geodatabase的应用逻辑。

Geodatabase是一个基于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。

Geodatabase原本被设计成一个开放的，简单几何图形的存储模型。Geodatabase对众多的存储机制开放，包括DBMS存储，文件型存储或者XML方法存储，并不局限于某个DBMS的供应商。

模型结构

*对象类（Object class）

在Geodatabase中对象类是一种特殊的类，它没有空间特征，是指存储非空间数据的表格（Table）。

*要素类（Feature class）

同类空间要素的集合即为要素类。如：河流、道路、植被、用地、电缆等。要素类之间可以独立存在，也可具有某种关系。当不同的要素类之间存在关系时，我们将其组织到一个要素数据集（Feature dataset）中。

*要素数据集（Feature dataset）

要素数据集由一组具有相同空间参考（Spatial Reference）的要素类组成。

将不同的要素类放到一个要素数据集下一般有三种情况：

专题归类表示——当不同的要素类属于同一范畴。

创建几何网络——在同一几何网络中充当连接点和边的各种要素类，须组织到同一要素数据集中。。

考虑平面拓扑（Planar topologies）——共享公共几何特征的要素类。

存放了简单要素的要素类可以存放于要素集中，也可以作为单个要素类直接存放在Geodatabase的目录下。直接存放在Geodatabase目录下的要素类也称为独立要素类（standalone feature）。存储拓扑关系的要素类必须存放到要素集中，使用要素集的目的是确保这些要素类具有统一的空间参考，以利于维护拓扑。Geodatabase支持要素类之间的逻辑完整性，体现为对复杂网络（complex networks）、拓扑规则和关联类等的支持。

* 关系类（Relationship class）

定义两个不同的要素类或对象类之间的关联关系。

* 几何网络（Geometric network）

几何网络是在若干要素类的基础上建立的一种新的类。

* Domains

定义属性的有效取值范围。可以是连续的变化区间，也可以是离散的取值集合。

* Validation rules

对要素类的行为和取值加以约束的规则。

* Raster Datasets

用于存放栅格数据。可以支持栅格数据，支持影像镶嵌。

* TIN Datasets

TIN是ARC/INFO非常经典的数据模型，用不规则分布的采样点的采样值（通常是高程值，也可以是任意其它类型的值）构成的不规则三角集合。用于表达地表形状或其它类型的空间连续分布特征。

* Locators

定位器（Locator）是定位参考和定位方法的组合，对不同的定位参考，用不同的定位方法进行定位操作。所谓定位参考，不同的定位信息有不同的表达方法，在geodatabase中，有四中定位信息：地址编码、、地名及邮编、路径定位。定位参考数据放在数据库表中，定位器根据该定位参考数据在地图上生成空间定位点。

基础教程

TIN 表面数据模型由结点、边、三角形、包面和拓扑组成。

结点

结点是TIN的基本结构单元。结点来自输入数据源中包含的点和线折点。每个结点都将包括在TIN三角形中。TIN表面模型中的每个结点都必须包含一个z值。

边

通过边将每个结点与其最近的结点连接起来，从而形成符合Delaunay准则的三角形。每条边有两个结点，但每个结点可包含两条或多条边。每条边的两个端点都有一个包含z值的结点，因此可以计算边的两个结点间的坡度。

对于用于构建TIN的输入数据源中的每个要素，将根据其表面要素类型进行处理。断裂线要素始终保留为TIN三角形的边。在内部将这些断裂线TIN边标记为硬边或软边。

三角形

每个三角面描述部分TIN表面的行为。三角形三个结点的x、y和z坐标值可用于获取面的信息，例如坡度、坡向、表面积和表面长度。将整组三角形作为整体考虑，可以获取表面的其他信息，包括体积、表面轮廓和可见性分析。

由于每个面概括特定的表面行为，因此确保采样点选择恰当以实现表面的最佳拟合十分重要。如果对表面的重要区域采样不当，TIN表面模型产生的结果可能不够理想。

包

TIN包由一个或多个包含用于构建TIN的整组数据点的面构成。包面定义TIN的插值区。在包面内部或边上，可以插入表面 z值，执行分析以及生成表面显示。在包面外部，无法获取表面信息。TIN包可由一个或多个非凸面构成。

非凸包必须由用户定义，通过在TIN构建期间加入“裁剪”和“擦除”排除要素来实现。这些要素明确定义表面的边。如果未使用排除要素定义包，TIN生成器将创建一个凸包来定义TIN的边界边。凸包是一个具有以下属性的面：连接TIN任意两点的线本身必须位于面内部或必须定义凸包的边。非凸包的定义对避免在位于实际数据集外但在凸包内部的TIN区域产生错误信息非常重要。

如果不使用裁减要素，阴影区域可能会插入不正确的值。

拓扑

通过保留定义每个三角形的结点、边数、类型以及与其他三角形邻接性的信息定义TIN的拓扑结构。对每个三角形，TIN 将记录以下信息：

三角形数量

每个相邻三角形的数量

定义三角形的三个结点

每个结点的x,y坐标

每个结点的表面z值

每个三角形边的边类型(硬或软)

另外，TIN还保留了构成TIN包的所有边的列表以及定义TIN投影和测量单位的信息。

TIN 的存储方式

与 coverage 类似，TIN 以文件目录形式存储。但请注意，TIN 不是 coverage，它没有关联的 INFO 文件。TIN 目录由七个包含 TIN 表面信息的文件组成。这些文件以二进制格式编码，因此无法通过标准文本显示或编辑程序读取。