第1章 GIS基本原理与ArcGIS软件简介
图1.4 ArcGIS 9体系结构
从图1.4中可以看出，其最下部分是数据层，包括存储在文件或是数据库中的数据及以XML形式存在的数据。这些数据都可以通过数据服务器ArcSDE来给应用层面的软件体系提供GIS系统所需要的数据。ArcGIS 9应用程序又可以分为4个部分：桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS。谈到应用软件，不得不提的是ArcObjects组件。ArcObjects组件是一套共享的GIS组件，其包含了大量的可编程组件，用户可以利用这些组件迅速搭建一个新的GIS应用系统。
1.3.1 ArcGIS桌面产品（Desktop GIS）
ArcGIS桌面产品是一系列整合的应用程序的总称，其包含诸如ArcMap、ArcCatalog、ArcToobox及ArcGlobe等在内的用户界面组件。其功能可分为以下几个级别：ArcView、ArcEditor和ArcInfo，而ArcReader则是一个免费地图浏览器组件。每个级别的功能如下：
? ArcReader是一个免费地图浏览器，可以查看、打印用其他ArcGIS桌面产品生成的
所有地图和数据格式。它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
的高级编辑功能。
? 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ArcInfo Workstation应用程序（如Arc、ArcPlot、ArcEdit、AML等）。
其中，ArcView、ArcEdior、ArcInfo是三级不同的桌面软件系统，共用通用的结构、通用的编码基数、通用的扩展模块和统一的开发环境，功能由简单到复杂，其结构体系如图1.5所示。
·7·
第1篇 ArcGIS数据创建与管理
图1.5 ArcGIS Desktop体系结构
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。
三级桌面都由同样的应用环境构成——ArcMap、ArcCatalog、ArcScene、ArcGlobe。
1．ArcMap
ArcMap是ArcGIS Desktop产品中的一个主要应用程序。它具有基于地图的所有功能，包括制图、地图分析和编辑。ArcMap可以用来浏览、编辑地图及基于地图的分析，其软件界面如图1.6所示。
图1.6 ArcMap软件界面
·8·
第1章 GIS基本原理与ArcGIS软件简介
ArcMap提供两种类型的地图视图：地理数据视图和地图布局视图。
? 在地理数据视图中，用户能对地理图层进行符号化显示、分析和编辑GIS数据集。
内容表界面（Table Of Contents）帮助用户组织和控制数据框中GIS数据图层的显示属性。数据视图是任何一个数据集在选定的一个区域内的地理显示窗口。 ? 在地图布局视图中，用户可以处理地图的页面，包括地理数据视图和其他地图元素，
如比例尺、图例、指北针和参照地图等。通常，ArcMap可以将地图组成页面，以便
打印和印刷。 2．ArcCatalog
ArcCatalog是管理空间数据存储和数据库设计，以及进行元数据的记录、预览和管理的应用程序。ArcCatalog应用模块可以帮助使用者组织和管理其所有的GIS信息，例如地图、数据集、模型、元数据、服务等，其软件界面如图1.7所示。它包括了下面的工具：
图1.7 ArcCatalog软件界面
? 浏览和查找地理信息。
? 记录、查看和管理元数据。
? 定义、输入和输出GeoDatabase结构和设计。
? 在局域网和广域网上搜索和查找的GIS数据。 ? 管理ArcGIS Server。
不同的使用者可以分别利用ArcCatalog不同的功能。一般GIS使用者可以使用ArcCatalog组织、发现和使用GIS数据，同时也使用标准化的元数据说明它们的数据。GIS数据库的管理员可以使用ArcCatalog定义和建立GeoDatabase。GIS服务器管理员则使用ArcCatalog管理GIS服务器框架。
3．ArcToolbox
空间处理是通过对已有数据的分析得到新信息的过程，是GIS一个关键的功能。许多GIS行为中都使用空间处理进行批处理。用户可以使用空间处理功能产生高质量的数据，对
·9·
第1篇 ArcGIS数据创建与管理
数据的质量实行QA/QC的检查，以及进行建模和分析。
ArcToolbox是一个包含了一系列用于空间处理的工具集，其具有空间处理和空间分析的功能。ArcToolbox内嵌在ArcCatalog和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用，其软件界面如图1.8所示。
ArcToolbox具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有数据管理、数据转换、Coverage的处理、矢量分析、地理编码和统计分析。
4．ModelBuilder
ModelBuilder为设计和实现空间处理模型（包括工具、脚本和数据）提供了一个图形化的建模框架，其软件界面如图1.9所示。模型是数据流图示，它将一系列的工具和数据串起来以创建高级的功能和流程。用户可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS任务。
图1.8 ArcToolbox软件界面图 图1.9 ModelBuilder软件界面
ModelBuilder是一个高效的机制，它能让用户和用户组织内外的人共享用户的方法和流程，其也为创建和执行复杂的 GIS 过程提供了一个交互机制。
5．ArcGlobe
ArcGlobe是ArcGIS桌面系统中3D分析扩展模块中的一部分。它提供了全球地理信息的连续、多分辨率的交互式浏览功能，其软件界面如图1.10所示。
像ArcMap一样，ArcGlobe也是使用GIS数据层，显示GeoDatabase和所有支持的GIS数据格式中的信息。ArcGlobe具有地理信息的动态3D视图。其图层放在一个单独的内容表中，将所有的GIS数据源整合到一个通用的全球框架中。它能处理数据的多分辨率显示，使数据集能够在适当的比例尺和详细程度上可见。
·10·
第1章 GIS基本原理与ArcGIS软件简介
ArcGlobe的统一交互式地理信息视图使得GIS用户整合并使用不同GIS数据的能力大大提高。ArcGlobe将成为广受欢迎的应用平台，完成编辑、空间数据分析、制图和可视化等通用GIS工作。
除了ArcView、ArcEditor和ArcInfo三级桌面软件之外，桌面软件Desktop还包括一系列的可选扩展模块。例如，ArcGIS Spatial Analyst具有约200个栅格建模工具；3D Analyst包含44种TIN和地形分析的空间处理工具。ArcGIS的Geostatistical Analyst还提供克里格（kriging）和面插值的工具。另外，还有ArcPress、Publisher、Maplex等，如图1.11所示。
图1.10 ArcGlobe软件界面 图1.11 ArcGIS扩展模块
1.3.2 嵌入式GIS（Embedded GIS）
在实际应用中，有些GIS软件要求简单、有针对性的用户界面，它们通过高级的GIS逻辑执行一些具体的任务。例如，很多组织只需要简单的数据编辑器而不是一个完整功能的桌面GIS。客户化的GIS应用也要具有高度灵活的可定制性。用户界面是为了给不熟悉GIS的用户使用GIS功能。因此，软件开发者需要有一个可编程的GIS工具包，在构建应用时提供常规的GIS功能。
ArcGIS Engine提供的工具可以满足这些需求。在嵌入式GIS支持方面，ArcGIS 9提供了ArcGIS Engine工具，它提供了嵌入式的GIS组件，能用来在一个组织内建立应用，为用户提供有针对性的GIS功能。ArcGIS Engine是为每个用户的特定需求提供有针对性的GIS功能实现的基础。
ArcGIS Engine是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式的GIS组件库。利用ArcGIS Engine，开发者能将ArcGIS功能集成到一些应用软件，如Microsoft Office Word和Excel中，还可以为用户提供针对GIS解决方案的定制应用。
ArcGIS Engine可以在Windows、UNIX和Linux桌面上运行并支持一系列的应用软件开
发环境，例如：Visual Basic 6.0、Microsoft Visual Studio .NET和各种Java开发环境，详见 表1.2。
·11·