ArcGIS

在GIS發展的早期，專業人士主要關注於數據編輯或者集中於應用工程，以及主要把精力花費在創建GIS數據庫並構造地理信息和知識。慢慢的，GIS的專業人士開始在大量的GIS應用中使用這些知識信息庫。用户應用功能全面的GIS工作站來編輯地理數據集，建立數據編輯和質量控制的工作流，創建地圖和分析模型並將這些工作和方法記錄成文檔。

這加強了GIS用户的傳統觀念，這些用户往往擁有連接在數據集和數據庫上的專業工作站。這種工作站擁有複雜的GIS應用以及用來實現幾乎所有GIS任務的邏輯和工具。

這種對GIS軟件所處位置的看法已經被證明非常有價值，被約全球二十萬組織中的GIS專業人士所接受。事實上，這種客户－服務器的計算模式是如此的成功以至於讓許多人認為GIS只有這樣的模式。但是，對GIS的觀念在不斷的擴展。

近期Internet的發展，DBMS技術的長足進步，面向對象編程語言，移動設備以及GIS的廣泛使用已經促使GIS有更加開闊的前景和發揮更加重要的作用。

除了GIS桌面產品，GIS軟件可以被集中在應用服務器上和Web服務器上，把GIS的功能通過網絡傳遞給任意多的用户；可以集中一些GIS邏輯，將其嵌入和部署在用户定製的應用中；為野外GIS業務在移動設備上部署GIS軟件的應用也多了起來。

企業GIS用户使用傳統高級的GIS桌面軟件，使用Web瀏覽器，專門的應用程序移動計算設備以及其它數字化設備連接中心GIS服務器。GIS平台涉及的範圍在不斷的擴展。

使用 ArcGIS 滿足 GIS 用户所有的需求

ArcGIS作為一個可伸縮的平台，無論是在桌面，在服務器，在野外還是通過Web，為個人用户也為羣體用户提供GIS的功能。ArcGIS 9是一個建設完整GIS的軟件集合，它包含了一系列部署GIS的框架：

ArcGIS Desktop――一個專業GIS應用的完整套件

ArcGIS Engine――為定製開發GIS應用的嵌入式開發組件

服務端GIS――ArcSDE，ArcIMS和ArcGIS Server

移動GIS――ArcPad?以及為平板電腦使用的ArcGIS Desktop和Engine

ArcGIS是基於一套由共享GIS組件組成的通用組件庫實現的，這些組件被稱為ArcObjectsTM。

關於ArcObjects開發的更詳細的信息可以在 ^[1]  中找到。

1981年10月到1982年6月的9個月裏，Esri開發出了ARC/INFO 1.0，這是世界上第一個現代意義上的GIS軟件，第一個商品化的GIS軟件。

1986年，PC ARC/INFO的出現是Esri軟件發展史上的又一個里程碑，它是為基於PC的GIS工作站設計的。

1992年，Esri推出了ArcView軟件，它使人們用更少的投資就可以獲得一套簡單易用的桌面製圖工具。

在二十世紀九十年代中期，Esri公司的產品線繼續增長，推出了基於Windows NT的ArcInfo產品，為用户的GIS和製圖需求提供多樣的選擇。Esri公司也在世界GIS市場中佔據了領先地位。

1999年，發佈 ArcInfo 8，同時也推出了ArcIMS，這是當時第一個只要運用簡單的瀏覽器界面，就可以將本地數據和Internet網上的數據結合起來的GIS軟件。

2004年4月，Esri推出了新一代9版本ArcGIS軟件，為構建完善的GIS系統，提供了一套完整的軟件產品。

2010年，Esri推出ArcGIS 10。這是全球首款支持雲架構的GIS平台，在WEB2.0時代實現了GIS由共享向協同的飛躍；同時ArcGIS 10具備了真正的3D建模、編輯和分析能力，並實現了由三維空間向四維時空的飛躍；真正的遙感與GIS一體化讓RS+GIS價值凸顯。

Esri已於美國時間2013年7月30日正式發佈了最新版產品——ArcGIS 10.2。該產品的發佈，標誌着Esri又進入了一個新的里程碑。在ArcGIS 10.2中，Esri充分利用了IT技術的重大變革來擴大GIS的影響力和適用性。新產品在易用性、對實時數據的訪問，以及與現有基礎設施的集成等方面都得到了極大的改善。用户可以更加輕鬆地部署自己的Web GIS應用，大大簡化地理信息探索、訪問、分享和協作的過程，感受新一代Web GIS所帶來的高效與便捷。

· ArcGIS Online諸多功能新突破，邁進真正雲PaaS平台

新增在線分析工具，提供六大類空間分析功能

· 支持第三方切片地圖服務等更多服務類型

· 推出全新的ArcGIS for Developers站點

· 支持多個shapefile文件發佈託管的要素服務

· 支持Oauth2.0協議

· 集中內網資源，組織內快速分享

· 多種業務數據結合免費底圖，簡單快速製圖

· 為組織用户託管GIS服務

· 與Esri Map for Office集成，實現業務數據快速上圖與分享

· 可結合私有雲GIS環境，成為私有雲門户

· ArcGIS for Server具備大數據實時分析和處理能力

· 全新的GeoEvent Processor實時數據處理分析擴展

· 通過集成使Portal for ArcGIS具備服務託管能力

· 採用全新站點模型，智能支持雲架構

· 提供即拿即用的備份/恢復站點信息功能

· 直接編輯關係型數據庫中原生的空間數據

· 開發工具，讓GIS應用遍地開花

· 靈活多樣的擴展能力，提供覆蓋主流桌面、Web和移動終端的全方位擴展功能

· 新增ArcGIS Runtime for OS X/Windows Store/Qt三大產品

· ArcGIS移動產品重磅出擊，大力支持離線編輯和分析

· 三大Web APIs（JavaScript/Silverlight/Flex API）各顯其能，共同推進敏捷的Web開發

· 雲中開發者站點提供一體化的資源入口，開源社區GitHub上共享大量豐富的應用示例

· ArcGIS for Desktop質量和性能全面提升，大數據支持能力彰顯

· ArcGIS三維可以共享3D web場景，並與CityEngine深度集成

· ArcGIS影像擴展柵格類型，實現國產衞星影像的支持

在Esri的協助下，青藏鐵路首次採用了基於ArcGIS構建的實時監控系統，對運營進行保障。2008年的四川大地震救援、奧運會安保都活躍着ArcGIS的身影。2009年國慶60週年閲兵的氣象保障服務中ArcGIS也起到重要作用。2010年玉樹地震救災中，ArcGIS為快速響應提供了技術保障。2010年上海世博會的信息化保障中，ArcGIS也活躍在各個角落。

桌面 GIS

對於那些利用GIS信息進行編輯，設計的GIS專業人士來説，桌面GIS佔有主導地位。GIS專業人士使用標準桌面作為工具來設計，共享，管理和發佈地理信息。

ArcGIS Desktop是一個集成了眾多高級GIS應用的軟件套件，它包含了一套帶有用户界面組件的Windows桌面應用（例如，ArcMap，ArcCatalogTM，ArcTooboxTM以及ArcGlobe）。ArcGIS Desktop具有三種功能級別――ArcReader,ArcView?，ArcEditorTM和ArcInfoTM，都可以使用各自軟件包中包含的ArcGIS Desktop開發包進行客户化和擴展。

關於ArcGIS Desktop的更多的信息請參考相關書籍中的“桌面GIS：ArcView，ArcEditor，ArcInfo”。

書中的圖形展示了使用 ArcGIS Desktop 的應用實例。

服務端 GIS

GIS用户通過部署一個集中式的GIS服務器在大型組織之內以及Internet的用户之間發佈和共享地理信息。服務端的GIS軟件適用於任何集中執行GIS計算，並計劃擴展支持GIS數據管理和空間處理的場合。

除了為客户端提供地圖和數據服務，GIS服務器還在一個共享的中心服務器上支持GIS工作站的所有功能，包括製圖，空間分析，複雜空間查詢，高級數據編輯，分佈式數據管理，批量空間處理，空間幾何完整性規則的實施等等。

ArcGIS服務器產品符合信息技術的標準規範，可以和其它企業級的軟件合作，例如Web服務器，數據庫管理系統（DBMS）以及企業級的應用開發框架包括.NET和JAVA2企業級平台（J2EE）。這促使了GIS和其它大量的信息系統技術的整合。

ArcGIS 9所包含的三種服務端產品：

ArcSDE――一個在多種關係型數據庫管理系統中管理地理信息的高級空間數據服務器。ArcSDE是一個位於ArcGIS其它軟件產品和關係型數據庫之間的數據服務器，其廣泛的應用使得在跨任何網絡的多個用户羣體中共享空間數據庫以及在任意大小的數據級別中伸縮成為可能。

ArcIMS――是一個可伸縮的，通過開放的Internet協議進行GIS地圖，數據和元數據發佈的地圖服務器。ArcIMS已經在成千上萬的應用中部署了，主要是為Web上的用户提供數據分發服務和地圖服務。

ArcGIS Server――是一個應用服務器，包含了一套在企業和Web框架上建設服務端GIS應用的共享GIS軟件對象庫。ArcGIS Server是一個新產品，用於構建集中式的企業GIS應用，基於SOAP的Web services和Web應用。

要了解關於ArcGIS 9服務器產品的更多信息，請參考第五章，“服務端GIS：ArcSDE，ArcIMS和ArcGIS Server”。

GIS 將會利用 Internet 不斷成長，並取得進一步的成功。Internet 技術的不斷髮展，如 Web services ，為 GIS 用户共享，地理信息的服務以及跨組織的 GIS 互聯提供了堅實的保障。

嵌入式 GIS

用户可以使用嵌入式的GIS，在所關注的應用中增加所選擇的GIS組件，從而為組織的任何部門提供GIS的功能，這使得許多需要在日常工作中應用GIS作為一種工具的用户，可以通過簡單的，集中於某些方面的界面來獲取GIS的功能。例如，嵌入式的GIS應用幫助用户支持遠程數據採集的工作，管理者的桌面上實現GIS，為系統操作人員實現定製界面，以及面向數據編輯的應用等。

ArcGIS Engine提供了一套應用於ArcGIS Desktop應用框架之外（例如製圖對象作為ArcGIS Engine的一部分，而不是ArcMap的一部分）的嵌入式ArcGIS組件。使用ArcGIS Engine，開發者在C++，COM，.NET和Java環境中使用簡單的接口獲取任意GIS功能的組合來構建專門的GIS應用解決方案。

開發者通過ArcGIS Engine構建完整的客户化應用或者在現存的應用中（例如微軟的Word或者Excel）嵌入GIS邏輯來部署定製的GIS應用，為多個用户分發面向GIS的解決方案。

使用 ArcGIS Engine 將 GIS 嵌入到你的應用中。

依靠移動計算設備上的專業應用系統，GIS越來越多的從辦公室中轉移到野外。擁有GPS功能的無線移動設備被常常使用於野外專題數據獲取和野外信息獲取。消防員，垃圾收集員，工程檢修員，測量員，公用設施施工工人，士兵，統計調查員，警察以及野外生物學家是使用移動GIS這個工具的一些野外工作者的代表。

一些野外工作任務需要相對簡單的GIS工具，但也有些工作涉及到需要高級GIS工具的複雜操作。ArcGIS包含了能夠滿足兩方面需求的應用。ArcPad是ArcGIS實現移動GIS和野外計算（如需要記錄和登記突發性事故的空間信息）的解決方案，這些類型的工作可以在手持計算機設備（運行Microsoft Windows? CE或者Pocket PC）或者平板電腦上完成。ArcGIS Desktop和ArcGIS Engine集中於需要GIS分析和決策分析的野外工作任務，這種典型的任務往往在高端平板電腦上執行。

要更多的瞭解移動GIS的信息，請參考第七章“移動GIS：ArcPad及設備”。

你可以在野外實現 GIS

空間數據庫（ Geodatabase ）

作為geographic database的簡寫，geodatabase是在專題圖層和空間表達中組織GIS數據的核心地理信息模型。

Geodatabase是一套獲取和管理GIS數據的全面的應用邏輯和工具。無論是客户端的應用（如ArcGIS Desktop），服務器配置（如ArcGIS Server），還是嵌入式的定製開發（ArcGIS Engine）都可以獲取geodatabase的應用邏輯。

Geodatabase是一個基於GIS和DBMS標準的物理數據存儲庫，可以應用於多用户訪問，個人DBMS以及XML。

Geodatabase原本被設計成一個開放的，簡單幾何圖形的存儲模型。Geodatabase對眾多的存儲機制開放，包括DBMS存儲，文件型存儲或者XML方法存儲，並不侷限於某個DBMS的供應商。

* 對象類（Object class）

在Geodatabase中對象類是一種特殊的類，它沒有空間特徵，是指存儲非空間數據的表格（Table）。

* 要素類（Feature class）

同類空間要素的集合即為要素類。如：河流、道路、植被、用地、電纜等。要素類之間可以獨立存在，也可具有某種關係。當不同的要素類之間存在關係時，我們將其組織到一個要素數據集（Feature dataset）中。

* 要素數據集（Feature dataset）

要素數據集由一組具有相同空間參考（Spatial Reference）的要素類組成。

將不同的要素類放到一個要素數據集下一般有三種情況：

專題歸類表示——當不同的要素類屬於同一範疇。

創建幾何網絡——在同一幾何網絡中充當連接點和邊的各種要素類，須組織到同一要素數據集中。。

考慮平面拓撲（Planar topologies）——共享公共幾何特徵的要素類。

存放了簡單要素的要素類可以存放於要素集中，也可以作為單個要素類直接存放在Geodatabase的目錄下。直接存放在Geodatabase目錄下的要素類也稱為獨立要素類（standalone feature）。存儲拓撲關係的要素類必須存放到要素集中，使用要素集的目的是確保這些要素類具有統一的空間參考，以利於維護拓撲。Geodatabase支持要素類之間的邏輯完整性，體現為對複雜網絡（complex networks）、拓撲規則和關聯類等的支持。

* 關係類（Relationship class）

定義兩個不同的要素類或對象類之間的關聯關係。

* 幾何網絡（Geometric network）

幾何網絡是在若干要素類的基礎上建立的一種新的類。

* Domains

定義屬性的有效取值範圍。可以是連續的變化區間，也可以是離散的取值集合。

* Validation rules

對要素類的行為和取值加以約束的規則。

* Raster Datasets

用於存放柵格數據。可以支持柵格數據，支持影像鑲嵌。

* TIN Datasets

TIN是ARC/INFO非常經典的數據模型，用不規則分佈的採樣點的採樣值（通常是高程值，也可以是任意其它類型的值）構成的不規則三角集合。用於表達地表形狀或其它類型的空間連續分佈特徵。

* Locators

定位器（Locator）是定位參考和定位方法的組合，對不同的定位參考，用不同的定位方法進行定位操作。所謂定位參考，不同的定位信息有不同的表達方法，在geodatabase中，有四中定位信息：地址編碼、、地名及郵編、路徑定位。定位參考數據放在數據庫表中，定位器根據該定位參考數據在地圖上生成空間定位點。

TIN 表面數據模型由結點、邊、三角形、包面和拓撲組成。

結點是 TIN 的基本結構單元。結點來自輸入數據源中包含的點和線折點。每個結點都將包括在 TIN 三角形中。TIN 表面模型中的每個結點都必須包含一個 z 值。

通過邊將每個結點與其最近的結點連接起來，從而形成符合 Delaunay 準則的三角形。每條邊有兩個結點，但每個結點可包含兩條或多條邊。每條邊的兩個端點都有一個包含 z 值的結點，因此可以計算邊的兩個結點間的坡度。

對於用於構建 TIN 的輸入數據源中的每個要素，將根據其表面要素類型進行處理。斷裂線要素始終保留為 TIN 三角形的邊。在內部將這些斷裂線 TIN 邊標記為硬邊或軟邊。

每個三角面描述部分 TIN 表面的行為。三角形三個結點的 x、y 和 z 座標值可用於獲取面的信息，例如坡度、坡向、表面積和表面長度。將整組三角形作為整體考慮，可以獲取表面的其他信息，包括體積、表面輪廓和可見性分析。

由於每個面概括特定的表面行為，因此確保採樣點選擇恰當以實現表面的最佳擬合十分重要。如果對錶面的重要區域採樣不當，TIN 表面模型產生的結果可能不夠理想。

TIN 包由一個或多個包含用於構建 TIN 的整組數據點的面構成。包面定義 TIN 的插值區。在包面內部或邊上，可以插入表面 z 值，執行分析以及生成表面顯示。在包面外部，無法獲取表面信息。TIN 包可由一個或多個非凸面構成。

非凸包必須由用户定義，通過在 TIN 構建期間加入“裁剪”和“擦除”排除要素來實現。這些要素明確定義表面的邊。如果未使用排除要素定義包，TIN 生成器將創建一個凸包來定義 TIN 的邊界邊。凸包是一個具有以下屬性的面：連接TIN 任意兩點的線本身必須位於面內部或必須定義凸包的邊。非凸包的定義對避免在位於實際數據集外但在凸包內部的 TIN區域產生錯誤信息非常重要。

如果不使用裁減要素，陰影區域可能會插入不正確的值。

通過保留定義每個三角形的結點、邊數、類型以及與其他三角形鄰接性的信息定義 TIN 的拓撲結構。對每個三角形，TIN 將記錄以下信息：

三角形數量

每個相鄰三角形的數量

定義三角形的三個結點

每個結點的 x,y 座標

每個結點的表面 z 值

每個三角形邊的邊類型(硬或軟)

另外，TIN 還保留了構成 TIN 包的所有邊的列表以及定義 TIN 投影和測量單位的信息。

與 coverage 類似，TIN 以文件目錄形式存儲。但請注意，TIN 不是 coverage，它沒有關聯的 INFO 文件。TIN 目錄由七個包含 TIN 表面信息的文件組成。這些文件以二進制格式編碼，因此無法通過標準文本顯示或編輯程序讀取。 ^[1]