一、前言

目前城鄉(xiāng)規(guī)劃正在走向國土空間規(guī)劃變革的階段，同時也面向一個更加信息化、智慧化、科學化轉(zhuǎn)型的時代。

?對于規(guī)劃從業(yè)人員的綜合能力要求也越來越高，不僅僅是停留在繪圖的表現(xiàn)階段，而是通過更加高效的工具去分析思考解決某類具體的問題，并為決策提供科學的參考，而GIS便是最好的選擇。

?GIS對目前的國土空間規(guī)劃是一項重要的技術(shù)，也可作為其它設計類相關專業(yè)的輔助手段，在實際工作中，可以用來制圖、建模、空間分析、三維模擬、預測和管理等。

?本教程采用理論和實操相結(jié)合的方式，根據(jù)個人學習和工作經(jīng)驗，結(jié)合相關文獻資料，本著分享的初衷，和大家來聊一聊GIS的一些基礎知識，我想用自己的方式和大家一起探索學習交流這個領域。

?如果你恰好看到了這篇文章，不妨收藏起來，或者關注我的個人微信公眾號【三炮叁】，【ArcGIS教程】這個系列我會一直更新下去，敬請期待！

?筆者能力水平有限，各位同志在閱讀的過程中，如發(fā)現(xiàn)有不足之處，懇請大家批評指正。

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二、素材獲取

本篇屬于基礎的理論知識，沒有配套素材。（如需轉(zhuǎn)載，請后臺私聊獲取授權(quán)）

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三、基礎知識

【基礎知識】部分以講述理論為主，內(nèi)容難免會有點枯燥，暫時不想看的同志可略過，不妨先收藏起來，配合下一篇【基本操作】一起看。

（一）GIS與ArcGIS

先區(qū)分兩個概念，GIS和ArcGIS到底是什么？

?因為在平時的工作交流中，我聽到不少人的理解是，把GIS直接等同于ArcGIS，其實它們是兩個完全不同的概念，為什么會這么說呢？請接著往下看。

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1、GIS是什么？

GIS是地理信息系統(tǒng)（Geographic/ Geographical Information System）的縮寫， 關于它的定義卻有很多說法。

?因為GIS是一個不斷發(fā)展的概念，從GIS之父羅杰·湯姆林森（Roger Tomlinson）到行業(yè)協(xié)會，再到國內(nèi)外學者，都從不同的角度對GIS進行了定義。

但是在英美國家，有學者卻提出GIS中的“S”不僅指“System（系統(tǒng)）”，還應該包括“Science（科學）”，意思是地理信息科學。所以現(xiàn)在對于地理信息的認知，它不僅是一門信息系統(tǒng)技術(shù)，也需要相應的學科作為支撐。

以湯國安主編的《ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程》和黃正東主編的《城市地理信息系統(tǒng)》作為參考，GIS既是一門跨越地理科學、空間科學和信息科學的應用基礎學科（或交叉學科），又是一項工程應用技術(shù)。用于采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機軟硬件系統(tǒng)。

怎么理解呢？

對于GIS的這個領域來說，無論是什么專業(yè)的人去學習和了解它，都不可能只停留在使用計算機去畫幾張圖處理一些數(shù)據(jù)那么簡單，一定要跳出這個認知的誤區(qū)，而是在各自專業(yè)的基礎上，結(jié)合其它領域的知識去解決問題。

比如在城規(guī)的現(xiàn)狀分析階段，可以利用GIS的疊加分析功能，統(tǒng)計容積率，進行用地的適宜性評價，再制作各類現(xiàn)狀圖紙，分析交通可達性和交通網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，還可以模擬三維地形地貌、虛擬城市場景，分析景觀視域等。在后文【GIS應用領域】這個小節(jié)中再舉例展開細說。

個人認為，GIS不僅僅是作為一種工具，更重要的是，它可以提供一種解決問題的新角度，培養(yǎng)我們分析問題的新思維。

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2、ArcGIS是什么？

ArcGIS是目前眾多GIS軟件中功能最全、應用最廣、占據(jù)市場份額最大的一款，沒有之一。

它是由美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（Environment System Research Institute，ESRI）研發(fā)的一系列軟件的統(tǒng)稱，桌面程序包括ArcMap、ArcScene、ArcCatalog、ArcGlobe，目前推廣的產(chǎn)品還有Arcgis Pro和server等。

這里簡要地講述一下ArcGIS的發(fā)展史，讓大家有個基本的了解。

ESRI創(chuàng)建于1969年，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，研發(fā)的產(chǎn)品越來越多，覆蓋的范圍越來越廣，構(gòu)建了ArcGIS無比龐大的生態(tài)體系，一舉成為世界上最大的GIS公司，可以說ArcGIS是GIS領域首屈一指的老大哥。

回到前文提到的，工作中不少人把GIS直接理解為ArcGIS的原因就在此。因為ArcGIS實在是很強大，用它來進行GIS空間分析將成為一種主導趨勢，很多地方都用到它，可以說ArcGIS成了GIS的代名詞。但是 ArcGIS叫起來比較拗口，所以大家習慣用GIS替代。

想了解ArcGIS發(fā)展史的同志，可以跳轉(zhuǎn)下方鏈接前往閱讀。

沿著ArcGIS發(fā)展的時間線往前走，你會發(fā)現(xiàn)它在GIS領域創(chuàng)造過許多第一的神話，這是不容爭辯的事實。ESRI的每次產(chǎn)品升級都和主流的IT技術(shù)發(fā)展方向保持一致，一直引導著GIS領域的發(fā)展方向。

即使ArcGIS性能之強、范圍之廣，難道它就沒有槽點嗎？當然有。

我使用GIS類的軟件不多，不好進行橫向?qū)Ρ龋@里引用知乎博主【深度抑郁癥者】的一篇《逐漸被主流技術(shù)邊緣化的ArcGIS》中觀點作為說明。（原文鏈接如下）

他提到的有幾點確實是我們在實際使用過程中都會遇到的問題，比如軟件安裝這塊可能就困擾了不少人，這點我深有感觸。

和同類產(chǎn)品相比，ArcGIS的安裝程序更多，時常也明顯更長，占用的存儲空間更大。

一般來說，我們大多數(shù)人使用的是綠色版本，所以會按照相關教程自行安裝，但是在安裝的過程中總會遇到各種問題，當自己不能解決的時候，只能求助某寶，如果還不行的話，最后需要重裝系統(tǒng)。

此外，ArcGIS還會偶爾崩潰，我在用的包括10.2、10.5、10.8三個版本，在使用的過程中都出現(xiàn)過崩潰的情況，并不像網(wǎng)上所說的10.2版本最穩(wěn)定。

在設計者聯(lián)盟群里也有不少同志遇到了這類問題想尋求幫助，崩潰的具體原因?qū)τ谖覀兪褂谜邅碚f不得而知。

在數(shù)據(jù)存儲和可視化框架方面，ArcGIS的生態(tài)體系無法滿足國內(nèi)市場中某些平臺的要求，封閉臃腫的生態(tài)也和當下的發(fā)展趨勢不相適應，落后于主流技術(shù)的發(fā)展等。

以上這些僅是一家之言，我們作為設計人員，了解一下即可，沒必要過于深究研發(fā)領域內(nèi)太專業(yè)的東西，如果你想往這方面發(fā)展就另說。

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（二）GIS基礎知識

1、GIS發(fā)展

GIS起源于20世紀60年代西方發(fā)達國家，由Michael Goodchild（邁克爾·古德柴爾德）領導的國家地理信息和分析中心正式確立了對空間分析和可視化等關鍵地理信息科學主題的研究。

60年代Roger Tomlinson（GIS之父羅杰·湯姆林森）在發(fā)起、規(guī)劃和開發(fā)加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）方面的開創(chuàng)性工作，使得1963年出現(xiàn)了世界上首個計算機處理GIS。1969年，哈佛大學實驗室成員Jack Dangermond（杰克·丹格蒙德）及其妻子Laura（勞拉）成立Esri，開發(fā)了許多目前仍在使用的GIS制圖和空間分析方法。

70年代GIS朝著實用化方向迅速發(fā)展，有不少發(fā)達國家如美國、日本、加拿大、瑞典等國先后建立起許多專業(yè)性的GIS。比如，1975年日本國土地理院開始建立國土信息系統(tǒng)，用于存儲、處理和檢索測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地質(zhì)等信息。

80年代GIS軟件開始商業(yè)化，Esri發(fā)布了款世界上第一代現(xiàn)代意義上的GIS軟件，計算機軟硬件技術(shù)的進步為GIS的普及提供了技術(shù)支持，所以GIS的應用領域與范圍不斷擴大。

90年代形成一個專門的產(chǎn)業(yè)，GIS用戶時代到來，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，得到了具體的應用，GIS的市場也迅速增長。

我國對地理信息系統(tǒng)的研究工作從20世紀80年代起步，文革結(jié)束后，國內(nèi)地理學界開始學習、吸收和研究GIS。

1980年中國科學院遙感應用研究所成立了全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室，“九五”計劃期間將地理信息系統(tǒng)的研究應用作為重中之重的項目予以支持，我們也研發(fā)出了適合本國國情的GIS軟件，比如MapGIS、SuperMapGIS、GeoStar等，后面會挨個介紹。

目前，規(guī)劃界的GIS技術(shù)的應用還有很大的發(fā)揮空間，所以需要各位同志們尤其是規(guī)劃的同行業(yè)一起努力。

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2、GIS構(gòu)成

一個完整的GIS主要由5個部分構(gòu)成，即硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)、地學模型和應用人員，他們五個部分的關系如下圖?；蛘咭部梢苑譃橛布?、軟件、數(shù)據(jù)、用戶四個要素。

（1）硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理配置的總稱。包括計算機、輸入設備、輸出設備、網(wǎng)絡通信設備等。他們屬于計算機的一些基本知識，各位了解一下就好。

計算機這個大家應該都熟，就是我們平時使用的臺式電腦或筆記本電腦，也可以是大型的多用戶超級計算機。因為GIS數(shù)據(jù)處理量大且復雜，所以對GIS的性能要求較高，一般需要具有較強運算能力的CPU以及較大的內(nèi)存。

輸入設備包括鍵盤鼠標、掃描儀、數(shù)字化儀等，輸出設備包括顯示屏、打印機、繪圖儀、光盤、移動存儲設備等。

網(wǎng)絡通信設備包括網(wǎng)絡、光纜、集線器、路由器、交換機、防火墻等，把多個計算機系統(tǒng)連接起來，便于數(shù)據(jù)共享和交換等。

（2）軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)是GIS運行所必需的各種程序，可以分為計算機系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件以及用于專題分析或建模的特定應用程序三種類型。

計算機系統(tǒng)軟件是GIS的支撐軟件，即保證GIS軟件運行的操作系統(tǒng)。比如，移動端的Android（安卓）、IOS（蘋果），PC端的Windows、Linux和MacOS等，這些系統(tǒng)各位應該或多或少都聽說過。

此外，還有GIS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括Oracle（甲骨文）、Microsoft SQL Server和PostgreSQL等，這些大型的企業(yè)級數(shù)據(jù)庫，可以用來滿足GIS數(shù)據(jù)的存儲管理要求。

地理信息系統(tǒng)軟件是GIS的平臺軟件，比如國外的ArcGIS商業(yè)平臺、QGIS開源平臺等，國內(nèi)的有MapGIS和SuperMap等商用平臺，這些GIS軟件后面會挨個進行介紹，這里暫時先不展開。

這些GIS平臺軟件必須運行和部署在支撐軟件之上，否則完成不了各種GIS任務。

特定應用程序是GIS的應用軟件，它是地理信息系統(tǒng)功能的擴充與延伸，主要針對的某一特定專題所開發(fā)的輔助工具。

因為在實際工作中，GIS的應用行業(yè)非常廣泛，基礎平臺軟件的功能難以滿足各行業(yè)對GIS的業(yè)務需求，所以需要GIS開發(fā)人員結(jié)合某個行業(yè)的具體業(yè)務需求進行二次開發(fā)。

例如，湖南省村莊規(guī)劃開發(fā)出來的輔助規(guī)劃設計作業(yè)的軟件，就是從實際工作情況出發(fā)，為了解決編制過程中存在的任務重、涉及主體多、流程繁瑣以及成果統(tǒng)一難等問題，而編制出來的這一套用來“提升規(guī)劃效率、規(guī)范規(guī)劃成果、提高規(guī)劃質(zhì)量”的國土空間詳細規(guī)劃軟件。

這是繼湖南省率先發(fā)布村莊規(guī)劃編制技術(shù)指南后，推出的全國首個省級標準化規(guī)劃編制軟件。

盡管在使用的過程中，還存在著這樣那樣的毛病，被我們從業(yè)人員多有吐槽，但總的來說這是一件長遠利好的事情，也彰顯了湖湘人民“經(jīng)世致用“、”敢為人先”的精神作風，作為湖南人，在這里我應該為家鄉(xiāng)的同行點贊！

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（3）地理空間數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是GIS的核心內(nèi)容和應用基礎，因為整個GIS都是圍繞數(shù)據(jù)展開的。地理空間數(shù)據(jù)一般包括已知坐標系中的位置、實體間的空間關系、與幾何位置無關的屬性（非幾何屬性）三種信息，這里稍微講一下這三種信息分別代表什么。

坐標系中的位置即幾何坐標，比如經(jīng)緯度、平面直角坐標、極坐標等。

實體間的空間關系包括度量關系（地物間的距離遠近）、延伸關系（地物間的方位關系）、拓撲關系（地物間的連通、鄰接等關系）。

與幾何位置無關的屬性（非幾何屬性）簡稱屬性，可以分為定性和定量兩種。這里直接拿ArcMap中的屬性表來說明再合適不過，表中的行政區(qū)劃名稱、代碼、地類名稱等屬于定性，而面積、長度、土地等級、人口數(shù)量這些就屬于定量。

GIS數(shù)據(jù)的采集和管理是GIS系統(tǒng)中成本最高的一項，一般來說，規(guī)模較大的實用GIS長期運營成本存在這樣的一個關系：硬件成本<軟件成本<應用開發(fā)投入<初期數(shù)據(jù)采集成本<日常數(shù)據(jù)維護成本，所以需要引起建設單位的特別重視。

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（4）地學模型

地學模型也可以叫GIS方法，它是為解決各類具體現(xiàn)實問題而提出來的計算機模型，相同功能的模型可以在不同的GIS軟件中實現(xiàn)。比如城市用地適宜性模型、洪水預測模型、污染物擴散模型等。

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（5）應用人員

人是GIS重要的構(gòu)成要素。一般分為兩種，第一種是用于管理維護GIS系統(tǒng)的專業(yè)人員，或者叫開發(fā)人員，他們GIS應用的關鍵，而強有力的組織是系統(tǒng)運行的保障。

第二種是各行各業(yè)中使用GIS系統(tǒng)的工作人員和普通民眾，他們GIS的主要使用群體，數(shù)量很多，顯然我就屬于這一種。

其實他們之間也沒有明確的界限，因為兩者的屬性是可以并存的。

比如開發(fā)人員可以是使用GIS的工作人員，而使用GIS系統(tǒng)的工作人員，如果想往這個領域深究下去，朝著開發(fā)的目標努力，那么他也可以成為GIS系統(tǒng)的專業(yè)人員。

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3、GIS功能

GIS通常具備5項基本功能，即數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)庫、空間查詢與分析、可視化表達與輸出。

（1）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)據(jù)輸入就是將系統(tǒng)外的原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾IS中，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS可識別和處理的數(shù)字形式的過程。這些數(shù)據(jù)包括地圖數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和文字報告等。

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（2）數(shù)據(jù)編輯

數(shù)據(jù)編輯主要包括圖形編輯和屬性編輯。圖形編輯主要包括圖形編輯、圖形整飾、圖幅拼接、投影變換、、誤差校正以及拓撲關系建立等。屬性編輯通常與數(shù)據(jù)庫管理結(jié)合在一起完成。

這里提到的相關功能，如果是干巴巴地看這些文字確實不好理解，我的建議是配合下一篇【基本操作】一起看可能比較好。

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（3）數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是GIS的核心，用于存儲和管理空間對象的數(shù)據(jù)，主要包括空間與非空間數(shù)據(jù)的存儲、查詢檢索、修改和更新等。

前面有提到過GIS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比如Oracle（甲骨文）、Microsoft SQL Server和PostgreSQL等。這是一個陌生的領域，我了解得少，參考的這四本專業(yè)書上也提得少，所以這里就一筆帶過。

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（4）空間查詢與分析

空間查詢是GIS最基本的分析功能?？臻g分析是GIS的核心功能，也是GIS和其它信息系統(tǒng)的根本區(qū)別，包括三個層次的內(nèi)容，分別是空間檢索、空間拓撲疊加分析、空間模型分析。

空間檢索是可以通過空間位置檢索空間目標和屬性，也可以通過屬性條件檢索空間目標，這兩種檢索方式在ArcMap中均有體現(xiàn)。

空間拓撲疊加分析是通過點、線、面或圖像實現(xiàn)相交、裁剪、合并、聯(lián)合等功能，這些在ArcMap中都有對應的工具。

空間模型分析有DEM（數(shù)字高程模型）分析、網(wǎng)絡分析、圖像分析、三維模型分析等。

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（5）可視化表達與輸出

GIS的結(jié)果往往以可視化的形式表達出來，不僅可以輸出全要素地圖，還根據(jù)個人需求，輸出各類專題圖紙和、統(tǒng)計圖和圖表等。比如國土空間規(guī)劃中的土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用規(guī)劃圖、道路等級圖等。

除了這5項基本的功能，還可以再加一個【應用模型與系統(tǒng)開發(fā)功能】，因為現(xiàn)在GIS應用得越來越廣泛，一般的GIS功能無法滿足具體類型的業(yè)務需求，所以需要進行GIS的二次開發(fā)和編程。

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4、GIS分類

分類方法有很多。比如，按范圍大小，可分為全球的、區(qū)域的和局部的三種。按應用的性質(zhì)，可分為綜合的（如國土信息系統(tǒng)）和專題的（房產(chǎn)信息系統(tǒng)）兩種。按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可分為二維、三維或思維。

一般將數(shù)字位置模型（2維）和數(shù)字高程模型（1維）的結(jié)合稱為2+1維或3維，加上時間坐標的GIS稱為4維GIS或時態(tài)GIS。

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5、GIS軟件

除了前面介紹過的ArcGIS，還有不少國內(nèi)外公司研發(fā)的其它GIS軟件，國內(nèi)的以MapGIS、SuperMapGIS、吉奧之星等為代表，國外的以ArcGIS、QGIS、MapInfo、AutoCAD Map、Bentley Map為等代表。下面分別進行簡要介紹：

（1）MapGIS是武漢中地數(shù)碼科技有限公司依托中國地質(zhì)大學（武漢）和教育部地理信息系統(tǒng)軟件及應用工程研究中心開發(fā)的GIS軟件，它具有完整的桌面端，主要應用于國土資源管理、地質(zhì)調(diào)查等領域。

我的電腦上裝了一個比較老的MapGIS 6.7版本，由于沒有搞土規(guī)方面的項目的經(jīng)驗，所以沒派上很大用場，只是用來轉(zhuǎn)一下數(shù)據(jù)，把原土規(guī)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)成ArcGIS可識別的格式。當然，它的功能遠不止如此。

這里我再多提一句，MapGIS是中國研制出的首個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的地理信息系統(tǒng)，從1991年研制出我國第一套彩色地圖編輯出版系統(tǒng)——MapCAD以來，三十多年的發(fā)展不可謂篳路藍縷。

（2）SuperMap GIS是北京超圖軟件股份有限公司依托中國科學院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心開發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型地理信息系統(tǒng)軟件平臺。

SuperMap GIS是國際化相當成功的軟件，超圖是全球第三大、亞洲最大的地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件廠商。它目前主要被作為二次開發(fā)的基礎平臺，國內(nèi)許多GIS應用系統(tǒng)都是在它的基礎上二次開發(fā)而來。

（3）GeoStar，中文名叫吉奧之星，它是武漢大學吉奧信息技術(shù)有限公司（簡稱吉奧）依托武漢大學（原武漢測繪科技大學）的學科優(yōu)勢和科研實力，歷經(jīng)20多年的開發(fā)與優(yōu)化而形成的地理信息系統(tǒng)軟件。

吉奧是我國自主版權(quán)的三大GIS平臺之一，主要應用于測繪等領域，它已經(jīng)成為標準的空間數(shù)據(jù)管理軟件。

以上三款國產(chǎn)軟件研發(fā)成功的背后，都有一段鮮為人知的歷史，它們是一批批科學家前仆后繼、嘔心瀝血地研究探索取得的成就。

比如，在陳述彭院士（地理學家、地圖學家、遙感地學專家）的引領之下，中國的GIS無論在理論、技術(shù)和應用方面都取得了卓越的成就。

（4）ArcGIS在前文已提到，這里不再贅述。

（5）QGIS，是一個開源的桌面GIS軟件，它提供了數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能。 開源軟件的好處在，它的源代碼任何人都可以審查、修改和增強。

QGIS的量級很輕，下載和安裝都很方便，有很多輔助插件，可以制作出更加豐富的圖面表達效果，關鍵是免費啊。

（6）MapInfo是美國MapInfo公司的桌面地理信息系統(tǒng)軟件，是一種數(shù)據(jù)可視化、信息地圖化的桌面解決方案。

優(yōu)點是小巧玲瓏，簡單易學，操作簡單，價位較低，具備功能完整及高效率的二次開發(fā)工具。缺點是空間分析能力較弱，數(shù)據(jù)量巨大時，其效率會大幅度下降。

（7）AutoCAD Map是由Autodesk公司開發(fā)的一款基于AutoCAD的GIS軟件，集成在AutoCAD的環(huán)境中，只具有GIS的基礎功能和少量的空間分析功能，但是它的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)編輯功能強大，效率高。

有時候我們在用GIS類軟件比如ArcMap處理數(shù)據(jù)和作圖的時候，需要把數(shù)據(jù)導出來再導入到CAD中，覺得很麻煩。其實開發(fā)者們早就想到了這些，并開發(fā)出了相應的軟件，提高了效率，只是我們沒有去了解罷了。

（8）Bentley Map是基于MicroStation的GIS軟件。MicroStation 是國際上和AutoCAD齊名的二維和三維CAD設計軟件，Bentley Map在國外擁有廣泛的客戶群。

雖然它只有GIS的基礎功能和少量分析功能，但是數(shù)據(jù)編輯功能強大，并且產(chǎn)品體系比較完善，是許多專業(yè)GIS軟件的基礎。

除此以上介紹的這些，其實還有很多GIS類的軟件，具體了解可參考下面的文章鏈接，相信你讀了之后會有另外的收獲。

值得一提的是，在1969年同Esri一起成立還有另外一家公司，由來自阿波羅計劃的前NASA工程師Jim Meadlock（吉姆·梅德洛克）創(chuàng)立的Intergraph，2010年被Hexagon（?？怂箍担┲亟M。

總的來說，國內(nèi)GIS平臺在功能上雖然與國外軟件基本同步發(fā)展，但是在數(shù)據(jù)自動化處理、成果表達、系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等方面，與國外GIS平臺仍然存在較大差距甚至技術(shù)代差，更重要的國產(chǎn)GIS地理信息服務平臺軟件發(fā)展缺乏理念和前瞻性。

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6、GIS應用領域

隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)、空間技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的高速發(fā)展，GIS被廣泛應用于測繪勘探、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃（國土空間規(guī)劃）、災害監(jiān)測、交通運輸、水利水電、環(huán)境保護、國防建設、軍事公安、農(nóng)林牧業(yè)等領域。

在應用需求和技術(shù)革新的雙重作用下，GIS已經(jīng)步入了一個大變革的時代，也就是說GIS的應用范圍進一步擴大，已經(jīng)不滿足于這些傳統(tǒng)的行業(yè)范疇，于是走進了新的領域。

這些新的領域估計大家都有所耳聞，比如物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市、云平臺與數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)與并行計算、機器學習與人工智能等。

其中在物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市方面，新的應用需求包括以智慧城市為建設目標的海綿城市、智能官網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能物流和共享交通等一系列專業(yè)型和大眾化服務。

就城鄉(xiāng)規(guī)劃而言，在B站國匠城賬號中有一期由同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院葉宇教授主講的《新城市科學支持下精準城市設計》的講座，里面就提到了GIS的運用。

他研究的這個領域還挺有意思的，總的來說，技術(shù)路徑就是先采集數(shù)據(jù)，然后篩選品質(zhì)評價要素，再構(gòu)架品質(zhì)評價模型，最后分析得出相關結(jié)論。

稍微展開來說就是，先確定研究區(qū)域，接著采集街景圖片數(shù)據(jù)樣本，再將圖片中的街道空間解構(gòu)成多個要素，比如街道綠化、天空可見度、建筑界面、步行空間、道路機動化和設施豐富度等。?

通過相關機器算法，識別出每張照片中的評價要素，然后提取出來放到GIS中，形成可視化表達和輸出。就像下面這張圖一樣，可以很直觀的看出哪塊地方的街區(qū)品質(zhì)高，哪塊地方的街區(qū)品質(zhì)低。

可以提出哪些地區(qū)的整體表現(xiàn)較好，哪些地區(qū)的街道需要進一步改進等。

還可以將路網(wǎng)可達性與街道品質(zhì)疊加，發(fā)現(xiàn)應優(yōu)先提升的街道路段。

以上就是GIS在的具體應用案例，通過對數(shù)據(jù)的采集、輸入、編輯和分析，對城市設計進行精細化、定量化的分析研究。

這應該是屬于比較前沿的研究領域，我們可能接觸不到這方面的項目，但是這類研究為實際工作提供了一種解決問題的新思路。現(xiàn)在應用范圍可能不廣，未來一定是大勢所趨。

鏈接放在下面，感興趣的同志可以去學習一下。

（三）ArcGIS基礎知識

ArcGIS分為三大基礎板塊，分別是ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing。在應用ArcGIS進行空間分析時，應該首先掌握各個模塊的基本功能。

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1、ArcMap（桌面核心應用程序）

ArcMap是ArcGIS Desktop的最重要、最常用的核心應用程序，用于顯示、查詢、編輯和分析地圖數(shù)據(jù)，具有地圖制圖的所有功能。

這點不再進行展開，我會在下一篇【基礎操作】中詳細講解ArcMap入門的實際操作方法。

2、ArcCatalog（空間數(shù)據(jù)資源管理器）

它以數(shù)據(jù)為核心，用于定位、瀏覽、搜索、組織和管理空間數(shù)據(jù)，這個也是ArcGIS的桌面產(chǎn)品。

3、Geoprocessing（地理處理框架）

ArcGISde地理處理框架主要由三大部件組成，分別是ArcToolbox（基礎組件工具箱）、ModelBuilder（模型組件模型建構(gòu)器）、ArcPy（編程組件Python），它們都內(nèi)嵌在ArcMap中。簡單講一下這三個部件是干嘛用的。

ArcToolbox包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、矢量分析、柵格分析等多種復雜的地理處理工具，在實際工作中，很多操作都是通過工具箱里這些工具實現(xiàn)的，這就是它的強大之處。

ModelBuilder可以自動地批量化處理重復性的工作，它可以加快設計和實現(xiàn)復雜地理處理模型的過程，所以這也是它強大的地方之一。如果熟練使用模型建構(gòu)器，對于工作來說事半功倍，關鍵是掌握和培養(yǎng)批量化操作的思維，目前我還沒到這一步，以后還需多加學習。

ArcPy即內(nèi)嵌在ArcGIS中的Python，這是一種不受局限、跨平臺的開源編程語言，它的可嵌入性使ArcGIS腳本化，Python腳本也成了最能體現(xiàn)使用者的地理處理工具之一。

此外還有ArcGlobe和ArcScene兩個桌面應用程序，這兩個主要是用來做三維分析的。

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四、思考總結(jié)

對于理論知識部分，我還是希望各位耐心地看完，目前你可能會對各種專業(yè)名詞感到陌生，但是不要緊，隨著你接觸和了解這方面的知識的增多，積累到一定程度的時候，很多東西就會串起來，慢慢地就構(gòu)建起了一個完整的知識框架體系。

【ArcGIS教程】系列的第三篇本來是打算【基礎知識】和【基本操作】一起寫的，前面定好了框架，但寫到后面卻發(fā)現(xiàn)，僅【基礎知識】這部分就碼了很多字，考慮到大家的閱讀耐性，所以把它拆成了兩篇。

寫作也是一次自我學習的過程，通過梳理這些知識，逐漸讓我建立起了一個較為清晰的知識體系框架，我想把它寫得相對靠譜一點，所以翻看了些許文獻資料，如有紕漏，望各位指正！

五、參考文獻

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[13]zm12037.GIS的應用領域有哪些？[N].CSDN.2009-10-26.

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礙于字數(shù)篇幅和閱讀耐性，本篇暫時寫到這里，希望這篇文章能夠給各位帶來幫助，我們下一篇再見！

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