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ArcGIS

ArcGIS是由Esri發(fā)布的一系列GIS軟件。1999年12月27日，Esri發(fā)布了ArcINV8，這是ArcGIS產(chǎn)品開發(fā)的第一步。ArcGIS是一個功能強(qiáng)大且可擴(kuò)展的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件，它提供了創(chuàng)建、管理、集成和分析地理數(shù)據(jù)的能力。此外，ArcGIS還具有強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)發(fā)布功能，滿足用戶在不同環(huán)境下的需求，包括單機(jī)和全球分布式網(wǎng)絡(luò)。截至2023年11月，ArcGIS系列的最新版本為ArcGIS(桌面、引擎)10.8.2。ArcGIS系列軟件包括ArcGIS Online、ArcGIS Enterprise、ArcGIS Pro和ArcGIS Platform，支持Windows 10及以上系統(tǒng)和Windows Server 2016及以上系統(tǒng)。

ArcGIS是一個綜合性的地理信息系統(tǒng)，它涵蓋了GIS和數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等許多計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。主要包括桌面GIS、服務(wù)器GIS、嵌入式GIS、移動GIS和空間地理數(shù)據(jù)庫五個分支。ArcGIS廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如規(guī)劃和分析、資產(chǎn)管理、業(yè)務(wù)意識、野外作業(yè)(如移動檢查和應(yīng)急部署)、市場研究、資源管理、物流、教育和擴(kuò)展服務(wù)。

發(fā)展歷史

1981年，美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(以下簡稱Esri)發(fā)布了第一個商業(yè)GIS軟件——ARC/INFO軟件。它可以在計算機(jī)上顯示點、線、面等地理要素，并通過數(shù)據(jù)庫管理工具組合描述這些地理要素的屬性數(shù)據(jù)。該軟件被認(rèn)為是第一個商業(yè)地理信息系統(tǒng)。

1986年發(fā)布了PC ARC/INFO，它是為基于PC的GIS站設(shè)計的。它的出現(xiàn)標(biāo)志著Esri成功轉(zhuǎn)型為GIS軟件開發(fā)公司。

1999年12月27日，Esri開始發(fā)布ArcINV 8。ARCINV 8采用了一種新的開放式GIS標(biāo)準(zhǔn)和一種普遍接受的IT標(biāo)準(zhǔn)。

ArcMap是Esri地理空間處理器套件的主要組件，主要用于查看、編輯、創(chuàng)建和分析地理空間數(shù)據(jù)。ArcMap 8.0于1999年12月27日發(fā)布。這是第一個真正意義上的集成GIS產(chǎn)品。

2001年4月，Esri發(fā)布了ArcGIS 8.1的8.1版。ArcGIS 8.1是一款基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件。它提供了一個全面而強(qiáng)大的GIS解決方案，可以幫助用戶創(chuàng)建、管理、綜合和分析地理數(shù)據(jù)。

2004年4月，Esri推出了新一代ArcGIS 9，它為構(gòu)建一個完善的GIS系統(tǒng)提供了一整套軟件產(chǎn)品。ArcGIS 9推出了兩大新產(chǎn)品:ArcGIS Engine和ArcGIS Server。ArcGIS Engine是一個可以嵌入桌面和外業(yè)應(yīng)用的GIS系統(tǒng)，可以通過API進(jìn)行定制和集成。ArcGIS Server是企業(yè)級GIS應(yīng)用程序服務(wù)的中央管理框架，它提供了一種靈活而強(qiáng)大的方式來共享地理空間數(shù)據(jù)和功能，以便多個用戶可以在網(wǎng)絡(luò)上訪問和使用這些資源。ArcGIS Server還支持高級地理處理、地理分析和地理搜索，為企業(yè)提供全面的GIS解決方案。這兩款新產(chǎn)品的推出，極大地拓展了ArcGIS 9的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。

2010年，Esri發(fā)布了ArcGIS 10，實現(xiàn)了協(xié)同GIS、3D GIS、集成GIS、時空GIS和云GIS的五次飛躍。

2013年，Esri正式發(fā)布了最新產(chǎn)品——ArcGIS 10.2。該產(chǎn)品的發(fā)布標(biāo)志著Esri進(jìn)入了一個新的里程碑。在ArcGIS 10.2中，Esri充分利用了IT技術(shù)的重大變革，擴(kuò)大了GIS產(chǎn)品的影響力和適用性。新產(chǎn)品在易用性、實時數(shù)據(jù)訪問以及與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的集成方面有了很大改進(jìn)。用戶可以更容易地部署自己的WebGIS應(yīng)用程序，從而簡化地理信息探索、訪問、共享和協(xié)作的過程。這些改進(jìn)為用戶提供了更強(qiáng)大的工具和功能，使他們能夠更好地發(fā)揮GIS技術(shù)的潛力。

2018年1月，ArcGIS 10.6正式向用戶發(fā)布。ArcGIS 10.6帶來了更加完善的產(chǎn)品體系框架，全面擁抱前沿IT技術(shù)，升級大數(shù)據(jù)、3D、視頻等平臺核心能力，打造功能強(qiáng)大、性能卓越、穩(wěn)定性高的WebGIS平臺。

2020年6月，Esri發(fā)布了ArcGIS 10.8版本，提供了許多全新的功能和特性，大大提高了性能和易用性。用戶可以通過它從多個角度挖掘和處理地理信息，從而提高GIS信息管理的效率。

2021年12月，ARCGIS 10.8.2發(fā)布，ArcGIS 10.8.2將是ArcMap系列的最后一個版本，之后Esri將停止更新ArcMAP。隨著2022年ArcGIS Enterprise 11.0的發(fā)布，ArcGIS Enterprise 11.0可以簡化管理并繼續(xù)增強(qiáng)ArcGIS Enterprise環(huán)境的可擴(kuò)展性、性能和靈活性。由于ArcGIS Pro具有現(xiàn)代GIS桌面工作流的優(yōu)點，大多數(shù)ArcMap用戶選擇將其遷移到ArcGIS Pro。ArcGIS Pro代表了桌面GIS的未來，它將促進(jìn)對新概念和增強(qiáng)功能的需求。

2023年8月24日，Esri發(fā)布了ArcGIS Pro 3.1.3的3.1.3版本。該版本可以在地圖和場景中創(chuàng)建和繪制目錄圖層，自動調(diào)整布局元素的大小，并啟用時間點、3D對象或建筑場景圖層來及時可視化3D內(nèi)容。

功能介紹

桌面GIS

ArcGIS Desktop是一款專門為GIS專業(yè)人士設(shè)計的桌面軟件。它提供了一系列功能，包括數(shù)據(jù)生產(chǎn)、空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)編輯、文件管理、矢量化以及二維和三維空間分析和建模。ArcGIS Desktop由多個組件組成，包括ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox、ArcGlobe、ArcScene和模型構(gòu)建器。這些組件旨在滿足不同GIS任務(wù)的需求，并提供豐富的功能和工具，使GIS人員能夠更好地處理和分析地理數(shù)據(jù)。

組件構(gòu)成

ArcMap：ArcMap是桌面套件中最關(guān)鍵的應(yīng)用程序之一，用于編輯數(shù)據(jù)、繪制地圖和編輯要素字段等一系列制圖任務(wù)。與其他GIS軟件相比，ArcMap具有獨特的優(yōu)勢。首先，ArcMap可以根據(jù)要素屬性編輯和表示圖形，也可以直接繪制和生成要素數(shù)據(jù)。其次，用戶可以在數(shù)據(jù)視圖中根據(jù)特定的符號瀏覽地理元素，同時在布局視圖中生成打印輸出的地圖。此外，ArcMap還提供了地圖符號、線條、填充和字體的綜合庫，并支持多種輸出格式。用戶可以自動生成坐標(biāo)網(wǎng)格或經(jīng)緯度網(wǎng)格，以各種方式標(biāo)注地圖，并具有強(qiáng)大的繪圖編輯功能。通過這些功能，ArcMap為用戶提供了一個高效便捷的地圖制作平臺。

ArcCatalog：ArcCatalog是一種資源管理器，用于創(chuàng)建和管理各種類型的原始數(shù)據(jù)。它提供了創(chuàng)建和編輯要素數(shù)據(jù)集、要素類(圖層)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集等功能。ArcCatalog支持多種數(shù)據(jù)類型，包括地圖文件、柵格數(shù)據(jù)、球體、地理數(shù)據(jù)庫、工具、元數(shù)據(jù)和服務(wù)。使用ArcCatalog，用戶可以方便地組織和管理地理數(shù)據(jù)資源。

ArcToolbox：ArcToolbox是一個功能強(qiáng)大的工具箱，它提供了各種復(fù)雜的空間處理功能。它包含各種各樣的分析工具來處理各種空間數(shù)據(jù)任務(wù)。這些工具涵蓋數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、處理范圍、矢量分析、地理編碼和統(tǒng)計分析。用戶可以使用ArcToolbox進(jìn)行各種操作和分析，以滿足不同的需求。

ArcGlobe：ArcGlobe是ArcGIS desktop系統(tǒng)中的3D分析擴(kuò)展模塊，提供全球地理信息的連續(xù)多分辨率交互式瀏覽功能。ArcGlobe的特點是可以顯示地理信息的動態(tài)三維視圖，并可以處理數(shù)據(jù)的多分辨率顯示，使數(shù)據(jù)集在適當(dāng)?shù)谋壤图?xì)節(jié)上可見。通過ArcGlobe，用戶可以集成不同的GIS數(shù)據(jù)，從而大大提高他們使用不同GIS數(shù)據(jù)的能力。此外，ArcGlobe還可以完成編輯、空間數(shù)據(jù)分析、制圖和可視化等一般GIS工作，使GIS用戶能夠更全面地處理和分析地理信息。

ArcScene：ArcScene是一個顯示3D透視場景的平臺，允許用戶在3D場景中漫游，并與3D矢量和柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。ArcScene可以支持TIN數(shù)據(jù)的顯示。顯示場景時，ArcScene會將所有數(shù)據(jù)加載到場景中，矢量數(shù)據(jù)將以矢量形式顯示，而柵格數(shù)據(jù)會默認(rèn)降低分辨率以提高效率。ArcGlobe是繼ArcGIS 9之后推出的新產(chǎn)品，專門用于展示大數(shù)據(jù)量的場景。它可以無縫顯示光柵和矢量數(shù)據(jù)。

ModelBuilder：模型構(gòu)建器是一個圖形化建模框架，用于設(shè)計和實現(xiàn)空間處理模型，包括工具、腳本和數(shù)據(jù)。它使用數(shù)據(jù)流圖將一系列工具和數(shù)據(jù)鏈接在一起，以創(chuàng)建高級功能和流程。用戶可以簡單地將工具和數(shù)據(jù)集拖放到模型中，并有序地連接它們，從而實現(xiàn)復(fù)雜的GIS任務(wù)。模型構(gòu)建器不僅為共享用戶的方法和流程提供了一種高效的方式，還為創(chuàng)建和執(zhí)行復(fù)雜的GIS流程提供了一種交互機(jī)制，以便用戶和用戶組織內(nèi)外的人員能夠更有效地合作。

ArcGIS Pro：隨著ArcMap逐漸停止更新，新的ArcGIS Pro代表了桌面GIS的新未來。ArcGIS Pro是一款功能強(qiáng)大的全功能軟件。作為一個單一的桌面GIS應(yīng)用程序，它集成了ArcGIS Pro用戶社區(qū)的改進(jìn)和思想來開發(fā)。具有2D、3D、4D數(shù)據(jù)可視化、高級分析、權(quán)威數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。該軟件支持一系列ArcGIS產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)共享，包括ArcGIS Online和ArcGIS Enterprise，使用戶能夠在ArcGIS系統(tǒng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)GIS工作。ArcGIS Pro擁有豐富的工具和功能，可以滿足當(dāng)今用戶的多樣化需求。

ArGIS 8：ArcView 8、ArcEditor 8和ArcInfo 8都是ArcGIS 8中包含的桌面軟件，從簡單到強(qiáng)大有不同的功能層次。這三個級別的桌面GIS軟件都包含一組相同的應(yīng)用程序環(huán)境(ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox)。通過這三個應(yīng)用環(huán)境的協(xié)調(diào)，可以完成廣泛的GIS分析處理操作，包括但不限于數(shù)據(jù)編輯、地理編碼、數(shù)據(jù)管理、投影變換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、原始數(shù)據(jù)管理、地理分析、空間處理和圖形輸出。除了三個級別的桌面軟件(ArcView 8、ArcEditor 8和ArcInfo 8)，還有一些可選的擴(kuò)展模塊可供選擇。

ArcGIS 9：Esri發(fā)布的ArcGIS 9版本是一個非常強(qiáng)大和完善的版本。該版本的主要目標(biāo)之一是完全兼容現(xiàn)有ArcGIS 8.3平臺的功能和數(shù)據(jù)模型，從而方便最終用戶和開發(fā)人員升級系統(tǒng)。同時，軟件的穩(wěn)定性、測試性、空間數(shù)據(jù)庫的可擴(kuò)展性和柵格處理性能也得到了提高。此外，ArcGIS 9還提供了強(qiáng)大的跨平臺支持，可以運行在Windows、UNIX和Linux平臺上，為用戶提供了更加靈活的配置選項。

ArcGIS 9的桌面部分通過一系列直觀的GIS應(yīng)用操作界面，滿足了大多數(shù)終端用戶的需求。同時還提供了全面的定制功能，滿足更高級用戶和開發(fā)者的需求。ArcMap提供了幾個可添加到界面中用于編輯和操作數(shù)據(jù)的工具條，用戶還可以創(chuàng)建和添加自定義工具。ArcCatalog和ArcMap基于微軟的組件對象模型。

服務(wù)器GIS：通過部署集中式GIS服務(wù)器，GIS用戶可以在大型組織的互聯(lián)網(wǎng)用戶之間發(fā)布和共享地理信息。服務(wù)器的GIS軟件不僅適用于GIS計算，還計劃擴(kuò)展支持GIS數(shù)據(jù)管理和空間處理的功能。除了為客戶提供地圖和數(shù)據(jù)服務(wù)之外，GIS服務(wù)器還支持GIS工作站的所有功能，并將它們集中在一個共享的中央服務(wù)器上。這樣，用戶可以更方便地訪問和共享地理信息，提高工作效率。同時，集中部署模式更易于管理和維護(hù)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

ArcGIS 9包括三種服務(wù)器產(chǎn)品:

ArcSDE：一個高級空間數(shù)據(jù)服務(wù)器，用于管理各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的地理信息。ArcSDE是介于ArcGIS軟件產(chǎn)品和關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)服務(wù)器。它的廣泛應(yīng)用使得跨網(wǎng)絡(luò)的多個用戶之間共享空間數(shù)據(jù)庫變得容易，并且它可以根據(jù)需要擴(kuò)展到任何數(shù)據(jù)級別。通過ArcSDE，用戶可以存儲、查詢和管理空間數(shù)據(jù)。此外，ArcSDE還提供了高級的數(shù)據(jù)訪問和編輯功能，可以支持多個用戶同時編輯和更新數(shù)據(jù)。

ArcIMS：是一種可擴(kuò)展的地圖服務(wù)器，通過開放的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議發(fā)布GIS地圖、數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。ArcIMS已被部署在數(shù)千個應(yīng)用程序中，主要為Web上的用戶提供數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)和地圖服務(wù)。

ArcGIS Server：是一個應(yīng)用服務(wù)器，它包含一組共享的GIS軟件對象庫，用于在企業(yè)和Web框架上構(gòu)建服務(wù)器端GIS應(yīng)用程序。ArcGIS Server是一款新產(chǎn)品，用于構(gòu)建集中式企業(yè)GIS應(yīng)用程序、基于SOAP的Web服務(wù)和Web應(yīng)用程序。

ArcGIS

嵌入式GIS：用戶可以使用嵌入式GIS將選定的GIS組件集成到他們關(guān)心的應(yīng)用程序中，從而為組織的任何部門提供GIS功能。這使得許多需要在日常工作中使用GIS作為工具的用戶可以通過一個簡單的界面獲得GIS功能，該界面?zhèn)戎赜谀承┓矫妗Ｍㄟ^嵌入式GIS，各部門可以根據(jù)自己的需求和工作流程，靈活獲取所需的GIS功能。

ArcGIS Engine提供了一組在ArcGIS Desktop應(yīng)用程序框架之外應(yīng)用的嵌入式ArcGIS組件(例如，繪圖對象是ArcGIS Engine的一部分，而不是ArcMap的一部分)。使用ArcGIS Engine，開發(fā)人員可以使用簡單的接口獲得C++、COM、NET和Java環(huán)境下GIS功能的任意組合，構(gòu)建專門的GIS應(yīng)用解決方案。

開發(fā)人員通過ArcGIS Engine構(gòu)建完整的自定義應(yīng)用程序或?qū)IS邏輯嵌入到現(xiàn)有應(yīng)用程序(如Microsoft Word或Excel)中，以部署自定義GIS應(yīng)用程序并將面向GIS的解決方案分發(fā)給多個用戶。

移動GIS：隨著移動計算設(shè)備上專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GIS)的使用越來越多地從辦公室轉(zhuǎn)移到野外。目前，具有GPS功能的無線移動設(shè)備廣泛應(yīng)用于野外專題數(shù)據(jù)采集和信息采集。消防員、垃圾收集工、工程師、測量員、公共設(shè)施建筑工人、士兵、統(tǒng)計調(diào)查員、警察和野外生物學(xué)家都是移動GIS的代表性用戶。ArcGIS是一款功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件，可以提供簡單的GIS工具，滿足外業(yè)復(fù)雜的作業(yè)需求。移動GIS主要有以下產(chǎn)品:

ArcPad：ArcPad是由Esri開發(fā)的企業(yè)級移動GIS產(chǎn)品。它提供了便捷的移動數(shù)據(jù)采集和映射功能，用戶可以輕松地進(jìn)行各種應(yīng)用。ArcPad通過與服務(wù)器端的ArcGIS軟件配合，可以實現(xiàn)更復(fù)雜的GIS功能。ArcPad可以自動讀取和管理GPS設(shè)備的位置信息。支持地圖的測量和導(dǎo)航功能，可以讀取GPS設(shè)備的位置信息，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和查詢。此外，ArcPad還可以制作地圖，通過移動無線網(wǎng)絡(luò)訪問后臺服務(wù)器。通過這些功能，用戶可以更有效地收集和管理地理空間數(shù)據(jù)，并提供更準(zhǔn)確和詳細(xì)的地理信息。

ArcGIS Mobile：ArcGIS Mobile是ArcGIS desktop應(yīng)用程序的擴(kuò)展，允許用戶在戶外使用ArcGIS功能，并借助移動無線網(wǎng)絡(luò)和Web服務(wù)架構(gòu)實現(xiàn)戶外與辦公室的數(shù)據(jù)同步。ArcGIS Mobile SDK支持在線和離線應(yīng)用模式:當(dāng)應(yīng)用程序可以連接到無線網(wǎng)絡(luò)時，ArcGIS Mobile應(yīng)用程序可以與服務(wù)器實時同步數(shù)據(jù)；當(dāng)它無法連接到無線網(wǎng)絡(luò)時，它仍然可以使用之前請求服務(wù)器完成相關(guān)功能時保存的地圖緩存數(shù)據(jù)。ArcGIS Mobile SDK開發(fā)的應(yīng)用程序可以實現(xiàn)地圖的基本操作、地圖數(shù)據(jù)的查詢、圖形屬性數(shù)據(jù)的編輯、地圖數(shù)據(jù)的上傳和下載，滿足移動GIS的基本應(yīng)用需求。

用于IOS的Arc API：鑒于IPhone等觸摸屏設(shè)備的廣泛應(yīng)用需求，Esri推出了IOS操作系統(tǒng)的移動GIS產(chǎn)品ARCAPI for IOS。該產(chǎn)品采用Objective C語言，可以調(diào)用ArcGIS的基本功能，實現(xiàn)各種相關(guān)應(yīng)用。用戶可以基于ArcGIS API for IOS開發(fā)各種IOS設(shè)備應(yīng)用，這些應(yīng)用可以部署在企業(yè)內(nèi)部，也可以發(fā)布在蘋果的App Store上供公眾使用。因此，開發(fā)者可以輕松地創(chuàng)建基于IOS設(shè)備的移動應(yīng)用，為用戶提供高度渲染的地圖，并支持與GIS相關(guān)的各種中斷和交互功能。

空間數(shù)據(jù)

早期的ArcGIS系統(tǒng)使用的是Shapefile數(shù)據(jù)格式，這是一種基于文件存儲GIS數(shù)據(jù)的文件格式。Shapefile至少由shp、dbf、shx三個文件組成，分別存儲空間、屬性以及它們之間的關(guān)系。它是GIS中一種常見的數(shù)據(jù)格式。另外還有四種文件，prj、shp.xml、sbn、sbx: prj存儲坐標(biāo)系，shp.xml是Shapefile元數(shù)據(jù)瀏覽后生成的xml元數(shù)據(jù)文件，sbn、sbx存儲Shapefile的空間索引，可以加快空間數(shù)據(jù)的讀取速度。這兩個文件是在數(shù)據(jù)操作、瀏覽或連接后生成的。也可以使用arc toolbox→data management tools→indexes→addspatialindex工具生成。