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《精通ArcGIS Pro（原书第2版）》以GIS和ArcGIS Pro为两条主线，从实际应用角度出发，阐述了GIS的基本概念及相关理论，编写了循序渐进的学习指南；结合适当的实际案例，系统地介绍了ArcGIS Pro的概念、功能和用途。《精通ArcGIS Pro（原书第2版）》共分为12章，主要内容包括GIS概述、绘制GIS数据、展示GIS数据、坐标系统、矢量数据管理、栅格数据管理、属性数据、编辑、查询、连接和叠置、栅格分析、共享GIS等。每章的教程部分用较大篇幅介绍了基本操作技能，并随书附有软件实际操作视频。
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目录译者序前言导言 1概念 1GIS的定义 1GIS的历史 2GIS能做什么？ 3GIS的新趋势和新方向 4GIS专业人员是做什么的？ 5GIS项目管理 5网络GIS 6ArcGIS Online 7进一步了解GIS 8第1章 什么是GIS？ 91.1 掌握概念 91.1.1 GIS概念 9在地图上表示真实世界的物体 9地图比例尺 10本地和互联网数据来源 11数据质量 12引用GIS数据来源 131.1.2 关于ArcGIS 15ArcGIS概述 15项目 16ArcGIS Pro界面 18工具和地理处理 191.1.3 摘要 201.1.4 复习题 211.2 掌握技能 221.2.1 教程 22探索ArcGIS Pro项目 22二维和三维地图导航 24使用帮助 26管理窗口 27探索项目资源 29设置地图符号 31使用本地GIS数据 32使用ArcGIS Online内容 34使用地理处理 361.2.2 练习 38第2章 绘制GIS数据 392.1 掌握概念 392.1.1 GIS概念 39为地图选择符号 39数据类型和地图类型 41可塑性面积单元问题 43显示栅格 45对数值数据进行分类 482.1.2 关于ArcGIS 50图层 50样式 512.1.3 摘要 522.1.4 复习题 532.2 掌握技能 532.2.1 教程 53设置基本符号 54给要素加上标签 56根据点的属性创建地图 58编辑图例细节 60为多边形的属性创建地图 61数据分类 62显示专题栅格 642.2.2 练习 67第3章 展示GIS数据 683.1 掌握概念 683.1.1 GIS概念 68确定地图目标 68选择数据 70排列地图元素 72数据符号化 73修订草图 75编辑完善地图 773.1.2 关于ArcGIS 78ArcGIS中的地图 78确定地图比例尺 78设置比例尺 80标签、文本和注释 803.1.3 摘要 823.1.4 复习题 823.2 掌握技能 833.2.1 教程 83设置地图页面 83创建位置图 86在布局上使用图形文本 87使用动态标签 89为地图添加图例 91在地图上放置比例尺 92添加其他地图元素 93修订和编辑布局 95导出布局 953.2.2 练习 95第4章 坐标系统 974.1 掌握概念 974.1.1 GIS概念 97关于坐标系统 97标准坐标系统 98地理坐标系 98地图投影 100常见投影系统 102选择投影 104坐标系统的影响 1054.1.2 关于 ArcGIS 106动态投影 106标注坐标系统 107投影数据 108解决坐标系统问题 1084.1.3 摘要 1104.1.4 复习题 1114.2 掌握技能 1114.2.1 教程 111地图坐标系统 111了解地图变形 115编制数据时转换坐标系统 116了解转换 119排除投影问题 120创建自定义坐标系统 1234.2.2 练习 124第5章 矢量数据管理 1265.1 掌握概念 1265.1.1 GIS概念 126矢量模型 126用拓扑结构模拟要素行为 127GIS数据的特点 127整理数据文件 128了解文件锁 129为项目查找数据 130编制数据 131修改和管理数据 132记录数据 1335.1.2 关于ArcGIS 134离散数据格式 134项目和共享数据 136环境设置 1385.1.3 摘要 1395.1.4 复习题 1395.2 掌握技能 1405.2.1 教程 140了解GIS数据类型 140导入和导出数据 141使用环境设置 143了解图层 144更新元数据 144裁剪数据 146从Contents窗格导出 146使用ArcGIS Online中的数据 147从互联网获取数据 148从表格中添加数据 150附加功能类 1515.2.2 练习 153第6章 栅格数据管理 1556.1 掌握概念 1556.1.1 GIS概念 155栅格模型 155栅格分辨率 157存储栅格 159栅格坐标系 161三维数据 1626.1.2 关于ArcGIS 164存储栅格 1646.1.3 摘要 1656.1.4 复习题 1666.2 掌握技能 1666.2.1 教程 166探索栅格格式和功能 167探索三维数据 170探索图像和地图服务 172从ArcGIS Online导出栅格图 174从国家地图获取数据 176栅格数据的地理配准 179时空数据可视化 1806.2.2 练习 182第7章 属性数据 1837.1 掌握概念 1837.1.1 GIS概念 183表格概览 183数据库管理系统 184连接和关联表格 184表格统计 187字段类型 1897.1.2 关于ArcGIS 191ArcGIS中的表格 191编辑和计算字段 193导入表格 1947.1.3 摘要 1967.1.4 复习题 1977.2 掌握技能 1977.2.1 教程 197查看表格 197在表格上使用查询和统计 198使用字段视图 201连接表格 203关联表格 204编辑表格中的数值 206创建域 206计算表格中的字段 208用图表探索数据 209使用Excel数据 2117.2.2 练习 212第8章 编辑 2138.1 掌握概念 2138.1.1 GIS概念 213编辑和拓扑 2138.1.2 关于ArcGIS 215哪些内容可以编辑？ 215编辑工具 216创建和维护拓扑的工具 220编辑注释 2218.1.3 摘要 2228.1.4 复习题 2238.2 掌握技能 2238.2.1 教程 223创建新的要素类 224将点和线数字化 225使用捕捉 228使用草图上下文菜单 229多边形数字化 231增加建筑物 235使用属性窗格 237创建和编辑注释（可选） 2388.2.2 练习 240第9章 查询 2419.1 掌握概念 2419.1.1 GIS概念 241有哪些查询？ 241属性查询 242空间查询 245提取功能 2489.1.2 关于ArcGIS 249使用选区处理图层 249交互式选择 249进行选择 250选择选择类型 251管理查询结果 2529.1.3 摘要 2539.1.4 复习题 2549.2 掌握技能 2559.2.1 教程 255使用交互式选择 255按属性选择 257按位置选择 260组合查询 263定义查询 265导出数据 265使用查询进行空间分析 2669.2.2 练习 268第10章 连接和叠置 26910.1 掌握概念 26910.1.1 GIS概念 269什么是空间连接？ 269空间连接示例 270空间连接中的基数 272**叠置 274空间分析中的数据质量因素 27710.1.2 关于ArcGIS 278设置空间连接 27810.1.3 摘要 28010.1.4 复习题 28110.2 掌握技能 28210.2.1 教程 282了解空间连接 282管理基数选项 283合并点到多边形的连接 285距离连接 286使用相交进行栖息地分析 288多边形中线的叠置 290叠置与缓冲区结合 290相交与合并的关系 291使用碎屑多边形和容差 29310.2.2 练习 294第11章 栅格分析 29611.1 掌握概念 29611.1.1 GIS概念 296栅格数据 296栅格分析 29711.1.2 关于ArcGIS 30411.1.3 摘要 30711.1.4 复习题 30711.2 掌握技能 30811.2.1 教程 308执行布尔叠置 309距离函数和缓冲区 312地形函数 314邻域函数 315将栅格转换为要素 316插值和分区统计 31811.2.2 练习 320第12章 共享GIS 32212.1 掌握概念 32212.1.1 GIS概念 322网络GIS 322共享工作流程 324共享和元数据 32412.1.2 关于ArcGIS 326关于ArcGIS Online 326优化服务 327ArcGIS Online服务类型 328在ArcGIS Online中共享数据 330移动应用程序的共享功能 331共享工作流程 33212.1.3 摘要 33312.1.4 复习题 33412.2 掌握技能 33412.2.1 教程 334使用模型构建器进行地理处理 334使用任务共享工作流程 338查看元数据 344共享图层包 346发布服务 348在移动设备上收集数据（可选） 35112.2.2 练习 357术语表 358参考答案 372常用坐标系统 384长度换算 385面积换算 385
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导 言 目标 读完本导言后，您将能够 解释什么是GIS，并介绍其一些操作和用途 开始管理GIS项目 规划完成GIS项目的任务顺序 查找资源，进一步了解GIS 概念 GIS的定义 GIS是地理信息系统的缩写。实际上，GIS是一套计算机工具，可以让人们处理与地球上特定位置相关的数据。虽然GIS常被误认为只是计算机制图系统，但其功能范畴和复杂度远超于此。GIS是一个专门用于处理地图数据的数据库。 请看当地电话公司的会计部门。他们维护着一个庞大的客户计算机数据库，其中存储着每位客户的姓名、地址、电话号码、服务类型和账单信息。这些信息与客户居住地的关联具有偶然性；他们可以执行大多数重要功能（例如计费），而不需要知道每家每户的位置。当然，他们需要地址来邮寄账单，但邮局才会关心房屋的实际位置。这种类型的信息被称为非空间数据，意思是它与地球表面的位置没有联系，或者只是偶然有联系。 然而，服务部门的员工需要利用空间数据来提供电话服务。当停电后有数百人拨打电话时，服务部门必须分析电话的分布情况，并找出发生停电的地点。当建筑公司开始在街道上施工时，必须告知工人埋设电话电缆的准确位置。如果开发商建造了一个新小区，公司必须能够确定与现有网络连接的最佳位置，以便有效地从主干线分配服务。当技术人员准备当天的上门服务清单时，他们需要计划上门服务的顺序，以尽量减少驾驶时间。在这些任务中，位置是工作的一个关键方面，而信息是空间数据。 在这个例子中，使用了两种软件。会计部门使用名为数据库管理系统（database management system，DBMS）的专用软件，该软件经过优化，可处理大量空间数据。服务部门需要访问一个专门用于处理空间数据的数据库，即地理信息系统。由于这两类软件相互关联，因此它们经常一起工作，也可能访问相同的信息。不过，它们处理数据的方式不同。 GIS由一系列硬件和软件组件构成。 ？计算机硬件平台。由于空间数据存储和处理的密集性，GIS曾一度局限于大型主机或昂贵的工作站。如今，它可以在普通的台式计算机上运行。 ？GIS软件。这些软件在成本、易用性和功能水平方面差别很大，但至少应提供一些*基本的功能，如下面几段所述。在本书中，我们将研究一个功能强大、使用广泛的特定软件包，但也有其他软件可供选择，而且可能同样适合某些应用。 数据存储。有些GIS项目只使用计算机的硬盘驱动器。如果要存储大量数据或多个用户需要访问相同的数据集，可能需要更复杂的解决方案。如今，许多数据集都存储在数字仓库中，许多用户可通过互联网访问这些数据集。光盘刻录机或USB便携式驱动器对于备份和共享数据非常有用。 数据输入硬件。许多GIS项目都需要复杂的数据输入工具。数字化仪平板电脑可将纸质地图上的图形作为要素输入GIS数据文件，扫描仪可创建纸质地图的数字图像，互联网连接可方便地访问大量GIS数据。由于GIS数据集可能有几十或几百兆字节甚至更多，因此最好使用高速连接。 信息输出硬件。能打印字母大小的优质彩色打印机可为GIS提供*基本的输出能力。许多项目都需要能处理地图尺寸输出（36英寸×48英寸 ）的打印机。如今，电子输出已很普遍，包括PDF文件或网站或移动设备上的交互式地图。 GIS数据。数据的来源和格式多种多样。收集数据、评估其准确性和维护数据通常是GIS项目中耗时*长、成本*高的部分。 GIS人员。如果没有训练有素、知识渊博的人员来运行，计算机和硬件系统就毫无用处。专业培训对成功实施GIS的贡献往往被忽视。 GIS软件的功能差别很大，但任何自称为GIS的系统至少应提供以下功能。 从各种来源输入数据，包括数字化仪、扫描仪、文本文件和*常见的空间数据格式，还应提供将信息导出到其他程序的方法。 数据管理工具，包括建立数据集、编辑空间要素及其属性以及管理坐标系和投影的工具。 专题制图（以地图形式显示数据），包括以不同方式符号化地图要素和组合地图图层进行显示。 数据分析功能，用于探索地图图层内部和图层之间的空间关系。 地图布局功能可创建带有标题、比例尺、指北针和其他地图元素的数字地图或纸质地图。 地理信息系统有多种用途，但提供收集、管理和分析数据的手段，从而为更好的决策提供信息，是每个地理信息系统的共同目标和优势所在。本书是了解和使用ArcGIS这一特定地理信息系统的实用指南，帮助读者了解什么是地理信息系统、地理信息系统有哪些功能以及如何应用地理信息系统的功能来解决实际问题。 GIS的历史 地理信息系统起源于悠久的制图历史，早期人类在兽皮上绘制草图或用黏土制作简陋的模型，作为狩猎或战争的辅助工具。公元前2世纪的天文学家和地理学家托勒密（Ptolemy）绘制了已知*早的地图集之一，收集了世界地图、区域地图和地方地图，并提供了绘制建议。15世纪之前，欧洲人基本上还不知道这本地图集。该地图集被翻译成拉丁文后，成为了西方地理学的核心，影响了许多制图巨匠，如格哈德？墨卡托（Gerhard Mercator），他于1569年出版了著名的世界地图。17世纪和18世纪，制图学有了许多重要发展，如让？皮卡尔（Jean Picard）于1669年测量出经度并发现地球向两极变平，以及采用穿过英国格林尼治的本初子午线作为标准。1859年，法国摄影师兼热气球运动员加斯帕德？费利克斯？图尔纳雄（Gaspard Felix Tournachon）将大型相机带上天空，开创了遥感技术。约翰？斯诺博士（Dr. John Snow）于1854年9月绘制了伦敦市中心霍乱死亡图，并成功找到了疫情的源头—一口被污染的水井，这是空间分析的早期范例，经常被引用。然而，直到20世纪，地图绘制仍然是一门艺术和科学，需要通过费力的计算和手绘来完成。1950年，杰奎琳？泰尔维特（Jacqueline Tyrwhitt）**次将地图叠置技术应用于英文版城乡规划教科书中。伊恩？麦克哈格（Ian McHarg）是公路规划技术的早期实施者之一。 与许多其他工作一样，计算机的发展激发了制图师的灵感，他们想看看这些新机器能做些什么。这些团体开发的早期系统，以今天的标准来看，既简陋又缓慢，但却为现代地理信息系统奠定了基础。罗杰？汤姆林森（Roger Tomlinson）博士是渥太华一个制图咨询小组的负责人，由于他倡导使用计算机制图的理念，并在20世纪60年代中期开发了加拿大地理信息系统（Canada Geographic Information System，CGIS），因此被称为“GIS之父”。霍华德？费舍尔（Howard Fisher）于20世纪60年代中期成立了另一个先驱团体—哈佛计算机图形和空间分析实验室。他和同事们在1966～1975年开发了许多早期程序，包括SYMAP、CALFORM、SYMVU、GRID、POLYVRT和ODYSSEY。其他著名的开发者还包括1958～1961年华盛顿大学地理系的Nystuen、Tobler、Bunge和Berry教授。1970 年，美国人口普查局进行了*次地理编码普查，并在CGIS和POLYVRT数据表示的基础上开发了早期的DIME数据格式。DIME文件被广泛分发，后来被改进为TIGER格式。这些努力对用于存储和分发地理信息的数据模型的发展产生了明显的影响。 1969年，Laura和Jack Dangermond创立了环境系统研究所，率先提出了将要素的空间表示与表格中的属性联系起来的强大理念，这一核心理念彻底改变了整个行业，并启动了Arc/Info的开发，该程序的系列产品占据了当今GIS市场约90%的份额。其他供应商仍在积极开发GIS系统，其中包括MAPINFO软件包、Intergraph的MGA、克拉克大学的IDRISI以及开源程序QGIS和GRASS。 GIS能做什么？ GIS有许多不同的应用：土地利用规划、环境管理、社会学分析、商业营销等。任何使用空间数据的工作都可以从GIS中获益。例如，位于南达科他州拉皮德城的美国农业部落基山研究站的研究人员对南达科他州和怀俄明州黑山地区的麋鹿栖息地进行了一项研究，在大约70头麋鹿（既有雄性也有雌性）身上安装了无线电发射项圈（图0.1）。他们使用项圈和手持式天线对麋鹿进行追踪，并获得它们的位置。研究人员收集了数千个位置［图0.1（a）］，用于研究麋鹿栖息地的特征。 麋鹿的位置被输入地理信息系统进行记录和分析。每个地点都成为一个点，并附有相关信息，包括动物ID编号以及看到的日期和时间。此外，通过多种途径获取了有关植被、坡度、坡向、高程、水源等环境因子数据。通过将这些点叠加到环境因子数据层上，使生物学家能够比较不同麋鹿栖息地的特征。图0.1（b）显示了研究区域中部到*近道路的距离。麋鹿的位置集中在较暗的区域，统计分析证明了这一点。 GIS在人类几乎所有领域都有许多应用，包括商业、国防与情报、工程与建设、政府、卫生与人类服务、自然保护、自然资源、公共安全、教育、交通、公用事业以及通信。2021年5 月，Esri网站（www.esri.com）的“Solutions”（解决方案）部分列出了商业、政府和工业领域的数十个应用场景。感兴趣的读者可以访问该网站查看最新应用。 GIS的新趋势和新方向 GIS行业自诞生以来发展迅猛。从大型计算机到台式计算机，GIS起初是一项相对私人的工作，主要集中在小规模的专业工人群体中，他们花费数年时间开发软件和数据方面的专业知识。从那时起，互联网的发展和计算机硬件领域的快速进步推动了该行业的一些重大变化。 数据共享的选项激增 越来越多的人不再将数据集存储在本地的个人电脑或机构内部的网络驱动器上，而是通过互联网向机构内部的远程站点、跨机构以及公众提供大量数据。过去，大量数据集由不同机构通过美国国家空间数据基础设施（national spatial data infrastructure，NSDI）赞助的信息交换中心托管。这些数据通常以各种格式的GIS数据文件存在，需要大量的专业知识和合适的软件才能下载和使用。如今，GIS服务器的设计目的是将GIS数据提供给普通公众，只需点击即可下载数据。另一类数据提供商虽然不是专门针对GIS应用程序，但也可以广泛提供空间数据，包括Google Earth、MapQuest和Microsoft Virtual Earth等。 与许多其他计算机行业一样，GIS也正在向云计算方向发展。云计算通过虚拟技术将计算资源池化，用户可按需租用其中的存储空间和处理能力，而无须自行购置物理硬件。ArcGIS Online是一个基于云的平台，用户可以协作共享GIS数据，即使是没有特定GIS专业知识的人也可以轻松地与同事或全世界共享数据。 使用GIS数据的选项激增 早期，想从事GIS工作的人必须购买昂贵的大型程序并学习使用。现在，各种不同规模的程序允许不同程度的使用以满足不同层次的需求，并非每个用户都必须拥有完整的程序。有专门为只需要查看和打印地图的用户提供的网站、用于查看交互式地图出版物的免费下载软件，以及选项较少的完整程序精简版。 许多机构正在转向服务器GIS，以较低的成本替代购买大量GIS许可证。许多工作者需要GIS，但他们日常只使用一小部分GIS功能。服务器GIS可以向没有GIS许可证的用户提供数据以及一套可定制的查看和分析功能，他们所需要的只是一个网络浏览器。由于访问GIS数据和功能的方式更加简单且成本更低，用户群急剧扩大。诸如ArcGIS Online等平台正在不断发展，其功能也在快速扩展。 将GIS扩展到无线技术 越来越多的人开始使用手持无线设备收集和共享数据，
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