ArcGIS地理信息系统教程（原书第7版）

本书的编写宗旨是介绍GIS，并且作为开发各种应用的伙伴，帮助读者成功地遨游在令人振奋的GIS快速开发领域。基于ESRI公司已广泛应用的ArcGIS软件，本书提供了GIS概念与技能的大量培训内容，既适用于刚踏入GIS领域的学生，也适用于GIS实践经验丰富的专家学者。本书追求理论与实践相结合，使学生既能学会如何开展GIS数据分析，又能领会为什么要这样做的道理。 

本书以GIS和ArcGIS 10为两条主线，阐述了GIS基本概念及相关理论，编写了循序渐进的教学说明，结合恰当的实际案例应用，系统介绍了ArcGIS 10的概念、功能和用途。全书共分为4个部分：第1部分介绍GIS数据与制图，包括GIS数据、GIS制图、GIS数据展示以及属性数据等；第2部分介绍GIS分析，包括查询、空间连接、地理处理、栅格分析、网络分析和地理编码等；第3部分介绍数据管理，包括坐标系统、基本编辑、高级编辑、地理数据库和元数据等; 第4部分介绍基本操作技能。

李玉龙，国土资源部中国地质调查局发展研究中心室主任，教授级高工，长期从事地理信息系统、遥感及矿产研究工作与相关信息的收集整理工作。 Maribeth Price，美国南达科他州矿业学校教授， 长期从事地理信息系统的教学与研究工作。本书集中反映了作者的个人理念和哲学思维，凝聚了作者在工程学校教授地理信息系统16年过程中的汗水结晶。

目 录
第0章 简介 1
0.1 什么是GIS 1
0.1.1 概念 1
第1章 GIS数据 8
1.1 掌握概念 8
1.1.1 GIS概念 8
1.1.2 关于ArcGIS 16
1.1.3 小结 21
1.1.4 本章复习题 22
1.2 掌握技能 23
1.2.1 教学指导 23
1.2.2 练习 35
第2章 GIS数据管理 36
2.1 掌握概念 36
2.1.1 GIS概念 36
2.1.2 关于ArcGIS 40
2.1.3 小结 46
2.1.4 本章复习题 47
2.2 掌握技能 48
2.2.1 教学指导 48
2.2.2 练习 58
第3章 坐标系统 60
3.1 掌握概念 60
3.1.1 GIS概念 60
3.1.2 关于ArcGIS 68
3.1.3 小结 71
3.1.4 本章复习题 72
3.2 掌握技能 73
3.2.1 教学指导 73
3.2.2 练习 86
第4章 GIS数据制图 88
4.1 掌握概念 88
4.1.1 GIS概念 88
4.1.2 关于ArcGIS 98
4.1.3 小结 98
4.1.4 本章复习题 99
4.2 掌握技能 100
4.2.1 教学指导 100
4.2.2 练习 113
第5章 GIS数据展示 114
5.1 掌握概念 114
5.1.1 GIS概念 114
5.1.2 关于ArcGIS 123
5.1.3 小结 126
5.1.4 本章复习题 127
5.2 掌握技能 127
5.2.1 教学指导 127
5.2.2 练习 139
第6章 属性数据 140
6.1 掌握概念 140
6.1.1 GIS概念 140
6.1.2 关于ArcGIS 147
6.1.3 小结 151
6.1.4 本章复习题 152
6.2 掌握技能 152
6.2.1 教学指导 152
6.2.2 练习 164
第7章 基本编辑 165
7.1 掌握概念 165
7.1.1 GIS概念 165
7.1.2 关于ArcGIS 167
7.1.3 小结 171
7.1.4 本章复习题 172
7.2 掌握技能 172
7.2.1 教学指导 172
7.2.2 练习 185
第8章 查询 186
8.1 掌握概念 186
8.1.1 GIS概念 186
8.1.2 关于ArcGIS 191
8.1.3 小结 195
8.1.4 本章复习题 196
8.2 掌握技能 197
8.2.1 教学指导 197
8.2.2 练习 208
第9章 空间连接 209
9.1 掌握概念 209
9.1.1 GIS概念 209
9.1.2 关于ArcGIS 214
9.1.3 小结 219
9.1.4 本章复习题 219
9.2 掌握技能 220
9.2.1 教学指导 220
9.2.2 练习 230
第10章 地图叠加与地理处理 232
10.1 掌握概念 232
10.1.1 GIS概念 232
10.1.2 关于ArcGIS 238
10.1.3 小结 240
10.1.4 本章复习题 240
10.2 掌握技能 241
10.2.1 教学指导 241
10.2.2 练习 254
第11章 栅格分析 255
11.1 掌握概念 255
11.1.1 GIS概念 255
11.1.2 关于ArcGIS 263
11.1.3 小结 266
11.1.4 本章复习题 267
11.2 掌握技能 267
11.2.1 教学指导 267
11.2.2 练习 280
第12章 编辑与拓扑 282
12.1 掌握概念 282
12.1.1 GIS概念 282
12.1.2 关于ArcGIS 287
12.1.3 小结 289
12.1.4 本章复习题 290
12.2 掌握技能 290
12.2.1 教学指导 290
12.2.2 练习 303
第13章 地理数据库 304
13.1 掌握概念 304
13.1.1 关于ArcGIS 304
13.1.2 小结 312
13.1.3 本章复习题 313
13.2 掌握技能 313
13.2.1 教学指导 313
13.2.2 练习 326
第14章 元数据 328
14.1 掌握概念 328
14.1.1 GIS概念 328
14.1.2 关于ArcGIS 335
14.1.3 小结 339
14.1.4 本章复习题 339
14.2 掌握技能 340
14.2.1 教学指导 340
14.2.2 练习 348
14.2.3 NAP参照地图 348
14.2.4 CSDGM参照地图 352
第15章 基本技能 356
15.1 基础 356
15.1.1 常规 356
15.1.2 ArcMap基础 365
15.1.3 ArcCatalog基础 369
15.2 数据管理 374
15.2.1 文件与地理数据库 374
15.2.2 数据表 381
15.2.3 坐标系统 390
15.2.4 元数据 396
15.2.5 编辑 398
15.3 制图 417
15.3.1 地图与符号 417
15.3.2 标注与注记 422
15.3.3 布局与数据框 428
15.4 分析 440
15.4.1 查询 440
15.4.2 叠加分析与空间连接 445
15.4.3 栅格 448
词汇表 454
参考答案 466
常用坐标系 476
长度换算 477
面积换算 477

推  荐  序
1978年1月，受中国科学院院士陈述彭先生邀请，ESRI创始人、总裁Jack Dangermond先生第一次来到中国，带领ESRI的若干位GIS专家与中科院地理所的科学家们进行了长达两周时间的学术研讨。当时中国的GIS正处于萌芽阶段，很多工作正在研究初期，ESRI向中国的科研院所赠送了一百套Arc/Info软件，这些GIS种子，逐渐生根发芽。在接下来的几十年间，中国的地理信息技术迅猛发展，地理信息科学研究水平接近、甚至逐步赶超世界水平，地理价值的传播使GIS应用无处不在，每年直接带动了上千亿的产业活动，这是有目共睹的中国奇迹。
ESRI公司1969年创办至今，已经走过了47年，全球员工超过9000人，超过35万家企业、政府机构及非政府组织使用ArcGIS产品。中国用户是ESRI最关注的用户群体之一，不仅仅在于用户众多，更主要的是在中国经济、科学发展的道路上，有着众多的期待和创新，正是出于这种原因，ESRI很早便在中国设立了代理机构，并在2011年设立了ESRI（北京）软件研发中心，根植于中国市场，在将世界领先的科技和工程方法引入中国的同时，也将中国智慧引入世界。ESRI也一直致力于本地化工作，例如本地化语言的产品、帮助和解决方案等，每一年度都会出版一些相关的出版物。其中不乏类中精品。
今天，看到李玉龙团队翻译的《ArcGIS地理信息系统教程》（第七版），本人很高兴能够为本书在中国出版做序。作为ESRI较早的一批用户之一，李玉龙先生主要从事地质调查信息化相关工作，一直工作在生产一线，主持过大型的软件研发项目和国家重点课题研究工作，致力于GIS技术与地质调查的相结合，有着丰富的产品使用经验和专业的领域知识。《ArcGIS地理信息系统教程》之前已经翻译出版了两个版本，并在中国市场取得了一定的成功，得到了广大中国用户的认可，并且作为部分高等院校教材使用，这是十分不易的。《ArcGIS地理信息系统教程》（第七版）以新版的ArcGIS产品为基础，介绍ESRI最新的技术、理念和软件使用方法，涵盖了ArcGIS桌面产品绝大部分相关内容，并以讲解、演练、复习的教学方式，引导用户更好的操作、使用ArcGIS软件，读者还可以下载相关的操作视频更好的巩固所学的内容，是GIS学习者和ArcGIS使用者值得参考的书籍。感谢李玉龙团队通过对原版书籍的翻译工作分享地理价值、传播地理思维。同时也感谢电子工业出版社，能够将优秀的教程引入国内进行出版发行。
在不断追求卓越的过程中，ESRI始终肩负着传播地理思维、分享地理价值的地理责任。本人希望与众多的GIS专业人士一样，运用地理思维一起耕耘中国的GIS市场，共同开启更加智能的世界。

ESRI中国（北京）有限公司总裁      

译  者  序
近年来，GIS技术在中国发展迅猛，并广泛应用于各行各业，为越来越多的人所熟知。在中国的GIS发展进程中，ESRI扮演了非常关键的角色，PC Arc/Info、ArcView和ArcGIS开启了很多人的GIS起步之门，掌握该公司产品的开发与应用技能是很多专业人员孜孜不倦的追求，也是谋得较高薪水的重要敲门砖。GIS专业性很强，学习起来比较困难，命令行方式的Arc/Info升级为图形界面的ArcGIS系列产品后，功能更加强大，操作更加简单，使人们能够更加专注于具体业务功能的设计与实现。
本书作者Maribeth Price女士的知识非常渊博，书中的理论与示例涵盖了很多专业领域，包括GIS、地理、地质、生物、环境、交通、遥感、数学、统计、软件和数据库等。作者不仅博学多才，而且教学与实践经验丰富，采用独特的教学思维和严谨而生动活泼的语言，全面介绍了深奥的GIS专业知识。通过引入这样一本与众不同的专业书籍，有望为国内的GIS书籍市场增添一丝新意，使GIS爱好者能够分享作者十几年的教学成果，并将GIS思维带到各行各业的应用实践中。
本书第七版未提供配套光盘，所有教学视频、音频、彩插及其他相关素材，均可在McGraw-Hill Connect互动学习平台()和华信教育资源网()上找到。
本书的翻译工作由多名专业人员共同完成，其中李玉龙负责第0章、第1章以及文前和文后，何学洲负责第2章、第13章、词汇表和常用坐标系，李娜负责第3章和第14章，王杨刚负责第4章，周丙锋和郝丽荣负责第5章，王秋舒和吴林强负责第6章，王新春和张怀东负责第7章，高爱红和王小宁负责第8章，张海涛和王立静负责第9章，闫卫东和宋元负责第10章，周立新和范湘涛负责第11章，李建存和王轶负责第12章，窦秀明和李慧宇负责第15章，全书由李玉龙负责统稿。
由于时间紧迫，加之水平有限，译文不可避免地会存在一些错误和不足，希望能够得到广大读者的批评指正。任何意见或建议，请与电子工业出版社或本书译者联系：李玉龙，；何学洲，；李娜，；王杨刚，。

   李玉龙
 
序    言
欢迎阅读本书。本书是ESRI公司著名的ArcGIS软件的最详尽入门指南，为广大读者提供掌握GIS基础知识和技能所需的各种知识。
提示：ArcGIS、ArcMap、ArcCatalog、ArcGIS Desktop、ArcInfo Workstation以及本书中提到的其他程序名称均为ESRI公司的注册商标，本书中所用的软件名称和屏幕截图均经过该公司的授权。为阅读方便，本书在软件名称中省略了?符号，并不表示拒绝或侵害ESRI公司的权益。
第七版中的新内容
编写本书这一版本的主要目标是，进一步强化数据管理内容，重点在管理、编辑GIS数据以及编写元数据方面花费更多的笔墨。现在的学生对计算机文件系统基本概念的了解并没有原来预期的那么多，为了能够更加有效地应用GIS数据，为他们提供更多的背景知识介绍非常必要。本书增加了关于GIS数据管理的一个新章节，重点讲解一些有用的基本概念，而且为了首先介绍数据管理知识而重新组织了各章节的内容，大部分教师为了使课程更有条理好像都喜欢采用这种结构。本书通篇更加强调元数据，首先是简单的Item Description(项目描述)，然后第14章专门介绍基于标准的元数据。
为了从科学制图设计视角充分展示地图设计的基本理念与过程，本书几乎完全重新编写了关于数据展示的章节。此外，其他各章节也新增了大量的内容，或者做了完善与优化，例如为“栅格分析”章节增加了“权重叠加”的内容，将“Clip(裁剪)与Erase(排除)”的内容调整到“查询”章节。
但是，由于出版商对书籍的篇幅有限制，不得不忍痛割爱，舍弃了一些素材，从而为这些有用的改进腾出了部分空间。这一版本剔除了“网络分析”和“地理编码”两个章节，因为很多人告诉我基础入门课程根本用不到这些高深的知识。虽然如此，McGraw-Hill的网站仍然以PDF的形式提供这些内容，并且提供这些章节所需要的相关数据文件，感兴趣的读者可以自行查阅。
ArcGIS 10.1、10.2和10.2.2版的菜单与操作基本保持稳定，这一点深受广大用户欢迎。本书这一版本为ArcGIS 10.3量身定制，但对ArcGIS的前几个版本都适用。
特别感谢曾经阅读本书并提出建议的众多读者，希望本书能够为他们在GIS领域的深入学习提供更进一步的帮助。
展望未来
2014年秋，ESRI公司发布了完全重新设计的一款ArcGIS Desktop产品——ArcGIS Professional。该产品采用64位多线程结构Ribbon(丝带)风格菜单，未来将集成二维与三维应用，并与ArcGIS Online紧密绑定。本书第八版将专门针对ArcGIS Professional进行编写，但目前将其用于第七版的时机还有些不成熟，因为这个产品仍然处于开发进程中，并未完全覆盖当前可用的全部功能，而且需要运行在很多校园实验室中并非标准配置的64位计算机上。目前看来，ArcMap和ArcCatalog仍将伴随这款新产品很多年，所以作者希望本书的第七版能够继续保持印刷版本出版，为这些产品的众多用户提供有价值的帮助。
对读者的经验要求
本书假定读者熟悉Windows操作系统的基本操作，例如复制文件、移动目录、打开文档、遍历文件夹以及编辑文本和字处理文档等。关于地图和地图数据的以往经验非常有用，但本书读者并不一定需要具有GIS经验或经过GIS培训。
本书及配套网站的内容
本套教学系统包含教材和网站()两个组成部分，具体内容包括：
?  涵盖ArcGIS软件大部分重要功能的14个章节。
?  各章提供学习技能的综合指南，并通过视频片段来演示每个步骤。
?  为使读者能够独立地练习技能，提供一整套练习、地图文档和数据。
?  采用视频片段来演示基本技能部分的各项内容。
本书假定读者具有ArcGIS Desktop基础版软件(原来的ArcView)许可，少部分可选内容需要ArcGIS Desktop标准版(原来的ArcEditor)许可的支持，第11章需要Spatial Analysis(空间分析)扩展。
作者的个人理念
本书集中反映了作者的个人理念和哲学思维，凝聚了作者在工程学校讲授地理信息系统20年的汗水结晶，主要目标不是培训地理学家，而是为不同领域的学生提供GIS技术与知识。本书假定大多数学生都具有某个特定专业领域的知识和技术背景，并且寻求在自己的专业领域内应用地学空间技术。
?  不应只注重学习，实践才是学习GIS的最好方法。实验室是本书最为关键的组成部分，理论介绍只能很粗泛，必须要与实践结合在一起。因此，与理论讲解相比较，本书更为重视实际操作。
?  独立参与工作和项目是非常