【ArcGIS 10.5 产品白皮书】第五章 ArcGIS平台功能模块---地理处理
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2017-04-14
地理处理是Esri给每一个ArcGIS用户最好的礼物。不管您是新手或者是高级用户，地理处理都是在应用ArcGIS完成日常工作中必不可少的一部分。地理处理的根本目的是提供一系列工具和一个标准框架来执行分析以及管理您的地理数据。空间处理所具有的分析和建模能力使ArcGIS成为了一个完整的地理信息系统。
地理处理提供了一系列完整的工具，用于执行各类分析任务，范围从简单的GIS缓冲区分析及叠加分析到复杂的回归分析及图像分类都有。而且这些工具除了可以通过自动化的流程来完成，还可以提供批处理的方式，如将大量的数据从一种格式转换为另一种。
用户还可以发挥自己的创造力，使用各种流程，将工具变成顺序模型，来分析复杂的空间关系。如通过交通运输网络来计算最佳路径、预测森林大火的蔓延路径、分析犯罪地点等。这些地理处理模型将帮助用户自动化处理工作和解决复杂问题。同时，也可以将模型封装成一个易于共享的处理方案，以便与他人来分享，甚至是发布成Web服务来进行共享。
1. GIS任务自动化
几乎所有的GIS操作都会包含重复性的工作，这就产生了自动化处理，建立多步骤流程的文档及共享之间的需求。空间处理提供了一套丰富的工具，可利用模型和脚本将工具有序集成起来，通过这种机制支持空间工作流程的自动化。下面的例子就是使用两个地理处理工具实现自动化工作流程。
假设您收到来自不同渠道的20多个shapefile，它们各自有不同的地图投影，并包含了一些研究范围之外的不需要的区域。您的任务就是改变每一个数据集的投影，清除无关的要素信息，并且将它们最终放入一个文件型数据库中。迄今为止，最方便的完成这项任务的方式就是利用地理处理。
首先利用投影工具，将所有数据都投影成新的坐标系，生成一个新的要素类，下图显示了地理处理工具对话框的交互特性。
第二步就是利用裁剪工具，将无关的要素信息清除出去，如下图：
两个工具都可以应用批处理模式，它可以让您一次性将20个要素类都输入到参数中，由工具自动执行完成。
或者更好的是，您可以快速创建一个地理处理模型，将投影工具和裁剪工具链接在一起，然后利用该模型进行自动批处理，您创建的模型就变成了一个新的地理处理工具。如下图所示
2. 建模与分析
空间分析是GIS最吸引人、最具特色的一部分。利用空间分析，通过大量丰富、复杂的空间操作集合，您能融合许多独立的信息源，获得了一系列新的信息和结果。GIS用户使用空间处理来规划他们的构想，得到分析结果。
下面就是一个使用地理处理工具进行的较为复杂的分析，执行一个简化的公园选址的过程。通过土地使用类型、交通网点和人口密集地区的相关评价分析，进行公园选址的过程。
其中应用了距离分析、密度分析、重分类、加权叠加分析等多个工具，我们可以将这些工具链接起来，变成地理处理模型，对这个过程进行自动化的处理。
3. 地理处理框架
地理处理框架是一套基于窗口、对话框和脚本来管理和执行工具的完整体系。地理处理背后的核心思想是允许用户能快速、轻松的将您的创意转换为新的工具软件，并且可执行、管理、修改、记录和共享。
地理处理框架的基本组成部分包括如下内容：
· 搜索窗：用来查找和执行工具的目录窗口。
· 工具箱：这个窗口可以用来管理和执行相关的工具，工具在执行时候的对话框可以进行交互式的参数设置。工具箱中可以包括系统提供的工具、使用ModelBuilder构建的模型、Spatial ETL Tool、Python脚本工具。在ArcGIS中，您还可以完全基于Python构建自己的Python工具箱。
Python窗口：用于通过Python命令来执行一个工具。
ModelBuider：一个通过将工具顺序链接起来，建立地理处理流程和脚本的可视化建模环境，并且可以将创建的流程及脚本添加到工具箱中，并发布成地理处理服务。
4. 后台处理和结果窗口
您可以控制工具在前台执行还是在后台执行，只需要在地理处理选项中选择后台模式，就可以使工具在后台进行运算了。
现在ArcGIS支持64位的后台地理处理，所有在后台运行的脚本、模型和工具都将能够以64位进程运行。64位后台地理处理最大的好处就是，通过使用64位应用程序，比起使用32位应用程序，使得大数据处理能够利用尽可能多的内存。
当工具在后台执行时，可以继续操作ArcMap（或其它的应用程序，比如ArcGlobe）。在工程文档的底部可以看到一个显示当前执行工具名称的进度条。当工具执行完成时，系统托盘上将出现弹出式提示信息。
在结果窗口中可以跟踪工具的执行。通过点击Geoprocessing > Results，可以打开结果窗口。利用结果窗口，您可以找到工具执行的所有情况。
您可以利用结果窗口区完成很多工作：如打开一个先前执行过的工具，改变一些参数而无需输入所有的参数，然后重新运行；也可以用来创建一个地理处理工具包或者地理处理服务，并且发布到ArcGIS GIS Server上去；还可以将结果输出为html或者txt文件进行保存和查看。
结果窗口维护应用程序会话之前的所有信息，即您可以检索两周以前执行的工具的信息。系统将默认保留两周内的工具执行的信息。
5. 应用级别
所有级别的桌面产品——ArcGIS Desktop基础版，ArcGIS Desktop标准版，ArcGIS Desktop高级版都包含地理处理的能力，但每一个级别的地理处理能力又有所区别：
· ArcGIS Desktop基础版，支持简单数据加载和转换工具以及基础的分析工具；
· ArcGIS Desktop标准版，除此之外还支持一些Geodatabase的创建，加载和模式管理的工具；
· ArcGIS Desktop高级版提供的是完整的工具，包括各种类型的分析，数据转换，数据加载和coverage数据的处理；
虽然ArcGIS Desktop基础版和ArcGIS Desktop标准版也具有一定的空间处理能力，但一个需要GIS的机构或部门其主要的空间处理任务还是由ArcGIS Desktop高级版来承担，因为只有ArcGIS Desktop高级版才具有全部的空间处理工具，从而满足用户重要而艰巨的GIS分析需求。在组织内，至少需要一套ArcGIS Desktop高级版用于创建GIS数据和执行分析。
在ArcGIS 的帮助中，每一个工具帮助的参考页底部，都列出了该工具需要何种级别的许可；另外，在每个工具箱也包含有一个有关许可的列表，列出了该工具箱中所有工具的许可要求。如下就是分析工具箱的许可列表：
许多ArcGIS扩展模块都会为用户带来额外的空间处理工具集，例如空间分析扩展会提供大约200个栅格建模的工具，3D分析扩展包含许多针对TIN和Terrain数据的分析工具。
地理处理提供了一系列完整的工具，用于执行各类分析任务，范围从简单的GIS缓冲区分析及叠加分析到复杂的回归分析及图像分类都有。而且这些工具除了可以通过自动化的流程来完成，还可以提供批处理的方式，如将大量的数据从一种格式转换为另一种。
用户还可以发挥自己的创造力，使用各种流程，将工具变成顺序模型，来分析复杂的空间关系。如通过交通运输网络来计算最佳路径、预测森林大火的蔓延路径、分析犯罪地点等。这些地理处理模型将帮助用户自动化处理工作和解决复杂问题。同时，也可以将模型封装成一个易于共享的处理方案，以便与他人来分享，甚至是发布成Web服务来进行共享。
1. GIS任务自动化
几乎所有的GIS操作都会包含重复性的工作，这就产生了自动化处理，建立多步骤流程的文档及共享之间的需求。空间处理提供了一套丰富的工具，可利用模型和脚本将工具有序集成起来，通过这种机制支持空间工作流程的自动化。下面的例子就是使用两个地理处理工具实现自动化工作流程。
假设您收到来自不同渠道的20多个shapefile，它们各自有不同的地图投影，并包含了一些研究范围之外的不需要的区域。您的任务就是改变每一个数据集的投影，清除无关的要素信息，并且将它们最终放入一个文件型数据库中。迄今为止，最方便的完成这项任务的方式就是利用地理处理。
首先利用投影工具，将所有数据都投影成新的坐标系，生成一个新的要素类，下图显示了地理处理工具对话框的交互特性。
第二步就是利用裁剪工具，将无关的要素信息清除出去，如下图：
两个工具都可以应用批处理模式，它可以让您一次性将20个要素类都输入到参数中，由工具自动执行完成。
或者更好的是，您可以快速创建一个地理处理模型，将投影工具和裁剪工具链接在一起，然后利用该模型进行自动批处理，您创建的模型就变成了一个新的地理处理工具。如下图所示
2. 建模与分析
空间分析是GIS最吸引人、最具特色的一部分。利用空间分析，通过大量丰富、复杂的空间操作集合，您能融合许多独立的信息源，获得了一系列新的信息和结果。GIS用户使用空间处理来规划他们的构想，得到分析结果。
下面就是一个使用地理处理工具进行的较为复杂的分析，执行一个简化的公园选址的过程。通过土地使用类型、交通网点和人口密集地区的相关评价分析，进行公园选址的过程。
其中应用了距离分析、密度分析、重分类、加权叠加分析等多个工具，我们可以将这些工具链接起来，变成地理处理模型，对这个过程进行自动化的处理。
3. 地理处理框架
地理处理框架是一套基于窗口、对话框和脚本来管理和执行工具的完整体系。地理处理背后的核心思想是允许用户能快速、轻松的将您的创意转换为新的工具软件，并且可执行、管理、修改、记录和共享。
地理处理框架的基本组成部分包括如下内容：
· 搜索窗：用来查找和执行工具的目录窗口。
· 工具箱：这个窗口可以用来管理和执行相关的工具，工具在执行时候的对话框可以进行交互式的参数设置。工具箱中可以包括系统提供的工具、使用ModelBuilder构建的模型、Spatial ETL Tool、Python脚本工具。在ArcGIS中，您还可以完全基于Python构建自己的Python工具箱。
Python窗口：用于通过Python命令来执行一个工具。
ModelBuider：一个通过将工具顺序链接起来，建立地理处理流程和脚本的可视化建模环境，并且可以将创建的流程及脚本添加到工具箱中，并发布成地理处理服务。
4. 后台处理和结果窗口
您可以控制工具在前台执行还是在后台执行，只需要在地理处理选项中选择后台模式，就可以使工具在后台进行运算了。
现在ArcGIS支持64位的后台地理处理，所有在后台运行的脚本、模型和工具都将能够以64位进程运行。64位后台地理处理最大的好处就是，通过使用64位应用程序，比起使用32位应用程序，使得大数据处理能够利用尽可能多的内存。
当工具在后台执行时，可以继续操作ArcMap（或其它的应用程序，比如ArcGlobe）。在工程文档的底部可以看到一个显示当前执行工具名称的进度条。当工具执行完成时，系统托盘上将出现弹出式提示信息。
在结果窗口中可以跟踪工具的执行。通过点击Geoprocessing > Results，可以打开结果窗口。利用结果窗口，您可以找到工具执行的所有情况。
您可以利用结果窗口区完成很多工作：如打开一个先前执行过的工具，改变一些参数而无需输入所有的参数，然后重新运行；也可以用来创建一个地理处理工具包或者地理处理服务，并且发布到ArcGIS GIS Server上去；还可以将结果输出为html或者txt文件进行保存和查看。
结果窗口维护应用程序会话之前的所有信息，即您可以检索两周以前执行的工具的信息。系统将默认保留两周内的工具执行的信息。
5. 应用级别
所有级别的桌面产品——ArcGIS Desktop基础版，ArcGIS Desktop标准版，ArcGIS Desktop高级版都包含地理处理的能力，但每一个级别的地理处理能力又有所区别：
· ArcGIS Desktop基础版，支持简单数据加载和转换工具以及基础的分析工具；
· ArcGIS Desktop标准版，除此之外还支持一些Geodatabase的创建，加载和模式管理的工具；
· ArcGIS Desktop高级版提供的是完整的工具，包括各种类型的分析，数据转换，数据加载和coverage数据的处理；
虽然ArcGIS Desktop基础版和ArcGIS Desktop标准版也具有一定的空间处理能力，但一个需要GIS的机构或部门其主要的空间处理任务还是由ArcGIS Desktop高级版来承担，因为只有ArcGIS Desktop高级版才具有全部的空间处理工具，从而满足用户重要而艰巨的GIS分析需求。在组织内，至少需要一套ArcGIS Desktop高级版用于创建GIS数据和执行分析。
在ArcGIS 的帮助中，每一个工具帮助的参考页底部，都列出了该工具需要何种级别的许可；另外，在每个工具箱也包含有一个有关许可的列表，列出了该工具箱中所有工具的许可要求。如下就是分析工具箱的许可列表：
许多ArcGIS扩展模块都会为用户带来额外的空间处理工具集，例如空间分析扩展会提供大约200个栅格建模的工具，3D分析扩展包含许多针对TIN和Terrain数据的分析工具。
