MapGIS与ArcGIS空间分析功能差异研究.pdf

科技信息2009 年第 29 期SCIENCE TECHNOLOGY INATION 0.引言 地理信息系统（GIS）是一个用于管理、分析和显示地理信息的系 统。 在众多的GIS软件中，MapGIS和ArcGIS由于在专业性和综合性 方面各具优势， 在我国目前的GIS软件市场中都拥有很大的用户群， 占据着重要的地位。 由于MapGIS和ArcGIS在数据组织、空间分析应 用等方面存在着不同，用户往往需要根据它们的特点并结合具体的工 作需求在两者之间作出选择，以达到快捷、高效的工作目标。本文以目 前使用最广泛的MapGIS6.7与ArcGIS9.2作为实验平台， 重点研究了 MapGIS和ArcGIS空间分析功能的结构布局、设计实现的差异。 1.空间分析功能结构布局比较 空间分析是GIS系统的重要功能，而各项功能的布局对于GIS软 件的易操作性和人性化与否至关重要。 在MapGIS中，将空间分析的 对象定义为一系列跟空间位置有关的包括空间坐标和专业属性的数 据。 该软件中空间分析功能被划分为空间分析子系统、数字地面模型 （DTM）子系统和网络管理子系统三大子系统，其中网络管理子系统包 括网络编辑和网络分析两个部分， 软件空间分析功能结构布局清晰。 ArcGIS则将主要的空间分析功能分布于Spatial Analyst、3D Analyst、 Network Analyst、Geostatistical Analyst和Tracking Analyst五大扩展模 块中。 针对各个不同空间分析功能的组织布局，对MapGIS和ArcGIS 比较如表1。 表1MapGIS与ArcGIS空间分析功能结构布局比较 相较于MapGIS，ArcGIS的空间分析功能布局结构以下弊端属于 同一类的空间分析功能被零散地分布在多个功能区域，不便于用户使 用 ，Network Analyst 扩 展 模 块 由Network Analyst工 具 栏 、Network Analyst Tools工具箱、 创建网络数据集向导和网络分析窗体四部分组 成，虽然起到了互补作用，但也导致软件功能上的重复。 2.空间分析功能比较 整体而言，ArcGIS的空间分析功能较MapGIS更为强大，MapGIS 只为用户提供了基本的空间分析功能，ArcGIS还提供了水文工具、数 学工具、地图代数工具、地统计分析和踪迹分析等功能。本文对两软件 独特的空间分析功能进行了比较，结果如表2所示。 MapGIS中“三维模型分析（D3M ）和 ArcGIS中的“三维分析（3D Analyst）”并非相同的空间分析功能。 在MapGIS中“三维模型分析”是 对某一三维区域的空间数据进行分析，得到一系列确定的三维结构描 述，可以提供多层立体图、规则剖面立体图、水平剖面观测值立体图、 绘制剖面平面图和绘制剖面立体图等多项功能。空间数据的每一点均 由x，y，z和v构成，其中v是在空间点（x，y，z）处的观测值，代表某一 特性值，如电阻率值等。 所以三维模型属于单因素（v）分析，若将v看 作一维，那么也可以认为是四维模型[1]。ArcGIS中的“三维分析”不同 于MapGIS的 “三维分析模型”， 却与MapGIS的 “数字地面模型 （DTM）”类似，都可进行可视域的分析、填挖方计算和生成泰森多边形 等。 ArcScene和ArcGlobe这两项三维查看功能大大加强了ArcGIS的 三维分析能力。 MapGIS空间分析子系统中提供了“属性分析”的功能，可以进行 单（双）属性累计统计、单（双）属性累计频率统计、单属性分类统计、双 属性分类频率统计、单属性初等函数变换、双属性四则运算等操作。 在 ArcGIS中关于属性数据的分析则被排除在空间分析的范畴以外，将常 用的属性数据分析（如统计、概要统计，值域计算等）都放置在图层属 性表（Attributes Table）的字段计算中。 按照朱长青等空间分析应该包 括空间地物的属性分析与空间分析的观点，MapGIS将 “属性分析”归 入“空间分析”显得更加科学、更加合理。 虽然MapGIS空间分析中的“数字地面模型”子系统可以进行水 文表面流域分析、洪水淹没分析，但是功能远没有ArcGIS中水文工具 强 大 。 水 文 工 具 中 提 供 了Flow Accumulation、Sap Pour Points和 Streaming to Feature等十一项功能，用以生成一个汇聚流栅格图、在指 定范围内获取流量汇集的最大单元格、将栅格图形转为矢量图形等。 3.结论 ArcGIS的空间分析功能比MapGIS强大， 除了具有MapGIS提供 的叠加分析、缓冲区分析、数字地面模型分析和网络管理等常用空间 分析功能外，还具有水文工具、数学工具、地图代数工具、地统计分析 和踪迹分析等许多空间分析功能；但就软件本身而言，MapGIS将空间 分析的所有功能都统一布局到空间分析子系统、数字（下转第61 页） MapGIS 与 ArcGIS 空间分析功能差异研究 巫振富朱紫焱 郑州大学水利与环境学院河南郑州450001 【摘 要】 MapGIS和ArcGIS在我国GIS软件市场中都拥有很大的用户群，比较和研究二者的异同，对用户在实际工作中有针对性地选择 GIS软件具有一定指导意义。 本文针对MapGIS与ArcGIS在空间分析功能上的差异进行了研究，结论是ArcGIS除了具有MapGIS可以提供的 叠置分析、缓冲区分析等常用空间分析功能以外，还具有地图代数、地统计分析等强大功能。 【关键词】MapGIS；ArcGIS；空间分析 比较对象空间分析功能布局特点 MapGIS三个子系统、四大部分、结构布局清晰 ArcGIS五个扩展模块、多个工具条和工具（箱、集）、结构布局比较零散 空间分析功能项功能概要描述所属软件 三维模型分析（D3M） 对某一三维区域的空间数据进行 分析， 得到一系列确定的三维结 构描述。 MapGIS特有 图件绘制分析 对网格化数据， 提供绘制和分析 “网格立体图绘制”、“平面等值线 图绘制” 及 “彩色等值立体图绘 制”的三大功能 属性统计分析 对数值型属性字段， 提供统计分 析、初等函数变换、四则运算等功 能， 包括单属性分析和双属性分 析 水文工具 单独使用或组合使用用以创建流 量网、描绘分水岭等 ArcGIS特有 数学工具 为空间分析提供一整套数学操作 方法和函数， 允许在多个栅格中 对值进行算数运算、 进行数学操 作等 地图代数工具 一种和其他代数类似的空间分析 语言 地统计分析 科学地运用确定性方法和地统计 方法， 根据研究对象在不同地理 位置上获取的采样数据， 进行高 级表面建模， 从而准确预测研究 对象在地理景观中的连续分布， 借以获取其在任意空间位置上的 数值特征 踪迹分析 实现时间事件数据的输入、 显示 和分析 表2MapGIS与ArcGIS空间分析功能比较 ○本刊重稿○ 11 科技信息2009 年第 29 期SCIENCE TECHNOLOGY INATION （上接第11页）地面模型（DTM）子系统和网络管理子系统这三个子系 统中，比ArcGIS的布局结构更加清晰。 【参考文献】 ［1］吴秀芹，张洪岩，李瑞改等．ArcGIS9地理信息系统应用与实践（上册）［M］．北 京清华大学出版社，2007，6. ［2］朱长青，史文中．空间分析建模与原理［M］.北京科学出版社，2006.5. ［3］武汉中地信息工程有限公司.MapGIS6.7帮助文档.2004年10月. ［4］Michael Zeiler.Modeling Our World（张晓祥，张峰，姚静译）［J］．人民邮电出版 社，2004,12. ［责任编辑汤静］ ● 科 科 ● 型。其基本内容包括知识的发现、应用知识建立提取模型，利用遥感数 据和模型提取遥感专题信息。 3.3综合分析遥感综合分析应用主要是借助遥感、GIS分析功 能， 借助各种遥感、GIS专业软件下的建模工具以及二次开发功能构 建相关分析模型，基于C语言，VC，．Net, , VBScript等开发源 程序编写的各类分析模型，利用遥感影像信息提取过程中得到的各种 专题信息结合基础地理信息数据以及其他专题数据， 进行综合分析， 形成综合分析成果与分析报告。目前遥感综合分析应用大致分为四大 类地形和地貌分析、水文分析、遥感分析以及空间集成分析[1]。遥感综 合分析的流程如下图所示 图2遥感综合分析的流程图 4.城乡建设监测数据库的建立 城乡建设监测数据库包括遥感影像数据库、 土地利用现状数据 库、规划成果库、危旧房改造数据库和规划业务办理数据库。遥感影像 数据入库包括栅格目录树存储、影像分割和影像金字塔的建立[6]。土地 利用现状数据库是依靠遥感解译手段，按照重庆市城乡规划用地遥 感解译分类标准，对获取的遥感影像进行分类解译后建立的。数据库 的建设经历了数据格式转换、坐标转换、数据处理、数据检查和入库等 环节。 5.城乡建设监测系统总体设计 重庆市都市区城乡建设监测系统集成了数据预处理、分析、成果 输出等一系列的处理工作，是整个城乡建设监测工作的集成平台。 该 系统平台主要由数据预处理系统、专题信息提取系统、综合分析系统 整合而成。 影像预处理系统包括影像正射纠正、光谱匹配、影像去云、影像融 合、影像增强、色彩平衡、影像裁切、影像镶嵌与标准分幅等工艺流程。 为了影像数据库管理以及方便的入库，航片和QuickBird影像采用1 2000比例尺进行标准分幅，按照12000标准图幅命名。 在城乡规划专题信息提取系统中，通过两种途径综合评价信息提 取的准确性， 一种是通过选择已知样本与实际分类结果的直接对比， 获得精度评价，一种是通过对成果进行实地野外调绘的方法进行精度 验证。 遥感信息综合分析系统在自定义环境中，通过开发模型集成工具 箱，将城乡规划遥感空间信息集成的模型封装在一起，提供给规划部 门，以便提取需要模型进行科学规划管理的综合分析。 模型工具箱作 为遥感分析系统的一个定制模块，可以在遥感分析系统中直接调用。 分发服务系统采用B/S三层架构。 由数据层、Web服务层、表现层 组成。在数据层，整个平台的大部分数据存储在Oracle数据库中，所有 空间数据通过ArcSDE空间数据库引擎进行存储和管理。 在服务层， 通过ArcServer发布符合OGC标准的WMS/WFS服务， 同时通过 ArcXML协议可以直接与ArcServer服务进行通信，来实现高级的GIS 分析功能。 应用层采用ArcServer9.2Visual Studio2005进行开发。 系统划分为 “基本GIS功能”、“动态统计”、“实施评价”、“用户管 理”四个功能模块[6]。每个功能模块下分子功能。系统界面如下图所示 图3系统界面图 6.结语 重庆市都市区城乡建设遥感监测系统是由相关标准和操作规范 连接起来的集成系统，该系统构建了遥感为城乡规划工作服务的基本 支撑体系。其主要成果有形成了一套遥感支撑城乡规划的技术体系， 包括数据采集、模型构建、遥感影像预处理、信息提取和遥感分析等； 形成了一套数据模型；建立了遥感监测数据库。 实验表明该系统在重 庆市城乡规划的工作中，具有广阔的应用前景和应用价值。 【参考文献】 ［1］沙志刚．2000年度土地利用动态遥感监测成果汇编[M]．北京测绘出版社, 2001,47～91. ［2］刘纪远，张曾祥等．20世纪90年代中国土地利用变化的遥感时空信息研究 [M]．北京科学出版社,2005，19～35. ［3］George CZalidis．Research uation Sustainability of Watershed Resources Management Through Wetland Function Analysis [J]．Environmental Management， 2000，24（2）193-207． ［4］李德仁．数字省市在国土规划与城镇建设中的作用[J]．武汉大学学报工学 版，2001，647-51． ［5］陈启浩,高伟．面向基元的MapGISRSP遥感信息提取系统[J]．遥感信息， 2007，569-72． ［6］王建涛,王家耀.基于数字城市的城市综合规划信息管理系统设计[J].测绘通 报,2005，（7）47-50． 作者简介白宝玉（1985），男，山西宁武人，硕士研究生，从事3S技术应 用研究。 ［责任编辑张新雷］ ● ○科教前沿○ 61