常见GIS工具软件介绍

导读：本章介绍了比较常用的一些地理信息系统软件，具体包括三家美国GIS开发商ESRI，Intergraph和MapInfo的软件产品，以及三个国产软件：MapGIS，GeoStar和Citystar。

介绍的内容来自于各个公司的宣传材料以及WWW上各个公司的主页，但是除去了诸如“第一”，“最好”等的修饰词汇。另外，由于软件在不断升级，在本章中也不具体说明软件版本号，并且也不评判软件的优缺点，只是简要列出了各个软件的模块名称和功能目标。

这些软件，提供了相似的功能集合，不同之处在于其具体的实现方式（如用户界面，操作流程），和操作效率（如速度、数据量）。这种相似性，也正说明了GIS技术的成熟。

1．ESRI产品系列

ESRI公司（Environmental Systems Research Institute Inc.）于1969 年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市，公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产。

ESRI的产品中，最主要的是运行于UNIX/Windows NT平台上的ArcInfo，它由两部分组成：Workstation ArcInfo和Desktop ArcInfo。

1）Workstation ArcInfo基于拓扑数据模型，实现了图库（Map Library）的管理，并且具有了栅格数据的分析功能，支持栅格矢量一体化查询和叠加显示。此外，ArcInfo 还提供了二次开发语言AML以及开放开发环境ODE，以便于用户定制自己的GIS应用。

Workstation ArcInfo提供了最基本的GIS功能，包括数据录入和编辑、投影变换、制图输出、查询分析及其分析功能（缓冲区分析、叠加复合分析等等）。

除了上述基本功能以外，Workstation ArcInfo还通过一些扩展模块实现特定的专门功能：

TIN：基于不规则三角网的地表模型生成、显示和分析模块，可以根据等高线、高程点、地形线生成DEM，并进行通视、剖面、填挖方计算等。

GRID：栅格分析处理模块，可以对栅格数据进行输入、编辑、显示、分析、输出，其分析模型包括基于栅格的市场分析、走廊分析、扩散模型等。

NETWORK：网络分析模块，提供了最短路径选择、资源分配、辖区规划、网络流量等功能，可以应用于交通、市政、电力等领域的管理和规划。

ARCSCAN：扫描矢量化模块。

ARCSTORM：基于客户机/服务器机制建立的数据库管理模块，可以管理大量的图库数据。

COGO：侧重于处理一些空间要素的几何关系，用于数字测量和工程制图。

ArcPress：图形输出模块，可以将制图数据转换成为PostScript格式，并可分色制版。

ArcSDE：SDE指空间数据引擎（Spatial Database Engine），它是一个连续的空间数据模型，通过它可以将空间数据加入到关系数据库管理系统中去，并基于客户机/服务器机制提供了对数据进行操作的访问接口，支持多用户、事物处理和版本管理。用户可以以ArcSDE作为服务器，定制开发具体的应用系统。

ARC/INFO的图库管理

为了能够管理分布在不同图幅的多个专题要素，在ARC/INFO的图库中，把地图数据纵向分为“图层（Layer）”，而水平方向分为“图块（Tile）”，如图A2-1所示。

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图A2-1：ARC/INFO的图库管理

在上图中，描述同一区域的不同专题图块构成一个“地图（Map）”，基于这种方式的管理，可以根据内容或区域范围任意调入相关的数据，并且便于实现数据共享，和并发访问控制。

2）Desktop ArcInfo包括三个应用：Arc Map、Arc Catalog和Arc Toolbox。Arc Map实现了地图数据的显示、查询和分析；Arc Catalog用于基于元数据的定位、浏览和管理空间数据；Arc Toolbox是由常用数据分析处理功能组成的工具箱。

3）ArcView GIS（图A2-2）是ESRI的桌面GIS系统，它以工程为中心，实现了对地图数据、结构化的属性数据、统计图、地图图面配置、开发语言等多种文档的管理。除了提供脚本语言Avenue使用户可以定制系统以外，ArcView还以“插件”的形式提供了一些扩展模块，包括：

Spatial Analyst：栅格数据的建模分析；

Network Analyst：网络分析；

ArcPress：制图输出；

3D Analyst：利用DEM实现三维透视图的生成；

Image Analyst：影像分析处理；

Tracking Analyst：通过直接接收、回放实时数据，实现对GPS的支持。

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图A2-2：ArcView GIS用户界面

4）MapObjects是一组供应用开发人员使用的GIS功能OCX（OLE Custom Control）控件，用户可以采用其它的支持OCX的开发平台，如Visual Basic，Delphi等，集成MapObjects，建立具体的应用系统。

5）ArcFM，支持公共设施规划、管理和服务的模块。

6）Internet Map Server(IMS)，实现了因特网上地理数据发布功能。

2．Intergraph产品系列

Intergraph公司成立于1969年，总部位于美国阿拉巴马州的汉斯维尔市，公司致力于计算机辅助设计、制造以及专业制图领域的硬件软件以及服务支持。

Intergraph提供的GIS产品包括专业GIS系统（MGE），桌面GIS系统（GeoMedia），以及因特网GIS系统（GeoMedia Web Map）。

1）MGE构成了Intergraph专业GIS软件产品族，它包括多个产品模块，提供了从扫描图像矢量化（I/GEOVEC），拓扑空间分析（MGE Analyst）到地图整饰输出（MGE Map Finisher）的基本GIS功能，此外还包括了其它一些扩展模块，实现了图像处理分析（I/RAS C，MGE Image Analyst），网络分析（MGE Network Analyst），格网分析（MGE Grid Analyst），地形模型分析（MGE Terrain Analyst），基于真三维的地下体分析（MGE Voxel Analyst）等一系列增强功能。

2）GeoMedia Professional（图A2-3）设计成为与标准关系数据库一起工作，用于空间数据采集和管理的GIS产品，它将空间图形数据和属性数据都存放于标准关系数据库（Microsoft Access）中，在一定程度上提高了系统的稳定性和开放性，并且提高了数据采集、编辑、分析的效率。它支持多种数据源，包括其它GIS软件厂商的数据文件以及多种关系数据库；实现了矢量栅格的集成操作；提供了多种空间分析功能；此外，GeoMedia包含其它一些模块，以应用于不同的具体领域。

GeoMedia Network：可以应用于交通网络以及逻辑网络的管理、分析、规划，具体包括最短路径查询、线路规划等功能。

GeoMedia SmartSketch：具有较强的图形编辑能力，是一个计算机辅助设计(CAD)软件。

GeoMedia Relation Moduler：用于建立设备间的网络关系，可以应用于自来水，煤气等市政管网的管理以及设备跟踪。

GeoMedia Object：GeoMedia是基于控件的系统，它包含多个OCX控件，基于这些控件，用户可以开发具体的应用系统。

GeoMedia MFworks：基于栅格数据的分析模块，包含多种控件操作函数。

GeoMedia Oracle GDO Server：可以将地理数据写入到Oracle数据库并读出。

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图A2-3：GeoMedia用户界面

3）GeoMedia WebMap是Intergraph提供的基于因特网的空间信息发布工具。它提供了多源数据的直接访问和发布，并且支持多种浏览器。GeoMedia WebMap Enterprise除了能够在因特网上发布数据之外，还提供了空间分析服务，如缓冲区分析、路径分析、地理编码等，用户可以在客户端通过浏览器提出请求，并输入具体参数，服务器进行计算并将结果返回给用户。

3．Mapinfo产品系列

MapInfo公司于1986年成立于美国特洛伊(Troy)市，成立以来，该公司一直致力于提供先进的数据可视化、信息地图化技术，其软件代表是桌面地图信息系统软件——MapInfo。

1）MapInfo Professional是（图A2-4）MapInfo公司主要的软件产品，它支持多种本地或者远程数据库，较好地实现了数据可视化，生成各种专题地图。此外还能够进行一些空间查询和空间分析运算，如缓冲区等等，并通过动态图层支持GPS数据。

2）MapBasic是为在Mapinfo平台上开发用户定制程序的编程语言，它使用与BASIC语言一致的函数和语句，便于用户掌握。通过MapBasic进行二次开发，能够扩展MapInfo功能，并与其它应用系统集成。

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图A2-4：MapInfo Professional用户界面

3）MapInfo ProServer是应用于网络环境下的地图应用服务器，它使得MapInfo Professional运行于服务器端，并能够响应用户的操作请求；而客户端可以使用任何标准的Web浏览器。由于在服务器上可以运行多个MapInfo Professional实例，以满足用户的服务请求，从而节省了投资。

4）MapInfo MapX是MapInfo提供的OCX控件。

5）MapInfo MapXtrem是基于Internet/Extranet的地图应用服务器，它可以用于帮助配置企业的Internet。

6）SpatialWare是在对象——关系数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统，在SpatialWare中，支持简单的空间对象，从而支持空间查询，并能产生新的几何对象。在实际应用中，一般使用SpatialWare作为数据服务器，而MapInfo Professional作为客户端，可以提高系统开发效率。

7）Vertical Mapper提供了基于网格的数据分析工具。

4．国产GIS软件

MapGIS

MapGIS（图A2-5）是中国地质大学开发的地理信息系统软件，其功能模块包括：

1）数据输入模块：提供了各种的空间数据输入手段，包括数字化仪输入，扫描矢量化输入以及GPS输入。

2）数据处理模块：可以对点、线、多边形等多种矢量数据进行处理，包括修改编辑、错误检查、投影变换等功能。

3）数据输出：可以将编排好的图形显示到屏幕或者输出到指定设备上，也可以生成PostScript或EPS文件。

4）数据转换：提供了MapGIS与其它系统之间数据转换的功能。

5）数据库管理：实现了对空间和属性数据库管理和维护。

6）空间分析：提供了包括DTM分析、空间叠加分析、网络分析等一系列空间分析功能。

7）图像处理：图像配准镶嵌以及处理分析模块。

8）电子沙盘系统：实时生成地形三维曲面。

9）数字高程模型：可以根据离散高程点或者等高线插值生成网格化的DEM，并进行相应的分析，如剖面分析、遮蔽角计算等等。

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图A2-5：MapGIS用户界面

GeoStar

CeoStar（吉奥之星）是武汉测绘科技大学开发的、面向大型数据管理的地理信息系统软件，其功能模块包括：

1）GeoStar：是整个系统的基本模块（图A2-6），提供的功能包括空间数据管理、数据采集、图形编辑、空间查询分析、专题制图和符号设计、元数据管理等，从而支持从数据录入到制图输出的整个GIS工作流程。

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图A2-6：GeoStar用户界面

2）GeoGrid ：数字地形模型和数字正射影像的处理、分析模块。

3）GeoTIN：利用离散高程点建立TIN，进而插值得到DEM，并进行相关分析运算和三维曲面生成。

4）GeoImager：可以进行遥感图像的处理和影象制图。

5）GeoImageDB：可以建立多尺度的遥感影象数据库系统。

6）GeoSurf：利用Java实现的因特网空间信息发布系统。

7）GeoScan：图像扫描矢量化模块，支持符号识别。

Citystar

Citystar（城市之星）地理信息系统软件由北京大学开发研制，是一个面向桌面应用的GIS平台，其具体模块包括：

1）Citystar编辑模块：矢量数据的录入、编辑。

2）Citystar查询分析模块（图A2-7）：矢量栅格综合的空间数据管理、查询、分析模块，提供了多种空间模型运算。

3）Citystar制图模块：提供了地图的整饰输出以及符号制作功能，同时也可以制作影象地图。

4）Citystar扫描矢量化模块：提供了线状图形扫描、细化、跟踪并矢量化的一系列操作，适用于地形图等高线的录入。

5）Citystar可视开发模块：包括OCX控件，使用户可以进行二次开发。该模块提供了一个平台，包装控件的功能，便于用户使用，同时实现了多源数据的管理和查询，使用户可以方便的构造应用。

6）Citystar遥感图像处理模块：提供了从遥感图像纠正到增强、变换、分类以提取专题信息整个流程的功能。

7）Citystar数字地形模块：等值线、离散点插值生成DEM，并基于DEM进行各种分析。

8）Citystar三维模块：基于DEM的三维曲面生成和查询分析。

9）Citystar GPS模块：GPS数据的接收、显示和分析。

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图A2-7：Citystar用户界面