ArcGIS 动画

1.前言

GIS所描述的现实世界是随时间连续变化的。传统的无时间概念的GIS中的数据，只能是现实世界在某个时刻的“快照”。当被描述的对象随时间变化比较缓慢且变化的历史过程无关紧要时，可以用“数据更新”的方式来处理时间变化的影响。然而，在某些应用中，被描述的对象随时间变化很快(例如云量变化、日照变化等)或者历史数据也必须予以保存(例如，地籍变更、海岸线变化、环境变化等)。又比如，地球科学家想对某一时刻的所有地质条件或某一时间段内的平均地质条件进行评价，他们是否能容易地获得在“A时刻的值”或“从时间B到时间C这段时间内的值”。为充分满足地球科学家的需要，这种时间数据获取能力应该与3D模型相结合。许多人认为地质特征是不变的，但实际上大部分地质特征是动态的、变化的，不是所有地质情况都是变化缓慢的，水灾、地震、暴风雨以及滑坡都会使局部地质条件发生快速而巨大的变化。在这些情况下，时间就必须作为一个与空间同等重要的因素引入到GIS中来，这样便产生了时态GIS(TGIS-Temporal GIS)或四维GIS的概念。

ArcGIS 9.2之前，动画方式只存在于ArcGlobe和ArcScene中，用于实现三维场景的动画。在ArcGIS 9.2版本中，ArcMap中也实现了动画功能，且工具条与ArcGlobe、ArcScene的相同。时间动画是在地图上按照一定的时间间隔和顺序动态显示事物的变化，可以用来显示海冰的聚集、水流的变化和人类疾病的扩散。

时间动画支持的数据类型很多，包括（1）ArcGIS的三种最基础的数据格式：要素图层、栅格目录图层、表单；（2）由NetCDF生成的要素图层；（3）栅格图层和表单；（4）数据库历史归档完成以后取消归档时由档案类生成的时间数据；（4）通过Tracking Analyst生成的Track图层。以上的图层都需要具备时间属性字段，所有的动画操作完全相同，还可以利用时间属性字段显示图表动画。
2.时间动画操作实例

下面就以ArcGIS 9.2中时间动画操作为例，来具体说明下时态GIS在ArcGIS 9.2软件中的体现，用时间动画来体现事物的动态变化是最简单也是最直接的操作。

例子数据来自于“arcgis安装目录\ArcTutor\Animation in ArcMap“，利用时间动画展现美国1800-2000年间，人口的动态变化过程；
（1）打开Population_Change.mxd。
（2）动画是由轨迹组成的，每个轨迹都是与目标绑定的，要想构建动画，数据必须包含时间属性字段或者时间维（netCDF）。轨迹是由Key frame组成，每个Key frame都是对象属性在某一时刻的快照。对于时间图层轨迹而言，每个Key frame是由时间，间隔以及单位组成。
（3）在Animation工具条中，选择Animation/Create Key frame。在面板中Type选择为Time Layer，Source Object选择为County Population，点击New按钮，创建一条空的轨迹。在Key frame Name中输入Start Time，点击Create，再输入End Time，点击Create，则对一个轨迹创建了两个Key frame。（见图1、图2）

（4）打开Animation工具条上的Animation Manager\Tracks，将刚才新建的轨迹更名为USA Pop Change，选中该条轨迹，点击Properties，则打开了Track Properties，将该轨迹的Start Time选择为DATE_ST，将End Time选择为DATE_END，再点击Calculates Times，则为该条轨迹计算出了开始时间和结束时间。保证Show time in the display选中。（见图3）
（5）点击Key frames面板，选中Start Time，将其Interval改成10，单位改成Years，则表示动画时每隔10年更新一次。（见图4）
（6）预览时间片断的数据状况，在Time View面板中，通过移动竖线到某一个时间段，则可以在地图中浏览该时间段的人口分布情况。利用Tools中的选择工具选中标注，双击，改变其字体大小和位置。
（7）点击Animation/Open Animation Controls按钮，打开Options，选中By number of Frames，点击Calculate按钮，则计算出了动画过程中所需要的frames。在点击动画开始工具，则开始实现动画。（见图5）
3.小结

总之，除了在上面例子提到的人口方面，在其它方面比如污染源的动态扩散、车辆轨迹回放、卫星等的动态位移、离散发生的犯罪、雷击事件、气象台站的风向监测信息，以及社会现象的变化迁移等都应用十分广泛。如果需要做一些更复杂的动态数据变化，可以采用ArcGIS 9.2的Tracking Analyst，这是ArcGIS 92的一个扩展模块。