ArcGIS

**ArcGIS** 是由 ESRI 出品的一個地理資訊系統系列軟體的總稱。可以依不同應用平台分成以下版本： 

* **桌面版本**：以功能等級而區分的套件：**ArcReader**、**ArcView**、**ArcEditor** 和 **ArcInfo**，而高級的套件是較低級套件加上其他進階功能。
* **伺服器**版本：以功能等級（基本、標準、進階）而區分為 **ArcIMS** (web mapping server), **ArcGIS Server** 與 **ArcGIS Image Server**。
* **移動版**：**ArcGIS Mobile** 與 **ArcPad**

## 歷史

在 ArcGIS 套件問世之前，ESRI 公司就已經專注於命令行 Arc/INFO 工作站及數個圖形界面產品的開發，其餘的 ESRI 產品包括 MapObjects 函式庫和關係資料庫管理系統 ArcSDE，此時 ESRI 各個產品的原始碼分散缺乏有效整合。1997 年 1 月，ESRI 決定重構其 GIS 軟體平台，創造一個單一的集成軟體架構。

### ArcGIS 8.x

運行於 Windows 作業系統之上的 ArcGIS 8.0 於 1999 年發行，它結合了 ArcView GIS 3.x 的可視化用戶界面和一些 Arc/INFO 7.2 的功能。此次新推出的 ArcGIS 軟體套裝包括了一個將傳統的命令行模式的 Arc/INFO 工作站和全新的圖形用戶界面整合的產物，稱之為 ArcMap，同時推出的還有用於管理 ArcGIS 文件的 ArcCatalog。ArcGIS 的誕生標誌著 ESRI 軟體體系的重要改變，它將客戶端和伺服器端產品整合在了一個統一的 ArcGIS 軟體架構下，並且符合 Windows COM 規範。

另外一個顯著的變化在於其開發語言能夠進行用戶化或擴展以滿足特定用戶的需要。在向 ArcGIS 過渡的過程中，ESRI 減弱了對其領域特定腳本語言 AML 的支持，取而代之的是 VBA 腳本語言並且讓 ArcGIS 組件能夠通過實行 Windows COM 規範進而實現開放存取。ArcGIS 在該版本中新設計了一種專有的關係資料庫管理系統（RDMBS）格式，稱之為 Geodatabase。此外 ArcGIS 8.x 還引入了其它的新功能，包括即時地圖投影及資料庫注釋。

在對原有 ArcView 3.x 進行擴展的方面，新的 3D 分析及空間分析功能被加入到了隨後在 2000 年於 ERSI 國際用戶大會上發布的 ArcGIS 8.1 中，正式發布的日期則延後到了 2001 年 4 月 24 日，其它的功能擴展還包括了地統計分析等。ArcGIS 8.1 同時加入了對在線數據的支持，使得其能夠從 Geography Network 或其它支持 ArcIMS 地圖服務的網站上直接獲取數據。ArcGIS 8.3 於 2002 年發布，新版本在 Geodatabase 里添加了原先只在 ArcInfo 中有效的對拓撲數據的支持。

### ArcGIS 9.x

ArcGIS 9 於 2004 年 5 月發布，它包括了供開發者使用的 ArcGIS Server 和 ArcGIS Engine。新增的 Geoprocessing 工具能夠將傳統的 GIS 處理工具諸如剪切、覆蓋、空間分析等進行交互式的連接，甚至可以是任何符合 COM 規範的腳本語言。雖然 Python 是 ArcGIS 主流支持的腳本語言，但是 Perl 和 VBScript 等其它語言依然能夠被支持。ArcGIS 9 也具有可視化編程環境，類似於 ERDAS IMAGINE 的建模工具。ArcGIS 的這個建模工具叫做 ModelBuilder，用戶可以用它以圖形方式連接 Geoprocessing 成為新的工具，這種新的工具稱為模塊。模塊可以直接執行或者輸出到腳本語言中以批處理的方式執行，除此之外還可以進行更深層次的編輯比如說給流程添加選擇和循環等。

2008 年 7 月 26 日，ESRI 發布了 ArcGIS 9.3，這個新版本擁有更多新的建模工具及地統計分析錯誤追蹤功能，伺服器版還提升了性能及對基於角色的安全性的支持。該版本新增了創造混搭應用的功能，可混搭的對象包括 Google Maps 和微軟公司的必應地圖服務。
在 2008 年的 ESRI 開發者大會上，除了一場講述關於如何從 ArcIMS 向 ArcGIS 基於伺服器應用過渡的會議以外，ArcIMS 幾乎沒被提及。這標誌著 ESRI 從 ArcGIS 9.3 起開始轉向關注基於 Web 的地圖服務應用。在 9.3 中首次引入了 REST 技術，為 Web 開發提供了更豐富靈活的方式，也成為此後各種 WebAPI 的基礎。

2009 年 5 月，ArcGIS 9.3.1 發布，它提升了動態地圖發布的性能，增強了不同的地理資訊格式之間的兼容性。

### ArcGIS 10.x

2010 年，ESRI 宣布之前宣稱的 9.4 版本已被改稱為第 10 版，將於 2010 年第二季度發布，現在的 10.0 版是 2010 年 9 月發布的。在 ArcGIS 10.0 中首次提供了多語言版本，包括簡體中文，日語，法語，德語，西班牙語和英語等 6 個版本。2012 年發布 10.1

## Geodatabase 資料庫

在包括 ArcView 3.x 在內的早期 ESRI 產品中，所有的數據都是以 Shapefile 格式組織的，也就是 ArcInfo 使用的 Coverage 格式，它存儲與空間數據有關的拓撲資訊。Coverage 這個概念最早在 1981 年 ArcInfo 首次發布時就被提出了，然而它卻在運用於表現某些要素時有所局限。比如說，在鐵路與公路相交時需要表現鐵路道口、天橋或行人隧道時 Coverage 格式不能夠很好地將它們展現出來。

ArcGIS 是圍繞著 Geodatabase 資料庫構建的，它使用對象關係型資料庫來存儲空間數據。Geodatabase 是一個存儲數據集的容器，同時將空間數據和屬性綁定起來。拓撲數據也能夠存儲在 Geodatabase 中並對特性進行建模，比如說在表示道路交叉時可以對道路之間的相關性進行設定。在使用 Geodatabase 時，很重要的一點就是要理解要素類（Feature Classes）就是一系列要素，它以點、線或多邊形的形式呈現。在使用 Shapefile 格式時每個文件只能存儲一類要素然而 Geodatabase 卻能夠在一個文件中存儲多個要素或者是多種類型的要素。

在 ArcGIS 中，Geodatabase 可以以三種不同方式存儲包括 FGDB（**F**ile **G**eo**d**ata**b**ase）、PGDB（**P**ersonal **G**eo**d**ata**b**ase），和 ArcSDE Geodatabase。FGDB 在 9.2 版時被引進，它把資訊儲存在一個擴展名為 gdb 的文件夾中，文件夾內部的文件和 Coverage 差不多但不一樣。和 PGDB 類似，FGDB 也支持單一用戶，但與 PGDB 不同的是，FGDB 沒有數據量大小的限制。默認情況下單一表的大小不能超過 1TB，但這實際是可以被改變的。PGDB 用 Microsoft Access 文件存儲數據，將幾何數據存儲在二進位大對象欄位中，OGR 庫能夠處理這種文件類型並將它轉換其它文件格式。一些需要資料庫管理員完成的工作諸如管理用戶及備份等可以通過 ArcCatalog 完成。基於 Microsoft Access 的 PGDB 僅能在 Windows 作業系統下運行而其有 2GB 數據量上線的限制。企業級的 Geodatabase 可以通過 ArcSDE 操作，它擁有可連接高端資料庫管理系統（DBMS）的接口像是 Oracle、Microsoft SQL Server、DB2 和 Informix 等。這些 DBMS 能夠多方面的管理資料庫，同時 ArcGIS 就用來進行空間數據的管理。企業級的 Geodatabase 還支持資料庫複製、版本控制及事務管理等高級功能，更支持跨平台兼容，即可同時在 Linux、Windows 和 Solaris 等不同的作業系統下使用。

## 桌面版本

* **ArcReader**：主要基本功能為**查詢**、**觀看**其他地理資訊軟體所創建的地圖資料，可免費下載使用。
* **ArcView**：主要基本功能為 "觀看" 空間資料（spatial data）、建立疊圖（layered maps）、展現基本的空間分析。
* **ArcEditor**：在 **ArcView** 的基礎上增加功能，包括處理 shapefiles 與 geodatabases 的工具。
* **ArcInfo**：包含**最完整**的資料處理、編輯、分析功能。
* **ArcGIS Explorer**：可免費下載使用的 3D GIS 資料展示軟體，以 3D 地球儀來展示資料，功能相似於 Google Earth 與 NASA World Wind，被視為 ESRI 對於競爭對手 Google Earth 的回應。其工具列的操作介面類似 MS Office 2007。

## 組件（Components）

**ArcGIS 桌面版本**是由許多的應用程式組件的組成，以包含完整功能的 ArcInfo 來說，應用程式組件會包括：

* **ArcMap**（是最基本的應用程式組件，進行製圖、編輯、地圖空間分析，但主要是用來處理 2D 空間地圖）
* **ArcCatalog**（用來管理空間資料，進行資料庫的簡易設計、並且用來記錄、展示屬性資料 metadata）
* **ArcToolbox**（地理資料處理工具的主要集合處，會整合在其他 ArcGIS 應用程式組件裡面）
* **ArcGlobe**（以 3D 立體地球儀的方式來展示、編輯、分析 3D 空間地圖）
* **ArcScene**（展示、編輯、分析 3D 空間地圖）
* **ArcReader**（基本的展示工具，完整安裝時會連帶安裝之）

## 其他 gis 軟體

* MapInfo Professional-MapInfo（現為 Pitney Bowes Business Insight）所開發的 GIS 軟體
* Quantum GIS - 一種免費的 GIS 軟體，屬於自由軟體。
* GvSIG - 一種免費的 GIS 軟體，屬於自由軟體。
* SuperGIS - 台灣崧旭資訊股份有限公司所開發的 GIS 軟體產品套件的總稱。
* PilotGaea GIS - 為一套結合 Web 3D 導覽、GIS、開發工具三合一的 GIS 產品，本身為 GIS 開發工具，具備高度整合與開發的彈性，以期符合不同領域的需求。PilotGaea Universe 不但保留原來 2D 上的所有 GIS 屬性與分析，在 3D 上，這些功能與運算更加廣大。

## 外部連結

* ArcGIS 官方網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - 有完整的英文介紹。
* ArcGIS 技術資料（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - ArcGIS 教程。
* ESRI 中國（北京）公司網站對於 ArcGIS 的介紹。
* GIS 軟體列表（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參考文獻