ArcGIS发展历史及体系架构

ArcGIS是美国能源环境研究所ESRI(Environmental Systems Research Institute)开发的GIS软件。

1 ArcGIS软件发展历史

(1)ARC/INFO Workstation

1981年,ARC/INFO第一代商业产品发布;

1986年,PC版ARC/INFO问世;

1991年,ARC/INFO第六版经汉化后进入中国市场;

1997年,ARC/INFO 8发布;

2010年,ARC/INFO推出10.0版本后停止更新,ARC/INFO退出历史舞台。

Arc/Info是一个全功能的GIS产品。它包括ArcView和ArcEditor的所有功能,并增加了高级的地理处理能力和数据转换能力,这些使得ArcInfo成为GIS标准。

Arc/Info是工作站产品,命令行模式运行,开始只能运行在工作站上,后来出现PC端产品,仍然为命令行模式,全称为ArcGIS Workstation。

(2)ArcView

1991年,ArcView1.0软件推出;

1994年,ArcView2.0、2.1发布;

1996年,ArcView3.0、3.1发布;

1999年,ArcView3.2发布;

2001年,ArcView8.1发布;

ArcView 是一款可提供地理数据显示、制图、管理、分析、创建和编辑的 GIS 桌面软件。用它可以创建许多不同来源数据的智能化的、动态的地图,用户可利用 ArcView 带有的工具和数据立即进行 GIS 分析和地图创建,它也是 ArcGIS 的入门软件。

(3)ArcGIS

2000年,ArcGIS8发布;

2004年,ArcGIS9发布;

2006年,ArcGIS9.2发布;

2008年,ArcGIS9.3发布;

2009年,ArcGIS9.3.1发布;

2010年,ArcGIS10发布;

2012年,ArcGIS10.1发布;

2013年,ArcGIS10.2(最后版本10.2.2)发布;

2014年,ArcGIS10.3(最后版本10.3.1)发布;

2015年,ArcGIS10.4(最后版本10.4.1)发布,ArcGIS Pro1.0(最后版本1.0.2)、1.1(最后版本1.1.1)发布;

2016年,ArcGIS10.5(最后版本10.5.1)发布,ArcGIS Pro1.2、1.3(最后版本1.3.1)发布;

2017年,ArcGIS Pro1.4、2.0(最后版本2.0.1)发布;

2018年,ArcGIS10.6(最后版本10.6.1)发布,ArcGIS Pro2.1、2.2(最后版本2.2.3)发布;

2019年,ArcGIS10.7(最后版本10.7.1)发布,ArcGIS Pro2.3(最后版本2.3.3)、2.4(最后版本2.4.3)发布;

2020年,ArcGIS10.8(最后版本10.8.2)发布,ArcGIS Pro2.5(最后版本2.5.2)、2.6(最后版本2.6.10)、2.7(最后版本2.7.7)发布;

2021年,ArcGIS10.8.2发布(此版本为ArcGIS Desktop的最终版本,后续不在更新,ArcGIS Enterprise、ArcGIS Pro等还会继续更新);

2021年,ArcGIS Enterprise10.9发布(ArcGIS Enterprise包含ArcGIS Server 、ArcGIS Enterprise 门户、ArcGIS Data Store、ArcGIS Web Adaptor 四个组件)、ArcGIS Pro2.8(最后版本2.8.8)发布、ArcGIS Pro2.9发布(最后版本2.9.5);

2022年,ArcGIS Enterprise11发布、ArcGIS Pro3.0(截止到2023.01最新版本为3.0.3)发布;

https://support.esri.com/en/technical-article/000012500

2 ArcGIS软件体系架构

2.1 桌面端

2.1.1 ArcView

ArcView是美国ESRI(环境系统研究所)的GIS产品,ESRI是地理信息系统业界的巨子,其发展基本上代表了国际地理信息系统技术的最前沿水平,ESRI另一与ArcView相蓖美的GIS产品即著名Arc/Info,它们都以技术可靠、算法先进、实用性强而著称于世。相对于ArcView,Arc/Info更专业化和适于解决更复杂、更专业化的空间分析问题,而ArcView却是新一代桌面地理信息系统的代表,其方便、灵活、操作简单、通用性强,特别适用于地理信息系统应用的普及和对传统信息系统的GIS化。

2.1.2 ArcGIS Desktop

ArcGIS for Desktop,原名ArcGIS Desktop,是Esri公司的ArcGIS产品家族中的桌面端软件产品,自ArcGIS 10.1版本起产品正式更名为ArcGIS for Desktop。

ArcGIS for Desktop是为GIS专业人士提供的用于信息制作和使用的工具,利用ArcGIS for Desktop,可以实现任何从简单到复杂的GIS任务。

ArcGIS for Desktop是对地理信息进行编辑、创建以及分析的GIS软件,提供了一系列的工具用于数据采集和管理、可视化、空间建模和分析、以及高级制图。不仅支持单用户和多用户的编辑,还可以进行复杂的自动化工作流程。

ArcGIS for Desktop有丰富的产品技术资料,可以帮助初学者或用户迅速了解、掌握和使用。

2.1.3 ArcGIS Pro

ArcGIS Pro 是 Esri 提供的功能全面的专业桌面 GIS 应用程序。 借助 ArcGIS Pro可以探索、可视化和分析数据;创建 2D 地图和 3D 场景;并与 ArcGIS Online 或 ArcGIS Enterprise 门户共享工作。

2.1.4 ArcGIS Desktop和ArcGIS Pro比较

2.1.4.1 共同点

(1)坐标系基础知识一样:数据有坐标系、地图场景都有坐标系,默认和加载的第一个数据的坐标系一致。

(2)底层数据结构一样:单机数据库,使用文件地理数据库GDB,ArcGIS Pro不支持个人数据库MDB,也可以使用SHP文件格式,但不建议,SHP文件问题很多,对应的数据库DBF早已淘汰,仅仅用于在和国产软件交换时使用;多用户,使用大型数据库软件,如Oracle,SQL Server,连接数据库后,使用和本地数据基本一致。

(3)工具箱的工具操作基本一致:ArcMap工具少一些,ArcMap10.8中924个工具;ArcGIS Pro 2.8多一些,有1734个;基本上所有的ArcMap中工具都移植到ArcGIS Pro了。在ArcMap有115个工具在Pro中没有,Pro中很多工具,如计算字段、捕捉等工具,可以支持撤销。

(4)大体框架基本一致:原来的ArcMap的数据视图和布局视图,分别对应Pro中地图和布局;目录ArcCatalog依然存在,Pro中目录有两个:目录窗格和目录视图;工具箱不再集成在目录中,上面就自带工具搜索;原来ArcScene对应局部场景;ArcGlobe对应全局场景,由于Pro在一个软件中,可以二三维一体化,但可以添加多个地图和三维场景。

2.1.4.2 区别

(1) ArcGIS Pro 是64位程序,支持多线程处理,极大地提高软件性能,可以并行处理,可以处理海量数据;ArcMap是32位程序,是单线程程序(除安装ArcGIS_Desktop_BackgroundGP外,但经常不太好用),只能处理小数据量,ArcMap 10.8是ArcMap最终版本,不会再有ArcMap10.9, ArcGIS Pro将很快代替ArcMap。

(2)ArcGIS Pro 是二三维一体化,地图是二维,局部场景和全局场景是三维,支持多个地图,多个场景,可以二三维联动;ArcMap是分离,ArcScene是局部三维,ArcGlobe是全局三维;ArcGIS Pro三维功能和ArcScene、ArcGlobe三维功能,不可同日而语,ArcGIS Pro是为三维而生,支持BIM和倾斜测量成果。

(3)ArcGIS Pro界面是Ribbon,类似office2007界面,面板及标签页为架构的用户界面;ArcMap是类似Office 2003的界面,主要工具条和菜单。

(4) ArcGIS Pro是授权面向用户,默认需要联网验证;ArcMap是面向机器。

(5)ArcGIS Pro不支持创建MDB,但支持SQLite,不支持制图表达,可以通过添加效果实现,有一种新的数据库:移动地理数据库,扩展名为.geodatabase,只能用于存放矢量数据,支持的最大容量为2TB,创建方式和文件地理数据库一样。ArcMap虽然支持创建个人数据库MDB,但最大存储空间只能2G,不建议超过250M,超过后性能严重下降。

(6)二次开发方式不一样:Pro是add in,插件开发,界面配置依靠XML,要求是多线程开发;原来ArcMap中ArcEngine、ArcObjects可以开发独立运行的程序和插件;ArcMap开发的程序都无法在ArcGIS Pro使用,必须重新开发。

(7)ArcMap 10.X中是Python2.X,Python2早已淘汰,而ArcGIS Pro是Python 3.X,符合Python主流开发模式。ArcMap中Python开发的大部分可以移植到Pro中。

2.2 ArcGIS Enterprise

ArcGIS Enterprise是一种后端软件,可控制如何实施 Web GIS并提供空间数据以在整个组织中共享。决定是否将其部署在云、虚拟机或笔记本电脑上,可控制其部署。

ArcGIS Enterprise 由4 个主要软件组件组成- ArcGIS Server、Portal for ArcGIS、ArcGIS Web Adaptor 和 ArcGIS Data Store,需要所有这四个软件组件才能拥有 ArcGIS Enterprise。

2.2.1 ArcGIS Server

ArcGIS Server 的主要作用是主要通过 Web 服务器提供内容,在线地图提供支持,可以检索、显示甚至编辑地图数据。但请记住,可以单独拥有 ArcGIS Server,它预先存在所有这 4 个软件组件。

2.2.2 Portal for ArcGIS

Portal for ArcGIS 就像拥有自己的内部 ArcGIS Online一样,但内容存储在防火墙内的门户后面,而不是云中。它与ArcGIS Online的体验类似,将所有内容都保留在内部,可以管理 ArcGIS Online 目录等项目,具有 REST 端点。

2.2.3 ArcGIS Web Adaptor

ArcGIS Web Adaptor 是用于单点登录的身份验证组件,使用用于登录计算机以访问门户的相同凭据,还可以用作负载平衡器,因其可将多个请求转发到ArcGIS Server 计算机池。

2.2.4 ArcGIS Data Store

ArcGIS Data Store 就像一个用于存储托管内容的临时空间,通过门户和服务器界面进行管理。不要将其与不会以任何形式或形式替换的企业级地理数据库相混淆,它只用于存储从当前用户添加的内容。

2.2.5 附加功能

设置好这四个组件后,ArcGIS Enterprise 可以向基础安装添加功能。例如,许可以下任何ArcGIS Server 角色:

地理信息系统服务器、图像服务器、地理事件服务器、地理分析服务器、知识服务器、笔记本服务器、工作流管理器服务器

意将提供处理大数据分析、物联网传感器馈送和图像分析等所有内容的能力。在 ArcGIS Enterprise 中,可根据使用情况分配核心。

部署 ArcGIS Enterprise 系统变得越来越具有挑战性,越来越复杂,如为工作流程提供动力。为了解决这个问题,ArcGIS Enterprise on Kubernetes是一项不断发展的技术,允许在整个组织中部署。

该技术完全基于云。不仅可以在公共云中运行,还可以将其部署在防火墙后面。总体而言,这是一种简化的部署体验,在环境中具有细粒度的安全访问和控制。需要所有这四个组件才能设置 ArcGIS Enterprise 系统。配置完成后,即可添加ArcGIS Server 角色。