WebGIS常用软件培训（选修）

目录

1. 专题一：桌面GIS软件——ArcGIS Pro

2. 专题二：开源桌面GIS——QGIS

3. 专题三：GIS服务器软件——GeoServer

4. 专题四：企业级GIS服务器——ArcGIS Server

5. 专题五：云GIS平台——ArcGIS Online与Portal

6. 专题六：空间数据库——PostgreSQL/PostGIS

7. 专题七：三维建模与可视化软件

8. 专题八：数据集成与处理工具

专题一：桌面GIS软件——ArcGIS Pro

ArcGIS Pro是Esri公司的新一代桌面GIS软件，采用64位架构和工程化的工作模式，是当前GIS数据生产、分析、制图和三维可视化的核心工具。

• 培训对象：GIS数据生产人员、测绘工程师、规划师、资源环境领域研究人员、需要从ArcMap迁移到ArcGIS Pro的从业者。

• 培训目标：掌握ArcGIS Pro的基本操作和工程化管理模式，能够独立完成空间数据编辑、处理、分析和专题图制作，熟悉ModelBuilder建模和Python脚本的使用。

• 培训内容：

  1. ArcGIS Pro界面布局与工程管理：理解工程文件结构、地图、场景和布局的组织关系

  2. 数据加载与管理：支持的数据格式、连接文件夹和数据库、添加WMTS/WFS在线服务

  3. 坐标系基础与投影转换：理解地理坐标系与投影坐标系，动态投影与数据投影转换工具的使用

  4. 矢量数据编辑：创建和编辑点、线、面要素，使用拓扑检查保证数据质量

  5. 属性表操作与字段计算：属性表浏览与统计、字段计算器使用、连接与关联外部表

  6. 空间分析工具箱：缓冲区分析、叠加分析、邻域分析、提取分析等常用工具的参数设置与结果解读

  7. 栅格数据分析：栅格计算器、重分类、表面分析、水文分析等工具的应用场景

  8. 制图与符号化：图层符号系统配置、标注与注记、制图表达的使用

  9. 布局设计与地图输出：页面设置、图例比例尺指北针添加、导出高精度地图图片和PDF

  10. ModelBuilder建模：构建可视化工作流，实现批量处理和自动化流程

  11. Python基础与ArcPy入门：使用Python窗口运行简单代码，编写脚本扩展ArcGIS功能

  12. 三维基础：在局部场景和全球场景中加载数据，设置高程源，创建简单三维要素

专题二：开源桌面GIS——QGIS

QGIS是一款开源免费的跨平台桌面GIS软件，拥有丰富的插件生态和活跃的社区支持，在数据格式兼容性和快速制图方面表现突出。

• 培训对象：预算有限的中小企业技术员、开源技术爱好者、教育科研人员、需要处理多种数据格式的GIS从业者。

• 培训目标：熟练掌握QGIS的基本操作和插件使用，能够完成从数据加载、处理、分析到制图输出的完整工作流程，并能够连接各类空间数据库和网络服务。

• 培训内容：

  1. QGIS安装与界面介绍：软件下载安装、插件仓库配置、界面布局与自定义设置

  2. 数据浏览与管理：支持的数据格式详解、图层管理、属性表操作与编辑

  3. 坐标系处理：在线底图加载、动态投影、矢量栅格数据的重投影

  4. 矢量数据编辑：节点工具的使用、要素分割与合并、捕捉设置与数字化技巧

  5. 空间查询与选择：按属性选择、按位置选择、使用表达式进行复杂查询

  6. 空间分析工具箱：QGIS内置处理工具箱的使用，包括缓冲区、裁剪、相交、联合等常用分析

  7. 插件生态系统：核心插件介绍、插件安装与管理、常用插件推荐

  8. 地图制图与打印布局：布局设计器使用、地图要素添加、图例自定义与地图输出

  9. 连接空间数据库：PostGIS连接配置、数据库数据加载与编辑、导入导出操作

  10. 网络服务连接：WMS/WMTS/WFS/WCS服务的添加与使用，连接GeoServer发布的服务

  11. Python控制台与PyQGIS基础：使用Python控制台运行脚本，编写简单插件入门

  12. QGIS与第三方软件协同：与R语言、GRASS GIS、SAGA GIS的集成使用

专题三：GIS服务器软件——GeoServer

GeoServer是开源GIS服务器领域的事实标准，遵循OGC标准，能够将各种空间数据源发布为网络服务，是开源WebGIS技术栈的核心组件。

• 培训对象：WebGIS开发人员、系统集成工程师、需要搭建开源GIS服务平台的运维人员。

• 培训目标：掌握GeoServer的安装部署、数据源配置、服务发布和样式设计，能够独立搭建地图服务环境并进行性能优化。

• 培训内容：

  1. GeoServer简介与安装：开源GIS服务器选型、Java环境配置、War包部署与安装版安装

  2. 界面导航与基本配置：Web管理界面介绍、工作区创建、数据存储管理、全局设置

  3. 矢量数据源发布：连接Shapefile文件目录、连接PostGIS数据库、发布为WMS和WFS服务

  4. 栅格数据源发布：发布GeoTIFF等栅格数据为WMS服务，配置影像参数

  5. 图层组与预览：创建图层组实现多图层叠加，使用图层预览功能测试服务

  6. 样式设计基础：SLD规范介绍、使用内置样式编辑器、导入导出SLD文件

  7. 样式高级应用：基于属性值的样式设置、比例尺依赖的样式切换、分类渲染

  8. 地图瓦片缓存：GeoWebCache集成原理、瓦片网格集设置、切片策略与种子生成

  9. WFS服务深入：WFS事务操作配置，实现数据的在线编辑与写入

  10. 服务性能优化：GZIP压缩开启、请求超时设置、内存参数调优

  11. 安全与权限管理：用户/角色管理、服务访问权限控制、数据访问权限限制

  12. GeoServer REST API：使用REST API实现服务的自动化发布和管理

专题四：企业级GIS服务器——ArcGIS Server

ArcGIS Server是Esri的企业级GIS服务器产品，提供强大的地理信息服务和高级空间分析能力，是构建企业级GIS应用的核心平台。

• 培训对象：企业GIS管理员、ArcGIS平台开发人员、需要搭建企业级GIS服务的技术人员。

• 培训目标：掌握ArcGIS Server的安装部署、站点管理、服务发布和性能调优，能够独立搭建和维护企业级GIS服务环境。

• 培训内容：

  1. ArcGIS Server架构概述：站点架构组成、Web Adaptor作用、服务类型与服务实例概念

  2. 安装与部署：系统需求评估、单机与分布式部署模式、安装步骤与注意事项

  3. 站点创建与配置：创建新站点、加入现有站点、配置服务器目录、设置日志级别

  4. Web Adaptor配置：安装Web Adaptor、与站点关联、实现负载均衡和URL重写

  5. 地图服务发布：从ArcGIS Pro发布地图服务、服务编辑器参数详解、缓存设置

  6. 要素服务与编辑：发布支持编辑的要素服务、配置版本化、实现Web端数据编辑

  7. 地理处理服务发布：将模型或脚本发布为服务、任务异步/同步设置、结果返回方式

  8. 影像服务发布：发布栅格数据为影像服务、动态镶嵌与处理功能配置

  9. 服务安全管理：服务访问权限控制、token认证机制、HTTPS配置

  10. 性能监控与调优：使用Server Manager监控服务状态、服务实例配置、隔离机制

  11. 日志分析与故障排查：日志级别设置、日志查看与分析、常见错误处理

  12. 高可用架构：多机部署实现高可用、共享配置文件与服务器目录配置、故障转移

专题五：云GIS平台——ArcGIS Online与Portal

ArcGIS Online是Esri提供的云GIS平台，而Portal for ArcGIS是其本地化版本，两者共同构成完整的组织级地理信息协作平台。

• 培训对象：GIS数据管理人员、项目协调者、需要构建组织级GIS共享平台的技术人员。

• 培训目标：掌握ArcGIS Online和Portal的组织管理、数据托管、地图制作和应用发布，能够搭建和维护组织级地理信息门户。

• 培训内容：

  1. ArcGIS Online平台介绍：SaaS模式GIS平台的特点、功能模块与服务订阅模式

  2. 组织管理基础：创建组织、成员管理、角色分配、群组创建与共享设置

  3. 数据托管与管理：上传Shapefile、CSV等数据，创建托管要素图层，设置数据编辑权限

  4. Web地图制作：使用Map Viewer制作交互式地图，配置弹出窗口、样式和标注

  5. 应用程序创建：使用模板快速创建Web应用，配置应用参数和外观

  6. ArcGIS StoryMaps：创建叙事地图，融合地图、文本、图片和视频讲述地理故事

  7. ArcGIS Dashboards：制作实时监控仪表盘，配置图表、指标和地图联动

  8. Instant Apps：使用即用型应用模板，快速部署特定用途的Web应用

  9. 分析工具使用：在线空间分析工具的应用，如聚合点、查找最近点、插值分析

  10. Portal for ArcGIS本地部署：系统需求、安装步骤、与ArcGIS Server集成配置

  11. Portal与Server联合：配置联合服务器、托管服务器设置、服务发布到Portal

  12. 安全与权限配置：Portal企业级身份认证配置、角色与权限精细化管理

专题六：空间数据库——PostgreSQL/PostGIS

PostgreSQL配合PostGIS扩展是开源领域最强大、最成熟的空间数据库解决方案，被广泛应用于WebGIS项目的数据存储层。

• 培训对象：数据库管理员、WebGIS后端开发人员、需要管理海量空间数据的GIS工程师。

• 培训目标：掌握PostgreSQL/PostGIS的安装配置、空间数据管理、空间查询和性能优化，能够独立设计和维护空间数据库。

• 培训内容：

  1. PostgreSQL安装与基础配置：Windows/Linux环境下安装、服务管理、客户端工具介绍

  2. pgAdmin使用指南：pgAdmin界面操作、数据库创建、用户权限管理

  3. PostGIS扩展安装：添加PostGIS扩展、创建空间数据库、空间函数验证

  4. SQL语言基础：结构化查询语言语法、数据定义语言和数据操作语言、简单查询与条件查询

  5. 空间数据类型：了解几何类型和地理类型、创建包含空间字段的表

  6. 空间数据导入导出：使用Shapefile导入导出工具、SQL语句方式导入导出、QGIS连接操作

  7. 空间查询函数：常用空间函数使用、空间关系判断、空间测量计算

  8. 空间索引原理与应用：空间索引原理介绍、创建空间索引、查询性能对比

  9. 空间连接查询：使用空间关系进行表连接、实现空间关联统计

  10. 坐标转换与处理：ST_Transform坐标转换、ST_Intersection空间求交等高级函数应用

  11. 数据库备份与恢复：逻辑备份与物理备份策略、定时备份脚本编写

  12. 性能调优基础：查询执行计划分析、参数配置优化、连接池配置

专题七：三维建模与可视化软件

三维GIS应用需要专门的数据生产和可视化工具，本专题涵盖从数据生产到场景构建的常用三维软件。

• 培训对象：三维GIS工程师、智慧城市项目参与人员、数字孪生应用开发者。

• 培训目标：掌握主流三维建模和可视化软件的基本操作，能够处理倾斜摄影数据，构建三维场景并发布为网络服务。

• 培训内容：

  1. ArcGIS Pro三维基础：三维场景类型、高程源设置、三维要素编辑

  2. ArcGIS Pro三维分析：视线分析、视域分析、天际线分析等三维空间分析工具

  3. ArcGIS CityEngine简介：规则建模原理、基本规则语法、批量生成建筑物

  4. CityEngine场景导出：将生成的模型导出为FileGDB、FBX、3D Tiles等格式

  5. 倾斜摄影数据处理：ContextCapture软件界面介绍、新建工程、添加照片

  6. 空中三角测量：空三计算原理、控制点刺点、空三结果优化与修复

  7. 三维重建与模型生成：三维网格重建、纹理映射、生成三维模型产品

  8. 模型格式转换与优化：模型轻量化处理、格式转换、坐标系配准

  9. Cesium ion平台：注册与登录、数据上传、3D Tiles服务发布

  10. SuperMap iExplorer3D：三维场景浏览、数据加载、缓存生成与发布

  11. 3ds Max基础：GIS常用建模操作、模型材质与贴图、导出为GIS兼容格式

  12. BIM与GIS融合：Revit模型导出、IFC格式处理、在GIS平台中集成BIM数据

专题八：数据集成与处理工具

在实际项目中，常常需要处理各种格式的数据转换、清洗和集成任务，本专题介绍专业的ETL工具和数据处理软件。

• 培训对象：GIS数据处理工程师、数据运维人员、需要处理多源异构数据的技术人员。

• 培训目标：掌握FME Desktop等数据处理工具的基本操作，能够完成复杂的数据格式转换、坐标转换和数据清洗任务。

• 培训内容：

  1. FME Desktop介绍：ETL概念、FME产品线、界面布局与工作空间概念

  2. 数据读取与写入：支持数百种格式介绍、添加读模块、添加写模块

  3. 转换器基础：常用转换器分类、参数设置、连接方式

  4. 属性处理：属性值映射、字符串处理、算术运算、日期时间处理

  5. 几何处理：坐标转换、缓冲区生成、几何修复、拓扑处理

  6. 数据连接与关联：属性连接、空间连接、并集、交集等集合操作

  7. 条件处理与分支：测试器、条件路由、属性值条件设置

  8. 批量处理：使用批处理工具、工作空间参数化、循环处理

  9. 数据质量检查：数据验证、几何错误检查、属性完整性检查

  10. FME Server基础：服务器架构、工作空间发布、自动化任务调度

  11. Python与FME集成：在FME中使用Python调用器、编写自定义转换器

  12. 典型场景实战：多源数据融合入库、CAD转GIS数据、坐标转换批量处理