ArcGIS在编绘林业专题图中的应用Word下载.docx

ArcGIS在编绘林业专题图中的应用Word下载.docx

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这些，从客观上造成了林业地图编绘的复杂性和艰巨性。

过去，林业地图是由手工绘制完成的，工作强度大，对绘图技巧要求高。

1．我国林业地图制图的历史与发展

我国林业地图制图的历史与发展大致可分为四个阶段：

①建国初期，林业制图大多基于人工区划调查资料，完全依靠手工绘制，制图成果只反映地面测量的结果，精度、质量均不高。

②从20世纪50年代中期至80年代，林业制图有了初步的发展，尤其是70年代应用航测技术完成了1∶5万地形图的绘制，并在林业地图的编绘中得到应用，林业制图的精度得以大大提高。

③20世纪80年代中期，计算机技术开始应用于林业制图，开始利用程序语言编制简单林业绘图程序，应用通用的制图软件如AutoCAD、Photoshop等，对图件输出开始采用绘图仪，并逐渐替代传统的手工绘图方式，林业制图的速度和质量都有了较大提高。

④90年代中期至今，林业制图与“3S”技术结合，从根本上改善了数据的精度和时效性，以GIS作为基础性处理平台整合遥感图像，林业制图进入一个崭新的快速发展阶段。

2．林业GIS软件简介

20世纪80年代中期，AutoCAD开始应用于林业制图，从而林业制图进入了计算机时代。

AutoCAD是采用计算机辅助进行各种设计的专门软件，主要偏向于制图和表达，广泛用于机械、建筑、工程和产品设计方面。

林业地图的制作过程不仅是图面表达过程，也是林业地理信息数据库的建设过程。

因此，AutoCAD的功能已不能满足林业行业的制图和数据管理的要求。

地理信息系统（GIS）软件是在CAD基础上发展起来的，也具有设计制图的重要功能。

与CAD相比，GIS软件具有更强的解决空间问题和海量数据的能力，能提供属性更加丰富、拓扑关系更强的空间数据。

目前国内外有关地理信息系统技术不断发展并走向成熟，也涌现出了一批有代表性的GIS软件，如：

ArcGIS、GenaMap、MapInfo、SICAD、MapGIS、CityStar、SuperMap等。

这些软件分别在矢量绘图、栅格影像处理、空间数据存贮管理、专题图制作、空间分析等方面具有各自独到之处，其中，ArcGIS以其整体强大和全面出色的空间分析技术而最具代表性。

ArcGIS是由世界最著名的GIS软件研究和开发机构——美国环境系统研究所（EnvironmentSystemResearchInstitute，ESRI）研究开发的。

ArcGIS是一个统一的平台，由3个重要部分组成：

桌面软件（Deskpro）、数据通路（ArcSDE）和网络软件（ArcIMS）。

ESRI在2004年推出的ArcGIS9X作为新一代的GIS软件整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他方面的计算机主流技术，更是成为了GIS领域的标准。

3．ArcGIS绘制林业专题图特点

林业专题图与手工制图相比，计算机编绘图有如下主要特点：

一是制图标准化和规范化，采用统一的字库、符号库、线型库、颜色库、图案库等，以及规范化的标注，图面色彩均匀，符号大小统一；

二是提高了成图质量；

三是对森林资源的空间属性数据进行动态管理，一旦资源数据发生变更，即时对资源数据进行更新，实现图形与属性的交互查询；

四是便于存放，利于资源共享；

五是专题图比例可随意调节；

六是提高工作效率，从成图到统计都可以实现计算机化，缩短内业时间，使林业经营管理更趋科学化。

4．林业专题图制作方法和步骤

下面以九寨沟县草地乡为例，介绍制作林相图的方法和步骤：

4.1准备工作

目前,在林业专题图制作主要过程为:

扫描纸质地形图（外业调查手图）为栅格图像、图像配准、建立要素类、矢量化栅格地图、属性数据的录入，最后在版面视图中制作出所需要的林业专题图。

4.1.1扫描纸质地形图

将扫描仪与电脑连接，并正确安装扫描仪的驱动程序，然后将纸质地形图进行扫描（为了减少误差，地图要平展，不要有褶皱，尽量使用大幅面扫描仪），将扫描后的地图保存为.tif或者其他格式。

4.1.2进行地形图的配准

4.1.2.1加载数据和栅格配准工具

地形图经过扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。

（1）打开ArcMap，添加“栅格配准”工具栏。

（2）把需要进行配准的栅格图加载到ArcMap中，会发现“栅格配准”工具栏中的工具被激活（见图1）。

图1加载地图数据和影像配准工具栏窗口

4.1.2.2输入控制点

在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。

通过读图，我们可以得到控制点--公里网格的交点，我们可以从图的四周及图幅内其它地方取控制点。

一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。

（1）在“栅格配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。

（2）使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标值（见图2）。

图2添加控制点对话框

用相同的方法，在栅格图上增加多个控制点（至少7个），分别输入其实际坐标值。

4.1.2.3设定数据框的属性

增加所有控制点后，在“栅格配准”菜单下，点击“更新显示”。

执行菜单命令“视图”--“数据框属性”，设定数据框属性，将地图显示单位设置为“米”（见图3）。

图3数据框属性对话框

4.1.2.4矫正并输出栅格文件

在“栅格配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的栅格图另存为一个新的栅格文件。

加载新的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。

后面我们的数字化工作是对这个配准和矫正后的栅格图进行操作的。

4.2林业专题地图制作

4.2.1建立要素类

打开ArcCatalog，在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择（个人空间数据库）“personalGeodatabase”（见图4）。

并修改该Geodatabase数据库的名称（九寨沟县）。

接着为该Geodatbase创建新的要素类，鼠标右击Geodatabase数据库，在“新建”中选择“要素类”（见图5）。

图4建（个人空间数据库）“personalGeodatabase”对话框

图5创建新的要素类对话框

建新的要素类（Newfeatureclass）,这里主要是建点（Point）、线（Polyline）、面（Polygon）要素（见图6），分别命名要素名称，点击“下一步”，分别设定投影系统、要素属性表字段等。

图6创建定义要素对话框

4.2.2数据采集（分层矢量化）

GIS是基于点（Point）、线（Polyline）、面（Polygon）的空间分布模式，因些在定义了它的要素类型（点、线、面）后，进行数据的采集。

点图层的采集，主要采集地名、河流名、三角点、高程点等；

线图层的采集，主要是对公路、河流、界线等进行矢量化；

面图层的采集，主要是对小班面等多边形进行矢量化。

4.2.3图幅拼接

每一幅地形图上的数据采集完成后，对矢量数据进行严格的接边，再根椐点、线图层，分别进行拼接，使之形成一幅完整的目标数据。

4.2.4拓扑关系的建立

拓扑表达的是地理对象之间的相邻、包含、关联等空间关系。

Build是建立拓扑的方法。

拓扑Coverage的同时，需要选择建立拓扑关系的空间要素类型，解决共享边和“孤岛”等问题。

Build后的Coverage仍保持原来属性表中的数据项，但不保留关联特性。

4.2.5图形编辑

基本地理要素采集完成后，在一个新建地图文档上，进行加载数据层。

可按照点、线、面要素类型依次由上至下排列，根椐不同的类型，分别添加属性项。

4.2.6输入属性数据

为了能使来自关联对象的字段用来符号化和标注，就必须在要素类和数据库表中创建一个连接。

（1）在ArcMap内容列表中右键单击面状图层，单击“连接和关联”，再单击“连接”。

（2）打开“数据连接”对话框（见图7），选择“从表中连接属性”，同时选填1.当前图层中要连接的字体，2.要连接到当前图层的表，3.表中要连接的字段。

（3）单击“确定”按钮。

创建好连接后，来自表中的字段被添加到要素层的属性表中（利用“数据”—“导出数据”对话框，指定存储位置并将文件命名“小班面”，见图8），就可以使用这些字段对地图进行标注、符号化并查询要素。

图7连接数据表

图8连接数据后图层属性表

4.2.7矢量数据符号化

点状图、线状图根椐《林业调查图式》用分类符号将具有相同属性值和不同属性值的要素分开，面状图根椐《林业调查图式》用分级色彩来表示（见图9）。

图9唯一值多个字段的显示类别

4.2.8图形整饰

所谓图形整饰，就是图形的表现形式、表现方法等的总称。

表示地理现象的地理要素除了有几何形状和空间位置外，还有一些描述文本，通常将这些文本称为注释。

注释类分为连接要素的注释类和不连接要素的注释类。

不连接要素的注释，主要用于地名、河流名、高程点、三角点、山脉名的标注（见图10）。

连接要素的注释，主要用于小班各要素的标注（见图10）。

图10小班因子标注

4.2.9版面设计

（1）图面尺寸设置

ArcMap窗口包括数据视图和版面视图，正式输出林相图之前，应该首先进入版面视图，按照比例尺、打印机型号等来设置版面的尺寸。

（2）图框和底色设置

调整图框的形式，改变图框的颜色和双线间距。

（3）绘制坐标格网

坐标格网反映地图的坐标系统或地图投影信息。

不同的制图区域的大小，有着不同类型的坐标格网：

小比例尺大区域的地图，通常使用经纬线格网；

大、中比例尺中、小区域地图，通常使用公里格网。

（4）图名、图例、指北针、比例尺、位置示意图的放置

根据图幅有效区域、图纸大小及相关位置关系，从传统、相关规定、美观、清晰等角度考虑，确定图名、图例、指北针、比例尺、位置示意图的大小和放置的位置（见图11、图12）。

图11图例

（5）图形打印输出

打印输出首先需要设置打印机或绘图仪及其纸张尺寸，然后进行打印预览、打印。

图12林相图

4.2.10据更新

由于空间实体都处于发展进程中，获取的数据只反映一定时间范围内的特征，随着时间推移，数据会随之改变，数据更新可以满足动态分折之需要。

5．总结

ArcGIS是一套功能强大的地理信息系统应用平台，它不仅可以制作林相图，还可制作森林分布图、林权图、各种自然资源地图、自然地理地图、社会经济地图、森林经营地图、土壤分布图、树种分布图等，还可以进行森林资源分析和评价，如林业土地利用变化监测、地理空间分布、森林资源动态管理、林权管理；

在森林结构调整、森林经营中都有广泛的应用。

参考文献

1．党安荣等ArcGIS8Desktop地理信息系统应用指南清华大学出版社2003年03月

2.汤国安等ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程科学出版社2006年04月