ArcGIS在林业专题制图中的应用.docx

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ArcGIS在林业专题制图中的应用

ArcGIS在林业专题制图中的应用

摘要

ArcGIS是目前广泛使用的地理信息系统平台，本文通过地形图扫描、栅格图像配准、个人地理数据库的建立、矢量化编辑、小班属性数据的输入、地图版面设计等操作，介绍了林业专题地图制作的方法和步骤，该方法可以制作自然资源地图、自然地理地图、社会经济地图、森林经营地图等，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。

关键词：

ArcGIS林业专题地图地理信息系统

1.前言

目前，林业的六大工程和数字林业的建设中都使用的3S技术，发展3S必须优先依托经济效益高的行业，完成3S需要的必要积累。

现在，我国3S总产值已经达到，而为了达到综合的社会经济效益，农、林业等需要国家投入发展3S的部门，已经可以通过相对较小的投入得到非常高的效益了。

林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。

社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。

常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。

这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚至无法接受。

利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。

在我国上万个基层林业生产单位中，森林资源清查、各种经营方案的设计（如造林规划、抚育间伐、伐区设计等）常常需要大量的人力、物力、财力。

利用"3S"技术的优势可表现在：

提高工作效率

（1）提高制图速度、缩短内业时间。

（2）提高二类、伐区和其他专题调查的效率。

（3）提高制作经营决策方案的效率。

节省经费

（1）节省二类调查经费：

制作一张林相图，过去利用人工制作，大约要7天，而利用GIS，不到1小时。

整理内业工作，从勾绘草图、小班求积、清样、标注、描色、数据分析、统计等都可以实现计算机化，与人力相比GIS在总体上可节省5倍的经费。

（2）利用已有的林相基本图和数据，GIS可以随时制作任何林业专题图，如造林规划图、土地分布图、经营抚育实施图、成熟林分布图等，节省专题图制作费。

（3）节省伐区设计的内业经费。

（4）节省外业调查经费，利用GIS更新后的林相图、制作立体林相图，更有利于外业调查。

使林业经营管理更趋科学化

（1）将空间数据作为不可缺少的因素与属性数据进行综合分析，改变单一属性数据分析的缺陷。

使制作的决策方案更加合理。

（2）对林业森林资源的空间属性数据进行动态管理，一旦资源发生变更，即刻对资源数据进行更新，从而准确掌握资源的状况，做出有效的决策。

（3）制作与生长模型，决策模型等有关的专题地图提供形象化的决策分析方案，为经营方案准确有效的实施奠定基础。

2.准备工作

目前,在林业专题图制作主要过程为:

扫描纸质地形图为栅格图像、影像配准、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。

2.1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，然后将纸质地形图放放扫描仪进行扫描，注意为了减少误差，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JPGA或者其他格式。

2.2进行地形图的配准

2.2.1加载数据和影像配准工具

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“影像配准”工具栏。

（2）把需要进行配准的影像增加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具栏中的工具被激活。

图1加载地图数据和影像配准工具栏窗口

2.2.2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，我们可以从图中均匀的取几个点。

一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。

（1）在”影像配准”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位置，如下图所示：

图2添加控制点对话框

（3）用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。

点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。

图3添加控制点后的链接表

2.2.3设定数据框的属性

（1）增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在”影像配准”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

图4数据框属性对话框

2.2.4矫正并重采样栅格生成新的栅格文件

（1）在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件。

图5影像矫正对话框

（2）加载重新采样后得到的栅格文件，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重新采样后的影像进行操作的。

通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。

2.3建立要素类

（1）打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“个人Geodatabase”。

并修改该Geodatabase数据库的名称（例如ly.mdb）。

（2）下面将为该Geodatbase创建新的要素类，首先创建一个“小班面”要素类来存储小班要素。

在ArcCatalog中，鼠标右击ly这个个人Geodatabase,在“新建”中选择“要素类”.

图6新建要素类

（3）输入创建的要素类的名称“小班面”，点击下一步。

（4）选择要素类型：

多边形要素

（5）选择坐标系统：

如图7

图7选择坐标系统

（6）添加字段

为“小班面”要素类添加小班号、面积、树种、土壤类型等字段。

要注意字段类型和字段长度。

最后点完成。

图8添加字段对话框

2.4矢量化小班面

（1）打开ArcMap，加载已配准地形图到数据框中，再将新建的多边形要素“小班面”图层，保存地图文档为lydt.mxd

（2）打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“小班面”要素类。

确认编辑器中：

任务为――新建要素，目标为――小班面，设置图层――的显示符号，并设置为合适的宽度。

图9小班面编辑（矢量化）

（3）最后保存编辑

2.5输入属性数据

在数据框中右击“小班面”要素类，点“打开属性表”，进行小班数据的录入。

如图10

图10属性数据编辑

3林业专题地图制作

（1）在Aremap工作区中点布局视图，在工具栏上点击文件选择“打印和页面设置”选择则你所布局的格式“水平”或“垂直”，以及打印纸的大小。

（2）根据制图需要，在要素属性中，可以设置标注、以及符号化。

（3）在布局视图内填入“标题”、“指北针”、“比例尺”、“图例”、“制作人和制作时间”等。

。

图11土壤分布图

图12树种分布图

4总结

ArcGIS是一套功能强大的地理信息系统应用平台，他不仅可以制作土壤分布图、树种分布图，还可制作各种自然资源地图、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。

"3S一体化"技术在多资源综合调查及动态监测中的应用地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）和全球定位系统（GPS）随着计算机技术、无线电技术以及地球环境科学的发展从各自相对独立发展阶段进入相互融合、相互渗透和共同发展阶段。

"3S一体化"技术为森林资源清查、野生动植物资源等多资源调查提供有力的技术手段,通过不同年度卫片光谱特征性质的分析来进行动态监测。

同时,地理信息系统可以将森林的自然及社会经济属性转述为数字形式，从而为森林资源全方位多层次的综合管理提供有力的技术支持在遥感、地理信息系统和全球定位系统现有技术的基础上，进一步完善森林资源清查、灾害调查、监测与预测预报、森林信息动态更新的"3S"一体化技术与分析处理系统；开发网络GIS与微型GIS系统，逐步形成以网络为传输工具、网络GIS为传输平台、微型GIS为林业数据管理、遥感为数据更新信息源的林业信息共享服务信息产业，为林业生产和生态监测、灾害预报等提供遥感制图、信息更新、辅助决策等信息技术服务，提高林业生产整体水平。

致谢

参考文献

1.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

2。

吴秀芹等ArcGIS9地理信息系统应用与实践清华大学出版社2007年06月

3.王洪战等基于ArcGIS的专题地图制作方法综合研究 城市勘测 2008-08

4. 王哲ArcGIS软件平台上基于基础地理信息数据库的地图符号化表达 现代测绘2008-07

5. 王国荣基于ARCGIS在森林分类区划中的制图探索  四川林业科技2009.08