遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生專題地圖制圖技術(shù)探討

白淑英

摘要 專題地圖制作技術(shù)是遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生必須掌握的最基本的技能之一。針對(duì)目前相關(guān)實(shí)習(xí)圖書中內(nèi)容繁多，且多與地理信息系統(tǒng)和測(cè)量實(shí)習(xí)混在一起的問題。本文通過本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的整合，系統(tǒng)設(shè)計(jì)適合遙感專業(yè)專題地圖制圖實(shí)例，為相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供系統(tǒng)、精煉、濃縮的專題制圖技術(shù)指導(dǎo)書，從而使學(xué)生快速掌握基本專題制圖技術(shù)。

關(guān)鍵詞 遙感專業(yè) 地圖專題制圖 實(shí)習(xí)指導(dǎo)書

專題地圖制作技術(shù)是遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生必須掌握的基本技能之一。目前有很多關(guān)于專題地圖制圖技術(shù)的圖書，有些以地圖制圖理論基礎(chǔ)知識(shí)為主。很多GIS軟件及地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教材中都有地圖制圖部分，但涉及到整個(gè)制圖過程，且側(cè)重于空間分析及處理方面的內(nèi)容。跟遙感專題制圖實(shí)習(xí)密切相關(guān)的圖書包括了野外測(cè)量部分內(nèi)容。還沒有適合遙感專業(yè)本科生快速掌握地圖制圖的基本技術(shù)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書。因此，本文總結(jié)了遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生應(yīng)該掌握的專題地圖制圖技術(shù)內(nèi)容和基本方法。為編制適合遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，簡(jiǎn)單實(shí)用的地圖制圖基本技能的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書提供參考。

專題地圖制圖技術(shù)是研究成果最直接最直觀的表達(dá)方式，無論在學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告還是在畢業(yè)論文中都能用到。（1）專題制圖技術(shù)是遙感等專業(yè)的研究成果表達(dá)方式，是最應(yīng)該掌握的基本技能之一；（2）專題制圖技術(shù)與各個(gè)專業(yè)的理論知識(shí)聯(lián)系密切，是理論知識(shí)和實(shí)踐的密切結(jié)合；（3）目前學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告和畢業(yè)論文中的制圖極其不規(guī)范，很多學(xué)生不知道該如何制圖；（4）專題制圖技術(shù)的熟練掌握對(duì)學(xué)生考研及未來的工作也有一定幫助。

1專題地圖數(shù)字化

1.1建立點(diǎn)、線、面圖層

建立矢量圖層步驟：打開Are GIS的桌面化工具ArcMap軟件，打開Catalog，在Catalog中定位到存放新建圖層的文件夾，右鍵New-Shapefile，打開Create New Shapefile面板，在Feature Type后分別選擇Point、Polyline、Polygon類型，分別生成點(diǎn)、線、面圖層。

1.2數(shù)字化底圖中的點(diǎn)、線、面要素

數(shù)字化底圖中的點(diǎn)、線、面要素，保存要素與屬性值。首先在Catalog中選中圖層加載到ArcMap中。在AreMap工具欄空白處右鍵，選中Editor，加載Editor工具條。點(diǎn)擊Editor工具條的Start Editing，使矢量數(shù)據(jù)圖層處于可編輯狀態(tài)。展開Editor-Editing Window-Create Features，點(diǎn)擊后打開CreateFeatures面板。選中Create Features面板里面的某個(gè)圖層，并在Construction Tools下面選擇相應(yīng)的工具即可進(jìn)行數(shù)字化。編輯完成后，點(diǎn)Editor下拉菜單-save edits-stop edit。

（1）數(shù)字化點(diǎn)。對(duì)于點(diǎn)圖層，選中Construction Tools下面的Point，依據(jù)底圖上點(diǎn)的位置數(shù)字化即可。

（2）線性要素的數(shù)字化。獨(dú)立的線狀要素?cái)?shù)字化：Editor-Editing Window-Create Features，用Sketch Tool工具數(shù)字化。

丁字路口數(shù)字化：Editor-Snaping，勾選起點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)，然后進(jìn)行數(shù)字化，只要畫筆到容限值范圍內(nèi)即可與已有端點(diǎn)貼合。

制作平行線：選中一條線，Editor-Copy parallel輸入制作平行線距離即可。

制作線要素的緩沖區(qū)：選中一條線，Editor-Buffer輸入制作緩沖區(qū)距離即可。

線要素分段：選中一條線，Editor-Split或者Divide。

線要素合并：選中兩條線Editor-Merge。

（3）面狀要素?cái)?shù)字化。獨(dú)立面狀要素?cái)?shù)字化：Editor-Editing Window-Create Features，用Sketch Tool工具數(shù)字化。

一個(gè)面要素分割成兩個(gè)面要素：選中所要編輯的圖層-然后在Editor工具條的task欄中-選擇Modify tasks-cut polygon features-然后使用task旁的編輯工具（鉛筆形圖標(biāo)）-跨越面要素劃一條直線雙擊結(jié)束，面要素將被分成兩半。

在已有面要素周圍產(chǎn)生新要素，與已有面要素共用一條邊：選擇Construction Tools下面的Auto Complete Polygon，從公共邊的一點(diǎn)出發(fā)，到公共邊的另一點(diǎn)雙擊結(jié)束。

合并兩個(gè)面要素：選中兩個(gè)面要素Editor-Merge。

制作島狀面要素：先數(shù)字化大的多邊形，然后使其透明顯示，然后在上面數(shù)字化島，選中島一Editor-Clip。

1.3地圖屬性操作

1.3.1屬性表結(jié)構(gòu)和特性的修改

在ArcCatalog目錄樹中，右鍵單擊需要添加屬性的Shapefile，單擊Properties。打開Shapefile Properties對(duì)話框，單擊Fields標(biāo)簽，在Filed Name列中，輸入新屬性項(xiàng)的名稱，在DataType列中選擇新屬性項(xiàng)的數(shù)據(jù)類型。在下方的Field Properties選項(xiàng)卡輸入合適的數(shù)據(jù)類型參數(shù)。

1.3.2為已有要素添加或更改屬性值

對(duì)已有要素進(jìn)行屬性添加、修改或者刪除操作必須是在圖層可編輯狀態(tài)下進(jìn)行。右鍵單擊要編輯的圖層，選擇“打開屬性表”（Open attribute table）?；蛘呃谩皩傩浴保ˋttributes）窗口進(jìn)行賦值。

利用表窗口或者“屬性”窗口為單個(gè)要素添加或修改屬性值。找到需要添加或修改的字段以及對(duì)應(yīng)的記錄，手動(dòng)輸入單個(gè)屬性值。

表窗口批量賦值是利用“字段計(jì)算器”進(jìn)行的，前提條件是兩個(gè)字段的字段屬性必須遵循一定的規(guī)則（短整型、長(zhǎng)整型、雙精度、單精度都可向文本復(fù)制，但是文本復(fù)制不到數(shù)值中）。（1）右鍵單擊需要添加或修改的字段名，選擇“字段計(jì)算器”（FieldCalculator）；（2）在“字段計(jì)算器”對(duì)話框中的文本框中直接輸入值或者表達(dá)式執(zhí)行計(jì)算。

利用“屬性”窗口為多個(gè)要素進(jìn)行批量賦值。（1）單擊要素所在圖層，如果只想更新其中某些要素，按住鍵盤上的Ctrl鍵，同時(shí)單擊這些要素；（2）單擊需要添加或修改的字段后的單元格，輸入相應(yīng)的屬性值。

1.3.3連接空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)

利用ArcGIS自帶的join可以實(shí)現(xiàn)屬性和Excel的關(guān)聯(lián)。具體步驟：（1）首先制作一份表格；（2）右擊圖層選擇Joins and Relates-Join：（3）設(shè)置好對(duì)應(yīng)的字段；（4）單擊OK即可實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。

1.3.4字段函數(shù)運(yùn)算

Field Calculator工具可以在屬性表字段點(diǎn)擊右鍵，選擇“Field Calculator”，或者Data Management Tools-fields-Calculate Field打開，可以對(duì)任何字段進(jìn)行函數(shù)運(yùn)算。

2專題地圖制圖綜合

2.1線狀信息制圖綜合

線狀信息制圖綜合主要是平滑掉角度非常尖銳的線。在軟件的工具欄中選擇單擊“Arctoolbox”圖標(biāo)，彈出ArcToolbox工具箱，ArcToolbox-Data Management Tools-Generalization-SmoothLine。彈出平滑線對(duì)話框，在其中輸入要素選擇打開的線圖層，輸出要素路徑并命名，選擇平滑算法，填寫平滑容差的長(zhǎng)度。

2.2面狀信息制圖綜合

2.2.1去除瑣碎圖斑

去除多邊形數(shù)字化及空間分析后的矢量數(shù)據(jù)中的瑣碎圖斑。具體步驟：打開矢量圖層的屬性表，選中需要融合的字段，單擊右鍵選擇CalculateGeometry對(duì)話框，在Units下拉框中選擇Square Meters，單擊確定。在屬性表里打開Selected bv attributes對(duì)話框，在下面框中輸入“SurfaceAre”<800（需要融合掉的最大值），然后利用Eliminate工具進(jìn)行融合。

2.2.2用一個(gè)圖層擦除另一個(gè)圖層

在矢量數(shù)據(jù)處理過程中需要將某個(gè)圖層的要素用另一個(gè)圖層進(jìn)行去除，具體操作如下：（1）選擇菜單Selection-SelectBy Attribute，在對(duì)話框的Layer欄選擇地類圖斑，選擇一個(gè)字段后單擊GetUnique Values，然后在最下邊框中輸入符合條件的圖斑，單擊OK；（2）打開Erase工具，在InputFeature中加載被擦除的圖層，在EraseFeatures中加載擦除的圖層。

2.2.3圖層合并

打開需要合并圖斑圖層屬性表，添加一個(gè)新字段。打開Union工具，在InputFeature中加載需要合并圖斑的圖層，勾選Gaps Allowed選項(xiàng)。

2.2.4關(guān)聯(lián)圖斑打散

選擇StartEditing，在打開的對(duì)話框中選擇要打散的要素，然后Editor-More Editing Tools-Advanced Editing，在其工具欄中單擊Explode Multi-partFerture工具。

3專題地圖圖例設(shè)計(jì)、注記與制圖

3.1地圖圖例設(shè)計(jì)

在ArcMap中對(duì)數(shù)字化點(diǎn)、線、面要素進(jìn)行圖例設(shè)計(jì)步驟如下：（1）在Table ofContent內(nèi)容列表中右鍵單擊要使用符號(hào)繪制的圖層，然后在彈出的快捷菜單中單擊Properties屬性，彈出Layer Properties（圖層屬性）對(duì)話框；（2）單擊對(duì)話框中的Symbology符號(hào)系統(tǒng)選項(xiàng)卡。

單一符號(hào)顯示：?jiǎn)螕魧?duì)話框左側(cè)顯示框中的Features（要素）-Single symbol（單一符號(hào)），單擊Symbol下面的符號(hào)圖形按鈕，在彈出的Symbol Selector符號(hào)選擇器中選擇相應(yīng)的符號(hào)。

分類符號(hào)顯示：在ArcMap中分類符號(hào)顯示有3種類別，即Unique values（唯一值）、Unique values，many fields（唯一值，多個(gè)字段）、Match to symbols in a style（與樣式中的符號(hào)匹配）。

數(shù)量的顏色分級(jí)顯示：（1）在Show列表框中，單擊Quantities（數(shù)量）-Graduated color（漸變色）選項(xiàng)；（2）在Field（字段）-Value（值）下拉列表框中選擇用來分級(jí)的字段；（3）如果需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，則在Field-Normalization（歸一化）下拉列表框中選擇合適的字段；（4）在Color Ramp（顏色序列）下拉列表框中選擇所需要的顏色序列；（5）在Classificaiton（分級(jí)）-Classes（級(jí)數(shù)）下拉列表中選擇要分的等級(jí)；（6）如果需要對(duì)分級(jí)的方法進(jìn)行調(diào)整，可以單擊Classify按鈕，在彈出的Classification對(duì)話框中進(jìn)行調(diào)整；（7）在Classificaiton（分級(jí)）-Methos（方法）下拉列表中可以選擇分級(jí)的方法，選擇好分級(jí)方法后，單擊OK按鈕，完成分級(jí)方法的設(shè)置。

分級(jí)符號(hào)：對(duì)圖層使用分級(jí)符號(hào)的方法和步驟：（1）在Show列表框中，單擊Quantities（數(shù)量）-Graduatedsymbols（分級(jí)符號(hào)）選項(xiàng)；（2）在Field（字段）-Value（值）下拉列表框中選擇用來分級(jí)的字段；（3）在Symbol Size from文本框中輸入最小和最大符號(hào)大小，然后單擊Classify分類按鈕。

比例符號(hào)：比例符號(hào)圖例可顯示一系列針對(duì)一組值以從小到大順序排列的分級(jí)符號(hào)。（1）在Show列表框中，單擊Quantities（數(shù)量）-Proportional symbols（比例符號(hào)）選項(xiàng)；（2）在Field（字段）-Value（值）下拉列表框中選擇用來分級(jí)的字段。

餅圖顯示：如果要說明各個(gè)部分在整體之間比例關(guān)系，則餅圖非常有用。（1）在Show列表框中，單擊Charts（圖表）-Pie（餅圖）選項(xiàng)；（2）在Background（背景）中設(shè)置背景顏色，在Color Scheme（配色方案）中選擇合適的配色方案；（3）勾選Prevent chart overlap（避免圖表壓蓋）復(fù)選框；（4）單擊Size（大小）按鈕，在彈出的Pie ChartSize（餅圖大?。?duì)話框中設(shè)置餅圖的變化類型和符號(hào)大小。

柱狀圖顯示：條形圖/柱形圖可用于顯示相對(duì)量而不是比例或百分比。（1）在Show列表框中，單擊Charts（圖表）-Bar/Colum（條形圖/柱形圖）選項(xiàng)；（2）將FieldSelection（字段選擇）列表中的多個(gè)字段選擇，并點(diǎn)擊右移按鈕，則系統(tǒng)自動(dòng)為這些字段賦予符號(hào)；（3）單擊Properties按鈕，彈出Chart SymbolEditot（圖表符號(hào)編輯器），設(shè)置符號(hào)的寬度、方向等參數(shù)。

3.2地圖注記

地圖注記的形成過程就是地圖的標(biāo)注（Label），圖層注記步驟：在圖層列表Table of Contents右鍵圖層-Properties-Labels，勾選Label features in this layer，在Label Field后選擇數(shù)字化時(shí)新建的type字段，可修改字形字號(hào)后點(diǎn)擊確定，生成線圖層的注記；在菜單欄-Insert-Text，把地圖中出現(xiàn)的Text文本框拖動(dòng)到林地多邊形內(nèi)部，雙擊，輸入文字，修改字形字號(hào)顏色后點(diǎn)擊確定。在Change Symbol-Edit Symbol-Advanced Text中勾選Text Background，進(jìn)入Properties-Symbol可修改背景色及邊框等。

3.3地圖制圖輸出

輸出JPEG格式圖，要求有圖例、指北針、比例尺（單位為米），具體步驟：菜單欄File-Page and Print Setup設(shè)置打印紙張大小，菜單欄View-Layout View切換到制圖版面。菜單欄Insert-North Arrow，選擇指北針樣式。菜單欄Insert-Lenend，打開Legend Wizard面板。右鍵選擇Properties，在Item標(biāo)簽下選中這三個(gè)圖層，點(diǎn)擊Style，選擇圖例樣式。同樣，在Item標(biāo)簽下選中這三個(gè)圖層，點(diǎn)擊Symbol，設(shè)置文字樣式。在General標(biāo)簽下的Title欄修改為中文圖例。菜單欄Insert-ScaleBar，選擇比例尺樣式，點(diǎn)擊Properties，在Scale and Units標(biāo)簽下的Division Units下的下拉列表可選擇單位，在Label后面可輸入顯示的單位。完成后菜單欄Ffle-Export Map，選擇保存路徑并命名，設(shè)置分辨率輸出為JPEG格式圖片。

4小結(jié)

本文著重講述代表性強(qiáng)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，在了解當(dāng)前GIS制圖最新進(jìn)展基礎(chǔ)上，結(jié)合遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)與要求，深入研究適合該專業(yè)本科教學(xué)要求，并滿足社會(huì)各行業(yè)對(duì)該專業(yè)人才需求。本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書具有以下特色：

（1）實(shí)習(xí)教程內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)。針對(duì)遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)都應(yīng)該掌握的專題地圖制作技術(shù)進(jìn)行編寫，有利于學(xué)生對(duì)專題地圖制圖進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

（2）實(shí)習(xí)教程內(nèi)容實(shí)用性強(qiáng)。本教材突出專題地圖的電子地圖方面的內(nèi)容，為地圖學(xué)方面最基礎(chǔ)最實(shí)用的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書。

（3）實(shí)習(xí)教程內(nèi)容濃縮、精煉。本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書對(duì)其他教程內(nèi)容進(jìn)行精煉、濃縮，有利于學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)掌握最實(shí)用的專題制圖技術(shù)。

該實(shí)習(xí)指導(dǎo)書系統(tǒng)設(shè)計(jì)地圖制圖的基本流程，可以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面及動(dòng)手操作能力，提高教學(xué)效果，提高學(xué)生的成果表達(dá)能力。

★2016年大氣科學(xué)與環(huán)境氣象實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教材建設(shè)項(xiàng)目“遙感專題地圖制作實(shí)習(xí)教程”（項(xiàng)目編號(hào)：SXJC20168205）資助