ArcGIS在林業(yè)專題圖制作中的應(yīng)用

汪新林

摘要：傳統(tǒng)的林業(yè)制圖方法是使用手工繪圖Phoroshop、CAD等軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。它一般是根據(jù)軟件的圖形編輯、處理文字和制作符號(hào)功能來控制林業(yè)制圖，這全部取決于操作者對(duì)軟件的熟悉狀況。鑒于社會(huì)的不斷發(fā)展，面對(duì)各種林業(yè)數(shù)據(jù)，舊的制圖方法與數(shù)據(jù)分離，沒有一一對(duì)應(yīng)，難以動(dòng)態(tài)管理和分析。ArcGIS軟件是一個(gè)綜合的、可伸縮的GIS平臺(tái)，它提供給用戶在制圖、編輯、矢量、柵格、測(cè)量和分析等方面的快速制圖辦法。操作軟件彌補(bǔ)了上述軟件的不足，廣泛應(yīng)用于各類林業(yè)專題地圖的制作。在此基礎(chǔ)上，主要分析和探討ArcGIS在林業(yè)專題地圖制作中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;林業(yè)專題圖;制作;應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在計(jì)算機(jī)硬件和軟件的支持下，空間數(shù)據(jù)采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并利用地理模型方法分析，合適的將多種空間和信息動(dòng)態(tài)的地理提供出來，為地理決策和地理研究加以服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。林業(yè)專題圖包含了大量的信息，承載了大量的負(fù)荷。不但要反映地形、交通等基本地理信息，還要反映小班地塊、森林、林地及管理屬性等林業(yè)專題信息。因此，采用gis軟件對(duì)地圖進(jìn)行繪制是十分合適的。

一、基于ArcGIS軟件制作林業(yè)專題圖的過程

ArcGIS是典型的地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件，它為自動(dòng)輸人、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)大的功能。ArcGIS在森林資源管理、森林動(dòng)態(tài)管理、森林自動(dòng)制圖、區(qū)域規(guī)劃、制圖等方面得到了成功的應(yīng)用。利用ArcGIS制作林業(yè)專題圖的過程可以概括為：采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)編輯、飾圖、輸出。

1.準(zhǔn)備制圖原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)常用的采集來源包括基本地形圖，森林資源專題地圖的各種類型，小班記錄卡片、森林資源連續(xù)清查、森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查及其他相關(guān)專業(yè)的調(diào)查數(shù)據(jù)等等，包含點(diǎn)、線、面各種類型，存儲(chǔ)于不同的形式，如圖紙、書面材料和電子文檔。分別不同的數(shù)據(jù)類型，應(yīng)該以不同的方式輸人。

2.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸人。建立完善的GIS圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)錄人是建成的重要一點(diǎn)，其成本往往占工程總投資的八成以上?？臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通常是分開輸人的，之后根據(jù)實(shí)際輸人的不同方法將這兩種數(shù)據(jù)類型結(jié)合起來。

（1）空間數(shù)據(jù)輸人。在林業(yè)制圖過程中，所涉及的空間數(shù)據(jù)主要有兩類：第一，基本數(shù)據(jù)，包括行政區(qū)劃邊界（如鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界，村組林場(chǎng)界限，所有者邊界），鐵路、公路各級(jí)、水系統(tǒng)、輪廓線、住宅用地，各類注記（村、鎮(zhèn)、林場(chǎng)名稱、水系統(tǒng)、道路名稱、地名，等等）;第二，專題數(shù)據(jù)，如林班、小班邊界（小班面），分地類、分森林類別區(qū)劃邊界等。按照存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的不同形式，也有各自不同的輸人方式。紙張儲(chǔ)存采用掃描矢量化輸人法;利用ArcGIS提供的轉(zhuǎn)換工具，將A，！oCAD的DWG格式等其他電子文檔形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ArcGIS的shapefile格式文件，直接導(dǎo)人設(shè)備在野外采集到的shapefile格式文件等。現(xiàn)在實(shí)際工作中我們使用的地形圖是比例尺為1：1萬的已裁切并地理配準(zhǔn)的柵格數(shù)據(jù)。

（2）屬性數(shù)據(jù)的輸人。林業(yè)制圖中最常用的屬性是小班面的單位屬性，包括小班所屬行政區(qū)域的編號(hào)、面積、地形地貌特征、土壤類型、優(yōu)勢(shì)樹種、冠層密度、土地類型、林地管理類型及森林經(jīng)營(yíng)類型等。假如沒有要輸入的屬性的電子文檔，最簡(jiǎn)單和直接的方法是使用鼠標(biāo)單擊相應(yīng)屬性類別字段，將其屬性直接輸人到屬性編輯框中加以保存。假如區(qū)域小班屬性的外部數(shù)據(jù)庫(kù)文件都已存在，則可以在確定了連接將基于的字段后，通過屬性中的連接與關(guān)聯(lián)功能將其連接到小班空間數(shù)據(jù)的屬性表，并可以通過導(dǎo)出數(shù)據(jù)加以保存。

3.空間數(shù)據(jù)的編輯處理。在空間數(shù)據(jù)輸人后，需要編輯和處理林業(yè)制圖所需的三個(gè)主要圖形元素：點(diǎn)、線、面的空間位置，進(jìn)行拓樸檢查并進(jìn)行必要的整理，確保拓樸關(guān)系的正確，以便于后續(xù)的屬性連接、空間分析和數(shù)據(jù)查詢等工作。

（1）線要素處理。在矢量化過程中，最好避免線段交叉、懸掛、重疊等。線類型的要素應(yīng)該作為一個(gè)單獨(dú)的層使用。

（2）面要素處理。當(dāng)小班面圖層處于編輯狀態(tài)時(shí)，如果在操作中，不必要地進(jìn)行了移動(dòng)或刪除，會(huì)造成空洞或小班面的重疊及面之間空隙的產(chǎn)生，不能形成正確的拓樸關(guān)系，在制圖過程中應(yīng)該細(xì)心操作。此外，小班面的跨森林類別界、跨行政區(qū)劃界，小班面融合跨不同地類林種林班等問題也應(yīng)注意，一定要避免這些現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4.空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接。完成后的點(diǎn)、線、面要素等空間數(shù)據(jù)經(jīng)檢查正確后，可以創(chuàng)建一個(gè)要素屬性表，添加關(guān)鍵字段，如小班編號(hào)（小班代碼）。在建成的要素屬性數(shù)據(jù)表中指定相同的字段，然后使用連接與關(guān)聯(lián)的功能，通過關(guān)鍵字段的連接將屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)連接。通過數(shù)據(jù)處理，還可實(shí)現(xiàn)林相圖中的小班數(shù)據(jù)隨著屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的更新而實(shí)時(shí)更新。

5.林相圖的制作、輸出

（1）符號(hào)庫(kù)的生成所需符號(hào)。利用ArcGIS軟件“編輯符號(hào)庫(kù)”功能生成新的符號(hào)，建立專門的符號(hào)庫(kù)用于制作林業(yè)專題地圖。ArcGIS的ArcMAP模塊中提供了Stylcmanage，這是一個(gè)交互式的符號(hào)設(shè)訓(xùn)系統(tǒng)，可以方便的制作所需要的符號(hào)，比如點(diǎn)和線。

（2）著色。森林圖的著色應(yīng)按要求進(jìn)行;此外，還要注意色彩的平衡和整體畫面的協(xié)調(diào)。

（3）圖面整飾。首先，對(duì)地理數(shù)據(jù)層進(jìn)行分層組合。其次，根據(jù)圖紙要求設(shè)置頁面，在設(shè)計(jì)布局中加入各種“框架”（圖例、比例尺、圓規(guī)、鏡框線等）。在ArcMAP中，可以根據(jù)制圖的需要自動(dòng)生成或修改圖例、畫框線等元素。

（4）輸出。矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)出為柵格數(shù)據(jù)，即圖像進(jìn)行柵格處理，然后輸出頁面設(shè)置，預(yù)覽后，即可打印出專題地圖。

二、其他應(yīng)用

1.其他專題地圖制作。根據(jù)已有的林相圖和數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑺行枰纳謱ｎ}圖制作出來，如森林經(jīng)營(yíng)類型分類圖、林場(chǎng)分布圖、森林樹種、優(yōu)勢(shì)樹種、年齡等級(jí)、冠層密度等專題圖;而且，在ArcMAP中，能夠按照?qǐng)D層屬性信息將餅圖、條形圖等各類統(tǒng)日?qǐng)D自動(dòng)生成。

2.提高林業(yè)管理的及時(shí)性。動(dòng)態(tài)管理林業(yè)資源的空間屬性數(shù)據(jù)。只要發(fā)生資源變化，資源數(shù)據(jù)能夠隨時(shí)更新，資源動(dòng)態(tài)變化能夠準(zhǔn)確及時(shí)地掌握。這在我區(qū)森林督查及年度林地變更調(diào)查中已得到很好地應(yīng)用，通過信息的及時(shí)更新，將可靠的決策依據(jù)提供給林業(yè)資源管理部門。

3.屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的分析和查詢。比如ArcMAP模塊中effects工具的swipe command來拉出不同時(shí)間段的小班數(shù)據(jù)的屏幕對(duì)比，以十分簡(jiǎn)單明了的方式找到數(shù)據(jù)的變化。

4.結(jié)合Google Earth直觀呈現(xiàn)林業(yè)資源狀況圖。通過創(chuàng)建自定義地理（坐標(biāo)）變換后，將shapefile格式圖進(jìn)行必要的地理坐標(biāo)變換，利用ArcMAP中的轉(zhuǎn)換工具，可以將shapefile格式文件與kmz格式文件相互轉(zhuǎn)換，既可在Google Earth中呈現(xiàn)直觀的森林資源現(xiàn)狀圖、歷史變化狀況圖等，又可通過Google Earth方便地采集相關(guān)制圖專題數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語

ArcGIS是套功能強(qiáng)大的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，它不僅可以制作林相圖，還可制作森林分布圖、林權(quán)圖、各種自然資源地圖、森林經(jīng)營(yíng)地圖、土壤分布圖、樹種分布圖等，還可以進(jìn)行森林資源分析和評(píng)價(jià)，如林業(yè)土地利用變化監(jiān)測(cè)、地理空間分布、森林資源動(dòng)態(tài)管理、林權(quán)管理;在森林結(jié)構(gòu)調(diào)整、森林經(jīng)營(yíng)中都有廣泛的應(yīng)用。筆者只對(duì)一份簡(jiǎn)單的林業(yè)專題圖制作作了介紹，編輯、美化、分析功能需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索。

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