ArcGIS10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理中的運(yùn)用

黃艷 馬瀟瀟 孫芳芳

摘 要：ArcGIS 10.1軟件是ESRI公司開(kāi)發(fā)的一套完整的GIS地理信息操作系統(tǒng)，具有完善的空間信息管理、空間分析共享、地圖制作等功能，在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理中具有較為突出的優(yōu)勢(shì)。因此，文章以ArcGIS 10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理中的運(yùn)用為切入點(diǎn)，介紹了ArcGIS 10.1軟件基礎(chǔ)編輯功能，分析了國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)基本要求。并結(jié)合某地國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理要求，闡述了ArcGIS 10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用過(guò)程。

關(guān)鍵詞：ArcGIS 10.1軟件；國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）20-0168-02

Abstract： ArcGIS 10.1 software is a complete set of GIS geographic information operating system developed by ESRI Company， which has the functions of perfect spatial information management， spatial analysis and sharing， map making and so on. Therefore， based on the application of ArcGIS 10.1 software in national surface cover data processing， this paper introduces the basic editing function of ArcGIS 10.1 software， and analyzes the basic requirements of national surface cover data. Combined with the requirements of surface cover data processing in a certain national condition， this paper expounds the application process of ArcGIS 10.1 software in surface cover data processing.

Keywords： ArcGIS 10.1 software； national surface cover data； data processing

前言

利用高分辨率航空航天遙感影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)，查清區(qū)域地表覆蓋現(xiàn)狀、自然人文地理要素空間分布情況，構(gòu)建蘊(yùn)含多種普查成果的數(shù)據(jù)庫(kù)，是地理國(guó)情普查的主要目標(biāo)。而ArcGIS 10.1軟件是地表覆蓋數(shù)據(jù)校準(zhǔn)處理的主要技術(shù)。因此，對(duì)ArcGIS 10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)分析非常必要。

1 ArcGIS 10.1軟件概述

ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)主要是以GIS坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，以經(jīng)緯度為地圖的儲(chǔ)存單位。ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)主要包括ArcGIS for Desktop、ARCGIS for Mobile、ARCGIS for Online幾個(gè)子系統(tǒng)。其中ArcGIS for Desktop主要包括數(shù)據(jù)處理及拓?fù)錂z查功能。其包括ArcMap（數(shù)據(jù)編輯處理）、ArcToobox（工具箱）、ArcSense（三維可視化及分析）、ArcCatalog（數(shù)據(jù)管理）等幾個(gè)模塊。其中ArcMap（數(shù)據(jù)編輯處理）為主要點(diǎn)、線(xiàn)、面基礎(chǔ)操作模塊；ArcToobox（工具箱）內(nèi)部具有數(shù)據(jù)處理、空間分析工具，可以滿(mǎn)足多種數(shù)據(jù)處理要求；ArcSense（三維可視化及分析）可以從三維模塊入手，對(duì)國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查；ArcCatalog（數(shù)據(jù)管理）可以通過(guò)數(shù)據(jù)資源管理，形成標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)集合[1]。

2 國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理基本要求

首先，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)處理階段，需要采用1/50000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，將其與1/10000基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息整合，作為區(qū)域要素屬性采集主要參考源。

其次，在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面，需采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，結(jié)合高斯-克呂格投影，依據(jù)6°標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分幅數(shù)據(jù)分帶。而投影坐標(biāo)原點(diǎn)則為投影帶中央經(jīng)線(xiàn)、赤道交點(diǎn)向西平移五百千米后的某一點(diǎn)；在高程處理方面，主要采用1985國(guó)家高層基準(zhǔn)，以米作為高程值單位。利用高斯-克呂格投影帶，綜合采用3°分帶（1/10000DEM）、6°（1/50000DEM）分帶標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行高程處理[2]。

最后，在主要數(shù)據(jù)源利用方面，基于國(guó)情地表覆蓋式數(shù)據(jù)普查現(xiàn)勢(shì)性要求，主要采用空間分辨率高、光譜分辨率高、時(shí)相交接近，且現(xiàn)勢(shì)性更新的影像類(lèi)型。

3 ArcGIS 10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用過(guò)程

3.1 國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理項(xiàng)目概述

某地煤田地理國(guó)情普查目標(biāo)為了解該地地形地貌現(xiàn)狀、地表覆蓋空間分布情況。并完成普查報(bào)告、普查成果系列地圖的繪制，以便為該地煤田常態(tài)化地理情況檢測(cè)提供依據(jù)，進(jìn)而為該地煤田經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文化建設(shè)提供充足的參考。該地煤田首次地理國(guó)情普查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)為2018年06月29日，需利用2018年03月01日至2018年06月29日時(shí)間段間獲取的航空航天遙感影像。配合ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)，對(duì)前期普查成果進(jìn)行核準(zhǔn)。最終可獲得與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)要求相符的成果。

3.2 軟件及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

本次全國(guó)地理國(guó)情普查主要以國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)為主體，主要用軟件及數(shù)據(jù)為：ArcGIS 10.1軟件；AutoCAD軟件；全省1/10000DLG數(shù)據(jù)；全省航攝影像數(shù)據(jù)；市縣大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及相關(guān)行業(yè)專(zhuān)題數(shù)據(jù)；全省1/50000DLG數(shù)據(jù)等。

3.3 數(shù)據(jù)初步處理

本次地表覆蓋前期分類(lèi)利用的數(shù)據(jù)主要為2018年03月01日至2018年06月29日時(shí)間段間獲取的航空航天遙感影像，地面分辨率為0.30m。依據(jù)《地理國(guó)情普查內(nèi)容及指標(biāo)》的相關(guān)要求，可將地表覆蓋內(nèi)容劃分為10個(gè)一級(jí)類(lèi)，50個(gè)二級(jí)類(lèi)及133個(gè)三級(jí)類(lèi)。

在具體操作過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員可利用AutoCAD軟件。在打開(kāi)該軟件之后，在軟件內(nèi)構(gòu)建一個(gè)圖形文件，將其命名為example.wg，并插入光柵圖像。隨后調(diào)整處于繪圖狀態(tài)的比例尺，新建線(xiàn)層，利用多線(xiàn)段，進(jìn)行地表覆蓋地類(lèi)圖斑的逐一勾繪。在地表覆蓋地類(lèi)圖斑勾繪完畢后，可新建一注記層，并進(jìn)行地類(lèi)、TAG（分類(lèi)）碼的逐一標(biāo)注。在地類(lèi)及分類(lèi)碼確定之后，相關(guān)技術(shù)人員可利用ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)，將套合好影像的地表數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件內(nèi)，進(jìn)行繪制編輯。即將LCA地表覆蓋采集模板更改為所繪制的圖幅號(hào)，并加載DOM地圖底圖數(shù)據(jù)縮放至圖層。隨后將多余圖層、影像范圍線(xiàn)外數(shù)據(jù)進(jìn)行清理。并調(diào)整圖形數(shù)據(jù)順序，進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)保存。

3.4 ArcGIS 10.1軟件在數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用

ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理中主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)拓?fù)錂z查，由于ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為基準(zhǔn)面、地圖投影兩組參數(shù)組成的坐標(biāo)系統(tǒng)。其中地圖投影為球面坐標(biāo)系依據(jù)一定規(guī)則投擲至平面上獲得的坐標(biāo)系統(tǒng)。上述坐標(biāo)系統(tǒng)工作底圖均為DOM遙感衛(wèi)星影像。因此，在ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于國(guó)情覆蓋數(shù)據(jù)處理前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)首先對(duì)基準(zhǔn)面坐標(biāo)系統(tǒng)、投影橢球、中央子午線(xiàn)換帶進(jìn)行逐一評(píng)測(cè)。在確定上述信息均正確無(wú)誤后，相關(guān)技術(shù)人員可打開(kāi)ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)。將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)后，在ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)ArcToolBox（工具欄）中，依次選擇Date Manage（日期管理）、ment Tools（工具）、Feature（要素）、Features to Polyline（要素轉(zhuǎn)線(xiàn)）。隨后在對(duì)話(huà)框彈出之后，相關(guān)技術(shù)人員可設(shè)置好線(xiàn)要素文件、線(xiàn)生成后儲(chǔ)存位置、線(xiàn)要素文件名，隨后將其添加至ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)TOC窗口內(nèi)。依據(jù)上述方式，相關(guān)技術(shù)人員可進(jìn)行Features to point（要素轉(zhuǎn)點(diǎn)）、Features to polygon（要素轉(zhuǎn)面）命令執(zhí)行。即利用前期AutoCAD軟件初步采集的數(shù)據(jù)，加載至ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)窗口內(nèi)，并將example.polyline dwg、example.annotation dwg等文件，分別轉(zhuǎn)化為xian.shp、dian.shp。

其次，在Features to point（要素轉(zhuǎn)點(diǎn)）、Features to polygon（要素轉(zhuǎn)面）轉(zhuǎn)換之后，需要正式執(zhí)行ArcGIS 10.1軟件拓?fù)錂z查任務(wù)。在ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)拓?fù)錂z查中，主要包括邏輯一致性檢查、拓?fù)涿鏅z查、拓?fù)渚€(xiàn)檢查等幾個(gè)模塊。其中邏輯一致性檢查主要指煤層地表覆蓋水面應(yīng)落在國(guó)情要素的高水界范圍內(nèi)。國(guó)情要素高水界范圍為HYDA，水面采集則包括水面、水渠兩種類(lèi)型。

在具體操作過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員可以在ArcGIS 10.1→ArcCatalog內(nèi)新建TEXT.MDB數(shù)據(jù)庫(kù)及TEXT數(shù)據(jù)集合。隨后將地表覆蓋層LCA層、國(guó)情要素HYDA層等需要檢查的國(guó)情數(shù)據(jù)導(dǎo)入TEXT數(shù)據(jù)集合內(nèi)。在TEXT數(shù)據(jù)集合新建拓?fù)?，并添加“必須被其他要素覆蓋”、“不能懸掛”、“不能自相交”規(guī)則。在拓?fù)湟?guī)則設(shè)置完畢之后，進(jìn)行LRDL（鐵路）、LRDL（公路）、HYDL（水系線(xiàn)）等要素拓?fù)渚€(xiàn)檢查；而在拓?fù)涿鏅z查階段，相關(guān)技術(shù)人員可在HYDL（水系線(xiàn)）要素內(nèi)設(shè)置拓?fù)湟?guī)則。即“不能重疊”、“不能有縫

隙”。

在拓?fù)湟?guī)則設(shè)置完畢后，相關(guān)技術(shù)人員可新建個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)xian.shp、dian.shp中存在的懸掛線(xiàn)情況、自相交情況、偽結(jié)點(diǎn)情況進(jìn)行逐一檢查修正。在相關(guān)錯(cuò)誤均修正完畢之后，相關(guān)技術(shù)人員可進(jìn)行線(xiàn)轉(zhuǎn)面操作。在線(xiàn)轉(zhuǎn)面后獲得mian.shp文件對(duì)其覆蓋面縫隙、重疊情況進(jìn)行進(jìn)一步檢查。即評(píng)估m(xù)ian.shp文件內(nèi)是否有且僅有dian.shp文件中一個(gè)點(diǎn)要素。在確定mian.shp文件內(nèi)有且僅有dian.shp文件中一個(gè)點(diǎn)要素后，考慮到煤田地理信息檢查特殊性，相關(guān)技術(shù)人員可依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。并將離散線(xiàn)面點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。同時(shí)對(duì)各國(guó)情要素屬性項(xiàng)進(jìn)行檢查，并合理命名?？紤]到ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)可以加載進(jìn)多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)，因此，相關(guān)技術(shù)人員可以利用ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)編輯圖層切換功能，進(jìn)行不同圖幅數(shù)據(jù)的接邊操作。在不同圖幅數(shù)據(jù)接邊后，可將整體數(shù)據(jù)整理后提交至標(biāo)準(zhǔn)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，ArcGIS 10.1地理信息系統(tǒng)是一門(mén)綜合性技術(shù)，具有全世界用戶(hù)群體最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的特點(diǎn)。因此，在ArcGIS 10.1軟件在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)ArcGIS 10.1軟件特點(diǎn)，在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)處理要求的指導(dǎo)下，在國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)初步處理后，對(duì)國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查處理，以保證國(guó)情地表覆蓋數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)要求相符。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳麗.ArcGIS軟件在地理國(guó)情普查中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016，39（1）：147-149.

[2]史亞平，華月園，楊躍文，等.AutoCAD與ArcGIS在地理國(guó)情普查項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016（S1）：45-47.