淺談ArcGIS 在公交線路分布制圖中的應(yīng)用

李莉

(南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院 江西南昌 330038）

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，制圖方式需為兼具出圖效率性和成果豐富性而隨之改變，需要從目前傳統(tǒng)的制圖方式中解放出來。傳統(tǒng)公交制圖的工藝流程較為繁瑣、復(fù)雜，且無法利用地理坐標直接定位，導致在地理信息數(shù)據(jù)更新、比例尺變化、需求改變等方面造成的工作量巨大，因此傳統(tǒng)制圖方式在時間和經(jīng)濟上的成本較大?；贏rcGIS 軟件制圖不但能提高了繪圖速度和精準度，減小外界環(huán)境帶來的誤差，也能進一步豐富地圖的種類和使用方式，對于需求的改變也能在有限的時間內(nèi)作出響應(yīng)，利于信息的共享[1]。

1 研究區(qū)域

某市全境以平原為主，東南相對平坦、西北丘陵起伏，水網(wǎng)密布、湖泊眾多。

2 已有資料

已有數(shù)據(jù)包括所有該市域范圍內(nèi)的公交線路信息，包括公交線路名稱、途徑站點、上下行、車載GPS定位點經(jīng)緯度坐標等屬性信息的文件；同一坐標系的市域正射影像圖（DOM）；同一坐標系的市域電子地圖數(shù)據(jù)，包含道路線、水系面、居民地面、植被面、以及16 類POI 注記等；以及中心城區(qū)規(guī)劃效果圖（用于提取中心城區(qū)范圍線）。

3 公交線路分布圖制作

3.1 投影設(shè)置

因已有的底圖影像與電子地圖的投影坐標系均為該市平面2000 坐標系，故以該市平面2000 坐標系為目標投影坐標系。

3.2 影像底圖制作

在ArcGIS 軟件中加載2018 年市域正射影像圖（DOM）和市域電子地圖數(shù)據(jù)，作為公交線路分布專題圖的底圖。

3.3 公交線路圖層制作

3.3.1 原始數(shù)據(jù)坐標系轉(zhuǎn)換

需將原始的公交GPS 點數(shù)據(jù)所在的國家大地坐標系轉(zhuǎn)換至底圖數(shù)據(jù)所在的該市平面2000 坐標系下，保證所有數(shù)據(jù)在同一坐標系下。按照坐標轉(zhuǎn)換軟件對轉(zhuǎn)換文件格式的要求處理待轉(zhuǎn)換的Excel 文件，再通過坐標轉(zhuǎn)換軟件，將Excel 中的經(jīng)緯度坐標轉(zhuǎn)為該市平面2000 坐標系，最后在Excel 表中將城建坐標系下公交定位點的平面坐標分別附上字段名“x”、“y”，以滿足ArcGIS 軟件中要求的數(shù)據(jù)輸入條件(如圖1 所示)。

圖1 原始數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換成果

3.3.2 制作輸入數(shù)據(jù)

因原始數(shù)據(jù)一個Excel 表單中包含了所有公交線路及其上下行點位信息，然而實際的公交線路存在上行和下行走向不一致的情況，且為便于后續(xù)數(shù)據(jù)修改以及成果檢查，需按公交線路及其行進方向分開制作線路數(shù)據(jù)，即一個表單一個單行線路。根據(jù)Excel 表中“上下行”屬性字段，分離為單線路的上行和該線路的下行，一個表單中只放單線路的上行或者下行數(shù)據(jù)，所有表單集成在一個Excel 文件中，該Excel 文件為制作專題圖的輸入數(shù)據(jù)（如圖2 所示）。

圖2 輸入數(shù)據(jù)制作成果

3.3.3 Excel 文件生成點shp 文件

將Excel 中所有包含坐標信息的GPS 點數(shù)據(jù)生成ArcGIS 中的GPS 點符號疊加顯示在底圖影像上。在ArcGIS 界面下，用菜單中加載功能加載待輸入的Excel 文件，一次性添加所有表單且逐個進行ArcGIS 與Excel 之間的字段映射生成ArcGIS 點層（因該市平面2000 坐標系與ArcGIS 中x 坐標和y坐標的表示方式相反，因此在ArcGIS 與Excel 之間進行字段映射時，將ArcGIS 中的X 值映射Excel 中的“y”字段，ArcGIS 中y 值映射Excel 中的“x”字段，如圖3 所示），此時即生成帶$ 個事件的圖層，此圖層并不具備shp 圖層的基本功能，需通過導出數(shù)據(jù)導出點shp 文件的方式將數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)文件夾內(nèi)，此時生成有效點shp 文件。

圖3 在ArcGIS 中映射Excel 值

3.3.4 點shp 文件生成線shp 文件

將GPS 點符號連接成能夠顯示其形狀、位置及其走向的公交線疊加顯示在底圖影像上。利用ArcGIS 工具箱中的“點轉(zhuǎn)線”工具批量將之前生成的點shp 文件生成線shp 文件，且一個點shp 文件只能生成一個線shp 文件，因此需要逐個文件在其屬性表中增加“線路名稱”字段并在該字段中輸入對應(yīng)線路名稱（該步驟無法批量處理），便于后續(xù)公交線路走向的查詢、定位、檢查與修改。

3.3.5 線數(shù)據(jù)本身邏輯錯誤及處理方式

原始GPS 點數(shù)據(jù)本身存在飛點、無效點等問題導致由其生成的線數(shù)據(jù)存在非正常斷開、線回頭、線頭或線尾處無線延伸等明顯邏輯錯誤(如圖4 中a所示)。激活編輯器，將該線路的線shp 文件中造成邏輯問題的點逐個刪除，最后在核實與原始數(shù)據(jù)無誤且與事實相符后（如圖4 中b 所示），保存修改后的shp 文件，關(guān)閉編輯器。

圖4 公交線路線邏輯問題處理前后對比

3.3.6 線路走向檢查與修改

因交通路況變化造成公交線臨時變更，導致由車載GPS 定位數(shù)據(jù)生成的公交線路走向與規(guī)定線路的走向不一致，因此需要在ArcGIS 中通過將同一公交線路的上行線與下行線疊加查看檢查兩者走向是否一致，同時對照市政集團“掌上公交”app 逐一核實，以此查找可能存在的錯誤，并逐條修改錯誤線路，確保每一條公交線路的的客觀性、真實性(如圖5所示)。

圖5 公交線路線走向問題處理前后對比

3.3.7 生成最終且準確的公交線路shp 文件

利用ArcGIS 工具箱中的合并功能，將最終的單線路單行進方向的公交線路shp 文件合并為一個總線路shp 文件。

3.3.8 制作中心城區(qū)范圍面shp 文件

該范圍用于裁切中心城區(qū)范圍內(nèi)的公交線路數(shù)據(jù)。首先在ArcGIS 界面中加載已有的中心城區(qū)規(guī)劃效果圖，激活影像糾正工具，并分別在影像底圖和中心城區(qū)規(guī)劃效果圖內(nèi)同一地物上刺糾正控制點，控制點刺5-6 個且在圖幅內(nèi)均勻分布，直至影像底圖和中心城區(qū)規(guī)劃效果圖內(nèi)相同地圖坐標一致、相同地物基本重合；其次新建面shp 文件，激活編輯功能，在該shp 文件中按照糾正后的中心城區(qū)規(guī)劃效果圖內(nèi)的中心城區(qū)的柵格范圍進行矢量描繪，生成中心城區(qū)范圍面shp 文件。

3.3.9 生成中心城區(qū)范圍內(nèi)總公交線路shp 文件

利用ArcGIS 中工具箱中的裁切功能，以中心城區(qū)范圍面shp 文件為輸入數(shù)據(jù)，總公交線路的線shp文件為裁切數(shù)據(jù)，生成中心城區(qū)范圍內(nèi)的總公交線路數(shù)據(jù)（如圖6 所示）。

圖6 中心城區(qū)范圍內(nèi)的總公交線路分布示意圖

3.4 文字注記設(shè)置

在ArcGIS 界面中加載電子地圖，利用“標注”工具將原有電子地圖中的道路注記標注在地圖上，并設(shè)置顏色及大小。

3.5 地圖整飾

地圖整飾主要是添加圖外要素如圖名、圖例、比例尺等地圖元素[6]。利用ArcGIS 地圖視圖布局中的“插入”工具，在其“屬性”框里設(shè)置文字類元素的顏色及大小，在其“繪圖工具”框里設(shè)置圖例、圖框、比例尺等的顏色及大小。

3.5 地圖輸出

根據(jù)地圖的圖幅長寬尺寸以及其它地圖元素的大小、位置等需求進行地圖版面的設(shè)置，利用ArcGIS的書簽工具將保存?zhèn)浞莩蓤D的地圖版面，通過“地圖導出”工具設(shè)置出圖分辨率保存圖片版地圖，以備打印出圖。

4 結(jié)束語

相比傳統(tǒng)的制圖方式，基于ArcGIS 軟件根據(jù)圖內(nèi)要素坐標值自動定位的制圖方式，不僅提高了成圖中各要素位置的精準度以及制圖工作的效率，同時能夠滿足圖內(nèi)各要素的查詢、修改、計算、分析等其它數(shù)據(jù)處理需求。但是，若底圖所需專題數(shù)據(jù)地理范圍超出底圖影像本身的覆蓋范圍，則需利用其它多源影像與現(xiàn)有底圖進行拼接，以此可能導致拼接后的底圖存在分辨率不同、地物變化、色彩不均等情況。因此，多源影像拼接的底圖需要經(jīng)過影像處理等其他工作，方可完成制圖。