ArcGIS10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理中的運用

黃艷 馬瀟瀟 孫芳芳

摘 要：ArcGIS 10.1軟件是ESRI公司開發的一套完整的GIS地理信息操作系統，具有完善的空間信息管理、空間分析共享、地圖制作等功能，在國情地表覆蓋數據處理中具有較為突出的優勢。因此，文章以ArcGIS 10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理中的運用為切入點，介紹了ArcGIS 10.1軟件基礎編輯功能，分析了國情地表覆蓋數據基本要求。并結合某地國情地表覆蓋數據處理要求，闡述了ArcGIS 10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理中運用過程。

關鍵詞：ArcGIS 10.1軟件；國情地表覆蓋數據；數據處理

中圖分類號：TP391.7 文獻標志碼：A 文章編號：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據、基礎地理信息數據、專題數據，查清區域地表覆蓋現狀、自然人文地理要素空間分布情況，構建蘊含多種普查成果的數據庫，是地理國情普查的主要目標。而ArcGIS 10.1軟件是地表覆蓋數據校準處理的主要技術。因此，對ArcGIS 10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理的應用進行適當分析非常必要。

1 ArcGIS 10.1軟件概述

ArcGIS 10.1地理信息系統主要是以GIS坐標系為基礎，以經緯度為地圖的儲存單位。ArcGIS 10.1地理信息系統主要包括ArcGIS for Desktop、ARCGIS for Mobile、ARCGIS for Online幾個子系統。其中ArcGIS for Desktop主要包括數據處理及拓撲檢查功能。其包括ArcMap（數據編輯處理）、ArcToobox（工具箱）、ArcSense（三維可視化及分析）、ArcCatalog（數據管理）等幾個模塊。其中ArcMap（數據編輯處理）為主要點、線、面基礎操作模塊；ArcToobox（工具箱）內部具有數據處理、空間分析工具，可以滿足多種數據處理要求；ArcSense（三維可視化及分析）可以從三維模塊入手，對國情地表覆蓋數據進行拓撲檢查；ArcCatalog（數據管理）可以通過數據資源管理，形成標準化國情地表覆蓋數據集合[1]。

2 國情地表覆蓋數據處理基本要求

首先，基礎地理信息數據處理階段，需要采用1/50000基礎地理信息數據，將其與1/10000基礎數據信息整合，作為區域要素屬性采集主要參考源。

其次，在數學基礎方面，需采用2000國家大地坐標系，結合高斯-克呂格投影，依據6°標準進行分幅數據分帶。而投影坐標原點則為投影帶中央經線、赤道交點向西平移五百千米后的某一點；在高程處理方面，主要采用1985國家高層基準，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）分帶標準，進行高程處理[2]。

最后，在主要數據源利用方面，基于國情地表覆蓋式數據普查現勢性要求，主要采用空間分辨率高、光譜分辨率高、時相交接近，且現勢性更新的影像類型。

3 ArcGIS 10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理中運用過程

3.1 國情地表覆蓋數據處理項目概述

某地煤田地理國情普查目標為了解該地地形地貌現狀、地表覆蓋空間分布情況。并完成普查報告、普查成果系列地圖的繪制，以便為該地煤田常態化地理情況檢測提供依據，進而為該地煤田經濟發展、生態文化建設提供充足的參考。該地煤田首次地理國情普查標準時點為2018年06月29日，需利用2018年03月01日至2018年06月29日時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，對前期普查成果進行核準。最終可獲得與標準時點要求相符的成果。

3.2 軟件及數據準備

本次全國地理國情普查主要以國情地表覆蓋數據為主體，主要用軟件及數據為：ArcGIS 10.1軟件；AutoCAD軟件；全省1/10000DLG數據；全省航攝影像數據；市縣大比例尺基礎地理信息數據及相關行業專題數據；全省1/50000DLG數據等。

3.3 數據初步處理

本次地表覆蓋前期分類利用的數據主要為2018年03月01日至2018年06月29日時間段間獲取的航空航天遙感影像，地面分辨率為0.30m。依據《地理國情普查內容及指標》的相關要求，可將地表覆蓋內容劃分為10個一級類，50個二級類及133個三級類。

在具體操作過程中，相關技術人員可利用AutoCAD軟件。在打開該軟件之后，在軟件內構建一個圖形文件，將其命名為example.wg，并插入光柵圖像。隨后調整處于繪圖狀態的比例尺，新建線層，利用多線段，進行地表覆蓋地類圖斑的逐一勾繪。在地表覆蓋地類圖斑勾繪完畢后，可新建一注記層，并進行地類、TAG（分類）碼的逐一標注。在地類及分類碼確定之后，相關技術人員可利用ArcGIS 10.1地理信息系統，將套合好影像的地表數據導入軟件內，進行繪制編輯。即將LCA地表覆蓋采集模板更改為所繪制的圖幅號，并加載DOM地圖底圖數據縮放至圖層。隨后將多余圖層、影像范圍線外數據進行清理。并調整圖形數據順序，進行圖形數據保存。

3.4 ArcGIS 10.1軟件在數據處理中運用

ArcGIS 10.1地理信息系統在數據處理中主要應用于數據拓撲檢查，由于ArcGIS 10.1地理信息系統實質上為基準面、地圖投影兩組參數組成的坐標系統。其中地圖投影為球面坐標系依據一定規則投擲至平面上獲得的坐標系統。上述坐標系統工作底圖均為DOM遙感衛星影像。因此，在ArcGIS 10.1地理信息系統應用于國情覆蓋數據處理前，相關技術人員應首先對基準面坐標系統、投影橢球、中央子午線換帶進行逐一評測。在確定上述信息均正確無誤后，相關技術人員可打開ArcGIS 10.1地理信息系統。將采集的數據導入ArcGIS 10.1地理信息系統后，在ArcGIS 10.1地理信息系統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（要素轉線）。隨后在對話框彈出之后，相關技術人員可設置好線要素文件、線生成后儲存位置、線要素文件名，隨后將其添加至ArcGIS 10.1地理信息系統TOC窗口內。依據上述方式，相關技術人員可進行Features to point（要素轉點）、Features to polygon（要素轉面）命令執行。即利用前期AutoCAD軟件初步采集的數據，加載至ArcGIS 10.1地理信息系統窗口內，并將example.polyline dwg、example.annotation dwg等文件，分別轉化為xian.shp、dian.shp。

其次，在Features to point（要素轉點）、Features to polygon（要素轉面）轉換之后，需要正式執行ArcGIS 10.1軟件拓撲檢查任務。在ArcGIS 10.1地理信息系統拓撲檢查中，主要包括邏輯一致性檢查、拓撲面檢查、拓撲線檢查等幾個模塊。其中邏輯一致性檢查主要指煤層地表覆蓋水面應落在國情要素的高水界范圍內。國情要素高水界范圍為HYDA，水面采集則包括水面、水渠兩種類型。

在具體操作過程中，相關技術人員可以在ArcGIS 10.1→ArcCatalog內新建TEXT.MDB數據庫及TEXT數據集合。隨后將地表覆蓋層LCA層、國情要素HYDA層等需要檢查的國情數據導入TEXT數據集合內。在TEXT數據集合新建拓撲，并添加“必須被其他要素覆蓋”、“不能懸掛”、“不能自相交”規則。在拓撲規則設置完畢之后，進行LRDL（鐵路）、LRDL（公路）、HYDL（水系線）等要素拓撲線檢查；而在拓撲面檢查階段，相關技術人員可在HYDL（水系線）要素內設置拓撲規則。即“不能重疊”、“不能有縫

隙”。

在拓撲規則設置完畢后，相關技術人員可新建個人地理數據庫，對xian.shp、dian.shp中存在的懸掛線情況、自相交情況、偽結點情況進行逐一檢查修正。在相關錯誤均修正完畢之后，相關技術人員可進行線轉面操作。在線轉面后獲得mian.shp文件對其覆蓋面縫隙、重疊情況進行進一步檢查。即評估mian.shp文件內是否有且僅有dian.shp文件中一個點要素。在確定mian.shp文件內有且僅有dian.shp文件中一個點要素后，考慮到煤田地理信息檢查特殊性，相關技術人員可依據相關標準，構建一個標準數據庫。并將離散線面點數據導入標準數據庫內。同時對各國情要素屬性項進行檢查，并合理命名。考慮到ArcGIS 10.1地理信息系統可以加載進多個數據庫內數據，因此，相關技術人員可以利用ArcGIS 10.1地理信息系統編輯圖層切換功能，進行不同圖幅數據的接邊操作。在不同圖幅數據接邊后，可將整體數據整理后提交至標準地理信息數據庫。

4 結束語

綜上所述，ArcGIS 10.1地理信息系統是一門綜合性技術，具有全世界用戶群體最大、應用領域最廣泛的特點。因此，在ArcGIS 10.1軟件在國情地表覆蓋數據處理過程中，相關技術人員應依據ArcGIS 10.1軟件特點，在國情地表覆蓋數據處理要求的指導下，在國情地表覆蓋數據初步處理后，對國情地表覆蓋數據進行拓撲檢查處理，以保證國情地表覆蓋數據與標準時點要求相符。

參考文獻：

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

[2]史亞平，華月園，楊躍文，等.AutoCAD與ArcGIS在地理國情普查項目中的應用[J].東華理工大學學報：自然科學版，2016（S1）：45-47.