淺析ArcGIS在森林資源調(diào)查內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中的運(yùn)用

陳星志，楊峰

（云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南昆明 650051）

ArcGIS 獨(dú)特的空間數(shù)據(jù)模型及空間分析等功能在林業(yè)數(shù)據(jù)空間位置分析、屬性關(guān)系分析中得到廣泛應(yīng)用，特別是在內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中的便捷操作，不但能減少重復(fù)操作、提高工作效率，更能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“一體化”，更好地為各級(jí)林業(yè)工作服務(wù)。

1 ArcGIS 簡(jiǎn)介

ArcGIS 是美國(guó)ESRI 公司集近40 年GIS 研發(fā)之經(jīng)驗(yàn)，奉獻(xiàn)給用戶的一套從低到高、可無(wú)縫擴(kuò)展的GIS 平臺(tái)系列產(chǎn)品。ArcGIS產(chǎn)品建立在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之上，不但功能強(qiáng)大、使用方便，而且界面友好，可以滿足不同層次的用戶需求。ArcGIS 能夠支持超大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)和用戶對(duì)響應(yīng)效率的需求，ArcGIS 系列產(chǎn)品具備的核心技術(shù)，為系統(tǒng)資源的共享、系統(tǒng)的無(wú)縫升級(jí)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用功能的平滑移植提供了有力的保障。全新的ArcGIS 系列軟件不僅有著完善的可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，而且在保留原來(lái)強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，界面風(fēng)格更加簡(jiǎn)單友好，易于使用。同時(shí)ArcGIS 具有公共組件庫(kù)，詳盡的文檔和例子代碼，使開發(fā)ArcGIS 變得異常簡(jiǎn)單，ArcGIS數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)具有海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)以及社會(huì)級(jí)信息系統(tǒng)，用來(lái)存儲(chǔ)和管理所有的空間和屬性數(shù)據(jù)，具備海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理能力[1]。

2 ArcGIS部分功能運(yùn)用

2.1 空間校正操作

在調(diào)查數(shù)據(jù)過(guò)程中，由于矢量數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)坐標(biāo)不一致或者需要進(jìn)行投影坐標(biāo)的情況，需要對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，如果矢量數(shù)據(jù)分布范圍較廣且零散時(shí)容易出現(xiàn)局部位置與現(xiàn)地不準(zhǔn)確的情況，校正好局部區(qū)域后再校正其他區(qū)域時(shí)會(huì)出現(xiàn)位置偏移現(xiàn)象，為減少矢量重復(fù)校正次數(shù)，方便再次使用映射文件，可以依次地對(duì)每個(gè)區(qū)域的矢量進(jìn)行空間校正，并依次將校正后的映射文件保存，再次使用時(shí)直接導(dǎo)入映射保存文件，既可以再次完成矢量的校正。具體操作步驟如下：打開空間校正選項(xiàng)并將矢量數(shù)據(jù)設(shè)置為校正數(shù)據(jù)，校正方法為變換—仿射，點(diǎn)擊新建位移工具并選取控制點(diǎn)完成鏈接，同時(shí)將鏈接文件進(jìn)行保存。

2.2 分式標(biāo)注操作

在制作有關(guān)專題圖的過(guò)程中，需要對(duì)相關(guān)因子在圖上進(jìn)行標(biāo)注，簡(jiǎn)單的標(biāo)注只需按照常規(guī)標(biāo)注即可達(dá)到標(biāo)注效果，但有些涉及分式標(biāo)注，例如采伐設(shè)計(jì)圖。為減少不同項(xiàng)目標(biāo)注方式的重復(fù)操作，方便以后再次使用，可以在圖層屬性“標(biāo)注表達(dá)式”中輸入以下代碼：""&vbNewline&[面積] &"-" &[蓄積]&"-"&[出材量]，點(diǎn)擊保存為“Esri標(biāo)注表達(dá)式文件”，再次標(biāo)注其他矢量圖層時(shí)直接點(diǎn)擊“加載”保存好的“Esri 標(biāo)注表達(dá)式文件”既可呈現(xiàn)標(biāo)注效果。在此代碼中[小班號(hào)]，[優(yōu)勢(shì)樹種]，[采伐方式]，[面積]，[蓄積]，[出材量]為矢量屬性表中的字段名稱，“&”為鏈接符，“vbNewline”作為換行函數(shù)，為下劃線表達(dá)式，“/”為分?jǐn)?shù)線表達(dá)式。形成圖1效果：

圖1 標(biāo)注后效果

2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)操作

在內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中，有多種分幅操作的布局視圖，如果每個(gè)圖幅做一個(gè)ArcGIS 工程文件，不僅容易出錯(cuò)，加大工作量的同時(shí)更容易造成出圖效果不佳的情況，造成時(shí)間和精力的浪費(fèi)，工作效率不高等問題，針對(duì)批量出圖的需求，可使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)進(jìn)行批量操作；具體操作如下：在布局視圖中根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置好比例尺和圖幅效果，形成專題圖模板，然后在“文件”選項(xiàng)中找到“頁(yè)面和打印設(shè)置”中的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面”，同時(shí)啟用“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)面”然后選擇所需分幅的圖層和名稱字段，其次在“數(shù)據(jù)框”屬性中根據(jù)需求顯示相關(guān)內(nèi)容，亦可在“排除”選項(xiàng)中顯示相關(guān)內(nèi)容。在頁(yè)面文本中添加所需內(nèi)容，既可批量導(dǎo)出不同的圖幅，如圖2所示。

2.4 定義查詢操作

在ArcGIS 中，查詢表達(dá)式用于選擇要素和表記錄的子集。在制作不同的森林表達(dá)類型符號(hào)時(shí)，需要對(duì)每個(gè)不同類型的表達(dá)式進(jìn)行篩選，如果遇到項(xiàng)目類型復(fù)雜，重復(fù)次數(shù)較多的情況時(shí)，在進(jìn)行下一項(xiàng)定義查詢時(shí)會(huì)覆蓋之前查詢的內(nèi)容，造成工作冗余，這時(shí)可以通過(guò)將相關(guān)查詢表達(dá)式保存為.exp 文件格式。遇到類似查詢表達(dá)式時(shí)，通過(guò)保存的路徑直接加載保存好的.exp文件即可生成類似的相關(guān)符號(hào)類型。

2.5 設(shè)置數(shù)據(jù)源的操作

在兩個(gè)制圖工程文件中，如果不用矢量數(shù)據(jù)屬性類型，字段內(nèi)容基本一致，可以通過(guò)更改一個(gè)工程文件的數(shù)據(jù)源進(jìn)行不同符號(hào)類型匹配操作；具體步驟如下：點(diǎn)擊圖層屬性中的系統(tǒng)符號(hào)通過(guò)類別中的值設(shè)置添加所有值進(jìn)行相同字段的分組操作，并設(shè)置好當(dāng)前符號(hào)內(nèi)容，保存好當(dāng)前工程文件，通過(guò)“設(shè)置數(shù)據(jù)源”改換所需數(shù)據(jù)即可生成相同的地圖符號(hào)。

2.6 系統(tǒng)符號(hào)引用

在ArcGIS 制圖符號(hào)中可以根據(jù)制作好的“.Style”文件進(jìn)行匹配，自動(dòng)生成不同的符號(hào)表達(dá)式，具體操作步驟如下：點(diǎn)擊圖層屬性，找到類別中的與樣式符號(hào)匹配選項(xiàng)并選擇值字段進(jìn)行匹配，然后點(diǎn)擊匹配符號(hào)即可生成與樣式符號(hào)庫(kù)內(nèi)容中的一致的符號(hào)表達(dá)式。

2.7 拓?fù)涓拍詈屯負(fù)湟?guī)則操作

拓?fù)涫侵缚臻g數(shù)據(jù)的位置關(guān)系，地理對(duì)象的拓?fù)潢P(guān)系，主要有相鄰，重合、連通。拓?fù)涞闹饕δ芫褪潜ＷC數(shù)據(jù)質(zhì)量，但是拓?fù)浔旧聿荒茏孕械奶幚頂?shù)據(jù)，拓?fù)湟?guī)則具體操作步驟如下：在目錄窗口下點(diǎn)擊新建文件個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)或者文件個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)新建“要素?cái)?shù)據(jù)集”并將需要進(jìn)行拓?fù)涮幚淼臄?shù)據(jù)導(dǎo)入到地理數(shù)據(jù)集中，如果沒有坐標(biāo)系需要對(duì)“.shp”文件進(jìn)行坐標(biāo)系的定義，點(diǎn)擊要素?cái)?shù)據(jù)集右鍵選擇新建拓?fù)洌催x要參與到拓?fù)渲械囊仡悾缓笾付ㄍ負(fù)湟?guī)則，并進(jìn)行驗(yàn)證，如需添加要素和添加拓?fù)湟?guī)則時(shí)在拓?fù)鋵傩灾羞M(jìn)行添加，點(diǎn)擊“錯(cuò)誤”并生成錯(cuò)誤信息，同時(shí)打開拓?fù)渚庉嬈髟阱e(cuò)誤檢查器中顯示拓?fù)溴e(cuò)誤，并進(jìn)行驗(yàn)證，在拓?fù)涮幚碇嗅槍?duì)不同類型的矢量圖層，可以在arctoolbox工具中進(jìn)行“修復(fù)幾何”、“要素轉(zhuǎn)面”、“刪除相同的”、“打斷相交線”等操作減少拓?fù)溴e(cuò)誤。

2.8 空間數(shù)據(jù)連接

空間連接指根據(jù)要素的相對(duì)空間位置將連接要素中的行匹配到目標(biāo)要素中的行，默認(rèn)情況下，連接要素的所有屬性會(huì)被追加到目標(biāo)要素的屬性中并復(fù)制到輸出要素類。例如：將一個(gè)矢量的屬性按照空間位置疊加在另一個(gè)矢量中時(shí)就可以采取這些方法。具體操作如下：點(diǎn)擊疊加分析中的空間依次輸入目標(biāo)要素和連接要素，保存生成的矢量即可，如下圖所示將“地類”屬性內(nèi)容添加到另一個(gè)矢量中，如圖3所示：

圖3 空間連接前后

2.9 “標(biāo)識(shí)”操作

在森林資源調(diào)查中，需要將一些相關(guān)圖層矢量屬性疊加到目標(biāo)矢量中，最終在目標(biāo)矢量中反映林地資源的相關(guān)屬性。例如，將保護(hù)區(qū)、公益林、林地“一張圖”、林改、退耕還林等矢量數(shù)據(jù)中的屬性內(nèi)容按照地理位置疊加分析到目標(biāo)圖層中，即可采用標(biāo)識(shí)操作進(jìn)行批量處理。具體步驟如下：打開Arctoolbox，找到分析工具下的疊加分析點(diǎn)擊“標(biāo)識(shí)”工具，依次進(jìn)行輸入要素和標(biāo)識(shí)要素的輸入，即可達(dá)到標(biāo)識(shí)效果；如圖4所示：

圖4 標(biāo)識(shí)前后

3 功能優(yōu)點(diǎn)

一是保存好空間校正后的鏈接文件，再次使用時(shí)直接打開此鏈接文件，可以對(duì)矢量進(jìn)行局部位置的校正，以此來(lái)減少內(nèi)業(yè)處理的工作量，達(dá)到事半功倍的效果。

二是在標(biāo)注過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)依次標(biāo)注，多次使用的效果。

三是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)可以幫助用戶更加輕松，更加便捷的批量生產(chǎn)某類特定的專題圖，只需要配置好一副專題圖的模板即可。

四是圖層數(shù)據(jù)源更換操作，工程文件可隨意拷貝，不影響相應(yīng)符號(hào)的生成。

五是在常見的拓?fù)湟?guī)則中，可以將拓?fù)湟?guī)則進(jìn)行保存，遇到相同的拓?fù)錂z查時(shí)可以直接進(jìn)行拓?fù)湟?guī)則的加載使用。

六是空間連接操作和標(biāo)識(shí)操作可以根據(jù)各個(gè)矢量的空間位置進(jìn)行字段屬性內(nèi)容賦值，不用逐一的通過(guò)手動(dòng)添加相關(guān)字段相關(guān)內(nèi)容。

4 注意事項(xiàng)

4.1 空間校正

空間校正時(shí)須有3 個(gè)以上控制點(diǎn)；空間校正一般需要矢量在編輯狀態(tài)下進(jìn)行校正，同時(shí)注意校正方法的使用。

4.2 標(biāo)注要素

在標(biāo)注要素過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)標(biāo)注字段進(jìn)行替換，在標(biāo)注字段過(guò)程中通過(guò)“追加”的方式進(jìn)行字段的標(biāo)注和替換，不能以雙擊的方式進(jìn)行字段的添加，矢量數(shù)據(jù)中的字段名稱需和標(biāo)注表達(dá)式中的名稱一致，在小班標(biāo)注過(guò)程中也可以通過(guò)放置屬性中的放置和沖突檢測(cè)對(duì)標(biāo)注樣式進(jìn)行更改，也可以通過(guò)“符號(hào)”中的“編輯符號(hào)”，“格式化文本”調(diào)整字符間距和字符寬度，已達(dá)不同比例尺下標(biāo)注效果的美觀。

4.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)操作

在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)操作中，代碼為根據(jù)矢量數(shù)據(jù)中的字段內(nèi)容自動(dòng)生成標(biāo)題欄名稱。涉及包含兩個(gè)以上圖層時(shí)，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頁(yè)界面選擇圖層時(shí)注意相互之間的包含關(guān)系，在導(dǎo)出地圖時(shí)需要保存為.pdf格式，同時(shí)注意勾選“頁(yè)面范圍”，如果矢量數(shù)據(jù)存在橫向和縱向不一致時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

4.4 圖層數(shù)據(jù)源更換

在圖層數(shù)據(jù)源更換操作中，注意兩個(gè)矢量文件的坐標(biāo)系需要一致。

4.5 系統(tǒng)符號(hào)的引用

在系統(tǒng)符號(hào)引用過(guò)程中，與樣式中的符號(hào)庫(kù)匹配時(shí)，字段名稱和屬性內(nèi)容，必須跟樣式中的符號(hào)庫(kù)字段內(nèi)容和屬性內(nèi)容一致，否則會(huì)出現(xiàn)匹配不上或者匹配不完整情況。

4.6 拓?fù)洳僮?/h3>

拓?fù)洳僮鬟^(guò)程中，做數(shù)據(jù)，盡可能地保證數(shù)據(jù)沒有拓?fù)溴e(cuò)誤，而不是先做數(shù)據(jù)，拓?fù)涮幚砬耙欢ㄒ獙?shù)據(jù)備份，盡量不要改變拓?fù)涞娜莶睿ㄟx擇系統(tǒng)默認(rèn)的容差值），“.Shp”文件不能直接進(jìn)行拓?fù)錂z查。

4.7 空間連接

空間連接操作中，如果小班數(shù)據(jù)量不一致或者兩個(gè)矢量沒有公共唯一字段時(shí)，可以采取將所需字段的通過(guò)要素轉(zhuǎn)換為點(diǎn)，在根據(jù)空間數(shù)據(jù)連接進(jìn)行操作，可以達(dá)到屬性一一匹配的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

ArcGIS 軟件在森林資源調(diào)查內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中，較好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的空間地理位置分析、屬性關(guān)系分析，較多一次成型，重復(fù)使用功能解決了操作復(fù)雜的問題，對(duì)于保證調(diào)查質(zhì)量、提高調(diào)查效率大有裨益，同時(shí)也遵循了目前森林產(chǎn)業(yè)發(fā)展信息化的總體方向，應(yīng)用前景和應(yīng)用價(jià)值良好，因此值得在更廣的范圍進(jìn)行推廣與運(yùn)用。