论文部分内容阅读
摘要：传统的林业制图方法是使用手工绘图Phoroshop、CAD等软件进行实现。它一般是根据软件的图形编辑、处理文字和制作符号功能来控制林业制图，这全部取决于操作者对软件的熟悉状况。鉴于社会的不断发展，面对各种林业数据，旧的制图方法与数据分离，没有一一对应，难以动态管理和分析。ArcGIS软件是一个综合的、可伸缩的GIS平台，它提供给用户在制图、编辑、矢量、栅格、测量和分析等方面的快速制图办法。操作软件弥补了上述软件的不足，广泛应用于各类林业专题地图的制作。在此基础上，主要分析和探讨ArcGIS在林业专题地图制作中的应用。
关键词：ArcGIS;林业专题图;制作;应用
地理信息系统是以地理空间数据库，在计算机硬件和软件的支持下，空间数据采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并利用地理模型方法分析，合适的将多种空间和信息动态的地理提供出来，为地理决策和地理研究加以服务的计算机技术系统。林业专题图包含了大量的信息，承载了大量的负荷。不但要反映地形、交通等基本地理信息，还要反映小班地块、森林、林地及管理属性等林业专题信息。因此，采用gis软件对地图进行绘制是十分合适的。
一、基于ArcGIS软件制作林业专题图的过程
ArcGIS是典型的地理信息系统（GIS）软件，它为自动输人、处理、分析和显示地理数据提供了强大的功能。ArcGIS在森林资源管理、森林动态管理、森林自动制图、区域规划、制图等方面得到了成功的应用。利用ArcGIS制作林业专题图的过程可以概括为：采集数据、数据编辑、饰图、输出。
1.准备制图原始数据。原始数据常用的采集来源包括基本地形图，森林资源专题地图的各种类型，小班记录卡片、森林资源连续清查、森林资源规划设计调查及其他相关专业的调查数据等等，包含点、线、面各种类型，存储于不同的形式，如图纸、书面材料和电子文档。分别不同的数据类型，应该以不同的方式输人。
2.基础数据输人。建立完善的GIS图形数据库，数据录人是建成的重要一点，其成本往往占工程总投资的八成以上。空间数据和属性数据通常是分开输人的，之后根据实际输人的不同方法将这两种数据类型结合起来。
（1）空间数据输人。在林业制图过程中，所涉及的空间数据主要有两类：第一，基本数据，包括行政区划边界（如乡镇边界，村组林场界限，所有者边界），铁路、公路各级、水系统、轮廓线、住宅用地，各类注记（村、镇、林场名称、水系统、道路名称、地名，等等）;第二，专题数据，如林班、小班边界（小班面），分地类、分森林类别区划边界等。按照存储空间数据的不同形式，也有各自不同的输人方式。纸张储存采用扫描矢量化输人法;利用ArcGIS提供的转换工具，将A，！oCAD的DWG格式等其他电子文档形式的数据转换为ArcGIS的shapefile格式文件，直接导人设备在野外采集到的shapefile格式文件等。现在实际工作中我们使用的地形图是比例尺为1：1万的已裁切并地理配准的栅格数据。
（2）属性数据的输人。林业制图中最常用的属性是小班面的单位属性，包括小班所属行政区域的编号、面积、地形地貌特征、土壤類型、优势树种、冠层密度、土地类型、林地管理类型及森林经营类型等。假如没有要输入的属性的电子文档，最简单和直接的方法是使用鼠标单击相应属性类别字段，将其属性直接输人到属性编辑框中加以保存。假如区域小班属性的外部数据库文件都已存在，则可以在确定了连接将基于的字段后，通过属性中的连接与关联功能将其连接到小班空间数据的属性表，并可以通过导出数据加以保存。
3.空间数据的编辑处理。在空间数据输人后，需要编辑和处理林业制图所需的三个主要图形元素：点、线、面的空间位置，进行拓朴检查并进行必要的整理，确保拓朴关系的正确，以便于后续的属性连接、空间分析和数据查询等工作。
（1）线要素处理。在矢量化过程中，最好避免线段交叉、悬挂、重叠等。线类型的要素应该作为一个单独的层使用。
（2）面要素处理。当小班面图层处于编辑状态时，如果在操作中，不必要地进行了移动或删除，会造成空洞或小班面的重叠及面之间空隙的产生，不能形成正确的拓朴关系，在制图过程中应该细心操作。此外，小班面的跨森林类别界、跨行政区划界，小班面融合跨不同地类林种林班等问题也应注意，一定要避免这些现象的产生。
4.空间数据与属性数据的连接。完成后的点、线、面要素等空间数据经检查正确后，可以创建一个要素属性表，添加关键字段，如小班编号（小班代码）。在建成的要素属性数据表中指定相同的字段，然后使用连接与关联的功能，通过关键字段的连接将属性数据与空间数据连接。通过数据处理，还可实现林相图中的小班数据随着属性数据库的更新而实时更新。
5.林相图的制作、输出
（1）符号库的生成所需符号。利用ArcGIS软件“编辑符号库”功能生成新的符号，建立专门的符号库用于制作林业专题地图。ArcGIS的ArcMAP模块中提供了Stylcmanage，这是一个交互式的符号设训系统，可以方便的制作所需要的符号，比如点和线。
（2）着色。森林图的着色应按要求进行;此外，还要注意色彩的平衡和整体画面的协调。
（3）图面整饰。首先，对地理数据层进行分层组合。其次，根据图纸要求设置页面，在设计布局中加入各种“框架”（图例、比例尺、圆规、镜框线等）。在ArcMAP中，可以根据制图的需要自动生成或修改图例、画框线等元素。
（4）输出。矢量数据导出为栅格数据，即图像进行栅格处理，然后输出页面设置，预览后，即可打印出专题地图。
二、其他应用
1.其他专题地图制作。根据已有的林相图和数据，能够将所有需要的森林专题图制作出来，如森林经营类型分类图、林场分布图、森林树种、优势树种、年龄等级、冠层密度等专题图;而且，在ArcMAP中，能够按照图层属性信息将饼图、条形图等各类统日图自动生成。
2.提高林业管理的及时性。动态管理林业资源的空间属性数据。只要发生资源变化，资源数据能够随时更新，资源动态变化能够准确及时地掌握。这在我区森林督查及年度林地变更调查中已得到很好地应用，通过信息的及时更新，将可靠的决策依据提供给林业资源管理部门。
3.属性数据和空间数据的分析和查询。比如ArcMAP模块中effects工具的swipe command来拉出不同时间段的小班数据的屏幕对比，以十分简单明了的方式找到数据的变化。
4.结合Google Earth直观呈现林业资源状况图。通过创建自定义地理（坐标）变换后，将shapefile格式图进行必要的地理坐标变换，利用ArcMAP中的转换工具，可以将shapefile格式文件与kmz格式文件相互转换，既可在Google Earth中呈现直观的森林资源现状图、历史变化状况图等，又可通过Google Earth方便地采集相关制图专题数据。
三、结语
ArcGIS是套功能强大的地理信息系统应用平台，它不仅可以制作林相图，还可制作森林分布图、林权图、各种自然资源地图、森林经营地图、土壤分布图、树种分布图等，还可以进行森林资源分析和评价，如林业土地利用变化监测、地理空间分布、森林资源动态管理、林权管理;在森林结构调整、森林经营中都有广泛的应用。笔者只对一份简单的林业专题图制作作了介绍，编辑、美化、分析功能需要进一步学习和探索。
参考文献：
[1]欧阳霞辉.AreGIS地理信息系统大全[M].1版.北京：科学出版社，2010.
[2]方秉望.ArcGIS在土地利用规划数据库建设中的应用[J].现代农业科技，2013（2）：333-334.
[3]杨启刚.ArCGIS在林业上的应用研究[J].绿色科技，2013（2）：226-228.
关键词：ArcGIS;林业专题图;制作;应用
地理信息系统是以地理空间数据库，在计算机硬件和软件的支持下，空间数据采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并利用地理模型方法分析，合适的将多种空间和信息动态的地理提供出来，为地理决策和地理研究加以服务的计算机技术系统。林业专题图包含了大量的信息，承载了大量的负荷。不但要反映地形、交通等基本地理信息，还要反映小班地块、森林、林地及管理属性等林业专题信息。因此，采用gis软件对地图进行绘制是十分合适的。
一、基于ArcGIS软件制作林业专题图的过程
ArcGIS是典型的地理信息系统（GIS）软件，它为自动输人、处理、分析和显示地理数据提供了强大的功能。ArcGIS在森林资源管理、森林动态管理、森林自动制图、区域规划、制图等方面得到了成功的应用。利用ArcGIS制作林业专题图的过程可以概括为：采集数据、数据编辑、饰图、输出。
1.准备制图原始数据。原始数据常用的采集来源包括基本地形图，森林资源专题地图的各种类型，小班记录卡片、森林资源连续清查、森林资源规划设计调查及其他相关专业的调查数据等等，包含点、线、面各种类型，存储于不同的形式，如图纸、书面材料和电子文档。分别不同的数据类型，应该以不同的方式输人。
2.基础数据输人。建立完善的GIS图形数据库，数据录人是建成的重要一点，其成本往往占工程总投资的八成以上。空间数据和属性数据通常是分开输人的，之后根据实际输人的不同方法将这两种数据类型结合起来。
（1）空间数据输人。在林业制图过程中，所涉及的空间数据主要有两类：第一，基本数据，包括行政区划边界（如乡镇边界，村组林场界限，所有者边界），铁路、公路各级、水系统、轮廓线、住宅用地，各类注记（村、镇、林场名称、水系统、道路名称、地名，等等）;第二，专题数据，如林班、小班边界（小班面），分地类、分森林类别区划边界等。按照存储空间数据的不同形式，也有各自不同的输人方式。纸张储存采用扫描矢量化输人法;利用ArcGIS提供的转换工具，将A，！oCAD的DWG格式等其他电子文档形式的数据转换为ArcGIS的shapefile格式文件，直接导人设备在野外采集到的shapefile格式文件等。现在实际工作中我们使用的地形图是比例尺为1：1万的已裁切并地理配准的栅格数据。
（2）属性数据的输人。林业制图中最常用的属性是小班面的单位属性，包括小班所属行政区域的编号、面积、地形地貌特征、土壤類型、优势树种、冠层密度、土地类型、林地管理类型及森林经营类型等。假如没有要输入的属性的电子文档，最简单和直接的方法是使用鼠标单击相应属性类别字段，将其属性直接输人到属性编辑框中加以保存。假如区域小班属性的外部数据库文件都已存在，则可以在确定了连接将基于的字段后，通过属性中的连接与关联功能将其连接到小班空间数据的属性表，并可以通过导出数据加以保存。
3.空间数据的编辑处理。在空间数据输人后，需要编辑和处理林业制图所需的三个主要图形元素：点、线、面的空间位置，进行拓朴检查并进行必要的整理，确保拓朴关系的正确，以便于后续的属性连接、空间分析和数据查询等工作。
（1）线要素处理。在矢量化过程中，最好避免线段交叉、悬挂、重叠等。线类型的要素应该作为一个单独的层使用。
（2）面要素处理。当小班面图层处于编辑状态时，如果在操作中，不必要地进行了移动或删除，会造成空洞或小班面的重叠及面之间空隙的产生，不能形成正确的拓朴关系，在制图过程中应该细心操作。此外，小班面的跨森林类别界、跨行政区划界，小班面融合跨不同地类林种林班等问题也应注意，一定要避免这些现象的产生。
4.空间数据与属性数据的连接。完成后的点、线、面要素等空间数据经检查正确后，可以创建一个要素属性表，添加关键字段，如小班编号（小班代码）。在建成的要素属性数据表中指定相同的字段，然后使用连接与关联的功能，通过关键字段的连接将属性数据与空间数据连接。通过数据处理，还可实现林相图中的小班数据随着属性数据库的更新而实时更新。
5.林相图的制作、输出
（1）符号库的生成所需符号。利用ArcGIS软件“编辑符号库”功能生成新的符号，建立专门的符号库用于制作林业专题地图。ArcGIS的ArcMAP模块中提供了Stylcmanage，这是一个交互式的符号设训系统，可以方便的制作所需要的符号，比如点和线。
（2）着色。森林图的着色应按要求进行;此外，还要注意色彩的平衡和整体画面的协调。
（3）图面整饰。首先，对地理数据层进行分层组合。其次，根据图纸要求设置页面，在设计布局中加入各种“框架”（图例、比例尺、圆规、镜框线等）。在ArcMAP中，可以根据制图的需要自动生成或修改图例、画框线等元素。
（4）输出。矢量数据导出为栅格数据，即图像进行栅格处理，然后输出页面设置，预览后，即可打印出专题地图。
二、其他应用
1.其他专题地图制作。根据已有的林相图和数据，能够将所有需要的森林专题图制作出来，如森林经营类型分类图、林场分布图、森林树种、优势树种、年龄等级、冠层密度等专题图;而且，在ArcMAP中，能够按照图层属性信息将饼图、条形图等各类统日图自动生成。
2.提高林业管理的及时性。动态管理林业资源的空间属性数据。只要发生资源变化，资源数据能够随时更新，资源动态变化能够准确及时地掌握。这在我区森林督查及年度林地变更调查中已得到很好地应用，通过信息的及时更新，将可靠的决策依据提供给林业资源管理部门。
3.属性数据和空间数据的分析和查询。比如ArcMAP模块中effects工具的swipe command来拉出不同时间段的小班数据的屏幕对比，以十分简单明了的方式找到数据的变化。
4.结合Google Earth直观呈现林业资源状况图。通过创建自定义地理（坐标）变换后，将shapefile格式图进行必要的地理坐标变换，利用ArcMAP中的转换工具，可以将shapefile格式文件与kmz格式文件相互转换，既可在Google Earth中呈现直观的森林资源现状图、历史变化状况图等，又可通过Google Earth方便地采集相关制图专题数据。
三、结语
ArcGIS是套功能强大的地理信息系统应用平台，它不仅可以制作林相图，还可制作森林分布图、林权图、各种自然资源地图、森林经营地图、土壤分布图、树种分布图等，还可以进行森林资源分析和评价，如林业土地利用变化监测、地理空间分布、森林资源动态管理、林权管理;在森林结构调整、森林经营中都有广泛的应用。笔者只对一份简单的林业专题图制作作了介绍，编辑、美化、分析功能需要进一步学习和探索。
参考文献：
[1]欧阳霞辉.AreGIS地理信息系统大全[M].1版.北京：科学出版社，2010.
[2]方秉望.ArcGIS在土地利用规划数据库建设中的应用[J].现代农业科技，2013（2）：333-334.
[3]杨启刚.ArCGIS在林业上的应用研究[J].绿色科技，2013（2）：226-228.