ArcGIS在林業(yè)專題圖繪制中的應(yīng)用

劉姝穎

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

林業(yè)專題圖是表達(dá)林業(yè)專題信息的重要手段，借助于圖形語(yǔ)言反映某個(gè)或某幾個(gè)特定林業(yè)現(xiàn)象的空間分布狀態(tài)，例如森林資源分布圖、林相圖、林種區(qū)劃圖等[1]。利用3S技術(shù)(GPS，全球定位系統(tǒng)；GIS，地理信息系統(tǒng)；RS，遙感遙測(cè)系統(tǒng))制作一張林業(yè)專題圖，從勾繪草圖、小班求積、清樣、標(biāo)注、描色、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)等都可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化，提高內(nèi)業(yè)制圖速度[2]，也在很大程度上提高數(shù)據(jù)的精確性[3]。本文以繪制遼寧省水源涵養(yǎng)林分布圖為例，具體表述在最新森林資源管理“一張圖”矢量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS 10.2漢化版繪制林業(yè)專題圖的方法和步驟。

1 繪制林業(yè)專題圖所需要準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)和軟件

1.1 最新森林資源矢量數(shù)據(jù)

以遼寧省最新森林資源管理“一張圖”矢量數(shù)據(jù)為例。林地“一張圖”是以二類調(diào)查成果為基礎(chǔ)，利用遙感影像數(shù)據(jù)和必要的現(xiàn)地調(diào)查，將林地及其利用狀況落實(shí)到山頭地塊，建立全國(guó)統(tǒng)一的森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)[4](在國(guó)家林業(yè)和草原局發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2019年森林督查暨森林資源管理“一張圖”年度更新工作的通知》后，改稱森林資源管理“一張圖”)，投影方法為Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影，采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)，6度分帶不加帶號(hào)。

1.2 矢量地理底圖

以1∶2000000矢量地理底圖為例。地理底圖是簡(jiǎn)化或不簡(jiǎn)化的地形圖或普通地圖，一般包括海岸線、水系、地形、各級(jí)政府駐地、交通網(wǎng)、政區(qū)境界等要素，作為繪制專題圖的基礎(chǔ)，以提高專題圖的精度和易讀性。該圖可從測(cè)繪部門(mén)購(gòu)買(mǎi)或網(wǎng)絡(luò)下載獲取。本文使用的矢量地理底圖投影方法為Gauss Kruger(高斯-克呂格)投影，采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)，6度分帶不加帶號(hào)。

1.3 軟件

以ArcGIS 10.2漢化版為例。ArcGIS是目前最流行的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件，主要用于創(chuàng)建和使用地圖，分析、共享和顯示地理信息，并在一系列應(yīng)用中使用地圖和地理信息。ArcMap是ArcGIS Desktop中一個(gè)主要的也是GIS用戶最常使用的應(yīng)用程序，它通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)圖層表達(dá)地理信息，并提供2種類型的地圖視圖：地理數(shù)據(jù)視圖和地圖布局視圖。在地圖布局視圖窗口中，用戶可以處理地圖頁(yè)面，進(jìn)行地圖制圖，如設(shè)置比例尺、圖例、指北針和空間參考等，創(chuàng)建用于打印或發(fā)布的地圖[5]。

ArcToolbox工具箱把ArcGIS桌面端許多功能分門(mén)別類存放在不同工具箱中，其最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是提供易懂的對(duì)話框，在ArcView、ArcEditor和ArcInfo中都可以使用[2]。ArcView、ArcEditor和ArcInfo是三級(jí)桌面軟件ArcGIS desktop的三級(jí)產(chǎn)品，功能逐漸由弱到強(qiáng)、由簡(jiǎn)單到全面[6]。ArcInfo提供了大約250種工具，是一個(gè)完整的GIS數(shù)據(jù)創(chuàng)建、更新、查詢、制圖和分析系統(tǒng)[5](本文中ArcGIS 10.2漢化版使用ArcInfo)。

2 繪制林業(yè)專題圖應(yīng)用的工具及繪圖步驟

2.1 主圖繪制

2.1.1 專業(yè)要素綜合 根據(jù)遼寧省數(shù)字林業(yè)分布圖制圖地方標(biāo)準(zhǔn)(DB21/T 1582—2019)：對(duì)專業(yè)要素按主圖的表示因子進(jìn)行合理綜合、取舍，綜合后的圖班用符號(hào)注記和著色的方式表示主圖內(nèi)容。ArcToolbox工具箱中的要素融合工具用來(lái)按照指定的某個(gè)屬性字段對(duì)要素進(jìn)行融合[7]，可實(shí)現(xiàn)主圖專業(yè)要素綜合。

以繪制遼寧省水源涵養(yǎng)林分布圖為例。打開(kāi)ArcMap應(yīng)用程序，從最新森林資源管理“一張圖”矢量數(shù)據(jù)中通過(guò)屬性表篩選出林種為水源涵養(yǎng)林的全部林地小班，導(dǎo)出數(shù)據(jù)另存為“遼寧省水源涵養(yǎng)林”圖層。根據(jù)具體制圖要求選擇屬性字段進(jìn)行融合，本文中舉例的遼寧省水源涵養(yǎng)林分布圖，在繪制中，要求只體現(xiàn)有林地、疏林地、灌木林地、未成林地(二級(jí)地類)即可，不做進(jìn)一步地類(三級(jí)地類)細(xì)分。故添加字段erjidilei(字段類型可設(shè)置為長(zhǎng)整型、短整型或文本型等，本文中以短整型為例)，將地類為有林地(包含針葉林、闊葉林、針闊混交林、喬木經(jīng)濟(jì)林)、疏林地、灌木林地(包含國(guó)家特別規(guī)定灌木林地、其它灌木林地)、未成林地(包含封育未成林地、造林未成林地)的小班的erjidilei字段分別賦值為1、2、3、4。雙擊要素融合工具，在輸入要素中選擇遼寧省水源涵養(yǎng)林圖層，在輸出要素類中選擇融合生成的圖層的存儲(chǔ)位置并設(shè)置文件名為“地類融合后的水源涵養(yǎng)林”，在可選融合字段中選擇按erjidilei字段融合。

2.1.2 圖班著色 根據(jù)遼寧省數(shù)字林業(yè)分布圖制圖地方標(biāo)準(zhǔn)(DB21/T 1582—2019)：當(dāng)成圖比例尺較小時(shí)，為保證成圖效果，將圖上小班或綜合后的圖班中的森林按森林類型著色(針葉林RGB值分別為33、131、33；闊葉林RGB值分別為153、211、106；針闊混交林RGB值分別為77、163、36；喬木經(jīng)濟(jì)林RGB值分別為255、203、203；國(guó)家特別規(guī)定灌木林RGB值分別為230、255、0)，非森林按地類著色(喬木經(jīng)濟(jì)林RGB值分別為255、203、203；疏林地RGB值分別為204、255、102；國(guó)家特別規(guī)定灌木林地RGB值分別為230、255、0；其它灌木林地RGB值分別為255、255、163；蠶場(chǎng)RGB值分別為156、216、175；未成林地RGB值分別為230、217、166；苗圃地RGB值分別為115、255、51；宜林地RGB值分別為242、242、140；無(wú)立木林地RGB值分別為255、166、204；輔助生產(chǎn)林地RGB值分別為0、102、255)。

右擊“地類融合后的水源涵養(yǎng)林”圖層，選擇屬性，打開(kāi)圖層屬性對(duì)話框，切換到符號(hào)系統(tǒng)頁(yè)面，選擇使用一個(gè)字段中的唯一值繪制類別。值字段選擇erjidilei，點(diǎn)擊添加所有值，修改各地類顯示顏色(為保證成圖效果，此處有林地按針葉林著色，即RGB值分別設(shè)置為33、131、33；疏林地RGB值分別設(shè)置為204、255、102；灌木林地按其它灌木林地著色，即RGB值分別設(shè)置為255、255、163；未成林地RGB值分別設(shè)置為230、217、166)及其標(biāo)注(為下一步繪制圖例做準(zhǔn)備)。

2.2 添加矢量地理底圖

根據(jù)專題圖繪制要求：地理底圖中各要素在地圖上的詳細(xì)程度、精度、完備性主要取決于成圖比例尺。比例尺越大，地理要素越詳細(xì)；比例尺越小，地理要素越精煉。此外，根據(jù)專題圖的性質(zhì)和用途，需將地理要素內(nèi)容做相應(yīng)調(diào)整。本文中選用的地理底圖主要包含政府駐地(縣(區(qū))政府駐地、市政府駐地、省政府駐地等)、交通網(wǎng)(鐵路、公路、高速公路等)、政區(qū)境界(國(guó)界、省界、市界、縣(區(qū))界等)和水體(水庫(kù)、河流、湖泊、海洋等)等信息。

2.2.1 設(shè)置矢量地理底圖各圖層排放次序 用添加數(shù)據(jù)工具，將矢量地理底圖各圖層添加到地圖中，調(diào)整各圖層的排放次序，將點(diǎn)圖層(例如各級(jí)政府駐地圖層)放置到最上層、線圖層(例如政區(qū)境界、河流、交通網(wǎng)圖層)次之、面圖層(例如水體圖層)放在最下層；在同類要素圖層間，按重要性等級(jí)排列，最重要的圖層(即專業(yè)要素圖層)放在最上層。

2.2.2 水體、河流、政府駐地、政區(qū)境界和交通網(wǎng)的顯示設(shè)置 水庫(kù)、湖泊、海洋等(面要素)水體的顯示設(shè)置方法為：分別右擊各水體圖層，選擇屬性，打開(kāi)圖層屬性對(duì)話框，切換到符號(hào)系統(tǒng)頁(yè)面，選擇用單一符號(hào)要素顯示。通過(guò)符號(hào)選擇器分別設(shè)置填充顏色、輪廓寬度、輪廓顏色；切換到標(biāo)注頁(yè)面，勾選顯示此圖層要素標(biāo)注，在標(biāo)注字段下拉菜單選項(xiàng)中選擇水體名稱。

河流(線要素)顯示設(shè)置方法為：右擊圖層，選擇屬性，打開(kāi)圖層屬性對(duì)話框，切換到符號(hào)系統(tǒng)頁(yè)面，選擇用單一符號(hào)要素顯示。通過(guò)符號(hào)選擇器設(shè)置線型、寬度和顏色；切換到標(biāo)注頁(yè)面，勾選顯示此圖層要素標(biāo)注，在標(biāo)注字段下拉菜單選項(xiàng)中選擇河流名稱，點(diǎn)擊放置屬性，放置位置設(shè)置為上方。

政府駐地(點(diǎn)要素)顯示設(shè)置方法為：分別右擊各級(jí)政府駐地圖層，選擇屬性，打開(kāi)圖層屬性對(duì)話框，切換到符號(hào)系統(tǒng)頁(yè)面，選擇用單一符號(hào)要素顯示。通過(guò)符號(hào)選擇器分別設(shè)置縣(區(qū))政府駐地、市政府駐地、省政府駐地的樣式、顏色、大小和角度；切換到標(biāo)注頁(yè)面，勾選顯示此圖層要素標(biāo)注，在標(biāo)注字段下拉菜單選項(xiàng)中選擇設(shè)置顯示縣(區(qū))政府駐地、市政府駐地、省政府駐地時(shí)，顯示字段分別選擇：縣(區(qū))名稱、市名稱、省名稱，在文本符號(hào)中設(shè)置字體、字號(hào)、顏色等屬性。

政區(qū)境界和交通網(wǎng)(線要素)的顯示設(shè)置方法為：分別右擊各級(jí)政區(qū)境界和交通網(wǎng)圖層，選擇屬性，打開(kāi)圖層屬性對(duì)話框，切換到符號(hào)系統(tǒng)頁(yè)面，選擇用單一符號(hào)要素顯示。通過(guò)符號(hào)選擇器分別設(shè)置各級(jí)政區(qū)境界和交通網(wǎng)的線型、寬度和顏色。

2.3 頁(yè)面設(shè)置

點(diǎn)擊視圖菜單中的布局視圖，切換到布局視圖，視圖中黑色實(shí)線框是紙張范圍，藍(lán)色虛線框是主題圖范圍。在文件菜單中選擇頁(yè)面和打印設(shè)置，在彈出的對(duì)話框中，根據(jù)制圖需求設(shè)置紙張大小(此處選擇A3)和方向(此處選擇橫向)。 用編輯工具欄中的選擇元素工具調(diào)整數(shù)據(jù)框，根據(jù)具體制圖需求，使之充滿頁(yè)面或適當(dāng)留白。右擊“地類融合后的水源涵養(yǎng)林”圖層，選擇縮放到圖層，使專業(yè)要素盡量充滿數(shù)據(jù)框，并在此基礎(chǔ)上設(shè)置比例尺到成圖比例尺(此處設(shè)置為1∶2000000)。

2.4 繪制經(jīng)緯網(wǎng)

圖1 繪制經(jīng)緯網(wǎng)

右擊數(shù)據(jù)框，選擇屬性，打開(kāi)數(shù)據(jù)框?qū)傩詫?duì)話框，切換到網(wǎng)格頁(yè)面，點(diǎn)擊新建網(wǎng)格，選擇創(chuàng)建經(jīng)緯網(wǎng)：用經(jīng)線和緯線分割地圖。點(diǎn)擊下一步，在間隔設(shè)置界面，外觀選擇經(jīng)緯網(wǎng)和標(biāo)注，并設(shè)置放置緯線間隔(此處設(shè)為30分緯度)和放置經(jīng)線間隔(此處設(shè)為20分經(jīng)度)。效果(局部)如圖1所示。

2.5 圖幅整飾要素添加

2.5.1 專題圖名稱 在插入菜單中選擇標(biāo)題，在彈出的對(duì)話框中輸入專題圖名稱(此處輸入“遼寧省水源涵養(yǎng)林分布圖”)，可在布局視圖中插入地圖標(biāo)題。雙擊專題圖名稱，彈出屬性對(duì)話框，可修改專題圖名稱顯示設(shè)置，點(diǎn)擊更改符號(hào)，設(shè)置字體(此處設(shè)置為隸書(shū))、大小(此處設(shè)置為28號(hào))、樣式(此處設(shè)置為加粗)等。最后用選擇元素工具調(diào)整標(biāo)題擺放位置(通常與圖例成對(duì)角線放置于專題圖左上角)。

2.5.2 內(nèi)圖廓線 在插入菜單中選擇內(nèi)圖廓，打開(kāi)內(nèi)圖廓線設(shè)置對(duì)話框。選擇圍繞所有要素放置，并設(shè)置邊框(此處設(shè)置為1.0磅)、背景(此處設(shè)置為無(wú)填充)、下拉陰影(此處設(shè)置為無(wú)陰影)、圓角(此處設(shè)置為0%)和間距(此處設(shè)置為10磅)。

2.5.3 圖例 根據(jù)遼寧省數(shù)字林業(yè)分布圖制圖地方標(biāo)準(zhǔn)(DB21/T 1582—2019)：圖例內(nèi)容應(yīng)包括全圖所有要素的線劃、符號(hào)、注記、色彩。符號(hào)的圖形、顏色等嚴(yán)格保持同主圖符號(hào)一致。

在插入菜單中選擇圖例，打開(kāi)圖例向?qū)?duì)話框，從地圖圖層中選擇添加到圖例中的項(xiàng)目(此處選擇國(guó)界、省界、市界、縣(區(qū))界、省政府駐地、市政府駐地、縣(區(qū))政府駐地、鐵路、高速公路、公路、河流、有林地、疏林地、灌木林地、未成林地)，并設(shè)置圖例中的列數(shù)(此處設(shè)置為2列)。點(diǎn)擊下一步，切換到框架頁(yè)面，設(shè)置圖例邊框、背景和下拉陰影的顏色、間距、圓角和樣式。

2.5.4 成圖比例尺 在插入菜單中選擇比例尺文本，當(dāng)前視圖比例尺被插入到地圖中?？捎眠x擇元素工具調(diào)整比例尺擺放位置(通常放置在圖例下方)。

2.5.5 圖鑒 在插入菜單中選擇文本，根據(jù)具體制圖需求，在主圖下方空白處設(shè)置圖鑒，標(biāo)明設(shè)計(jì)人、制圖人、審核人、編制單位和時(shí)間等(本文以編制單位和時(shí)間為例)。雙擊文本，彈出屬性對(duì)話框，可修改文本內(nèi)容，點(diǎn)擊更改符號(hào)，設(shè)置字體、大小、樣式等。最后用選擇元素工具調(diào)整文本擺放位置。

2.5.6 其他整飾內(nèi)容 可根據(jù)不同專題圖具體繪制需求，插入其它整飾內(nèi)容，如指北針、圖片等。

2.6 導(dǎo)出地圖

以上步驟操作完成后，點(diǎn)擊保存，選擇地圖文檔的存儲(chǔ)位置并設(shè)置文件名。再點(diǎn)擊文件菜單中的導(dǎo)出地圖，將繪制完成的專題圖導(dǎo)出為圖片文件，設(shè)置專題圖分辨率(此處設(shè)置為300 dpi)、存儲(chǔ)位置并設(shè)置文件名，同時(shí)設(shè)置保存類型(通常選擇TIF或JPG格式)。至此，遼寧省水源涵養(yǎng)林分布圖繪制全部完成，成圖效果見(jiàn)圖2。

圖2 繪制完成的專題圖

3 小結(jié)

利用文中所介紹的方法和步驟，通過(guò)ArcGIS工具箱中融合工具和插入菜單下的各項(xiàng)功能繪制林業(yè)專題圖，此方法可應(yīng)用在林業(yè)各項(xiàng)主題的專題圖的繪制中，例如：森林分布圖、土壤分布圖、森林經(jīng)營(yíng)地圖、樹(shù)種分布圖等，是一種通用的方法。