基于ArcGIS软件制作中学地理专题地图的实践探索

江苏省苏州工业园区第二高级中学(2150221)

徐 军●

基于ArcGIS软件制作中学地理专题地图的实践探索

江苏省苏州工业园区第二高级中学(2150221)

徐 军●

基于ArcGIS软件的专题地图制作，其数据存储与表达的分离以及快速高效的成图过程，改变了传统专题地图数据存储与表达为一体、地图内容与表达方法固定等不利因素.本文基于ArcGIS软件介绍了专题地图的制作的一般方法并进行了实例研究，结合自己经验总结了在制作专题地图时应注意的问题.通过基于ArcGIS软件制作专题地图，中学地理教师可更好的贯彻新课程理念，充分发挥和挖掘地图的功能和作用，更好地服务于地理教学，提升学生地理素养.

中学地理；专题地图；ArcGIS软件；制作

地图是地理学的第二语言，在中学地理教学过程中具有其他教学媒体不可替代的作用.专题地图突出一种或几种特定的地理要素，不仅可以表示地理事物、现象的空间分布及其现状，而且能表示出地理事物、现象的时间发展动态和规律，为地理问题的探究和解决提供相关的科学依据，为学生地理知识的学习提供必要的支架，为试题的编制提供科学的载体.以专题地图为载体的地理教学对培养中学生地理核心素养中的科学精神等方面具有重要作用.

一、ArcGIS 10.2软件概述

ArcGIS 10.2软件是美国环境系统研究所(Environmental Systems Research Institute，ESRI)开发的新一代GIS软件，代表了GIS最高技术水平的全系列GIS产品，为用户构建一个完善的GIS系统提供完整的解决方案.本次使用的ArcGIS桌面产品是一系列整合的应用程序的总称，包括ArcCatalog、ArcMap、ArcGlobe、ArcToolbox，可以实现制图、地理分析、数据编辑、数据管理、可视化和空间处理等GIS任务.

二、ArcGIS软件制作专题地图的流程

基于ArcGIS的专题地图制作方法可概括为前期准备、数据采集与输入、数据的编辑处理、地图整饰、地图输出5个阶段.基本流程如图1所示.

1. 前期准备

在地理教学或者试题命制中，我们往往需要突出显示一种或几种特定地理要素，而使地图内容、用途成为专题化的地图，即专题地图.专题地图是突出显示一种或几种特定要素，其他要素则较为次要地显示，甚至某些要素根本不予表示.因此，专题地图的前期准备是指专题地图所需要素的确定及找到相关的地理底图或空间数据.例如本次实践制作的长江经济带专题地图，需要长江经济带行政区划图、皖江新区、两江新区、贵安新区范围，河流、铁路等地理数据.对于这些基础数据都可以通过互联网下载到.

2.数据的采集与输入

数据的采集与输入主要指利用扫描仪将纸质地图转换成栅格图像，并将扫描后获得栅格图像和必要的数据文件导入到AcrGIS软件中.中学地理教师在地理教学中所使用的专题地图精度要求并非特别高，因此在无专业的扫描仪时，用下载好的图片或者照相机等成像设备也可完成此项工作.

3.数据的编辑和处理

(1)栅格配准.栅格配准是通过控制点的选取，对扫描后的栅格数据进行坐标匹配和几何校正.经过配准后的栅格数据具有空间信息，矢量化的数据具有地理空间坐标信息,切实解决实际空间问题.这一特征也是有别与Word、CorelDraw、Photoshop等制图软件的重要特征.具体方法如下：

①加载栅格数据和影像配准工具

打开ArcMap软件，新建文档，将需要矢量化的栅格图像导入ArcMap中.加载“地理配准”工具条.

②输入控制点

单击影像配准工具条中的“增加控制点”按钮，输入控制点的地理坐标.用相同的方法，在栅格影像上增加多个控制点至少4个.点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮，在二阶多项式变化下，检查均方差(RMS)，根据实际需要而定，一般控制在0.5以内.若均方差较大，需要调整控制点，直到满足精度为止，然后矫正并重采样栅格生成新的栅格文件.

(2)投影设置.一般情况下，配准好的栅格图像需要加载设置合适的投影，具体方法如下：

①将配准好的栅格数据导入到ArcMap中.

②在数据视图中，点击右键，选择“数据框属性”选项，在“数据框属性”选项中选择“坐标系”标签，根据实际需要选择适合的投影，例如Gauss Kruger BeiJing1954坐标系统，单击“确定”.

(3)矢量化.专题地图的制作一般通过点、线、面分层矢量化得到.点、线、面图层的叠加获得最终获得专题地图.例如，此次制作长江经济带的数据包括点图层(省会城市、地级市)、线图层(河流、铁路)、面的图层(省域、水域、开发区).具体方法如下：①在ArcMap中导入配准好的栅格影像，并设置好投影.②在ArcCatalog中新建所需的点、线、面等shp文件，并设置相应的属性.③加载shp文件至ArcMap中，分别对点、线、面等分层矢量化.

(4)拓扑处理.空间将数据在采集和编辑的过程中，常常会出现假节点、冗余节点、悬线、重复线等情况，通过拓扑检查，可以很方便检查图层之间的逻辑关系，发现矢量化中的错误.具体方法如下：①在ArcCatalog中新建“个人地理”地理数据库，并设置集的坐标系统.②选择创建的数据集，导入要素类及需要进行拓扑分析的数据.③在ArcMap中打开由拓扑规则产生的文件，利用拓扑工具条中显示的错误信息进行进行修改编辑.

(5)属性赋值.属性是地理空间数据的重要特征，是创建专题地图的基础.属性赋值的方法如下：①打开ArcMap，在图层可编辑的状态下，选中需要添加属性的图层上，点击右键.②在弹出的数据层操作快捷菜单中，点击“属性”.③在设置好的相应字段中，添加属性.

4.地图的整饰

地图的整饰主要指设置地图输出的大小，添加地图的图例、指北针、比例尺、等要素.具体方法如下：①将矢量化后的数字地图添加到ArcMap，并有原来的“数据视图”切换到“布局视图”.②在“布局视图”空白处，单击右键，选择“页面和打印设置”，设置好输出地图的大小.③菜单栏中的“插入”， 依次插入“图例”、“指北针”、“比例尺”.④合理显示和布局各地理要素及页面.

5.地图的输出

在ArcMap中打印预览，确认已达到设计要求即可正式输出地图.具体方法：①点击菜单中的“导出地图”.②命名输出地图的名称，分辨率视输出地图的要求而定，一般在800-1000dpi.输出结果见图2.长江经济带专题地图.

三、专题地图制作注意的问题

在利用ArcGIS软件制作专题地图时，为保证制图的质量，提高制图效率，根据本人经验应注意以下几个问题：

1.在设计和制作专题地图时，往往需要行政边界的地图，若每次自己绘制工作量非常大，且效率低下，因此，我们可以在网上搜索获取已经矢量化后的数据.同时，在搜集和制作专题地图底图时将数据存储到自己建立的数据库中，以便查询和调用，减少工作量，保证精度.

2.ArcGIS软件具有强大的空间分析和处理功能，在获得原始数据后可以根据实际需求获得衍生数据，丰富专题地图的信息.

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