基于ArcGIS的航行路线制作方法

杨一曼+陈晨

摘 要：本文介绍了利用地理信息系统软件ArcGIS，根据航行过程中获取点的GPS点，制作航行路线图的方法。基于ArcGIS制作的航行路线图定位精确、可靠性高、软件操作简单，不需要掌握大量的软件操作。

关键词：ArcGIS；航行路线；GPS坐标

1 引言

从古至今，海上航行都是一个热门话题，从迪亚士、哥伦布到麦哲伦。现在，各种海上航行路线也层出不穷，例如世界海运航线图等。这些路线都是一些常用的规划路线。但是随着舰艇等出海航行任务的出现，这些规划路线就存在着一定的局限性。航任务一般都是走访友好国家，航行路线具有不确定性。因此根据不同需求制作不同的航行路线图有十分重要的意义。本文基于ArcGIS，利用航行过程中的GPS坐标点位，进行航行路线制作。

2 软件介绍

ArcGIS是美国环境系统研究所ESRI（Environment System ResearchIinstitute）开发的GIS软件，是世界范围内应用最广泛的软件，也是我国GIS领域常用的商业软件。ArcGIS具有强大的空间数据处理功能，可以用来创建和使用地图、编辑地理数据、管理数据库中的地理信息、分析地理信息、共享和显示地理信息等。本文主要利用ArcGIS的数据输入、编辑处理和制图输出功能。

3 航行路线图制作步骤

基于ArcGIS的航行路线图制作方法主要为数据获取、数据输入、数据编辑与处理、地图整饰和地图输出。基本流程如图1所示

图1.航线路线制作步骤

（1）数据收集

制作航行图需要的数据主要为底图和GPS定位数据。

底图数据可以是矢量数据，也可以是栅格数据。矢量数据可以选择各大洲的边界数据，数据量小，信息量也相对较小。栅格数据可以是扫描数字化的全球底图，信息量相对丰富，但同时数据量也较大。制图过程中应根据实际的成图需要选择合适的底图。

航海设备中具有GPS定位功能，航行过程中会进行实时定位。定位的GPS点坐标可以用于航线图的生成。收集航行过程中的GPS坐标，用于生成航行路线的定位点。航行过程中，GPS实时定位，得到的GPS数据较多，根据成图精度，选择适当的GPS点位密度，其中停靠和转折明显的位置必须选择。

（2）底图数据处理

底图数据通过扫描数字化获得，根据制图目的、成图精度和成图尺寸大小选择合适的分辨率。对扫描后的数据进行影像配准和几何纠正。在纠正后的影像上进行矢量化，获得矢量數据，然后根据需求选择合适的底图数据。

（3）导入GPS坐标数据

1）将坐标点文件导入到Excel中，分四列分别为ID号、经度、纬度；

2）打开Arcmap新建文档；

3）在菜单栏中选择file，打开Add data，选择Add XY data，X、Y分别赋值为经纬和纬度，选择合适的投影；

4）确定后导入数据，生成坐标点数据，通过Export导出为.shp格式的点矢量数据。点的密集程度，可以根据对最终成图的精度要求来确定。

（4）属性赋值

属性是空间数据的重要特征，对空间数据进行属性赋值，也是数字化的一个重要过程。实现方位为停靠点添加属性字段。舰艇航行具有一定的目的地，目的地的名字作为一个新的字段添加在属性表中。

1）点数据图层上右键打开属性表（Open Attribute Table）；

2）在属性表中增加属性字段（Add field），命名为name，为停靠点增加名字属性；

3）显示name属性。右键图层，选择properties，在lable标签下选择显示name属性，并设置文字字体、字号等。

（4）线路矢量化

生成点数据之后，利用ArcGIS的数字化功能，将行驶过程的点坐标连成线。

1）打开ArcCatalog，新建.shp线图层，选择与点坐标图层相同的投影，用来存储线性路线数据；

2）打开Editor编辑器，选择路线图层，在窗口中根据舰艇航行的路线依次连接各个点，形成航行路线图，路线图的精度取决于选取的点数据的密度。

（5）地图整饰与输出

利用ArcGIS的制图面板，为输出的内容添加图名、图例、比例尺、指北针、坐标网等整饰内容，进行合理的配置，完成地图整饰，最后进行输出。

为了增加地图的丰富性，还可以在上述导出成果的基础上，通过PhotoShop、Illustrator等工具增加航行过程中图片素材，丰富航行图。

制图过程中有一些问题需要注意，主要为以下几个方面：

（1）矢量化底图的过程中面数据的生成一般是通过线图层转化为面图层，创建面图层之前，应该对线图层进行拓扑错误检查，保证逻辑关系正确。

（2）制图过程中如果需要对后期矢量数据进行修改，建议输出过程中选择AI格式，方便在Illustrator中进行后期编辑

4 结论

基于ArcGIS进行专题图的制作是一个成熟的方法，应用十分广泛。本文利用ArcGIS进行航行路线的制作，制作方法简单、成图时间短、软件容易操作。制图过程中主要利用GPS定位数据，高精度的表示行驶的路线和属性信息，实现空间位置、属性位置一体化表现；利用ArcGIS的整饰功能，很好的进行地图页面配置，输出精致美观的航行路线图。

参考文献：

[1] 孙艳新，宫林成.解析ArcGIS下的制图表达机制[J].测绘技术装备，2011，13（2）：51-53

[2]谢世琴、柴微涛等，ArcGIS制图表达在地图制图方面的应用[J].水土保持应用技术，2014，1（2）：11-13

[3]海洋专题要素在ArcGIS软件中的制图表达研究及应用.ESRI中国用户大会，2009

[4]ArcGIS教程：基于TIN的表面概念.地理国情监测云平台，2014endprint