一种基于Excel的地理空间数据获取方法研究

白婷婷

(国家林业局林产工业规划设计院， 北京 100010)

1 引言

地理空间数据是林业信息化建设的重要基础数据之一[1]。地理空间数据的类型主要为矢量数据和栅格数据。矢量地理空间数据是地理空间数据的重要组成部分，是国民经济、国防建设中不可缺少的战略资源，在国家经济建设、人民生产生活中发挥着重要的基础作用[2]。在实际工作中，经常遇到没有现成的矢量地理数据，但给出点位坐标的情形。这种情况下可利用Excel将点位坐标转换为矢量地理数据[3]，进而开展下一步分析工作，该方法是一种将点位坐标转换为矢量数据的简便快捷有效的方法。

2 转换方法原理

利用Excel将点位数据转换为矢量数据的内在原理取决于ArcGIS矢量数据的数据结构。因为矢量数据的属性表正是采用与Excel相同的关系数据库[4]存储属性数据，这为两种格式的数据进行互相转化提供了可能。ArcGIS中每一个Shapefile(一种矢量数据格式)矢量数据文件中都有图形文件和属性文件。每一个矢量数据图层的属性表(*dbf)都可以在Excel中打开进行编辑并另存为Execl格式(*xlsx)。因此反过来，可以假设，将点位坐标按照矢量数据属性表的格式录入，而ArcGIS又能根据坐标位置将每一个点定位，这就可以成功地将点位坐标转换为点矢量数据了。

3 转化方法

将每一个点的坐标及属性录入Excel，在ArcGIS中打开表格，指定作为X，Y的属性字段，设置点位坐标的坐标系统，可成功导入点位数据，将数据导出为Shpefile格式即完成转换工作。

3.1 数据录入

将点位坐标录入Excel(已经为Excel格式的进行整理)，表格至少应该包含点位编号、经度、纬度三个字段信息，若有其他字段可依次在后录入，可参照表1设计。点位坐标一般为大地坐标和地理坐标两种形式，大地坐标可直接录入，对于地理坐标即经纬度格式的坐标，度分秒格式不可直接录入，因为经纬度格式在Excel中为文本格式而非数字格式，应将其转换为十进制度格式，转换公式可套用表2。需要注意的是经度纬度数值的单元格必须设置为数字格式，否则ArcGIS无法识别其值。

表1 表格字段设计

表2 度分秒转换为十进制度公式

3.2 表格导入

在AcrGIS中导入Excel表格有两种方式，一种是利用工具栏中的添加XY数据工具，一种是直接用工具栏中的添加数据工具，两种方法非常类似，本文以第一种方法来说明。点击添加XY数据工具后，会进入图1界面。首先选择表格及标签(如果只有一个标签或默认为标签1)，指定X字段、Y字段，X字段为表中对应的经度字段，Y字段为表中对应的纬度字段。

3.3 设置坐标系统

字段确定后，应为点数据设置坐标系统。此处设置的坐标系统必须与点位坐标原有的坐标系统一致，否则点位将出现偏差甚至无法显示。点击图1中编辑按钮，进入空间参考设置界面，如图2所示。可选择对应的地理坐标系或者投影坐标系，也可点击导入按钮，直接导入有相同坐标系统的空间参考。设置好后可以看到点位坐标已经成功导入ArcGIS中。

3.4 导出数据

点位成功导入后，仍是以表格形式存储，在左侧表格图层右键选择数据—导出，可将表格导出为通用的Shapefile格式，这时系统还会让再选择一次坐标系统，因为在上一个步骤中已经设置过坐标系统，这里选择默认的此图层源数据坐标系统即可。

图1 添加XY数据界面

图2 空间参考属性设置界面

4 实例说明

现已知某铁矿的坐标及森林公园的位置(矢量数据)，要判断其与该森林公园的位置，并求算重叠面积，以便为下一步森林公园范围调整提供依据。

4.1 数据录入

将该铁矿区范围坐标录入Excel，如表3所示。

表3 矿区范围坐标

4.2 表格导入及设置坐标系统

利用添加XY数据工具将表3添加进来，指定经度为X坐标，纬度为Y坐标，设置空间参考为西安80坐标系6度带投影19带。将矿区范围点位导入到ArcGIS中，并以该坐标系统将表格导出为Shapefile格式。如图3所示。

图3 导入矿区范围点分布情况

4.3 矿区范围面文件转换

矿区范围点坐标导入后生成了点文件，为了计算叠加面积，需把点文件转换为线文件、面文件，新建矿区范围线图层，依据拐点编号顺序，绘制线图层，形成矿区范围线文件图层，利用要素转面工具，将线图层转换为面文件，矿区范围面如图4所示。

图4 将矿区范围点坐标转换为面文件

4.4 矿区范围与森林公园范围叠加

将森林公园范围的文件和矿区范围的文件添加进一个工程文件，可以一目了然地看到两者的相对位置关系，如图5所示，矿区的绝大部分范围都与森林公园重叠。采用分析工具中叠加分析工具，将两个图层叠加，可以获得全部包含在森林公园范围的矿区范围图层。建立面积属性字段，计算矿区范围面积及叠加范围面积，得到矿区范围面积312 hm2，叠加范围311 hm2，叠加范围占到矿区范围的99.7%。

图5 矿区范围与森林公园范围位置关系

4.5 对下一步森林公园调整的建议

由于矿区几乎全部范围都与森林公园范围重叠，且重叠区域森林资源质量较差，因此在下一步的调整[5]规划中，可考虑将该区域调出森林公园，矿区西侧的森林资源质量佳，且权属清晰，为保证森林公园面积调整后基本不变，可考虑在下一步的调整工作中，将其调入。

5 结语

利用Excel获取矢量地理空间数据的方法简便、快捷，拓展了点矢量数据的来源，可迅速将拐点坐标转换为边界范围以及增加关键点位属性信息，实现了有坐标即能落图的可能，极大地提高了野外定点信息的利用度，为下一步数据的编辑及分析工作提供了基础，实践证明是落实点位数据的可靠方法。