ArcGIS在平板电脑底图制作中的应用

刘姝颖

（辽宁省林业调查规划监测院，辽宁 沈阳110122）

森林资源管理“一张图”年度更新工作是近几年在全国林业系统范围内的常规性基础调查工作，是在森林资源管理“一张图”基础上，收集林业经营区划数据（包括森林采伐、造林、抚育、新成林等）和林地变化（包括征占林地和新增林地）数据，通过上一年度和本年度两期遥感影像地类判读，结合现地补充调查核实等技术手段，更新森林资源管理“一张图”数据库图斑空间分布与管理因子属性信息［1］，作为森林资源管理“一张图”年度更新工作的成果。其中，现地补充调查核实是在内业分析和处理基础上，采用外业采集系统（平板电脑）、无人机及调查底图等手段重点对内业标记为待定地类斑块进行外业调查核实［2］，是森林资源管理“一张图”年度更新工作的重要内容，对工作成果质量起着举足轻重的作用。

本文以辽宁省抚顺市新宾县外业调查所用的平板电脑底图制作为例，具体讲述在最新卫星遥感影像的基础上，利用ArcGIS制作平板电脑底图的方法和步骤。

1 制作平板电脑底图准备的数据和软件

1.1 最新卫星遥感影像

以新宾县最新的卫星遥感影像为例（国家测绘局资源三号卫星2018 年10 月份拍摄的遥感影像），采用1985 国家高程基准，投影方法为高斯-克吕格（Gauss Kruger）投影，2000 国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000），6 度分带不加带号。由国家林业和草原局调查规划院统一下发，分辨率原则上不低于2.5 m，采用当地生长季节（通常南方地区为6-12 月份，北方地区为6-10 月份）接收的卫星遥感影像。采用1：10 000标准分幅图框。

1.2 软 件

本文以ArcGIS 10.2 汉化版为例。ArcGIS 软件是由美国环境系统研究所研发并推出的一款自定义GIS 平台［3］，具有极高的稳定性，并且在安全性、先进性方面也非常显著，可以实现快速的运算、管理、查看、分析及发布大量数据，能够满足我国林业部门在开展林业数据管理过程中的各项需求［4］。ArcGIS Desktop 是一套完整的专业GIS 应用软件，它包含了一套带有用户界面的Windows 桌面应用程 序，如ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox 等。ArcMap是ArcGIS Desktop中一个主要的应用程序，用于数据输入、编辑、查询、分析等操作，实现地图制图、地图编辑、地图分析等功能。ArcCatalog是以数据管理为核心，用于定位、浏览和管理空间数据的应用模块［5］。

ArcToolbox（工具箱）是地理处理工具的集合。其中的工具能够很好地处理各种空间操作，涵盖数据管理、数据转换、矢量数据分析、栅格数据分析、统计分析等多方面的功能［6］。ArcView、ArcEditor和ArcInfo 是三级桌面软件ArcGIS desktop 的三级产品，功能逐渐由弱到强、由简单到全面［7］。ArcInfo 提供了进行矢量分析、数据转换、数据加载和对Coverage最完整的空间处理工具集合［5］。本文中ArcGIS 10.2汉化版使用ArcInfo。

2 制作平板电脑底图的方法和步骤

2.1 影像裁切

打开ArcMap 应用程序，用“添加数据”工具将新宾县需要裁切的最新卫星遥感影像（下文简称为影像）和1：10 000 标准分幅图框添加到数据视图，选择“窗口”菜单下的“影像分析”工具，打开“影像分析”对话框，勾选需要裁切的影像，点击“裁剪”。右击裁剪后的影像，选择“导出数据”，打开“导出栅格数据”对话框，“空间参考”选择“数据框（当前）”；为了不显示影像的黑边，将Nodata 值设置为0；在“位置”处设置裁切后影像的保存路径，在“名称”处设置文件名（此处设为当前图幅编号）；格式选择TIFF；压缩类型选择LZW，点击保存。

2.2 影像镶嵌

对于整景影像，用1：10 000 标准分幅图框进行裁切，会出现在影像四周边缘处裁切后的影像不能填充满整幅图幅的情况，此时需要进行影像镶嵌。

2.2.1 创建镶嵌数据集镶嵌影像

打开ArcCatalog 应用程序，新建文件地理数据库，右击创建完成的文件地理数据库，选择“新建镶嵌数据集”，弹出“创建镶嵌数据集”对话框，在“输出位置”处设置保存路径，在“镶嵌数据集名称”处设置名称文件名（此处设为当前图幅编号），在“坐标系”处设置坐标系（同影像坐标系一致，此处设置为CGCS2000_GK_CM123E）。

右击创建完成的镶嵌数据集，选择“添加栅格数据”，弹出“添加栅格至镶嵌数据集”对话框，栅格类型选择Raster Dataset（栅格数据集），输入数据选择Dataset（数据集，用于选择ArcGIS 地理数据集），在“Source”（原始资料）处添加需要镶嵌的全部影像（在同一图幅范围内，不完整，且镶嵌后能最大限度填充此图幅的所有影像），点击“确定”。

2.2.2 构建轮廓去除黑边显示

为了不显示影像镶嵌后产生的黑边，双击ArcToolbox（工具箱）中的“构建轮廓”工具（构建轮廓工具可计算镶嵌数据集中每个栅格的范围。从镶嵌数据集添加或移除栅格数据集并想要重新计算轮廓线时使用此工具），打开“构建轮廓”对话框，在“镶嵌数据集”处选择刚处理完成的镶嵌数据集，其他参数默认，点击“确定”。

右击镶嵌后的影像选择“属性”，打开“图层属性”对话框，切换到“镶嵌”页面，修改镶嵌方法为By Attribute（通过属性），设置镶嵌运算符为MAX（最大），点击“确定”。

2.2..3 导出镶嵌完成的影像

右击镶嵌数据集中的栅格影像（即镶嵌后的影像），选择“导出数据”，打开“导出镶嵌数据集数据”对话框，在“范围与空间参考”处选择“镶嵌数据集（原始）”；为了不显示影像的黑边，将Nodata 值设置为0；在“位置”处设置影像保存路径（此处选择在2.2.1 步骤创建的文件地理数据库），在“名称”处设置文件名（此处设为当前图幅编号）；压缩类型选择LZ77，点击“保存”。将已镶嵌完成并且无黑边显示的影像导出到文件地理数据库中。

2.3 制作平板电脑底图（*.tpk文件）

2.3.1 创建地图文档（*.mxd文件）

新建空白地图文档（*.mxd 文件），用“添加数据”工具将处理完成的整图幅影像添加到数据视图，点击“保存”打开“另存为”对话框，在“保存在”处设置地图文档保存路径；在“文件名”处设置文件名（此处设为当前图幅编号）；“保存类型”默认为“ArcMap文档（*.mxd文件）”。

2.3.2 共享、打包及切片

打开“自定义”菜单下的“ArcMap 选项”菜单，切换到“共享”页面，勾选“打包时启用ArcMap Runtime工具”。

打开“文件”菜单下的“共享为切片包”菜单，设置切片格式为默认（PNG）；最高细节层次为20/20（为保证平板电脑底图清晰度，至少选择18/20），填写项目描述，点击“分析”。弹出“准备”对话框，检查无问题后，点击“共享”，生成的*.tpk 文件与地图文档同名，且被保存在与地图文档相同的路径下。

至此，辽宁省抚顺市新宾县外业调查所用的平板电脑底图制作完成。

3 小 结

按照上文介绍的方法和步骤，通过“文件”菜单、“自定义”菜单、“窗口”菜单及ArcToolbox（工具箱）中的工具制作的平板电脑底图，可应用在森林资源管理“一张图”年度更新、森林督查、荒漠化和沙化监测、森林资源一类、二类及三类调查、公益林资源监测、青山保护规划、林地保护利用规划等工作的外业调查中，是一种通用的方法。