浅析ArcGIS在森林资源调查内业数据处理中的运用

陈星志，杨峰

（云南省林业调查规划院，云南昆明 650051）

ArcGIS 独特的空间数据模型及空间分析等功能在林业数据空间位置分析、属性关系分析中得到广泛应用，特别是在内业处理过程中的便捷操作，不但能减少重复操作、提高工作效率，更能实现数据“一体化”，更好地为各级林业工作服务。

1 ArcGIS 简介

ArcGIS 是美国ESRI 公司集近40 年GIS 研发之经验，奉献给用户的一套从低到高、可无缝扩展的GIS 平台系列产品。ArcGIS产品建立在工业标准之上，不但功能强大、使用方便，而且界面友好，可以满足不同层次的用户需求。ArcGIS 能够支持超大数据量的存储和用户对响应效率的需求，ArcGIS 系列产品具备的核心技术，为系统资源的共享、系统的无缝升级、数据和应用功能的平滑移植提供了有力的保障。全新的ArcGIS 系列软件不仅有着完善的可扩展的体系结构，而且在保留原来强大功能的基础上，界面风格更加简单友好，易于使用。同时ArcGIS 具有公共组件库，详尽的文档和例子代码，使开发ArcGIS 变得异常简单，ArcGIS数据仓库具有海量数据的存储企业级信息系统以及社会级信息系统，用来存储和管理所有的空间和属性数据，具备海量数据的存储和管理能力[1]。

2 ArcGIS部分功能运用

2.1 空间校正操作

在调查数据过程中，由于矢量数据和影像数据会出现坐标不一致或者需要进行投影坐标的情况，需要对矢量数据进行校正，如果矢量数据分布范围较广且零散时容易出现局部位置与现地不准确的情况，校正好局部区域后再校正其他区域时会出现位置偏移现象，为减少矢量重复校正次数，方便再次使用映射文件，可以依次地对每个区域的矢量进行空间校正，并依次将校正后的映射文件保存，再次使用时直接导入映射保存文件，既可以再次完成矢量的校正。具体操作步骤如下：打开空间校正选项并将矢量数据设置为校正数据，校正方法为变换—仿射，点击新建位移工具并选取控制点完成链接，同时将链接文件进行保存。

2.2 分式标注操作

在制作有关专题图的过程中，需要对相关因子在图上进行标注，简单的标注只需按照常规标注即可达到标注效果，但有些涉及分式标注，例如采伐设计图。为减少不同项目标注方式的重复操作，方便以后再次使用，可以在图层属性“标注表达式”中输入以下代码：""&vbNewline&[面积] &"-" &[蓄积]&"-"&[出材量]，点击保存为“Esri标注表达式文件”，再次标注其他矢量图层时直接点击“加载”保存好的“Esri 标注表达式文件”既可呈现标注效果。在此代码中[小班号]，[优势树种]，[采伐方式]，[面积]，[蓄积]，[出材量]为矢量属性表中的字段名称，“&”为链接符，“vbNewline”作为换行函数，为下划线表达式，“/”为分数线表达式。形成图1效果：

图1 标注后效果

2.3 数据驱动页操作

在内业处理过程中，有多种分幅操作的布局视图，如果每个图幅做一个ArcGIS 工程文件，不仅容易出错，加大工作量的同时更容易造成出图效果不佳的情况，造成时间和精力的浪费，工作效率不高等问题，针对批量出图的需求，可使用数据驱动页进行批量操作；具体操作如下：在布局视图中根据实际需求设置好比例尺和图幅效果，形成专题图模板，然后在“文件”选项中找到“页面和打印设置”中的“数据驱动页面”，同时启用“数据驱动页面”然后选择所需分幅的图层和名称字段，其次在“数据框”属性中根据需求显示相关内容，亦可在“排除”选项中显示相关内容。在页面文本中添加所需内容，既可批量导出不同的图幅，如图2所示。

2.4 定义查询操作

在ArcGIS 中，查询表达式用于选择要素和表记录的子集。在制作不同的森林表达类型符号时，需要对每个不同类型的表达式进行筛选，如果遇到项目类型复杂，重复次数较多的情况时，在进行下一项定义查询时会覆盖之前查询的内容，造成工作冗余，这时可以通过将相关查询表达式保存为.exp 文件格式。遇到类似查询表达式时，通过保存的路径直接加载保存好的.exp文件即可生成类似的相关符号类型。

2.5 设置数据源的操作

在两个制图工程文件中，如果不用矢量数据属性类型，字段内容基本一致，可以通过更改一个工程文件的数据源进行不同符号类型匹配操作；具体步骤如下：点击图层属性中的系统符号通过类别中的值设置添加所有值进行相同字段的分组操作，并设置好当前符号内容，保存好当前工程文件，通过“设置数据源”改换所需数据即可生成相同的地图符号。

2.6 系统符号引用

在ArcGIS 制图符号中可以根据制作好的“.Style”文件进行匹配，自动生成不同的符号表达式，具体操作步骤如下：点击图层属性，找到类别中的与样式符号匹配选项并选择值字段进行匹配，然后点击匹配符号即可生成与样式符号库内容中的一致的符号表达式。

2.7 拓扑概念和拓扑规则操作

拓扑是指空间数据的位置关系，地理对象的拓扑关系，主要有相邻，重合、连通。拓扑的主要功能就是保证数据质量，但是拓扑本身不能自行的处理数据，拓扑规则具体操作步骤如下：在目录窗口下点击新建文件个人地理数据库或者文件个人地理数据库新建“要素数据集”并将需要进行拓扑处理的数据导入到地理数据集中，如果没有坐标系需要对“.shp”文件进行坐标系的定义，点击要素数据集右键选择新建拓扑，勾选要参与到拓扑中的要素类，然后指定拓扑规则，并进行验证，如需添加要素和添加拓扑规则时在拓扑属性中进行添加，点击“错误”并生成错误信息，同时打开拓扑编辑器在错误检查器中显示拓扑错误，并进行验证，在拓扑处理中针对不同类型的矢量图层，可以在arctoolbox工具中进行“修复几何”、“要素转面”、“删除相同的”、“打断相交线”等操作减少拓扑错误。

2.8 空间数据连接

空间连接指根据要素的相对空间位置将连接要素中的行匹配到目标要素中的行，默认情况下，连接要素的所有属性会被追加到目标要素的属性中并复制到输出要素类。例如：将一个矢量的属性按照空间位置叠加在另一个矢量中时就可以采取这些方法。具体操作如下：点击叠加分析中的空间依次输入目标要素和连接要素，保存生成的矢量即可，如下图所示将“地类”属性内容添加到另一个矢量中，如图3所示：

图3 空间连接前后

2.9 “标识”操作

在森林资源调查中，需要将一些相关图层矢量属性叠加到目标矢量中，最终在目标矢量中反映林地资源的相关属性。例如，将保护区、公益林、林地“一张图”、林改、退耕还林等矢量数据中的属性内容按照地理位置叠加分析到目标图层中，即可采用标识操作进行批量处理。具体步骤如下：打开Arctoolbox，找到分析工具下的叠加分析点击“标识”工具，依次进行输入要素和标识要素的输入，即可达到标识效果；如图4所示：

图4 标识前后

3 功能优点

一是保存好空间校正后的链接文件，再次使用时直接打开此链接文件，可以对矢量进行局部位置的校正，以此来减少内业处理的工作量，达到事半功倍的效果。

二是在标注过程中可以实现依次标注，多次使用的效果。

三是数据驱动页可以帮助用户更加轻松，更加便捷的批量生产某类特定的专题图，只需要配置好一副专题图的模板即可。

四是图层数据源更换操作，工程文件可随意拷贝，不影响相应符号的生成。

五是在常见的拓扑规则中，可以将拓扑规则进行保存，遇到相同的拓扑检查时可以直接进行拓扑规则的加载使用。

六是空间连接操作和标识操作可以根据各个矢量的空间位置进行字段属性内容赋值，不用逐一的通过手动添加相关字段相关内容。

4 注意事项

4.1 空间校正

空间校正时须有3 个以上控制点；空间校正一般需要矢量在编辑状态下进行校正，同时注意校正方法的使用。

4.2 标注要素

在标注要素过程中可以根据实际需要对标注字段进行替换，在标注字段过程中通过“追加”的方式进行字段的标注和替换，不能以双击的方式进行字段的添加，矢量数据中的字段名称需和标注表达式中的名称一致，在小班标注过程中也可以通过放置属性中的放置和冲突检测对标注样式进行更改，也可以通过“符号”中的“编辑符号”，“格式化文本”调整字符间距和字符宽度，已达不同比例尺下标注效果的美观。

4.3 数据驱动页操作

在数据驱动页操作中，代码为根据矢量数据中的字段内容自动生成标题栏名称。涉及包含两个以上图层时，在数据驱动页界面选择图层时注意相互之间的包含关系，在导出地图时需要保存为.pdf格式，同时注意勾选“页面范围”，如果矢量数据存在横向和纵向不一致时，可根据实际情况进行调整。

4.4 图层数据源更换

在图层数据源更换操作中，注意两个矢量文件的坐标系需要一致。

4.5 系统符号的引用

在系统符号引用过程中，与样式中的符号库匹配时，字段名称和属性内容，必须跟样式中的符号库字段内容和属性内容一致，否则会出现匹配不上或者匹配不完整情况。

4.6 拓扑操作

拓扑操作过程中，做数据，尽可能地保证数据没有拓扑错误，而不是先做数据，拓扑处理前一定要将数据备份，尽量不要改变拓扑的容差（选择系统默认的容差值），“.Shp”文件不能直接进行拓扑检查。

4.7 空间连接

空间连接操作中，如果小班数据量不一致或者两个矢量没有公共唯一字段时，可以采取将所需字段的通过要素转换为点，在根据空间数据连接进行操作，可以达到属性一一匹配的效果。

5 结语

ArcGIS 软件在森林资源调查内业处理过程中，较好地实现了数据的空间地理位置分析、属性关系分析，较多一次成型，重复使用功能解决了操作复杂的问题，对于保证调查质量、提高调查效率大有裨益，同时也遵循了目前森林产业发展信息化的总体方向，应用前景和应用价值良好，因此值得在更广的范围进行推广与运用。