基于ArcGIS的县级土地利用现状制图综合研究

摘要：本文通过对ArcGIS软件制图功能的解析、基于arcgis的县级土地利用现状、制图的优势与不足以及制图方法做出简要概述。

关键词：ArcGIS软件；土地利用线状；地物处理

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1前言

土地利用现状图是用地图的形式来反映本行政区的土地利用类型，分布利用现状以及与自然、社会经济等要素关系的专题地图。ArcGIS是美国环境系统研究所（Environment System Research Institute,ERSI）2001年推出的，这个软件是一个可拓展的GIS系统，可提供对数据的创建、管理以及分析功能，其系统基本上代表了国际地理信息系统技术水平的前沿。

2ArcGIS制图功能

ArcGIS软件有很多制图综合工具，主要在ArcToolbox和ArcMap中，ArcMap的制图综合功能与ArcToolbox的功能基本类似，而本文主要介绍的功能都是在ArcToolbox里的，它的功能主要包括以下几个方面：

2.1双线提取中心线功能

双线提取中心线工具在制定宽度的双线要素间产生中心线。在进行处理的时候可以对双线要素间的距离范围设定最大值，双线间距小于这个最大值才能生成中心线。这个功能主要解决的是狭长图斑的线划问题，在对面状地物进行操作之前要提取面状图斑轮廓线，在图斑轮廓线上再操作。

2.2图斑融合功能

图斑融合是为达到简化图斑的目的，将相邻的相同属性的图斑合并。如下图，

原来看起来很复杂的图斑通过ArcGIS软件的图斑融合功能，就可以简化图斑，便于观察。

2.3更新功能

更新功能是将要素按地类依次叠加和更新，经常用于面状要素聚合后的地物处理，比较重要的地物就最后更新，这样就保证了原始要素与重要地物的类似性。

2.4取舍功能

取舍功能是将不够面积的小图斑并入相邻的大图斑中，处理的时候可以按照最长边或最大面积两种方式并入相邻的多边形中，还可保持图斑边界，维持原有的形状。

2.5线状要素化简功能

线状要素化简的功能是通过设定容差来完成，这种功能的简化方法有两种，移除点法和化简弯曲法。

移除点法是移除不重要的点而保留线状要素的特征点。特征点的选取将线状要素的两个端点连接，计算出线状要素上其他点到这条直接的垂直距离，并将最大距离值记作dmax,如果最大距离值小于限差D，那么这点就不是重要点，如果最大距离值大于限差D，那么就保留这点作为特征点，并以该店作为分界将线状地物分成两部分，然后重复使用这方法。这个计算原理是以道格拉斯—普克算法为准。这个方法操作虽然可以舍去不必要的弯曲效果，但是不适用于水系和道路这种地理特征。

化简弯曲法是用图形识别技术检测线状图形的弯曲。可以根据地理特征去除不重要的弯曲，并且处理后的图质量很高，简化后的线圆滑美观，但是这种方法所花费的时间比移除点法要多出很多。

3基于ArcGIS的县级土地利用现状制图过程中的优点与缺点

3.1优点

ArcGIS软件在县级土地利用现状制图过程中的优点主要有以下几方面：

3.1.1同类相邻图斑融合

ArcGIS软件中不管是ArcToolbox，还是ArcMap，都有其功能解决同类相邻图斑融合问题，但是ArcToolbox在处理这个问题的速度和质量上都略胜于ArcMap，因为ArcMap在操作时经常将不相邻的同类图斑融合成一块图斑，而且在操作时还会出现数据溢出使得执行中断。

3.1.2狭长图斑线化

狭长图斑的线化问题可用双线提取中心线的功能处理，可将图斑中心线作为狭长图斑转换后的线状地物，不过在操作之前要将面状图斑转换成图斑轮廓线，然后再提取中心线，这样做法是因为提取中心线的功能是要在双线要素上进行，所以要提前对狭长图斑转换。

3.1.3简化线状地物和面状图斑轮廓

对于线状地物和面状图斑轮廓的简化，ArcGIS软件有两种功能可实现简化，一种是Simplifylines，另一种是Smoothline，这两种功能的区别就是对线状地物的化简方法不一样，所以在进行化简时要注意两种方法相结合使用。

3.2缺点

虽然ArcGIS软件对于制图有不少优化功能，但是还是存在着一些不足的地方，主要体现在一下几方面：

3.1.1缺乏制图综合知识

缺乏制图综合知识是ArcGIS软件的最大缺点。如对小图斑的处理，ArcGIS软件就会采用取舍功能，但是当取舍功能在对小图斑进行面状图斑综合时，小图斑与相邻图斑的合并是从角度与相邻最长边或相邻最大面积来融合，并不是按地物地类属性取舍，所以小图斑的面积并不能完全靠计算机执行，而必须要人机交互执行。

3.1.2缺乏质量评价标准

ArcGIS软件只提供了制图功能，但是没有对制图成果有相应的评价功能。其实对结果的评价与制图同等重要，它可以检查该结果是否满足制图目的以及制图规则。ArcGIS软件在进行土地利用现状制图时应该制定相应的综合规则，然后根据规则选取结合实际的方法，最后针对现状数据选取评价指标以及对成果的评价。

4基于ArcGIS的县级土地利用现状制图方法

制图综合模式一般采取的都是人机交互模式，虽然在具体操作过程中都需要人工参与，但是这种模式相对于手工来说，无论是速度、质量还是效率上都更有优势。

4.1点状地物处理

点状地物的处理主要采取人工方式对重要的地物注记优先选取，舍去次要的。对于高程点的处理有两个步骤，一是对部分高程特征点人工选取，如桥梁、山顶、山脚、道路等；二是要考虑点位的均匀分布，不要压盖地物等因素，对于其他的高程点采用自动抽稀的方法。对于地理名称的注记处理，就要保留主要道路、河流名称注记，其余的都可以忽略不计。行政注记可将村级行政驻地删除，保留乡镇级行政驻地即可。

4.2线状地物的处理

线状地物采用的方法是根据制图区域的地理特点、用途以及比例尺大小等来对线状要素指标的取舍。主要有以下情况：（1）舍弃。根据土地利用线状数据库的要求对不符合上图标准的线状地物要舍弃。（2）合并。对于相邻并相同属性的线状地物要进行合并。（3）移位。对不能舍弃而密度又过大的线状地物要进行适当移位。如自然地物与人工地物冲突，要将人工地物移位；同是人工地物，按照地物的重要性移位；相同重要的地物，要将尺寸小的地物移位。

4.3面状地物处理

面状地物处理主要有这几种处理方法（1）狭长图斑的简化。狭长图斑转换成线状地物，然后取得中心线作为狭长图斑线划后的线状地物。（2）相邻图斑合并。将相邻的同类物体采用合并来反映主要特征。（3）小图斑综合。小图斑与临近图斑属性相同就利用图斑轮廓线对面状图进行属性确定，然后生成新的图斑。对于临近图斑地类不同的图斑，采取地类优先级来归并。（4）图斑夸大。对小于规定尺寸且重要的地物，要夸大其中的重要特征。（5）图斑轮廓简化。用面状要素化简或者对图斑边界化简。

结束语

采用ArcGIS软件对县级土地利用现状来制图是值得推广的制图方式，ArcGIS软件的许多功能可帮助解决土地利用现状制图的问题，但该软件存在的缺点也不容忽视，在对地物处理时不能完全依赖于计算机，人机交互才能解决制图过程中遇到的问题。

参考文献：

[1]张伟.基于ArcGIS的土地利用制图综合方法研究—以浙江省海盐县为例[D].杭州：浙江大学，2006.

[2]袁勘省.现代地图学教程[M].北京：科学出版社，2007:214-255.

[3]汤国安，杨昕，ArcGIS地理信息系统空间分析试验教程[M].北京：科学出版社，2006.