基于GIS和RS对贵州省平坝县重点公益林成果图的编制

[摘 要] 论述利用GIS、Erdas Imagine 9.2软件综合运用、优势互补制作林业图件的优势。详述了运用GIS和Erdas Imagine 9.2软件进行制图的流程、步骤和方法。

[关键词] GIS Erdas Imagine 9.2 林业专题图 公益林成果图

[中图分类号] S77 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）04-0079-02

重点公益林是指分布在我国生态区位极为重要或生态状况极为脆弱的地区，对国土安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用的重点防护林和特种用途林[1]。随着林业建设的发展，林业单位对林业用图的要求和对扩张图用途的要求日益紧迫[2]，对重点公益林的分布情况及分布面积等内容要有直观的了解，可通过林相图查看。

传统的林业制图多以人工绘制为主，存在不少缺陷：不仅制图过程繁杂，完成时间长，更新缓慢，制图费用高，又不能确保精度，而且制成的图很难编辑修改，这给科学研究和实际生产带来了诸多不便[3]。但随着计算机技术的迅速发展，使用计算机制图已经司空见惯，应用GIS和RS技术可以很好解决传统的林业制图的缺陷，并且能够提高工作效率， 减轻技术人员的劳动强度，改进制图的精度[4]。

一、研究区简介

平坝县位于贵州省中部，安顺市东部，地扼要冲，为滇黔交通要道，地理位置东经105°59′24″～106°34′06″，北纬26°15′18″～26°37′45″。东毗贵阳市花溪区，东南邻长顺县，南交西秀区，西接织金县，北抵清镇市，东西长57.8km，南北宽41.3km，面积999平方公里。地势西高东低，海拔多在1300-1400米以上。全年气候温和，无霜期长，雨量充沛，但多云寡照，辐射低，年平均日照时数为1147.7～1296.7小时，年均气温为13～14.2℃，年总积温4737.4～5175.4℃，以常绿阔叶林为主，大部为碳酸岩类。

二、应用软件简介

1.Erdas Imagine

ERDAS IMAGINE 是一款遥感图像处理系统软件。它是美国ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统。它以其先进的图像处理技术，友好、灵活的用户界面和操作方式，面向广阔应用领域的产品模块，服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度的RS/GIS（遥感图像处理和地理信息系统）集成功能，为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图像处理工具，代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势。该软件功能强大，在该行业中是最好的一款软件。目前ERDAS IMAGINE软件已经成为世界上占最大市场份额的专业遥感图像处理软件。

2.ArcGIS

ArcGIS 包括ArcMap，ArcCatalog，ArcToolbox等部分。

Arcmap是集空间数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图和打印等功能。在Arcmap下进行林业专题地图的编制，能够提供高质量的地图输出。

ArcCatalog是一个空间数据资源管理器。它以数据为核心，用于定位、浏览、搜索、组织和管理空间数据。还可创建和管理数据库，定制和应用元数据[5]以及数据结构定义，数据导入和导出，拓扑规则的定义，检查。

ArcToolbox能在GIS数据库中建立并集成多种数据格式，进行分析，处理GIS数据，用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等。

三、数据来源与操作方法、步骤

1.数据来源

数据来源于2008年11月8日的ALOS数据（分辨率2.5m），平坝县1：10000比例尺地形图，数据采用高斯-克吕格投影3°分带，北京1954坐标系。

2.制图流程（如图1）

2.1数据准备

主要收集2008年11月8日的ALOS遥感图（分辨率2.5m），以国家标准平坝县1：10000比例尺地形图，野外区划调查资料。

2.2使用Erdas Imagine9.2对遥感图几何精校正和监督分类

利用平坝县地形图，通过Erdas Imagine9.2软件对ALOS数据进行几何精校正，选取8-10个控制点使遥感图和地形图完全重合，便于下一步和空间矢量数据进行套合、叠加。然后对校正好的遥感图进行监督分类，解译出不同的地类：水体、有林地、灌木林、坡耕地、建设用地等。

2.3用ArcCatalog组织管理空间数据

ArcCatalog在此用于创建数据库、定义坐标系、创建数据集、数据要素（点、线、面）、维护图层字段。

2.4Arcmap进行数据的采集

Arcmap具有数据显示、编辑、查询、统计、分析、制图等功能，在重点公益林制图工作中，空间数据来自外业勾绘手图，属性数据来自外业调查小班因子数据。

2.4.1 空间数据地理校正

对来自各种地图和外业勾绘手图进行扫描得出jpg格式的图片。利用Arcmap对空间数据进行地理校正，使手绘图图片与地形图和遥感图完全重合。

2.4.2 空间数据矢量化

通过创建的数据要素（点、线、面），把空间数据分别矢量化输入。

2.4.2.1点图层包括乡、村注记点。

2.4.2.2线图层包括用水系线、公路线、铁路线。

2.4.2.3面图层包括县面、乡面、村面、水系面、细班面、小 班面。在矢量化小班面的时候，还必须与监督分类的类型相符合。

2.4.3对已经矢量化的空间数据进行编辑处理

在矢量化过程中，由于地理校正不准确、视差、粗心等种种原因，使矢量化的结果出现一定的错误，必须进行矢量编辑，消除错误。常使用的工具为：

2.4.4 对空间数据进行拓扑检查

当完成了全县的空间数据矢量化后，需要检查小班面与小班面之间是否有重叠、是否有碎班、是否有间隔，线与线之间是否相交、是否重叠、是否存在伪节点。在ArcCatalog中对点图层、线图层和面图层必须形成拓扑关系，根据拓扑图层和Arcedit功能消除已数字化的Shapefile文件中的错误。

2.4.5 用Arcmap建立关键字。

在Arcmap中编辑和操作的图形，除求出矢量化小班面积外，还需要与属性数据库相关联，可在图形操作模块中加入关键字。按一定的顺序给一序号作为关键字，区划小班的关键字由乡代码、村代码2部分组合而成，如某小班在数据库中村代码为012，村代码为017，在属性表中点击add field创建新的字段，点击Field Calculator编辑器中键入命令（[乡代码]&[村代码]），则得出该小班的关键字为012017。

2.4.6 用Execl表变传递小班因子属性

Arcmap支持Excel数据库管理系统存储的dbf格式。在重点公益林区划界定工作中，由于调查因子类别多导致调查数据庞大。因此，为了便于数据修改并保证数据的准确性，故采用Excel表建立国家重点公益林小班95项因子一览表，传递小班因子属性。

根据《国家重点公益林小班95项因子一览表》中的调查因子，在Excel表中添加相关的调查因子字段属性，如县、乡、村、林班、小班、地类、面积、权属、森林类别、林种、工程类别、保护等级、生态区位、地形地貌、管护人员等。然后完成小班因子属性数据的输入，检查确保数据库正确后，创建与空间矢量数据库唯一对应的小班编码，小班编码也应包括乡代码、村代码。

2.4.7 进行空间数据与属性数据库的连接

在Arcmap中，打开矢量化的空间数据，在空间数据库中添加一个关键字字段使之与excel数据库管理系统的一个关键字相吻合，且是唯一值的。通过Join and RelatesJoin data，通过Shapefile空间数据文件的关键字段与属性数据库的唯一值，完成图形数据与属性数据库的连接，从而得到带有空间数据与属性数据的林业信息数据。

2.4.8 数据和图层的分类及标注显示

由于成图要素的显示包括大量的线条、符号、文字，因此需要将点、线、面根据一定的要素进行分类。根据制图要求，对不同的行政界线赋予相应的线型、颜色、符号、大小，然后进行乡名、村名、河流、小班文字的注记，使其完全符合林业行业制图标准。在Properties的Labels中来选取字段注记。

2.4.9 利用Arcmap进行图幅整饰

Arcmap软件能够提供丰富的图幅整饰模板，整饰图面包括边框、图例、指南针、格网、比例尺等。设置制图要求的比例尺及对应纸张大小，Viewlayout Propertiesframe选取相应的图框；在Insert菜单中点击Title、Legend、Northarrow、Scalebar插入图名、图例、指北针、比例尺等地图要素，完成图版设计效果。

2.4.10 图层输出

由于一个县面积大，小班分布广，必须看见标注，所以比例尺的设置为1：10000，就必须按各乡镇制图。Arcmap完成图幅整饰的国家重点公益林图层导出，存储为平坝县*镇公益林小班图.tiff格式。

四、 结论

根据上述描述的方法步骤，利用erdas imagine9.2和gis软件完成了贵州省安顺市平坝县重点公益林林相分布图，通过改图制成的成果说明利用erdas imagine9.2和gis软件制作林业地图与传统手工制图相比具有很多优势：准确性高、成图周期短、可操作性强，减轻劳动强度，提高工作效率，大大节约了人力、物力及时间，实现了空间数据和属性数据动态连接，能够对林业现有资源进行直观展示。但是由于缺乏制图经验，在制图的综合自动化、地图注记的自动配置、颜色搭配等问题处理上还有待加强。

参考文献

[1]潘存军， 程小红， 张立勤. 新疆重点公益林动态监测及评价方法初探[J]. 防护林科技， 2010，（4）：125-126.

[2] 梁文荣. 编绘林业用图有关问题的研究[J]. 内蒙古林业调查设计，2000（4）：37-38.

[3] 黄杏元， 马劲松， 汤勤. 地理信息系统概论[M]. 北京：高等教育出版社，2004.

[4] 李维. 多个软件结合运用进行国家重点公益林成果图编制[J]. 林业调查规划， 2008，33（1）：17-20.

[5] 汤国安， 杨昕. ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M]. 科学出版社， 2011.