ARCGIS地理信息系统在文物保护规划中的操作应用

[摘要]ArcGIS地理信息系统是近年来伴随着地理信息产业和学科发展衍生出的基于计算机技术和空间信息技术相结合的应用数据库操作平台。

随着文物事业的发展，文物保护领域也迫切要求采用当代先进科学技术和管理手段作为技术支撑和决策参考，尤其是在文物保护规划编制过程中，ArcGIS地理信息系统更是发挥了其自身综合数据集成优势，为文物保护规划编制提供了科学、准确、快捷地数据支撑体系和数据库检索平台。 本文着重探讨将ArcGIS应用于文物保护规划编制过程，旨在有效解决规划编制过程中遇到的实际问题和技术瓶颈，从而促进文物保护规划编制过程更加科学。

[关键词]ArcGIS地理信息系统数据库文物保护规划

中图分类号：O434文献标识码： A

[正文]

一、研究背景

地理信息系统萌芽于北美，经过40余年的发展已经成为地理信息产业和地理信息学，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划、行政管理、工程设计和规划、管理决策等行业和部门提供分析问题的全新方法和崭新视野。

地理信息系统（geographic information system，GIS）又称地学信息系统、资源与环境信息系统。其是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层在内）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述以及辅助决策的技术系统。另一方面，地理信息系统又是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科。

完整的地理信息系统主要由四部分组成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。ArcGIS属于地理信息系统软件中的一种。ArcGIS由美国环境系统研究所（ESRI）开发，具有很长的历史并经历了很多版本和变化，ArcGIS包括ARCMAP和Arc Catalogue,两个程序共同称为桌面ArcGIS（Desktop ArcGIS）。

近年来，ArcGIS逐渐拓展至文物考古领域，为文物考古技术革新和信息化建设提供科学高效的信息化系统平台。以往枯燥、繁琐地田野考古绘图工作逐渐被ArcGIS所取代，考古人员将田野实地采集的文物相关数据实时动态上传、存储、管理和编辑文物埋藏、保存的位置和空间分布等信息，建立起了完整的地理信息系统。

二、利用ArcGIS系统辅助文物规划编制

考古工作的成果是文物保护规划的核心前提，随着考古“大数据”时代的到来，诸多大遗址已经开始建立ArcGIS系统数据库，随着这一趋势的扩展，ArcGIS系统也开始进入规划编制环节，并在规划编制过程中扮演越来越重要的角色。

利用ArcGIS进行影像配准

在文保规划编制过程中，遗迹空间分布信息主要来自于考古单位提供的考古报告和相关研究成果（以图的形式呈现）。由于受到时代或技术的局限，这类信息主要为手绘或者电脑绘制的简单示意图，遗迹空间分布的相对位置和坐标参考等信息严重缺失，而在文保规划编制过程中这类资料与标准测绘地形图相互叠加过程中就会产生一系列偏差。

图为郑国渠遗址渠首空间分布位置示意图

利用ArcGIS系统可以直接获取离散的点的坐标，并将点连成线，绘制出闭合或开放的实际轮廓，而线上的每一个离散点的信息都包含在空间坐标系统集合内，该类坐标信息可与地形图地理信息数据相互匹配，从而获得准确的空间相对位置信息。具体操作如下；

1. 打开ArcMap，增加Georeferencing工具条。

2. 把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferencing工具条中的工具被激活。在view/data frame properties的coordinate properties中选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择predefined中的Projected coordinate system，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择Geographic coordinate system。

3.纠正前可以去掉"auto adjust"前的勾。在校正中需要知道一些特殊点的坐标。从图中均匀的取几个点，不少于7个。在实际中，这些点要能够均匀分布在图中。

4.首先将Georeferencing工具条的Georeferencing菜单下Auto Adjust不选择。

5.在Georeferencing工具条上，点击Add Control Point按钮。

6.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击，Input X and Y输入该点实际的坐标位置。采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表示，如110°30'30'应写成 110.508(=110+30.5/60)。

7.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。

8.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。

9.更新后，就变成真实的坐标。

10.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。

利用ArcGIS进行数据交互和共享

随着ArcGIS技术自身的不断完善和改进，在文物领域利用ArcGIS技术是未来必然的发展趋势，其最大的便捷不是内部系统数据库的编辑、存储，而是旨在用于和外界交互的数据库管理和查询，文物保护规划编制是在当前社会环境体系下的文物保护综合战略，其涉及法律、制度、管理、技术等一系列综合手段和措施，对留存的文物进行综合保护与利用，需要考虑和解决的新问题已经超越文物本身，而是一个综合的多元的矛盾体，问题来自于城市建设、土地归属、经济发展和环境保护等诸多领域，利用ArcGIS系统进行环境和资源数据的交互和共享，更加有利于文物保护规划综合战略决策的制定和决策评价，是未来“大数据”时代资源共享和战略对话的媒介平台。

[参考文献]

[1].刘贵明.《地理信息系统原理及应用》 科学出版社

[2].[美]Maribeth Price著，李玉龙，张怀东等译. 《ArcGIS地理信息系统教程》（第五版）电子工业出版社

[3].石伟等.《ArcGIS地理信息系统详解》 科学出版社