基于ArcGIS軟件制作中學地理專題地圖的實踐探索

江蘇省蘇州工業園區第二高級中學(2150221)

徐 軍●

基于ArcGIS軟件制作中學地理專題地圖的實踐探索

江蘇省蘇州工業園區第二高級中學(2150221)

徐 軍●

基于ArcGIS軟件的專題地圖制作，其數據存儲與表達的分離以及快速高效的成圖過程，改變了傳統專題地圖數據存儲與表達為一體、地圖內容與表達方法固定等不利因素.本文基于ArcGIS軟件介紹了專題地圖的制作的一般方法并進行了實例研究，結合自己經驗總結了在制作專題地圖時應注意的問題.通過基于ArcGIS軟件制作專題地圖，中學地理教師可更好的貫徹新課程理念，充分發揮和挖掘地圖的功能和作用，更好地服務于地理教學，提升學生地理素養.

中學地理；專題地圖；ArcGIS軟件；制作

地圖是地理學的第二語言，在中學地理教學過程中具有其他教學媒體不可替代的作用.專題地圖突出一種或幾種特定的地理要素，不僅可以表示地理事物、現象的空間分布及其現狀，而且能表示出地理事物、現象的時間發展動態和規律，為地理問題的探究和解決提供相關的科學依據，為學生地理知識的學習提供必要的支架，為試題的編制提供科學的載體.以專題地圖為載體的地理教學對培養中學生地理核心素養中的科學精神等方面具有重要作用.

一、ArcGIS 10.2軟件概述

ArcGIS 10.2軟件是美國環境系統研究所(Environmental Systems Research Institute，ESRI)開發的新一代GIS軟件，代表了GIS最高技術水平的全系列GIS產品，為用戶構建一個完善的GIS系統提供完整的解決方案.本次使用的ArcGIS桌面產品是一系列整合的應用程序的總稱，包括ArcCatalog、ArcMap、ArcGlobe、ArcToolbox，可以實現制圖、地理分析、數據編輯、數據管理、可視化和空間處理等GIS任務.

二、ArcGIS軟件制作專題地圖的流程

基于ArcGIS的專題地圖制作方法可概括為前期準備、數據采集與輸入、數據的編輯處理、地圖整飾、地圖輸出5個階段.基本流程如圖1所示.

1. 前期準備

在地理教學或者試題命制中，我們往往需要突出顯示一種或幾種特定地理要素，而使地圖內容、用途成為專題化的地圖，即專題地圖.專題地圖是突出顯示一種或幾種特定要素，其他要素則較為次要地顯示，甚至某些要素根本不予表示.因此，專題地圖的前期準備是指專題地圖所需要素的確定及找到相關的地理底圖或空間數據.例如本次實踐制作的長江經濟帶專題地圖，需要長江經濟帶行政區劃圖、皖江新區、兩江新區、貴安新區范圍，河流、鐵路等地理數據.對于這些基礎數據都可以通過互聯網下載到.

2.數據的采集與輸入

數據的采集與輸入主要指利用掃描儀將紙質地圖轉換成柵格圖像，并將掃描后獲得柵格圖像和必要的數據文件導入到AcrGIS軟件中.中學地理教師在地理教學中所使用的專題地圖精度要求并非特別高，因此在無專業的掃描儀時，用下載好的圖片或者照相機等成像設備也可完成此項工作.

3.數據的編輯和處理

(1)柵格配準.柵格配準是通過控制點的選取，對掃描后的柵格數據進行坐標匹配和幾何校正.經過配準后的柵格數據具有空間信息，矢量化的數據具有地理空間坐標信息,切實解決實際空間問題.這一特征也是有別與Word、CorelDraw、Photoshop等制圖軟件的重要特征.具體方法如下：

①加載柵格數據和影像配準工具

打開ArcMap軟件，新建文檔，將需要矢量化的柵格圖像導入ArcMap中.加載“地理配準”工具條.

②輸入控制點

單擊影像配準工具條中的“增加控制點”按鈕，輸入控制點的地理坐標.用相同的方法，在柵格影像上增加多個控制點至少4個.點擊“影像配準”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕，在二階多項式變化下，檢查均方差(RMS)，根據實際需要而定，一般控制在0.5以內.若均方差較大，需要調整控制點，直到滿足精度為止，然后矯正并重采樣柵格生成新的柵格文件.

(2)投影設置.一般情況下，配準好的柵格圖像需要加載設置合適的投影，具體方法如下：

①將配準好的柵格數據導入到ArcMap中.

②在數據視圖中，點擊右鍵，選擇“數據框屬性”選項，在“數據框屬性”選項中選擇“坐標系”標簽，根據實際需要選擇適合的投影，例如Gauss Kruger BeiJing1954坐標系統，單擊“確定”.

(3)矢量化.專題地圖的制作一般通過點、線、面分層矢量化得到.點、線、面圖層的疊加獲得最終獲得專題地圖.例如，此次制作長江經濟帶的數據包括點圖層(省會城市、地級市)、線圖層(河流、鐵路)、面的圖層(省域、水域、開發區).具體方法如下：①在ArcMap中導入配準好的柵格影像，并設置好投影.②在ArcCatalog中新建所需的點、線、面等shp文件，并設置相應的屬性.③加載shp文件至ArcMap中，分別對點、線、面等分層矢量化.

(4)拓撲處理.空間將數據在采集和編輯的過程中，常常會出現假節點、冗余節點、懸線、重復線等情況，通過拓撲檢查，可以很方便檢查圖層之間的邏輯關系，發現矢量化中的錯誤.具體方法如下：①在ArcCatalog中新建“個人地理”地理數據庫，并設置集的坐標系統.②選擇創建的數據集，導入要素類及需要進行拓撲分析的數據.③在ArcMap中打開由拓撲規則產生的文件，利用拓撲工具條中顯示的錯誤信息進行進行修改編輯.

(5)屬性賦值.屬性是地理空間數據的重要特征，是創建專題地圖的基礎.屬性賦值的方法如下：①打開ArcMap，在圖層可編輯的狀態下，選中需要添加屬性的圖層上，點擊右鍵.②在彈出的數據層操作快捷菜單中，點擊“屬性”.③在設置好的相應字段中，添加屬性.

4.地圖的整飾

地圖的整飾主要指設置地圖輸出的大小，添加地圖的圖例、指北針、比例尺、等要素.具體方法如下：①將矢量化后的數字地圖添加到ArcMap，并有原來的“數據視圖”切換到“布局視圖”.②在“布局視圖”空白處，單擊右鍵，選擇“頁面和打印設置”，設置好輸出地圖的大小.③菜單欄中的“插入”， 依次插入“圖例”、“指北針”、“比例尺”.④合理顯示和布局各地理要素及頁面.

5.地圖的輸出

在ArcMap中打印預覽，確認已達到設計要求即可正式輸出地圖.具體方法：①點擊菜單中的“導出地圖”.②命名輸出地圖的名稱，分辨率視輸出地圖的要求而定，一般在800-1000dpi.輸出結果見圖2.長江經濟帶專題地圖.

三、專題地圖制作注意的問題

在利用ArcGIS軟件制作專題地圖時，為保證制圖的質量，提高制圖效率，根據本人經驗應注意以下幾個問題：

1.在設計和制作專題地圖時，往往需要行政邊界的地圖，若每次自己繪制工作量非常大，且效率低下，因此，我們可以在網上搜索獲取已經矢量化后的數據.同時，在搜集和制作專題地圖底圖時將數據存儲到自己建立的數據庫中，以便查詢和調用，減少工作量，保證精度.

2.ArcGIS軟件具有強大的空間分析和處理功能，在獲得原始數據后可以根據實際需求獲得衍生數據，豐富專題地圖的信息.

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