基于ArcGIS的航行路線制作方法

楊一曼+陳晨

摘 要：本文介紹了利用地理信息系統軟件ArcGIS，根據航行過程中獲取點的GPS點，制作航行路線圖的方法。基于ArcGIS制作的航行路線圖定位精確、可靠性高、軟件操作簡單，不需要掌握大量的軟件操作。

關鍵詞：ArcGIS；航行路線；GPS坐標

1 引言

從古至今，海上航行都是一個熱門話題，從迪亞士、哥倫布到麥哲倫。現在，各種海上航行路線也層出不窮，例如世界海運航線圖等。這些路線都是一些常用的規劃路線。但是隨著艦艇等出海航行任務的出現，這些規劃路線就存在著一定的局限性。航任務一般都是走訪友好國家，航行路線具有不確定性。因此根據不同需求制作不同的航行路線圖有十分重要的意義。本文基于ArcGIS，利用航行過程中的GPS坐標點位，進行航行路線制作。

2 軟件介紹

ArcGIS是美國環境系統研究所ESRI（Environment System ResearchIinstitute）開發的GIS軟件，是世界范圍內應用最廣泛的軟件，也是我國GIS領域常用的商業軟件。ArcGIS具有強大的空間數據處理功能，可以用來創建和使用地圖、編輯地理數據、管理數據庫中的地理信息、分析地理信息、共享和顯示地理信息等。本文主要利用ArcGIS的數據輸入、編輯處理和制圖輸出功能。

3 航行路線圖制作步驟

基于ArcGIS的航行路線圖制作方法主要為數據獲取、數據輸入、數據編輯與處理、地圖整飾和地圖輸出。基本流程如圖1所示

圖1.航線路線制作步驟

（1）數據收集

制作航行圖需要的數據主要為底圖和GPS定位數據。

底圖數據可以是矢量數據，也可以是柵格數據。矢量數據可以選擇各大洲的邊界數據，數據量小，信息量也相對較小。柵格數據可以是掃描數字化的全球底圖，信息量相對豐富，但同時數據量也較大。制圖過程中應根據實際的成圖需要選擇合適的底圖。

航海設備中具有GPS定位功能，航行過程中會進行實時定位。定位的GPS點坐標可以用于航線圖的生成。收集航行過程中的GPS坐標，用于生成航行路線的定位點。航行過程中，GPS實時定位，得到的GPS數據較多，根據成圖精度，選擇適當的GPS點位密度，其中停靠和轉折明顯的位置必須選擇。

（2）底圖數據處理

底圖數據通過掃描數字化獲得，根據制圖目的、成圖精度和成圖尺寸大小選擇合適的分辨率。對掃描后的數據進行影像配準和幾何糾正。在糾正后的影像上進行矢量化，獲得矢量數據，然后根據需求選擇合適的底圖數據。

（3）導入GPS坐標數據

1）將坐標點文件導入到Excel中，分四列分別為ID號、經度、緯度；

2）打開Arcmap新建文檔；

3）在菜單欄中選擇file，打開Add data，選擇Add XY data，X、Y分別賦值為經緯和緯度，選擇合適的投影；

4）確定后導入數據，生成坐標點數據，通過Export導出為.shp格式的點矢量數據。點的密集程度，可以根據對最終成圖的精度要求來確定。

（4）屬性賦值

屬性是空間數據的重要特征，對空間數據進行屬性賦值，也是數字化的一個重要過程。實現方位為停靠點添加屬性字段。艦艇航行具有一定的目的地，目的地的名字作為一個新的字段添加在屬性表中。

1）點數據圖層上右鍵打開屬性表（Open Attribute Table）；

2）在屬性表中增加屬性字段（Add field），命名為name，為停靠點增加名字屬性；

3）顯示name屬性。右鍵圖層，選擇properties，在lable標簽下選擇顯示name屬性，并設置文字字體、字號等。

（4）線路矢量化

生成點數據之后，利用ArcGIS的數字化功能，將行駛過程的點坐標連成線。

1）打開ArcCatalog，新建.shp線圖層，選擇與點坐標圖層相同的投影，用來存儲線性路線數據；

2）打開Editor編輯器，選擇路線圖層，在窗口中根據艦艇航行的路線依次連接各個點，形成航行路線圖，路線圖的精度取決于選取的點數據的密度。

（5）地圖整飾與輸出

利用ArcGIS的制圖面板，為輸出的內容添加圖名、圖例、比例尺、指北針、坐標網等整飾內容，進行合理的配置，完成地圖整飾，最后進行輸出。

為了增加地圖的豐富性，還可以在上述導出成果的基礎上，通過PhotoShop、Illustrator等工具增加航行過程中圖片素材，豐富航行圖。

制圖過程中有一些問題需要注意，主要為以下幾個方面：

（1）矢量化底圖的過程中面數據的生成一般是通過線圖層轉化為面圖層，創建面圖層之前，應該對線圖層進行拓撲錯誤檢查，保證邏輯關系正確。

（2）制圖過程中如果需要對后期矢量數據進行修改，建議輸出過程中選擇AI格式，方便在Illustrator中進行后期編輯

4 結論

基于ArcGIS進行專題圖的制作是一個成熟的方法，應用十分廣泛。本文利用ArcGIS進行航行路線的制作，制作方法簡單、成圖時間短、軟件容易操作。制圖過程中主要利用GPS定位數據，高精度的表示行駛的路線和屬性信息，實現空間位置、屬性位置一體化表現；利用ArcGIS的整飾功能，很好的進行地圖頁面配置，輸出精致美觀的航行路線圖。

參考文獻：

[1] 孫艷新，宮林成.解析ArcGIS下的制圖表達機制[J].測繪技術裝備，2011，13（2）：51-53

[2]謝世琴、柴微濤等，ArcGIS制圖表達在地圖制圖方面的應用[J].水土保持應用技術，2014，1（2）：11-13

[3]海洋專題要素在ArcGIS軟件中的制圖表達研究及應用.ESRI中國用戶大會，2009

[4]ArcGIS教程：基于TIN的表面概念.地理國情監測云平臺，2014endprint