應(yīng)用地理信息系統(tǒng)繪制地形林相圖

肖波

摘 要：本文以地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS、EzMap為平臺(tái)，介紹繪制地形林相圖的方法和技巧。

關(guān)鍵詞：地形林相圖;地理信息系統(tǒng);ArcGIS EzMap

一、前言

林相圖是反映基層生產(chǎn)單位森林現(xiàn)狀，并能通覽林區(qū)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種分布、齡組結(jié)構(gòu)和立地類(lèi)型全貌的圖面材料。林相圖除具備基本圖的內(nèi)容外，還用色彩顯示林相特征，其中的林業(yè)要素有優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）、齡組（級(jí)）、疏密度（郁閉度）、森林起源、立地類(lèi)型和地位級(jí)（地位指數(shù)）等。因此林相圖可使人一目了然地從中了解經(jīng)營(yíng)對(duì)象的林分結(jié)構(gòu)和立地類(lèi)型。由于林相圖能清楚地反映整個(gè)林場(chǎng)的地物、地類(lèi)及森林按林種、樹(shù)種和齡組的分布特征，以及各個(gè)小班的林分與林地的生產(chǎn)力，它既是編繪森林分布圖和森林經(jīng)營(yíng)措施圖面材料的基礎(chǔ)，又是編制森林經(jīng)營(yíng)方案、總體規(guī)劃設(shè)計(jì)、林區(qū)開(kāi)發(fā)方案的主要圖面材料。

地形林相圖就是在普通林相圖的基礎(chǔ)上，加繪相應(yīng)比例尺的等高線，給人直觀的林相及地形變化特征，立體感較強(qiáng)，為林區(qū)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、了解地貌及經(jīng)營(yíng)設(shè)計(jì)提供了方便。

二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

黑龍江省市縣林區(qū)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查操作細(xì)則; 林業(yè)部《林業(yè)地圖圖式》（1982年）; 黑龍江省林業(yè)廳林業(yè)地圖有關(guān)規(guī)定

三、軟件選擇和簡(jiǎn)介

使用ArcGIS進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)采集，圖面整飾采用EzMap。

ArcGIS是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）研制的一個(gè)全面的、完善的、可伸縮的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，它由四個(gè)重要部分組成：桌面軟件desktop、服務(wù)器GIS軟件、嵌入式GIS軟件和移動(dòng)GIS軟件。ArcView、 ArcEditor和ArcInfo是三級(jí)桌面軟件ArcGIS desktop的三級(jí)產(chǎn)品，功能由弱到強(qiáng)、由簡(jiǎn)單到全面。

ArcMap是ArcGIS desktop 的三級(jí)桌面軟件ArcView、ArcEditor和ArcInfo的共同應(yīng)用環(huán)境之一，是一個(gè)以地圖為核心的用于編輯、顯示、查詢(xún)、分析地圖數(shù)據(jù)的模塊，包含一套復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)制圖和編輯系統(tǒng)，既是對(duì)象編輯器，又是數(shù)據(jù)表生成器。

在ArcMap 中，使用SHAPE文件為工作文件，它是由一個(gè)主文件（.shp）、一個(gè)索引文件（.shx）和一個(gè)DBASE表文件（.dbf）組成。Shape文件只有點(diǎn)、線、面三種形態(tài)，是其他地理信息系統(tǒng)軟件能交換使用的通用的矢量文件格式。

EzMap是北京山海經(jīng)緯信息技術(shù)公司自主開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)地理數(shù)據(jù)采集與地圖制圖出版軟件。該軟件將地理信息采集技術(shù)和地圖出版技術(shù)融為一體，既能滿足大規(guī)模地理數(shù)據(jù)的作業(yè)設(shè)計(jì)、符號(hào)制作、編輯、校正、質(zhì)量檢查、接邊處理、入庫(kù)等生產(chǎn)需要，又能滿足地理信息的符號(hào)化、圖廓整飾、地圖編繪、暈渲圖制作、PS和圖像輸出、大型噴墨繪圖輸出等地圖出版需要。

主要功能包括：1.圖形圖像配準(zhǔn);2.地圖投影;3.支持標(biāo)準(zhǔn)圖廓、任意圖廓及任意投影的經(jīng)緯網(wǎng)自動(dòng)生成;4.豐富的專(zhuān)題圖自動(dòng)生成功能;5.支持智能標(biāo)注、自動(dòng)標(biāo)注與交互標(biāo)注功能;6.提供指北針、圖例、比例尺、圖像、花邊等多種組版對(duì)象;7.可擴(kuò)展的顏色符號(hào)編輯與庫(kù)管理系統(tǒng);8.系統(tǒng)提供的符號(hào)編輯子系統(tǒng)，可輕松編輯各類(lèi)高精度的符號(hào);9.提供了基于印刷的顏色管理，實(shí)現(xiàn)了RGB和CMYK之間的顏色校正和管理，真正做到“所見(jiàn)即所得”;10.高效的拓?fù)涮幚砼c區(qū)域編輯功能;11.強(qiáng)大而方便的屬性數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)采用流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)MDB管理屬性信息，實(shí)現(xiàn)圖形與屬性數(shù)據(jù)雙向選擇、查詢(xún)，并提供多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和統(tǒng)計(jì)圖制作功能，有效實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)分析，同時(shí)支持多種類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù);12.支持多種方式的圖形與圖像數(shù)據(jù)的裁剪與拼接，支持G級(jí)圖像處理，并支持通用地圖格式DWG、SHP等的圖像化處理。

四、符號(hào)制作及定義專(zhuān)用顏色庫(kù)

根據(jù)《黑龍江省市縣林區(qū)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查操作細(xì)則》和原林業(yè)部《林業(yè)地圖圖式》（1982年）以及黑龍江省林業(yè)廳林業(yè)地圖有關(guān)規(guī)定，應(yīng)用符號(hào)編輯子系統(tǒng)和CMYK顏色定義制作二類(lèi)資源調(diào)查專(zhuān)用符號(hào)庫(kù)和顏色庫(kù)。

五、數(shù)據(jù)采集

1屬性數(shù)據(jù)：各林場(chǎng)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)二類(lèi)資源調(diào)查小班因子數(shù)據(jù)庫(kù)。空間數(shù)據(jù)：調(diào)查員清繪的基本圖。

2掃描基本圖 ：a.主圖或包含的子圖應(yīng)分別在四角布設(shè)控制點(diǎn);b.如果圖幅過(guò)大可分塊掃描，用圖像軟件合并成一幅;c.如果橫跨投影帶，應(yīng)在占投影帶最大的圖幅上布設(shè)控制點(diǎn)。

3基本圖矢量化（在ArcGis環(huán)境下進(jìn)行）：準(zhǔn)備與目的圖件具有相同投影系、坐標(biāo)系、比例尺的成圖范圍的等高線。對(duì)基本圖圖像進(jìn)行投影，然后依據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)（去帶號(hào)）配準(zhǔn)。由于二類(lèi)調(diào)查是以林場(chǎng)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位成圖，為了保證全縣匯總圖邊界接邊的需要，應(yīng)首先矢量化、匯總各林場(chǎng)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界和交通線、線狀地物以及江河湖泡。其目的是：

a.驗(yàn)證控制點(diǎn)是否正確;

b.相鄰邊界應(yīng)公用一條邊界;

c.參考等高線糾正所有自然區(qū)劃界線偏崗和偏溝;

d.相鄰繪圖單位的交通線、線狀地物等級(jí)應(yīng)一致，相互銜接，相鄰的江河湖泡應(yīng)正確接邊。

4 基本圖與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照檢查：消除錯(cuò)誤后，由小班面合并生成林班面。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，分別生成點(diǎn)狀小班屬性庫(kù)、林帶屬性庫(kù)、小班面屬性庫(kù)和林班面屬性庫(kù)，最后將帶屬性庫(kù)的小班面轉(zhuǎn)成地類(lèi)點(diǎn)（樹(shù)種符號(hào)）屬性庫(kù)。

六、地形林相圖制作（在EzMaP環(huán)境下進(jìn)行）

1、將各類(lèi)線狀、面狀要素分別調(diào)入EzMaP制圖環(huán)境后，改變線狀要素線型。

2、除以雙線河為邊界外，其他邊界均按相鄰繪圖單位不同制作色邊，燕尾方向與界線相同。

3、當(dāng)以交通線、線狀地物為邊界、林班界、小班界時(shí)，則分別向外側(cè)做1～1.5mm、在一側(cè)做1～1.5mm、0.5～1mm的平行線;當(dāng)以江河湖泡線為邊界、林班界時(shí)，則向內(nèi)側(cè)做1mm的平行線;為小班界時(shí)，不畫(huà)小班界。

4、小班屬性賦圖形：將小班點(diǎn)、林帶、小班面和地類(lèi)點(diǎn)分別調(diào)入制圖環(huán)境中，根據(jù)點(diǎn)狀小班屬性庫(kù)、林帶小班屬性庫(kù)、小班面屬性庫(kù)、地類(lèi)點(diǎn)屬性庫(kù)中屬性標(biāo)注字段：顏色（索引號(hào)），分類(lèi)號(hào)，編號(hào)，高度，寬度。分別執(zhí)行“屬性賦圖形”即可。

5、林班和小班點(diǎn)、林帶標(biāo)注：根據(jù)林班屬性庫(kù)、點(diǎn)狀小班屬性庫(kù)、林帶小班屬性庫(kù)中的注記字段，分別執(zhí)行“自動(dòng)注記”功能進(jìn)行林班和小班注記。

6、面狀小班標(biāo)注：一個(gè)完整的小班標(biāo)注有時(shí)會(huì)有多達(dá)5項(xiàng)因子組成，如小班號(hào)、小班面積、郁閉度、齡級(jí)、地位級(jí)等，天然林或人工林的完整標(biāo)注的排列樣式為：

為了達(dá)到小班標(biāo)注隨林地類(lèi)型的不同和面積大小進(jìn)行取舍、簡(jiǎn)化的目的，在進(jìn)行小班因子統(tǒng)計(jì)時(shí)，計(jì)算出各小班的形狀參數(shù)：XZ=面積（area）/周長(zhǎng)（perimeter）。根據(jù)XZ值的大小標(biāo)注所需因子并生成小班注記表達(dá)式，執(zhí)行“自動(dòng)注記”功能進(jìn)行小班注記。例如：

7、圖面整飾：a.用林場(chǎng)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)面裁剪等高線并加入到林相圖;

b.合理擺放林班和小班注記，獨(dú)立地物、地類(lèi)符號(hào)和圖中漢字，互不覆蓋，疏密適中;

c.加入圖例、比例尺、圖框、位置示意圖等要素。