王育梅

（甘肅省小隴山林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，甘肅 天水 741020）

1 概況

森林分布圖常用于森林資源管理及編制各種林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作，是每個(gè)森林經(jīng)營單位必不可少的基本資料，目前都作為掛圖用。自“二類調(diào)查”后，國家林業(yè)和草原局建立了森林資源管理“一張圖”，為了保證森林資源數(shù)據(jù)的時(shí)效性要求每年更新森林資源管理“一張圖”，因此各森林經(jīng)營管理單位的森林分布圖隨之也變。如小隴山林區(qū)下設(shè)22個(gè)林場的森林分布圖制作過程和成果輸出通常需要5～6個(gè)人歷時(shí)三個(gè)月才能完成，而且還存在部分錯(cuò)誤信息無法查找等問題。因而如何應(yīng)用ArcGIS軟件中的數(shù)據(jù)、圖形處理功能，找到能快速、簡單且便于操作的方法完成森林分布圖的制作，是技術(shù)人員亟需研究的內(nèi)容。

基本圖：主要反映調(diào)查單位自然地理、社會經(jīng)濟(jì)要素和調(diào)查測繪成果。這是求算面積和編制林相圖及森林分布圖等其它林業(yè)專題圖的基礎(chǔ)資料。編制標(biāo)準(zhǔn)按國際分幅編制，比例尺一般為1：25 000[1]。

基本圖的底圖：直接利用甘肅省測繪局測繪的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)作為繪制基本圖的底圖；或?qū)⒎暇纫蟮淖钚碌匦螆D輸入計(jì)算機(jī)并矢量化，編制基本圖的底圖；或?qū)⒔?jīng)過幾何精校正的衛(wèi)片，作為繪制基本圖的底圖。

基本圖的編制：將調(diào)繪畫的小班界疊加到基本圖的底圖上，紡繪要素包括各種境界線（行政區(qū)界及林業(yè)局、林場、營林區(qū)、林班、小班等）、道路、居民點(diǎn)、獨(dú)立物、地貌（山脊、山峰、陡崖等）、水系、地類、林班注記、小班注記等[2]。

森林分布圖：表示森林種類、空間分布及其與自然地理?xiàng)l件的關(guān)系圖。

森林分布圖的編制：根據(jù)小班調(diào)查材料，以林業(yè)局或林場為單位繪制。是按林相圖縮編的，在圖中以經(jīng)營單位劃分林班,在林班內(nèi)作小班注記,用地類符號表示各地類信息。對有林地需按不同優(yōu)勢樹種分別著色,在同一優(yōu)勢樹種內(nèi)再按不同齡組著上不同深度的顏色(成熟林最深,幼齡林最淺) 并注明小班號及其面積、齡級、地位級、郁閉度等。

2 森林分布圖在制作及輸出中存在的問題

2.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)，格式不統(tǒng)一

現(xiàn)使用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)是1975年國家測繪局出版的坐標(biāo)系為“北京54坐標(biāo)”，比例尺為1：50 000的地形圖。2003—2004年數(shù)字地圖在建立的過程中缺乏技術(shù)理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有權(quán)威、規(guī)范、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做參考，并且近十幾年以來各種境界線、水系、道路等數(shù)據(jù)都在發(fā)生變化，建立的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完整、不標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一。這些已嚴(yán)重影響了專題圖制作的質(zhì)量與效率。

2.2 林業(yè)專題圖表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式單一

目前林業(yè)專題圖在結(jié)構(gòu)形式上只有分布圖、區(qū)劃圖。專題圖類型較單一，趨勢圖很少有。專題圖類型單一表現(xiàn)在分布圖、區(qū)劃圖只是反映了林分的數(shù)量指標(biāo)：包括地類、樹種、齡組、起源、面積等，針對林分生長情況、天然更新、健康狀況及對立地質(zhì)量特征等專題圖目前還未繪制。缺少趨勢分析圖表現(xiàn)在現(xiàn)有的林業(yè)專題圖只是反映了某一階段的現(xiàn)狀，是一種靜態(tài)而不是動態(tài)的表現(xiàn)。因此，現(xiàn)有的專題圖對林業(yè)科學(xué)化管理、決策及合理化經(jīng)營不具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)價(jià)值。

2.3 電子專題圖應(yīng)用較少，紙質(zhì)輸出耗材費(fèi)力

目前林業(yè)專題圖主要以紙質(zhì)圖為主，大多數(shù)為單位的掛圖，打印輸出在技術(shù)操作上較費(fèi)力，成本上耗費(fèi)財(cái)力較大，信息更新沒有跟上，電子專題圖沒有大量的推廣應(yīng)用，致使信息不能共享。

3 ArcGIS平臺介紹

3.1 ArcGIS軟件的相關(guān)功能

（1）有較強(qiáng)的GIS數(shù)據(jù)兼容性，且具備空間數(shù)據(jù)的管理和空間分析能力：由于目前的林業(yè)領(lǐng)域有很多GIS系統(tǒng)，因此選用的GIS必須能和其他軟件的GIS數(shù)據(jù)兼容，選用的平臺必須要有空間數(shù)據(jù)的管理還要具有較強(qiáng)的空間分析功能；

（2）能將空間數(shù)據(jù)儲存于關(guān)系數(shù)據(jù)庫：避免了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的分離問題，較好的解決了數(shù)據(jù)組織問題；

（3）能達(dá)到數(shù)據(jù)保密：通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫的用戶管理，解決數(shù)據(jù)安全問題。

3.2 ArcGIS軟件的優(yōu)越性

以國際主流ArcGIS軟件為平臺，全面引用ArcGIS的林業(yè)地理信息系統(tǒng)，為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、森林資源信息能提供一個(gè)共享的平臺，它不僅能夠改善和優(yōu)化專題圖制作過程和提高制圖效率，且在成果上能方便在同行業(yè)上報(bào)及交流。也促進(jìn)了GIS在林業(yè)學(xué)科與其他學(xué)科的知識和理論創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了林業(yè)地理信息制圖軟件的標(biāo)準(zhǔn)化。

4 森林分布圖制作的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 設(shè)置底圖要素，簡稱背景層，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫包括等高線、河流、道路、高程點(diǎn)、居民點(diǎn)、地名、行政界線等要素。通過以下兩種方法建立好基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，即底圖要素[3]。

（1）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：把掃描、配準(zhǔn)、矢量好的地形圖所有要素定義統(tǒng)一的投影坐標(biāo)，對不同類型投影坐標(biāo)要素層要進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，最終匹配成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫。如圖1、圖2所示。

圖1 地類綜合前

圖2 地類綜合后

（2）數(shù)據(jù)庫加工：如等高線層通過計(jì)算賦值區(qū)分開計(jì)曲線、首曲線；河流及道路賦值區(qū)分開一、二、三、四等級，這個(gè)在成果輸出時(shí)可根據(jù)用戶的需求以及圖幅比例尺的大小自動顯示及隱藏；行政界線也是同樣的方法。

4.2 對要表達(dá)地林業(yè)專題層做數(shù)據(jù)處理，簡稱主題層

森林分布圖制作的核心技術(shù)在于屬性因子數(shù)據(jù)的處理[4]，用于自動合并圖形、自動編輯標(biāo)注等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，最小單位為林班，所以對同一林班內(nèi)專題圖所需要表達(dá)的屬性信息相同及斑塊是相鄰或不相鄰的要進(jìn)行綜合。除有林地以外的小班單獨(dú)提出來做處理。制作思路：對一個(gè)林班有幾個(gè)相同地類是相鄰或不相鄰的，需要在一個(gè)林班內(nèi)進(jìn)行地類綜合，方法如下。

（1）小班斑塊地類綜合：給小班數(shù)據(jù)庫添加一個(gè)“地類綜合”字段，地類綜合=“林場”+“林班”+“地類”，再對該字段中的相同屬性做融合處理，這樣就把所有林班中地類相同的相鄰或不相鄰小班進(jìn)行了合并，小隴山林區(qū)共有3 192個(gè)林班，7萬多個(gè)小班，利用這種方法可以一次性地處理上萬條甚至幾十萬條記錄。

（2）地類符號注記：在地類斑塊綜合前可一次性注記地類符號，但不符合森林分布圖的要求，地類綜合后的屬性數(shù)據(jù)庫是以林班為單位，如一個(gè)林班中有幾個(gè)地類就有幾個(gè)屬性相對應(yīng)，但不相鄰的地類同屬性一樣被合并在一起了就不能一次注記了，需要把這樣的斑塊和屬性分離開來，就能一次性注記地類符號了。如圖3、圖4所示。

圖3 地類符號注記前

圖4 地類符號注記后

森林分布圖中有林地小班分優(yōu)勢樹種組、齡組著色的特點(diǎn)，對有林地的小班單獨(dú)提出來做優(yōu)勢樹種組和齡組的歸類，對一個(gè)林班有幾個(gè)相同優(yōu)勢樹種組和齡組是相鄰或不相鄰的，需要在一個(gè)林班內(nèi)進(jìn)行綜合，方法如下。

小班斑塊優(yōu)勢樹種組和齡組綜合：給小班數(shù)據(jù)庫添加一個(gè)“有林地信息綜合”字段，有林地信息綜合=“林場”+“林班”+“優(yōu)勢樹種組”+“齡組”，再對該字段中的相同屬性做融合處理，這樣就把所有林班中優(yōu)勢樹種組和齡組相同，相鄰或不相鄰小班進(jìn)行了合并處理，小隴山林區(qū)共有3 192個(gè)林班，7萬多個(gè)小班，利用這種方法可以一次性處理上萬條甚至幾十萬條記錄。按處理后的“有林地信息綜合”字段依據(jù)《中華人民共和國林業(yè)制圖標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行統(tǒng)一著色。

4.3 突出主題圖層內(nèi)容表現(xiàn)形式的多樣化

只要建立了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，利用每年建立的森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)庫，主題圖層在內(nèi)容表現(xiàn)形式上會多樣化，如分布圖、區(qū)劃圖能反映林分的數(shù)量指標(biāo)（地類、樹種、齡組、起源、面積等），但針對林分生長情況、天然更新、健康狀況及對立地質(zhì)量特征等專題圖就需要參照一些國家標(biāo)準(zhǔn)通過屬性數(shù)據(jù)庫計(jì)算獲得，能在專題圖中展現(xiàn)出來。對林業(yè)科學(xué)化管理、決策及合理化經(jīng)營具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)價(jià)值。

5 成果圖輸出的技術(shù)要點(diǎn)

成果圖既可作為電子圖瀏覽，又可作為紙質(zhì)掛圖查看，ArcGIS里有一套專門用于成果圖自動分單位成圖和另存PDF電子圖的方法，制作出各種林業(yè)專題圖冊，成圖方式可按管理單位和統(tǒng)一頁面大小的相同比例尺。

5.1 按管理單位

把編輯好的成果圖在ArcGIS軟件文件框中右擊出現(xiàn)的菜單中找到“數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面”進(jìn)入“設(shè)置數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面對話框”，啟用數(shù)據(jù)驅(qū)動頁面，如名稱字段選擇管理單位，就會以林場為單位輸出，名稱字段是根據(jù)成圖單位變化的，可以靈活處理。再不用多個(gè)人、每個(gè)單位的分林場編輯、分林場打印輸出。

5.2 按相同的比例尺

在以上方法的基礎(chǔ)上設(shè)置規(guī)定的比例尺，即可輸出A4或A3大小PDF格式的圖冊，用這種方法已制作出《甘肅省自然保護(hù)地整合優(yōu)化成果圖冊》。

6 結(jié)語

本文主要介紹了兩個(gè)如何在ArcGIS便捷、準(zhǔn)確地制作林業(yè)專題圖的技巧，一是地類綜合：通過在圖形屬性表中增加字段將圖形分類，再將增加字段作為地圖融合處理過程中的融合字段進(jìn)行融合，進(jìn)而把圖形根據(jù)我們的需要分成不同的斑塊，提高著色的效率及準(zhǔn)確性；二是利用軟件中自帶的數(shù)據(jù)驅(qū)動制圖功能提高專題圖的出圖效率，我們只要設(shè)置好一幅林業(yè)專題圖的模板就可批量制作不同經(jīng)營單位同類型的林業(yè)專題圖。ArcGIS現(xiàn)今作為主要的林業(yè)專題圖制作軟件，文中提到的只是一部分，還有很多非常實(shí)用的功能有待我們?nèi)ネ诰颉?/p>