项目一环境专题图的编制

1项目一应用GIS技术编制环境专题图一、教学目的本项目以秦皇岛市行政区栅格图像和相应的环境统计数据为载体，培养学生利用学过的GIS技术在ArcGIS平台下独立完成地理底图的数字化工作、环境专题图的编制工作。二、教学内容任务1栅格配准任务2分层矢量化任务3拓扑处理任务4属性数据的输入与连接任务5图面布局与整饰知识准备环境地图主要反映人类活动对自然环境的影响、环境对人类的危害和治理措施等内容，显示环境的现状、各环境要素的相互制约与环境污染物的迁移、转化和积累程度与规律，以及发展趋势。环境地图主要有：环境背景图、环境污染图、环境质量评价图、环境区划图、自然资源评价图等。环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。与传统的周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地理图层，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等。GIS的制图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加人相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。环境专题图编制流程图件扫描图像配准分层矢量化拓扑处理属性数据的录入地图布局与整饰1、图件扫描根据聚脂薄膜图相对于普通纸图变形小、不易伸特点，所以数字化工作的底图采用聚脂薄膜底图。对于已经预处理好的底图，在综合考虑软硬件的承受能力及图件质量之后，选择300dpi的分辨率、采用灰2度扫描方式或黑白二值方式来进行分幅扫描。扫描格式选用的是通用的TIFF格式，在扫描时由于图纸放置的原因会使扫描的图形有些倾斜，所有的图件扫描后都必须经过角度纠正，在Photoshop中把每幅图的底边内图廓线旋为水平。2、栅格图像配准和坐标系转换扫描成栅格图像没有空间参考信息，为了能够将栅格数据与其他数据集成，进行分析，就必需对其进行处理：用户需要事先将栅格数据校准（配准）到一个指定的地图坐标系。因此在矢量化前，需要对栅格图进行配准，配准栅格图需要准确的空间坐标信息，这些信息有时可以从底图上读取。当基础图件与要求的坐标系统不一致时，需要进行坐标系统转换（投影变换）。3、分层矢量化矢量化时，为了便于管理及使用方便，应将相同属性的数据放在同一个数据层中。主要数据层有行政界线、行政区、水系、公路、铁路等基础地理要素。4、拓扑处理在ArcCatalog中对线文件创建拓扑规则在Arcmap中进行拓扑错误的检查和修改在拓扑关系正确后，将闭合的线自动生成面要素。5、属性数据的输入属性数据库的主要内容是不同环境统计数据，即描述环境污染状况、质量状况的数据。属性数据的录入方法：一种是在GIS采集软件中按图形逐个输入属性内容；另一种是在外部数据库Access、Excel中输入属性内容，然后通过关键字段连接到图形上来。6、地图布局与整饰一幅完整的地图除了包含反映地理数据的线及色彩要素以外，还必需包含与地理数据相关的一系列辅助要素，如图名、图例、比例尺、指北针等。任务1秦皇岛行政区图的配准1.加载数据和栅格配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。（1）打开ArcMap，添加“栅格配准”工具栏。（视图—工具栏—栅格配准）（2）把需要进行配准的栅格图像秦皇岛.jpg增加到ArcMap中，会发现“栅格配准”工具栏中的工具被激活。2.输入控制点在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。选取四个角点坐标作为控制点。将栅格配准下面的自动校正去掉。3（1）在”栅格配准”工具栏上，单击“添加控制点”按钮。使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点单击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标。（2）用相同的方法，在栅格上增加4个控制点，输入它们的实际坐标。单击“栅格配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。注意：在连接表对话框中单击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。选择自动校正。检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式设定为“一次多项式”。（3）增加所有控制点后，在“栅格配准”菜单下，单击更新显示，更新后，就变成真实的坐标。3.校正并重采样栅格生成新的栅格文件在”栅格配准”菜单下，单击“校正”，对配准的栅格根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的tif格式的栅格文件。4.投影变换（将大地坐标系转换成平面直角坐标）（1）定义投影（原始数据没有定义坐标系统，先定义坐标系统）单击Arctoolbox工具箱，接着选择DataManagementTools——ProjectionsandTransformations——Defineprojection工具，打开Defineprojection对话框。在输入数据集或要素类的文本框中选择需要定义坐标系统的数据，坐标系统文本框显示unknown，表明原始数据没有定义坐标系统。单击坐标系统文本框旁边的，打开空间参考属性对话框，设置数据的投影参数。单击选择，选择选择GeographicCoordinateSystems——Spheroid_based——Krasovsky1940.prj。定义投影后，选择确定。进行投影变换。（2）进行投影变换选择DataManagementTools——ProjectionsandTransformations——Raster——Projectraster工具，打开ProjectRaster对话框。在输入栅格文本框中选择需进行投影变换的栅格数据，单击输出坐标系统文本框旁边的图标，打开空间参考属性对话框，设置数据的投影参数，单击导入，选择已有的数据landuse.shp数据，单击确定，完成操作。任务2秦皇岛行政区图的分层矢量化秦皇岛行政区图主要是矢量化线状要素和点状要素，面状要素是由闭合的线状要素自动生成的。1.新建地理要素单击Arcmap工具条上的ArcCatalog，打开ArcCatalog，在指定目录下，鼠标右击，在新建中，选择Shapefile，分别建立行政界线、水系两个线状要素、水库面状要素和行政中心点状要素，建立坐标系与投影转换后的栅格图像一致。2.屏幕跟踪矢量化注意：线状要素矢量化要注意闭合。只有闭合的线才能生成面。4（1）把行政界线、水系两个线性要素、水库面状要素和行政中心点状要素分别加入到Arcmap中，在Arcmap中同样加载投影后的栅格图像，进行矢量化。（2）从视图——工具栏——编辑器，添加编辑器工具栏。单击编辑器下的开始编辑，目标选择要矢量化的线状要素，我们先选择行政界线。为了使矢量化的线状要素能够闭合，选择编辑器的捕捉工具，进行相应的设定，将节点、边线、终点打上勾。单击编辑器上的草图工具，将栅格图像放大到一定的倍数，开始矢量化，矢量化完成后，单击编辑器工作栏中的停止编辑，保存编辑。矢量化的时候要注意，不能一条线连续矢量化，分别位于不同县区内的行政界线要断开。任务3拓扑处理1.拓扑错误检查和修改（1）在ArcCatalog中，在指定目录下，鼠标右击，在新建中，选择“PersonalGeodatabase”（2）在创建的PersonalGeodatabase上单击右键，单击新建，选择要素集命令，弹出新建要素集的对话框，输入要素集的名称如行政界线，选择要素集的坐标系统，和投影转换的栅格图像投影坐标系一致。（3）在新建的要素集上，单击右键，单击导入，打开从要素类到要素类的对话框，输入要素文本框中选择要导入的数据（进行拓扑的要素类），输出要素类输入输出要素的名称如行政界线，单击确定。（4）进入到行政界线要素集下，在窗口右边空白处单击右键，单击新建，选择拓扑命令，按所给提示操作，设定合适容差，添加一些所需拓扑规则（如不能重叠，不能有悬挂点），我们这里主要选择不能有悬挂点，单击完成，创建的拓扑文件就出现在ArcCatalog目录树行政界线要素集下。（5）在arcmap中添加拓扑工具栏。（视图——工具栏——拓扑）（6）在arcmap中加载新建的拓扑文件，进入编辑状态。拓扑工具条被激活。错误的要素类会在图上显示出来。单击拓扑工具条上的错误监视器命令，在错误监视器对话框中，选择相应的拓扑规则（可以选择所有错误），然后单击开始查找按钮，把所有违反拓扑规则的要素类都显示在下面的列表框中。在列表框中右击每个要素类，选择合适的方法（捕捉、延伸、修剪）来处理拓扑错误。首先打开可以在拓扑错误列表中选中所有悬挂错误右键进行自动延伸和修剪。延伸或修剪时需输入一个距离，小于这个距离的悬挂线会被自动延伸或修剪。最后选择保存编辑。2.将闭合的线要素自动生成面状要素（1）单击ArcToolbox工具箱，选择DataManagementTools——feature——要素到多边形，打开要素到多边形对话框，在输入要素文本框中，选择要生成面状要素的线状要素（选择经过拓扑处理无拓扑错误的PersonalGeodatabase中的行政界线要素，输出要素文本框键入输出的要素的路径与名称，单击确定，这样就完成了一个面状要素。（2）右键单击行政区图斑，选择数据——导出数据，打开导出数据对话框，选择导出数据的路径与名称，这样将PersonalGeodatabase下的行政区图斑导出成shape文件。5任务4属性数据输入与连接1、属性数据的输入（1）启动Arcmap，打开行政区图斑Shape文件，然后将鼠标指到图层管理窗口中的行政区图斑，按右键显示菜单，选择属性表，打开属性表。（2）在属性表管理窗口，单击右下角的“选项”，在显示的菜单中选择“增加字段项”。（要在非编辑状态下）（3）在填加字段的窗口中逐条输入字段名称，类型和字段属性。我们主要输入NAME（行政区名称）字段。（4）在编辑状态下，输入新数值。单击开始编辑命令，打开需要编辑的属性表，单击需要编辑的字段单元，输入数值或字符。编辑完成后，单击停止编辑命令，保存编辑。2、属性表的连接（1）先在Excel中建立一个属性表环境质量（属性表要和图中原有属性表有公共字段，如ID）。（2）在ArcCatalog中左侧找到环境质量这个表，打开，选择里面的Sheet1，导出为单个dBase，打开表格到表格的对话框，输出位置选择输出的位置（到文件夹），输出表文本框键入输出表的名称，单击确定，这样就将Excel表转换成dbf格式表。（3）启动ArcMap，打开需要增加属性的shape文件行政区图斑，然后将鼠标指到图层管理器中的shape文件，按右键显示菜单，选择连接与关联中的连接。（4）单击“连接”，出现连接数据对话框，逐一填入连接和被连接的属性表的名字及公共字段。（5）将鼠标指到图层管理器中已完成属性连接的shape文件，按右键显示菜单，选择数据——导出数据，另存shape文件行政区新.shp，打开该文件的属性表，连接的字段已在属性表中。任务5图面布局与整饰（环境专题图）一、秦皇岛市生态环境质量专题图1、矢量数据的符号化。单击行政区新图层，按右键显示菜单，选择属性，打开图层属性对话框，选择符号化选项卡，进行矢量数据的符号化。单击类别下面的唯一值，值字段选择生态环境质量，单击下面的添加所有值，取消所有其他值，单击应用，确定按钮。2、插入标题。单击主菜单视图下拉菜单中的版面视图，也可以单击图下方的版面视图，单击主菜单插入命令，打开插入下拉菜单，单击标题。在版面视图出现输入地图标题矩形框，在其中输入秦皇岛市生态环境质量分级图，可以将图名矩形框拖放到图面上方合适的位置。3、插入图例。单击主菜单插入命令，打开插入下拉菜单，单击图例。打开图例向导对话框，选择地图图层，单击右箭头加载到图例项中。单击下一步，直到单击完成，图例出项在版面视图中。单击图例，按住左键移动，将其拖放到图的右侧合适的位置。64、插入指北针。单击主菜单插入命令，打开插入下拉菜单，单击指北针。打开NorthArrow选择器，选择ESRINorth8样式，单击确定。单击NorthArrow，按住左键移动，将其拖放到图的右侧合适的位置。5、插入