2024年4月4日发(作者：)

ArcGIS在编绘林业专题图中的应用

银刚

摘要： ArcGIS是目前广泛使用的地理信息系统平台，本文通过扫描纸质地形图（外业调查

手图）为栅格图像、图像配准、建立要素类、矢量化栅格地图、属性数据的录入，最后在版

面视图中制作出所需要的林业专题图等操作，介绍了林业专题地图（林相图）制作的方法和

步骤，该方法不仅可以制作林相图、森林资源分布图等自然资源地图，同时可以进行森林资

源分析和评价，如林地征占用变化监测、森林资源动态管理、分类经营和林权管理。在制作

自然地理地图、社会经济地图等都有广泛的应用。

关键词： ArcGIS 林业 专题图 制图

Abstract: ArcGIS geographic information system platform is now widely used by scanning paper

topographic map (outside the industry survey hand diagram) for raster images, image registration,

the establishment of feature classes, vectorization, raster map and attribute data entryrequired for

forestry topics diagram such as operation in layout view, production, introduction of the forestry

thematic map (forest diagram) produced by methods and steps, this method not only can be

produced forest map, forest resource distribution diagram and other natural resources map,

whileanalysis and evaluation of forest resources, such as forest land requisition and occupation

change monitoring, dynamic management of forest resources, classified management and forest

rights. Is widely used in the production of natural and geographical maps, and socio-economic

map.

Key words:

ArcGIS forestry thematic map mapping

林业地图是以林业及其相关内容为表示对象的一类地图。地图内容主要是由

形态不一、规格不齐的弧线或多边形以及格式各异的标注符号或文字描绘构成。

林业地图与一般地图相比，除了要着重反应森林资源的分布和实质外，还要概括

反应自然地理、社会经济等诸多要素。这些，从客观上造成了林业地图编绘的复

杂性和艰巨性。过去，林业地图是由手工绘制完成的，工作强度大，对绘图技巧

要求高。

1

1． 我国林业地图制图的历史与发展

我国林业地图制图的历史与发展大致可分为四个阶段：①建国初期，林业制

图大多基于人工区划调查资料，完全依靠手工绘制，制图成果只反映地面测量的

结果，精度、质量均不高。②从20世纪50年代中期至80年代，林业制图有了

初步的发展，尤其是70年代应用航测技术完成了1∶5万地形图的绘制，并在林

业地图的编绘中得到应用，林业制图的精度得以大大提高。③20世纪80年代中

期，计算机技术开始应用于林业制图，开始利用程序语言编制简单林业绘图程序，

应用通用的制图软件如AutoCAD、Photoshop等，对图件输出开始采用绘图仪，

并逐渐替代传统的手工绘图方式，林业制图的速度和质量都有了较大提高。④90

年代中期至今，林业制图与“3S”技术结合，从根本上改善了数据的精度和时效性，

以GIS作为基础性处理平台整合遥感图像，林业制图进入一个崭新的快速发展

阶段。

2． 林业GIS软件简介

20世纪80年代中期，AutoCAD开始应用于林业制图，从而林业制图进入

了计算机时代。AutoCAD是采用计算机辅助进行各种设计的专门软件，主要偏

向于制图和表达，广泛用于机械、建筑、

工程

和产品设计方面。林业地图的制作

过程不仅是图面表达过程，也是林业地理信息数据库的建设过程。因此，

AutoCAD的功能已不能满足林业行业的制图和数据管理的要求。

地理信息系统（GIS）软件是在CAD

基础

上发展起来的，也具有设计制图的

重要功能。与CAD相比，GIS软件具有更强的解决空间问题和海量数据的能力，

能提供属性更加丰富、拓扑关系更强的空间数据。目前国内外有关地理信息系统

技术不断发展并走向成熟，也涌现出了一批有代表性的GIS软件，如：ArcGIS、

GenaMap、MapInfo、SICAD、MapGIS、CityStar、SuperMap等。这些软件分别

在矢量绘图、栅格影像处理、空间数据存贮管理、专题图制作、空间分析等方面

具有各自独到之处，其中，ArcGIS以其整体强大和全面出色的空间分析技术而

最具代表性。

ArcGIS是由世界最著名的GIS软件研究和开发机构——美国环境系统研究

所（Environment System Research Institute，ESRI）研究开发的。ArcGIS是一个

2

统一的平台，由3个重要部分组成：桌面软件（Deskpro）、数据通路（ArcSDE）

和网络软件（ArcIMS）。ESRI在2004年推出的ArcGIS 9X作为新一代的GIS软

件整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他方面的计算机

主流技术，更是成为了GIS领域的标准。

3． ArcGIS绘制林业专题图特点

林业专题图与手工制图相比，计算机编绘图有如下主要特点：一是制图标准

化和规范化，采用统一的字库、符号库、线型库、颜色库、图案库等，以及规范

化的标注，图面色彩均匀，符号大小统一；二是提高了成图质量；三是对森林资

源的空间属性数据进行动态管理，一旦资源数据发生变更，即时对资源数据进行

更新，实现图形与属性的交互查询；四是便于存放，利于资源共享；五是专题图

比例可随意调节；六是提高工作效率，从成图到统计都可以实现计算机化，缩短

内业时间，使林业经营管理更趋科学化。

4． 林业专题图制作方法和步骤

下面以九寨沟县草地乡为例，介绍制作林相图的方法和步骤：

4.1 准备工作

目前,在林业专题图制作主要过程为:扫描纸质地形图（外业调查手图）为栅

格图像、图像配准、建立要素类、矢量化栅格地图、属性数据的录入，最后在版

面视图中制作出所需要的林业专题图

。

4.1.1扫描纸质地形图

将扫描仪与电脑连接，并正确安装扫描仪的驱动程序，然后将纸质地形图进

行扫描（为了减少误差，地图要平展，不要有褶皱，尽量使用大幅面扫描仪），

将扫描后的地图保存为.tif或者其他格式。

4.1.2进行地形图的配准

4.1.2.1 加载数据和栅格配准工具

3

地形图经过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。

(2)把需要进行配准的栅格图加载到ArcMap中，会发现“栅格配准”工具栏中

的工具被激活（见图1）。

图1 加载地图数据和影像配准工具栏窗口

4.1.2.2输入控制点

在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们可以得到控制点

--公里网格的交点，我们可以从图的四周及图幅内其它地方取控制点。一般在实

际中，这些点应该能够均匀分布。

(1)在“栅格配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。

(2)使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该

点实际的坐标值（见图2）。

4

图2 添加控制点对话框

用相同的方法，在栅格图上增加多个控制点（至少7个），分别输入其实际

坐标值。

4.1.2.3设定数据框的属性

增加所有控制点后，在“栅格配准”菜单下，点击“更新显示”。执行菜单命令

“视图”--“数据框属性”，设定数据框属性，将地图显示单位设置为“米”（见图3）。

图3 数据框属性对话框

5

4.1.2.4矫正并输出栅格文件

在“栅格配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的栅格图另存为一个新的栅格文

件

。

加载新的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。后面我们的数字

化工作是对这个配准和矫正后的栅格图进行操作的。

4.2 林业专题地图制作

4.2.1 建立要素类

打开ArcCatalog，在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择（个人空间

数据库）“personal Geodatabase”（见图4）。并修改该Geodatabase数据库的名称

(九寨沟县)。接着为该Geodatbase创建新的要素类，鼠标右击Geodatabase数据

库，在“新建”中选择“要素类”（见图5）。

图4建（个人空间数据库）“personal Geodatabase”对话框

6

图5创建新的要素类对话框

建新的要素类（New feature class）,这里主要是建点（Point）、线（Polyline）、

面（Polygon）要素（见图6），分别命名要素名称，点击“下一步”，分别设定投

影系统、要素属性表字段等。

图6创建定义要素对话框

7

4.2.2 数据采集（分层矢量化）

GIS是基于点（Point）、线（Polyline）、面（Polygon）的空间分布模式，

因些在定义了它的要素类型（点、线、面）后，进行数据的采集。点图层的采集，

主要采集地名、河流名、三角点、高程点等；线图层的采集，主要是对公路、河

流、界线等进行矢量化；面图层的采集，主要是对小班面等多边形进行矢量化。

4.2.3 图幅拼接

每一幅地形图上的数据采集完成后，对矢量数据进行严格的接边，再根椐点、

线图层，分别进行拼接，使之形成一幅完整的目标数据。

4.2.4 拓扑关系的建立

拓扑表达的是地理对象之间的相邻、包含、关联等空间关系。

Build是建立拓扑的方法。拓扑Coverage的同时，需要选择建立拓扑关系的

空间要素类型，解决共享边和“孤岛”等问题。Build后的Coverage仍保持原来属

性表中的数据项，但不保留关联特性。

4.2.5 图形编辑

基本地理要素采集完成后，在一个新建地图文档上，进行加载数据层。可按

照点、线、面要素类型依次由上至下排列，根椐不同的类型，分别添加属性项。

4.2.6 输入属性数据

为了能使来自关联对象的字段用来符号化和标注，就必须在要素类和数据库

表中创建一个连接。

（1） 在ArcMap内容列表中右键单击面状图层，单击“连接和关联”，再单

击“连接”。

（2） 打开“数据连接”对话框（见图7），选择“从表中连接属性”，同时选

填1.当前图层中要连接的字体，2.要连接到当前图层的表，3.表中要连接的字段。

（3） 单击“确定”按钮。创建好连接后，来自表中的字段被添加到要素层的

8

属性表中（利用“数据”—“导出数据”对话框，指定存储位置并将文件命名“小班

面”，见图8），就可以使用这些字段对地图进行标注、符号化并查询要素。

图7连接数据表

图8连接数据后图层属性表

4.2.7 矢量数据符号化

点状图、线状图根椐《林业调查图式》用分类符号将具有相同属性值和不同

属性值的要素分开，面状图根椐《林业调查图式》用分级色彩来表示（见图9）。

9

图9唯一值多个字段的显示类别

4.2.8 图形整饰

所谓图形整饰，就是图形的表现形式、表现方法等的总称。

表示地理现象的地理要素除了有几何形状和空间位置外，还有一些描述文本，

通常将这些文本称为注释。注释类分为连接要素的注释类和不连接要素的注释

类。

不连接要素的注释，主要用于地名、河流名、高程点、三角点、山脉名的标

注（见图10）。

连接要素的注释，主要用于小班各要素的标注（见图10）。

10

图10小班因子标注

4.2.9 版面设计

（1）图面尺寸设置

ArcMap窗口包括数据视图和版面视图，正式输出林相图之前，应该首先进

入版面视图，按照比例尺、打印机型号等来设置版面的尺寸。

（2）图框和底色设置

调整图框的形式，改变图框的颜色和双线间距。

（3）绘制坐标格网

坐标格网反映地图的坐标系统或地图投影信息。不同的制图区域的大小，有

着不同类型的坐标格网：小比例尺大区域的地图，通常使用经纬线格网；大、中

比例尺中、小区域地图，通常使用公里格网。

（4）图名、图例、指北针、比例尺、位置示意图的放置

根据图幅有效区域、图纸大小及相关位置关系，从传统、相关规定、美观、

清晰等角度考虑，确定图名、图例、指北针、比例尺、位置示意图的大小和放置

的位置（见图11、图12）。

11

图11图例

（5）图形打印输出

打印输出首先需要设置打印机或绘图仪及其纸张尺寸，然后进行打印预览、

打印。

图12林相图

12

4.2.10 据更新

由于空间实体都处于发展进程中，获取的数据只反映一定时间范围内的特征，

随着时间推移，数据会随之改变，数据更新可以满足动态分折之需要。

5． 总结

ArcGIS是一套功能强大的地理信息系统应用平台，它不仅可以制作林相图，

还可制作森林分布图、林权图、各种自然资源地图、自然地理地图、社会经济地

图、森林经营地图、土壤分布图、树种分布图等，还可以进行森林资源分析和评

价，如林业土地利用变化监测、地理空间分布、森林资源动态管理、林权管理；

在森林结构调整、森林经营中都有广泛的应用。

参考文献

1． 党安荣等 ArcGIS 8 Desktop地理信息系统应用指南 清华大学出版社 2003年03月

2. 汤国安等 ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程 科学出版社 2006年04月

13