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GIS软件在林改制图中的应用及林业应用GIS软件必然性分析

作者：李玉忠 王春季

来源：《现代园艺》2011年第10期

摘要：本文就林业林权制度改革中应用GIS软件绘制林业地图的准备工作、数据采集、编辑处理、图件输出等方法和步骤作了详细的阐述。 关键词：GIS；Mapinfo；ArcGIS

林业林改地图是以地形图为基础，根据GPS 外业采集数据（主要是封闭的或开放的林班界线）通过GIS软件校对。真实的反映在地形图上的林地林过班权界图，过去绘制这一类林业地图是用手工绘制完成，工作难度大，对绘图技术要求高，耗时费力，很难适应现代社会发展需要。

1GIS软件在林改制图中的应用程序

GIS的制图流程可概括为：准备资料，制定方案；数据采集；编辑处理；输出。 1.1准备资料，制定方案

依据专业图编绘的技术标准和林业地图图式及林权制度改革制图要求，扫描相关地形图及地形图相关资料，准备野外数据采集工具GPS手持机。确定确界范围内的已知点或明显特征物（特征点），用GPS手持机进行数据采集并解算校正参数。同时，依靠当地政府和村级组织组织林班界所涉及农户及划分林地界线的相关人员到场指导确界。 1.2数据采集

数据的采集是指将非数字化的各种信息通过某种方法数字化，并经过编辑处理，变成系统可以存储管理和分析的形式。GIS的数据源很多，其中最基本的是点、线、面3种图元及它们之间的几何坐标和空间拓扑关系。采集的方法有手工跟踪数字化、地图扫描矢量化、GPS数据采集、Tablet PC数据采集和ArePad数据采集等。手工跟踪数字化输入在早期应用较为广泛，要求数字化的地图纸张平整、没有褶痕等。目前更多采用地图扫描矢量化输入方法，它包括地图的扫描、配准、拼接，图形要素的跟踪采集、属性字段的添加和录入，较人工跟踪数字化速度快、精度高、自动化程度高。林改中主要应用地形图扫描和GPS数据采集。 1.3编辑处理

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地图数据的处理是GIS制图的核心，Mapinfo，ArcGIS不仅是一个地图制作和分析工具，还提供了强大的数据编辑功能，可以编辑Mapinfo，ArcGIS中矢量数据格式。处理过程可概括为数据检查校正、地图配准、数据转入比对编辑、整体关系检查、图形整饰等环节。 1.3.1数据检查校正。数据的准确性直接影响到空间分析和绘图精度。在数据输入过程中难免会产生错误，因此，在建立拓扑关系前应先编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性，增加或删除点，精确修正区域边界线，检查构成面元的弧段之间或弧段内部有无相交现象，再将几何数据和属性数据通过公共标识连结起来对照查错，找出数字化过程中产生的遗漏、重叠坐标，悬挂和重叠的弧段，不匹配的错误等。

1.3.2地图投影。地图投影是一种三维平面到二维平面的转换方法，旨在建立地表点与投影表面之间的一一对应关系，投影时主要考虑制图区域的范围、形状和地理位置等因素。不同的投影方法会产生不同的结果，在我国通常采用的是高斯——克吕格投影方式。通过这种方式定义的投影坐标系统，能够使空间数据具有准确的空间参考。

1.3.3数据转入比对编辑。数据转入比对编辑主要是修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性，增加或删除点、线、区域边界，并适时自动校正拓扑关系，使输入的图形能够更准确、直观地表示出来。具体地是将图中内容点状要素的符号化、线状要素的线型化、面状要素的区域填充用特定符号绘在平面图形上的过程。

1.3.4整体关系检查。整体关系检查是林改制图中的的必要环节，整体关系检查的内容主要包括：A.位置是否正确，林界是否准确；B.精度是否在误差范围内；C.内容完整无误；D点线面之间的关系是否正确；E.图面设计是否符合要求；F.点线面边界颜色使用是否设计要求。 1.3.5地图整饰。整饰是在版面视图下进行，主要内容包括：图框、图头、图例、比例尺、指北针、附图、注记表、制图说明、落款署名、日期等要素，这些整饰内容可做成不同的模板文件以供其它图件调用，这样既统一了标准，也提高了效率。 1.4输出

在GIS中，对Mapinfo数据的编辑、可视化显示完成后，在地图的输出打印时可将Mapinfo转在Arcmap中完成，根据图形幅面及选择参数自动进行校色、处理、转换，输出最终的产品BMP、TIF、JPG等格式的打印文件。 2应用GIS地理信息系统的必然性

传统林业地图制作的一般程序为：版面设计→图面清绘→符号标注→注记植字→手工上色→图面整饰→制印→成果，可以看出：传统的手工制作林业地图流程繁杂、工序多、生产效率低、成图周期长，且存在工序间的衔接困难、线条不均、图班套印不准、色彩不尽如人意，品种多是平面图、图面单一，地图多为纸介质，保存时间短以及图的更新修改困难等问题。

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地理信息系统（GIS）能够满足林业林权制度改革制图需要，包括地图管理的一般功能以及为应用而开发的一些实用功能，方便专业与非专业用户使用。整个系统易于使用和维护，且能与办公系统软硬件很好地融合，操作方便，易于学习，易于掌握，从根本上改善了数据的精度和时效度，使林业林权制度改革中林权勘界图制作能够快速完成。 2.1精度方面分析

手工绘图方式绘图笔所绘线有一定的物理误差，通用的制图软件在进行属性选择、改变线型、大小、颜色及符号替换等工作过程均会由于人工操作而产生误差，而在GIS软件进行制图过程中，系统数据源兼容多种格式，可以充分利用原始数据直接在系统中进行处理，避免了由于人工2次输入产生的不必要的误差。如调查的基础数据中，大量的是GIS可以直接读取的Excel、DBF等数据格式，使得数据传输和转换时难于发生数据失真和丢失，保证了数据精度；改变符号大小、线型形状、图班颜色等工作均采用软件自动控制；还可以将属性数据和空间数据结合，利用属性进行坐标定位、注释标注，其精度理论上可以与调查表的坐标值完全相符。

2.2质量方面分析

界面的简单易操作性保证了软件和使用者的充分交流，强大的GIS制图功能保证了林改地图制图质量。在作业流程中批量、自动化技术的使用代替了大量的手工作业工序，不仅减轻了制图人员的劳动强度，更重要的是减少了制图过程中由于制图人员的主观随意性而产生的偏差，确保了成图质量；输出时引用了发图模板，保证了地图着色的准确，地图符号大小一样，线型完全一致，地图标注和地图整饰则完全符合《林改地图的要求》。这些都是传统的制图方法难以实现的。 2.3效率方面分析

在数字化输入阶段，利用GIS与通用的制图软件相比，并无太大优势。但在需要改变的要素越多、类型越复杂时，系统效率越显著。在GIS中将林改制图中的许多主要过程、步骤加以标准化地整合，可以简化制图步骤，极大地缩短制图的时间。

综上说明，利用GIS平台不仅可以制作林改地图，同样可以制作林业地图。与手工传统手工制图相比具有众多的优点：准确性高、图种丰富、成图周期短、可操作性强，实现了空间数据和属性数据动态连接，不仅能够对林业现有资源进行直观展示，而且形成了一套动态的林业资源信息库。可以肯定，利用GIS制作林业地图是林业制图发展的方向。随着GIS软件版本的不断升级，使得制图自动化将成为可能。 参考文献