ArcGIS绘制一幅完整的地图.pdf

1、 1用 ArcGIS 绘制一幅完整的地图 青岛海洋地质研究所 戴勤奋 这几年 ArcGIS 商业运作不错，培训费用也高得可以，可是观望一下我们地质行业，虽然都购买了最新的正版 ArcGIS， 但基本上还是在用 MAPGIS （中地软件） 画图， 真正用 ArcGIS的不多。去年下半年参加了一个编制全球各大区底图的项目，由于项目最后要求用 ArcGIS Geodatabase 建库，我极力推动我们年轻的项目负责用 ArcGIS 来制图，并亲自作图示范，人家看我这么热情都不忍心打击我积极性，但好玩的是最后的问题演变成为如何将 ArcGIS转换到 MAPGIS 的问题，因为人家的专业图都要求在 MA

2、PGIS 上画，作为最基础的底图岂能标新立异？最后，项目就在 ArcGIS 到 MAPGIS 转换中告终，转的过程中发现 MAPGIS 的方位等面积投影误差有近二十公里， 去年年底我们把问题报告给中地了， 不知道他们现在改了没有。 我算是 MAPGIS 的最早一批用户之一， 当时 （上世纪 90 年代初） MAPGIS 叫 MAPCAD， MAPGIS在画图与出图上有很多优势，我深有体会，在画图方面，尤其对于地质类复杂图件的成图，它的地位至今还是难以替代的。相比之下，我个人认为 ArcGIS 的优势不在画图上，主要在数据的规范化组织与管理上，如果说 MAPGIS 是直奔目标式的为出图而画图的话

3、，ArcGIS 则是以数据为中心的画图，更有利于成图数据的质量保证与重利用，两者的境界是不同的。如果纯粹是为了成图，我认为 MAPGIS 是首选；如果既要成图又要建库，那么 ArcGIS 是实现制图与数据库建库一体化，即数据库协同地图同期完成的最佳选择。 用 ArcGIS 制图关键是前期的设计，前期把图中需要表达的各要素类以及每个要素类中的要素分类考虑清楚，建好模板，后面的画图基本上是批量生产，只要数据准备好往里一倒就行了，其实并不麻烦。如果前期考虑得不是很清楚也没关系，只要最基本的的必选项能保证，其它的只要改模板就行，并不影响大局。下面以小比例尺的地理底图为例具体描述ArcGIS 从设计、制

4、图、质量检查到地图输出的全过程，希望对大家有用。 1设计 定义要素类 要素分类编码 创建数据库 创建样式库 创建地图模板 1.1 定义要素类 定义要素类就是考虑一下你的图要画哪些内容，要素类是数据存储范畴的称谓，在数据显示范畴要素类对应地图图层，不过要素类与图层不完全是一一对应，一个要素类可以表现为多个图层。根据小比例尺（小于 500 万）地理底图的编图要求，选择表 1 中的基础地理要素类作为成图图层，图 1 为相应的基础地理要素实体关系图。 2表 1 地理底图要素类及代码 数据集 数据类 要素类 要素 类名 几何类型内容 定位基础 （C） 坐标网 CPTL 线 内外图廓线、坐标网线、南北回归

5、线、南北极圈线 水系线 HYDL 线 单线河流、运河、干渠 水系 （H） 水系面 HYDA 面 湖泊、水库、双线河、沼泽 居民地 （R） 居民点 RESP 点 国家首都、重要城市、一般城市 境界线 BOUL 线 洲界、国界、海岸线、浅滩暗沙边线 境界与政区 （B） 政区面 BOUA 面 陆域与岛屿 山峰点 TERP 点 山峰、火山 地貌线 TERL 线 大陆冰界、陆缘冰界、海洋冰界 地貌面 TERA 面 沙漠 地形地貌 （T） 海洋等深线 TBYL 线 海洋等深线 基 础 地 理 地理注记 （A） 地理注记线 AALL 线 海洋、海峡、海湾、河口、半岛、山脉、沙漠等无实体对应的地理名称沿走向注

6、记线 图 1 基础地理要素实体关系图 BaseGeography(基础地理)C(定位基础) T(地形地貌)B(境界与政区)R(居民地) A(地理注记)H(水系) N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码CPTL（坐标网） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 A CNAME 中文名 A ENAME 英文名 N HYDG 水系等级 HYDL（水系线）/ HYDA（水系面） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码

7、A CNAME 中文名 A ENAME 英文名RESP（居民点） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 A CCOUNTRY 中文国名 A ECOUNTRY 英文国名 A CNAME 中文区名 A ENAME 英文区名BOUA（政区） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 BOUL（境界） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 A CNAME 中文名 A ENAME 英文名TERL（地貌线）/TERA（地

8、貌面） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 N ELEV 高程（米） A CNAME 中文名 A ENAME 英文名TERP（山峰） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 N DEPTH 水深（米） TBYL（海洋等深线） N OBJECT_ID 要素序号 A DATASET_ID 数据集编号 A GBCODE 国标分类码 A CNAME 中文名 A ENAME 英文名 A ANNCODE 注记类码AALL（地理注记线）地图数据集地图数据类图 例数据集级要素类数据类

9、型A字符型 N数字型约束主键 外键 非空 允许空要素类型点线面31.2 要素分类编码 要素分类编码就是考虑一下每一个要素类包含哪些要素， 然后给那些要素编上码以便规范化。要素也是数据存储范畴的称谓，在数据显示范畴要素对应地图图层中的图元，要素分类编码与图元的图式是一一对应的。 基础地理要素分类与代码有国家标准（GB/T 13923-2006） ，这里直接套用不需要另行编码了，表 2 列出了小比例尺地理底图中用到的 要素分类编码， 其中图式是我自己加上的仅供参考，地理底图的注记比较杂，其中注记类码也是我自己定义的仅供参考。 对于其它专业领域要素的分类编码，如果分类比较多的话我个人还是倾向英文缩略

10、编码，因为简便。去年年底看到有编 10 位层次码的，给每个要素送 10 位码，而且要求准确无误肯定是一件令人痛苦的事情。我个人认为规 范化的结果应该是简化，如果越规范越复杂还不如不规范。 表 2 基础地理要素分类代码及图式 序 号 分类代码 名 称 几何特征 定 义 要素类 图 式 C.1 CPT（定位基础） 1 120100 内图廓线 线 CPTL 2 120200 坐标网线 线 CPTL 线粗 0.1mm，线色 0/169/2303 120401 南北回归线 线 CPTL 4 120402 南北极圈 线 CPTL 线粗 0.1mm，线色 0/169/2305 120500 外图廓线 线 C

11、PTL 线粗 0.1mm，线色 0/169/230C.2 HYD（水系） 上游至下游有向线 HYDL 线粗 0.12mm，线色 0/169/2301 210100 常年河 范围线构面HYDA 边线粗 0.1 2mm， 边线色 0/169/230 填充色 210/232/255 HYDL 线粗 0.12mm，线色 0/169/2302 210200 时令河 上游至下游有向线 范围线构面季节性有水的河HYDA 边线粗 0.1 2mm， 线色 0/169/230 填充色 210/232/255 4序 号 分类代码 名 称 几何特征 定 义 要素类 图 式 3 220100 运河 线 人工修筑的航运设

12、施 HYDL 线粗 0.12mm，线色 0/169/2304 220200 干渠 线 人工修筑的输水设施 HYDL 线粗 0.15mm，线色 0/169/2305 230100 常年湖 范围线构面 HYDA 同常年河 6 230200 时令湖 范围线构面 季节性有水的湖 HYDA 同时令河 7 240100 水库 范围线构面 HYDA 同常年河 8 261200 沼泽 范围线构面经常湿润、泥泞或有积水的地段HYDA 透明无边线填充区， 花纹色 0/169/230 C.3 RES（居民地） 1 310101 首都 点 RESP 2 310103 重要城市 点 属于一个地区的政治、经济、文化、交通

13、中心的城市 RESP 3 310104 一般城市 点 RESP C.4 BOU（境界与政区） 1 610100 行政区域 范围线构面 BOUA 无边线区 2 610201 巳定国界 线 BOUL 线粗 0.4mm，线色 76/0/115 3 610202 未定国界 线 BOUL 线粗 0.4mm，线色 76/0/115 4 610301 军事分界线 线 如 1949 年巴勒斯坦地区以色列和阿拉伯国家的停战界线 BOUL 线色 76/0/115 5 610302 特种地区界 线 如香港特别行政区界 BOUL 线粗 0.4mm，线色 76/0/115 6 610303 洲界线 线 世界各大洲界线

14、BOUL 7 250200 海岸线 线 平均大潮高潮时水陆分界线 BOUL 线粗 0.3mm，线色 0/132/1685序 号 分类代码 名 称 几何特征 定 义 要素类 图 式 8 250672 浅滩、暗沙 线 暗沙是由沙和珊瑚碎屑堆积体，略高于高潮线或与高潮线持平 BOUL 线色 0/169/230 C.5 TER（地形地貌） 1 751101 大陆冰界 线 指长期覆盖在陆地上的冰域 TERL 线粗 0.12mm，线色 0/132/1682 751102 陆缘冰界 线 指位于极地大陆边缘、与大陆相连的浮动冰层，如南极冰架 TERL 线色 0/77/168 3 751201 海洋永冰界 线

15、TERL 线色 0/169/230 4 751202 海洋浮冰界 线 自由漂浮于海面、 能随风和海流漂移的冰 TERL 线色 0/169/230 5 730200 等深线 线 海洋等深线 TBYL 线色 0/255/197 6 750100 山峰 点 TERP 7 750400 火山 点 TERP 8 750801 沙漠 范围线构面 TERA 透明无边线填充区， 花纹色 115/0/0 6图 式 序 号 分类 代码 名 称 注记 类码1字体 字号2（磅） 字形 字色 图 示 C.6 ANN （注记） 大洲 BC11 隶书 36 正 黑 亚洲 BN11、 BN21 20 中国 BN12、 BN2

16、2 16 英国 1 609000 (B) 行 政 区 国家 BN13、 BN23隶书 12 正 红 比利时 首都 RC00 10 红 北京 重要城市 RP00 7 台北 2 319000 (R) 居 民 地 一般城市 RT00 黑体 6 正 黑 青岛 HH11 9 长江 HH12 8 珠江 3 209000 (H) 水 系 江、河、湖 渠、水库 HH13 宋体 7 斜 蓝 0/132/168 日月潭 大洋 SO11 华文 中宋 28 斜 蓝 0/132/168 太平洋SS11、 SS21 18 阿拉伯海 SS12、 SS22 16 南海 海洋 SS13、 SS23宋体 14 斜 蓝 0/132

17、/168 黄海 SB11、 SB21 12 台湾海峡 孟加拉湾 SB12、 SB22 10 巴士海峡 北部湾 4 259000 (S) 海 洋 要 素 海峡 海湾 河口 SB13、 SB23宋体 7 斜 蓝 0/132/168 巴布延海峡 杭州湾 1注记类码由一个注记要素类字符(如:行政区注记要素类代码为 B)、一个注记名称的英文首字符(如:大洲的注记名称代码为 C)、1 位数字的文字排列方式（0 无排列方式、1 沿线横排、2 沿线竖排） 、及 1 位数字的字号大小组成（0 不分字号、1 大号字、2 中号字、3 小号字） 。 2字号可根据实际需要整体调整，1 磅 0.353mm 。 7图 式

18、序 号 分类 代码 名 称 注记类码字 体 字号（磅） 字 形 字 色 图 示 ST11、 ST21 14 马里亚纳海沟 ST12、 ST22 12 冲绳海槽 海沟 海槽 海盆 ST13、 ST23宋体 10 斜 蓝 0/132/168 中央海盆 SM11、 SM21 15 中大西洋海岭SM12、 SM22 13 九州-帕劳海岭 海岭 海脊 海山 SM13、 SM23黑体 10 斜 蓝 0/132/168 黄岩海山 SP11、 SP21 15 阿拉伯半岛 SP12、 SP22 13 琉球岛弧 半岛 岛弧 SP13、 SP23宋体 11 正 黑 朝鲜半岛 SI11 10 台湾岛 SI12 8 澎

19、湖岛 岛屿 礁石 岬角 浅滩暗沙 SI13 宋体 6 正 黑 火烧岛 SA11、 SA21 12 大巽他群岛 SA12、 SA22 10 东沙群岛 4 259000 (S) 海 洋 要 素 群岛 列岛 诸岛 群礁 SA13、 SA23黑体 8 正 黑 澎湖列岛 TM11、 TM21 13 喜玛拉雅山脉 TM12、 TM22 11 昆仑山脉 山脉 TM13、 TN23黑体 9 斜 棕 115/0/0 长山山脉 山峰 和高程 TP00、 TE00 黑体 6 正 黑 莲花山 1357 水深值 TB00 黑体 6 正 白底蓝字 0/132/168 1370 TD11、 TD21 13 撒哈拉大沙漠 T

20、D12、 TD22 11 鲁卜哈利沙漠 5 709000 (T) 地 貌 沙漠 TD13、 TD23宋体 9 正 棕 115/0/0 塔克拉玛干沙漠 经纬度 CD00 宋体 10 正 蓝 0/132/168 70 6 129000 (C) 图廓 经纬线 CL00 黑体 9 正 蓝 0/132/168 北极圈 81.3 创建数据库 数据库用 ArcCatalog创建， 后台数据库用 Access就行， 也就是创建 Personal Geodatabase。如果数据量比较大的话也可以选择 File Geodatabase， File Geodatabase 是 ArcGIS 9.2 引入的新特征，

21、估计是 ESRI 公司想摆脱 Access 的局限性。 File Geodatabase 在一个文件夹里存放数据集，每个数据集占用的磁盘空间可以达到 1 TB，而且 File Geodatabase 可以跨平台，可以压缩，可以加密。这里仅以 Personal Geodatabase 为例，创建步骤如下。 （ 1）创键地理数据库：启动 ArcCatalog，在既定目录下点击鼠标右键，选择 New，再选择 Personal Geodatabase， 创键示例数据库 BasemapDB.mdb。 （ 2） 创键域： 在已创建的地理数据库 BasemapDB.mdb 下点击鼠标右键， 选择 Prope

22、rties，打开数据库属性的 Domains 页，然后按照已定义的分类代码（表 2） ，在 Domains 页输入数据库的属性域。 9（ 3） 创建要素集： 在已创建的地理数据库 BasemapDB.mdb 下点击鼠标右键， 选择 New，再选择 Feature Dataset，创键地理底图要素集 BASEMAP。然后在随后出现的对话框里定义要素集的坐标系及其投影，这里选择用经纬度存储地理坐标数据，具体选择“ Geographic Coordinate Systems”下的 World WGS 1984。投影是数据显示时的选择，因此留待地图模板中定义。在要素集中定义空间参照系是为了让同一要素集

23、中的要素类 享有同一 空间参照系，这样要素集内的 要素类之间才可以建立拓扑关系。 （4）创建要素类：在已创建的要素集 BASEMAP 下点击鼠标右键，选择 New，再选择Feature Class，然后按照已经定义的要素类及其属性（表 1 和图 2） ，分别定义点、线、面各要素类，并在各要素类的属性页面输入要素类的属性，同时按设计要求选择属性的约束条件（是否可以为空、确省值以及属性的域） 。 101.4 创建样式库 样式库是一个 ESRI Style 类型的文件， 你可以把你需要用到的图元图式集中起来放到一个 ESRI Style 文件中，以便统一管理及分发。创建样式库的工具是 Style M

24、anager，可以通过ArcMap 调用。 启动 ArcMap，点击菜单 Tools，选择 Styles 下的 Style Manager。在 Style Manager 页面下点击 Styles 按钮，选择 Create New 就创建了一个空的样式库，这里命名为 Basemap.style。 参照已经定义的样式（表 2） ，分别在样式库的 Fill， Line， Maker， Text 等目录中创建填充、线型、符号、文本等图元样式。实际上你没必要每一个都亲自画，你可以从其它样式库中拷贝已有的，或相近的，修改一下就行。样式可以作分类标示（ Category） ，以后使用时便于查找。 1112

25、131.5 创建地图模板 万事俱备，现在可以在 ArcMap 下创建地图模板了，地图模板是一个 ESRI mxd 文件。创建地图模板前，地图的比例尺以及地图投影必须是已知的。 （ 1）创建数据框：启动 ArcMap，选择菜单 Insert，点击 Data Frame，创建一个新的数据框。如果有图外图或图中图，例如中国行政区划图中常见的南海诸岛，或地质图中常见的剖面图、综合柱状图，就需要创建多个数据框。 （ 2）定义地图投影：在已创建的 Data Frame 下点击鼠标右键，选择 Properties，在数据框属性的坐标系页（ Coordinate System）定义当前数据框的地图投影。地图投

26、影分两部分，其一是大地基准面，例如示例中的 GCS_WGS_1984；其二是平面投影方式，例如示例中的兰勃特等角割圆锥投影 Lambert_Conformal_Conic。所定义的地图投影可以添加到 Favorites中，以后用起来方便。 14（ 3）添加地图图层：将数据库中的要素类按叠盖次序先后添加到数据框中。一个要素类可以表现为多个图层， 同一个要素类的图层显示内容通过图层属性页中的 Definition Query限定，例如在水系图层中只显示 3 级以上的河流。 15（ 4）定义各图层的显示方式：在图层下点击鼠标右键，选择 Properties，在图层属性的Symbology 页面选择需

27、要图示的数据字段，这里是“国标分类码” GBCODE；以及图示方法，这里选择单值分类显示，显示样式从前面创建的样式库中提取。样式库通过 Symbol Selector页面的 More Symbols 按钮添加到样式中供选用。 16（ 5）定义地图标注类： ArcGIS9.2 在注记方面有较大的改进，添加了标注扩展模块Maplex、标注类、以及标注管理器（ Label Manager） ，用于比较复杂的地图注记。 Maplex 作为 ArcGIS 外加 模块安装，Maplex 安装后还需要一系列操作将 Maplex 引擎激活后方可使用。Maplex 安装后，先点击 Tools 菜单的 Exten

28、 sions，在 Extensions 页面中选上 Maplex，然后点击 View 菜单下的 Toolb ars，在工具列表中点击 Labeling，再在随之弹出的 labeling 浮动菜单中选中 use maplex L abel Engine，这样 M aplex 就可以使用了。 17地图模板中定义的地图标注类用于同一图层不同类别图元的分类标注，这里以居民地为例说明居民地标注类的定义方法。按照表 2 中的定义，居民地标注类码为 RC00、 RP00、RT00，分别用于国家首都、重要城市和一般城市的标注。下面在地图模板中定义这三类地图标注。 在居民地图层下点击鼠标右键，选择 Proper

29、ties，然后选择图层属性的 Label 页。 a) 先在 Method 文本框选择“ Define classes of features and label each class differently” ，表示分类标注； b) 点击 Add 按钮输入标注类名，例如 RC00_首都； c) 点击 SQL Query， 限定标注类的标注要素， 例如 GBCODE = 310101， 其中 310101是首都的国标分类码； d) 在 Label Field 文本框选择作为标注内容的数据字段，例如“中文名称” ，如果标注涉及多个字段，或包含上、下标等标注格式，或需要沿线纵向标注，可点击Expre

30、ssion 按钮，在 Label Expression 页面输入 VB Script 代码； e) 在 Text Symbol 框中分别选择 RC00_首都标注类的字体、字号、字形、字色； f) 点击 Placement Properties按钮， 在 Placement Properties 页面选择标注位置与方向，其中 Position 按钮用于定义标注的位置； Label Offset 定义标注的偏移距，对居民地， 偏移距就是标注文字与居民地点符号中心的距离， 例如 2 个像点； Orientation定义标注的方向，如果经纬网不是横平竖直的话，标注方向要选择 Graticule Ali

31、gnment，也就是平行经纬网标注 ，当然极地区域是个例外。 181920模板创建完成，可以提供制图人员使用，如果后期有改动也没关系，因为只要模板替换一下就行了，客户端的原始数据不需要改动。 后面是欧洲大区的 1/500 万数据在定义模板下的显示结果。21 222制图 图形编辑 数据入库 挂接模板 标注转注记 添加图外要素 2.1 图形编辑 ArsGIS 的图形编辑功能很全面，但我个人认为用起来不是很方便，可能是熟悉程度不够，所以我经常是用别的软件做图形编辑，然后转成 shp 格式文件装载到 ArcGIS 中，在ArcGIS 中只是作一些修补型的编辑。 ArsGIS 的图形编辑工具可在 Vie

32、w 菜单的 Too lbars 下选择，包括编辑工具 Editor、高级编辑工具 Advanced Editi ng，以及注记编辑工具 labeling 和拓扑编辑工具 Topology 等。 23在图形编辑前需要在 Editor 浮动板的下拉菜单下点击“Start Editor”进入编辑状态，然后在 Task 的下拉框中选择操作类型，在 Target 下拉框中选择需要编辑的图层，才可以开始编辑，编辑完毕点击“Stop Editing ”退出编辑状态。 24为了避免图层之间的干扰，可以在 Set Selectable Layers 页面将某些层设置为可视、不可选。 2.2 数据入库 数据编辑完

33、成后，即可通过 ArcCatalog 装载到数据库中，当然在数据库下也可以进行数据编辑，不过数据库下的数据编辑速度比较慢，因为前台一个操作可能涉及后台多个数据库操作，所以一般情况下最好是单个文件的图层编辑完成后再导入到数据库中去，尽量减少数据库下的编辑工作量。 25ArcCatalog 下的数据装载过程很简单，在需要装载数据的要素类下点击鼠标右键，在出现的菜单中选择 Load 并 Load Data，随后按界面提示将数据导入即可。 262.3 挂接模板 用 ArcMap 打开地图模板，在任一地图图层点击右键，在随之出现的菜单中选择 Data并点击 Repair Data Source，然后在出

34、现的 Data Source 对话框中选择图层所对应的数据库要素类，数据自动载入，红色惊叹号消失，模板挂接就告完成。 27模板挂接完成后，可以检查一下各图层的显示情况，如果某些要素没有显示出来，那就是这些要素的分类编码（ GBCODE）输入有误，打开要素属性表修改一下就行了。 2.4 标注转注记 地图上的文字或符号注记虽然不是地图中的主角， 但是在成图过程中占用较大比例的制图工作量。对于有空间要素对应的注记，如居民地，可直接利用要素的属性；没有空间要素对应的地理名称，如山脉、海洋、海湾、海峡、海沟、海槽、海岭、海山、海台、海盆等等，可通过注记线解决，采集注记位置线，归入注记线类，注记内容赋入属

35、性项，因为一个一个字往图上放不仅工作量大而且注记的位置也不容易确定。 地图标注（Label）的显示可通过 Lab el Manager 统一管理，在数据框上点击右键，在Labeling 菜单中选择 Label Manager 即可显示标注管理对话框。 2829Label（标注）是地图的动态标注，如果要让动态 Label 成为固定比例尺下的地图标注，必须将 Label 在一定比例尺下转换为 Annotation（注记） ，Annotation 才是固定比例尺下的地图静态标注。 Label 到 Annotation 转换过程如下：先将地图显示比例尺定义到地图出图比例尺，例如 1:5000000，

36、在需要转注记的图层下点击鼠标右键， 在出现的菜单中选择 “Convert Labels to Annotation” ，然后在 Convert Labels to Anno tation 对话框中选择将 A nnotation 保存到数据库中，系统会在数据库中创建一个地图注记类，将地图注记保存下来。 30地图注记保存到数据库后，就可以对地图注记进行编辑了，你可以调整注记位置避免不同图层注记的压盖；可以修改注记文字的字体或大小，让注记文字大小比例与整幅地图协调等等；你还可以通过注记编辑工具的右键菜单让注记沿地图要素标注。注记编辑工具通过View Toolbar 的 Annotation 打开。 由于 Annotation 是在数据库下编辑，所以编辑速度可能会比较慢。