在地理信息系統(tǒng)（GIS）領(lǐng)域，地表覆蓋圖的矢量化是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。天地圖作為中國國家級(jí)的地理信息服務(wù)平臺(tái)，提供了豐富且詳盡的地表覆蓋數(shù)據(jù)。然而，這些數(shù)據(jù)通常以柵格格式存在，不利于進(jìn)行空間分析和數(shù)據(jù)處理。因此，本文將詳細(xì)介紹如何使用ArcGIS Pro軟件將天地圖的地表覆蓋圖進(jìn)行矢量化，以便更好地滿足研究和應(yīng)用需求。

一、引言

天地圖地表覆蓋圖是一種重要的地理信息資源，它以像素值的形式記錄了地表的不同覆蓋類型。然而，柵格數(shù)據(jù)在表達(dá)空間關(guān)系、進(jìn)行空間分析和數(shù)據(jù)更新方面存在局限性。相比之下，矢量數(shù)據(jù)具有結(jié)構(gòu)清晰、易于編輯和更新的優(yōu)點(diǎn)。因此，將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)是GIS應(yīng)用中不可或缺的一步。

二、數(shù)據(jù)介紹與準(zhǔn)備

2.1 數(shù)據(jù)來源與格式

天地圖地表覆蓋圖數(shù)據(jù)以柵格格式存儲(chǔ)，常見的文件格式包括TIFF、GeoTIFF等。這些柵格數(shù)據(jù)通過像素值的不同來區(qū)分不同的地表覆蓋類型。

2.2 像素值映射表

天地圖地表覆蓋圖的像素值范圍通常為0-100以及特殊值255，每個(gè)像素值對(duì)應(yīng)一種特定的地表覆蓋類型。

像素值映射表

例如，像素值20可能代表林地，而像素值30可能代表草地。

圖例

在進(jìn)行矢量化之前，需要了解并熟悉這些像素值與地表覆蓋類型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在進(jìn)行矢量化之前，通常需要對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行一些預(yù)處理工作。這包括檢查數(shù)據(jù)的完整性、糾正地理坐標(biāo)、調(diào)整投影坐標(biāo)系等。確保柵格數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性是進(jìn)行后續(xù)矢量化工作的基礎(chǔ)。

三、ArcGIS Pro矢量化步驟

3.1 柵格計(jì)算

在ArcGIS Pro中，柵格計(jì)算是矢量化過程的第一步。通過柵格計(jì)算器工具，可以根據(jù)像素值提取出感興趣的地表覆蓋類型。

打開ArcGIS Pro并加載柵格數(shù)據(jù)：首先，啟動(dòng)ArcGIS Pro軟件，并加載需要矢量化的天地圖地表覆蓋圖柵格數(shù)據(jù)。

調(diào)用柵格計(jì)算器工具：在ArcGIS Pro的工具箱中，找到“Spatial Analyst工具”下的“地圖代數(shù)”子菜單，然后選擇“柵格計(jì)算器”工具。

柵格計(jì)算器

設(shè)置柵格計(jì)算器公式：在柵格計(jì)算器對(duì)話框中，輸入公式以提取特定像素值的柵格區(qū)域。例如，要提取林地（像素值為20），可以輸入公式：“n48_30_2010lc030.tif”==20。

柵格計(jì)算器設(shè)置

運(yùn)行柵格計(jì)算器：點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，ArcGIS Pro將根據(jù)輸入的公式計(jì)算出結(jié)果柵格。

計(jì)算結(jié)果

3.2 柵格轉(zhuǎn)面

完成柵格計(jì)算后，接下來需要將結(jié)果柵格轉(zhuǎn)換為矢量面要素。

調(diào)用柵格轉(zhuǎn)面工具：在ArcGIS Pro的工具箱中，找到“轉(zhuǎn)換工具”下的“由柵格轉(zhuǎn)出”子菜單，然后選擇“柵格轉(zhuǎn)面”工具。

柵格轉(zhuǎn)面

設(shè)置柵格轉(zhuǎn)面對(duì)話框參數(shù)：在柵格轉(zhuǎn)面對(duì)話框中，輸入柵格選擇之前計(jì)算得到的結(jié)果柵格，字段選擇“Value”（表示像素值），并設(shè)置輸出面要素的文件名和存儲(chǔ)位置。

柵格轉(zhuǎn)面設(shè)置

運(yùn)行柵格轉(zhuǎn)面工具：點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，ArcGIS Pro將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量面要素。

轉(zhuǎn)換結(jié)果

3.3 數(shù)據(jù)處理

將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量面要素后，還需要進(jìn)行一些后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。

按屬性選擇

刪除無效要素：在轉(zhuǎn)換得到的矢量面要素中，可能包含一些像素值為0的無效要素（通常表示無數(shù)據(jù)區(qū)域或背景）。這些要素需要被刪除?？梢酝ㄟ^屬性選擇工具選擇gridcode等于0的要素，并刪除它們。

按屬性選擇設(shè)置

保存編輯結(jié)果：完成無效要素的刪除后，保存編輯結(jié)果。此時(shí)得到的矢量面要素即為天地圖地表覆蓋圖的矢量化結(jié)果。

刪除后圖層

四、矢量化結(jié)果的應(yīng)用與優(yōu)化

4.1 應(yīng)用場(chǎng)景

矢量化后的天地圖地表覆蓋圖具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，可以用于城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查等領(lǐng)域。通過矢量數(shù)據(jù)，可以更方便地進(jìn)行空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析和數(shù)據(jù)可視化等操作。

4.2 優(yōu)化建議

雖然通過上述步驟可以得到天地圖地表覆蓋圖的矢量化結(jié)果，但在實(shí)際應(yīng)用中可能還需要進(jìn)行一些優(yōu)化工作。例如：

數(shù)據(jù)平滑處理：由于柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)時(shí)可能存在邊緣鋸齒現(xiàn)象，可以通過數(shù)據(jù)平滑處理來改善這一問題。

屬性數(shù)據(jù)完善：根據(jù)實(shí)際需求，為矢量面要素添加更多的屬性數(shù)據(jù)，如地表覆蓋類型的詳細(xì)描述、面積、周長(zhǎng)等。

投影坐標(biāo)系調(diào)整：根據(jù)應(yīng)用需求，調(diào)整矢量數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)系，以便與其他地理數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析和疊加操作。

五、結(jié)論

本文通過詳細(xì)介紹如何使用ArcGIS Pro將天地圖地表覆蓋圖進(jìn)行矢量化，為GIS用戶提供了實(shí)用的操作指南。柵格計(jì)算、柵格轉(zhuǎn)面和數(shù)據(jù)處理等步驟的詳細(xì)闡述，使得整個(gè)矢量化過程變得清晰易懂。同時(shí)，針對(duì)矢量化結(jié)果的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)化建議的討論，也為用戶提供了更多的實(shí)踐指導(dǎo)。

展望未來，隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，矢量化方法將變得更加高效和智能化。例如，深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步提高矢量化的精度和效率。此外，隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的普及，矢量化結(jié)果的存儲(chǔ)、共享和處理也將變得更加便捷和高效。因此，我們有理由相信，未來的GIS應(yīng)用將更加依賴于高質(zhì)量的矢量數(shù)據(jù)，而矢量化技術(shù)也將不斷適應(yīng)這一趨勢(shì)并持續(xù)創(chuàng)新。