基于ArcGIS海图制作方法浅谈刘艳

刘艳

交通运输部南海航海保障中心广州海事测绘中心

摘要：本文主要介绍了基于ArcGIS环境下制作海图的优缺点和相关方法、技巧、流程。

关键词：海图；CARIS；ArcGIS；海图符号；坐标系；投影

一、引言

海图是海洋调查、测绘和研究的主要成果，更是海洋开发利用的重要资料。海图广泛应用于航海、海洋工程建设、海洋调查和科学研究、海洋资源开发、海洋划界以及海洋军事活动之中。因此熟练的掌握制图技术，努力的学习制图理论，这样才能编制出那高质量、美观的海图。本文从作者自身多年的制图经验出发分析目前海图的制作现状及现用制图环境的不足，总结出ArcGIS在海图制作中的优缺点及如何在ArcGIS系统中制作出高质量、精美的海图。

二、海图制作软件简介

1、CARIS

目前使用比较成熟的海图制作系统是加拿大通用系统公司CARIS软件，该系统包含了许多水道测绘所需的专用功能模块。在该系统下有一套完整的制作海图的工具：CARIS工具栏、CARIS编辑器、环境设置、屏幕矢量化通过这些工具可以对海图进行编绘、修改、和输出。

2、ArcGIS

ArcGIS是一些列软件的集合。ArcGIS产品在行业中应用非常广泛，在海图制图方面也有着出色的表现（制图可视化、空间数据管理、空间分析是ArcGIS的三大基石）。ArcGIS的制图技术主要包括符号库技术、符号系统、标注、制图表达等。巧妙的搭配使用这些制图技术，可以满足专业的海图制图生产。

3、CARIS与ArcGIS对比

相对于CARIS系统ArcGIS软件在以下方面有独天得厚优势：

⑴属性查询：提供了一系列的工具用于几何数据、属性表、元数据的管理、创建以及组织。可以浏览和查找地理信息，记录、查看和管理元数据，创建和管理Geodatabase数据模型

⑵栅格数据编辑：可以对影像数据（栅格数据）进行处理，可以使用它作为背景（底图），以辅助分析其它数据层。镶嵌数据集可以管理不同类型的影像数据，并实现数据共享与分析。

⑶矢量数据编辑：强大的编辑工具，可以降低数据的操作难度并形成自动化的工作流。高级编辑和坐标几何（COGO）工具能够简化数据的设计、导入和清理。

⑷坐标与投影转换：即可自定义投影和坐标系也可使用软件提供的多种投影及坐标系，轻松完成投影或坐标系的转换，将来源不同的数据集合并到共同的框架中。

⑸与其他数据对接：可以输入、输出多种格式数据，方便与其他软件数据格式对接。

⑹数据共享：充分使用ArcGISOnline。导入底图、搜索数据或要素、向个人或工作组共享信息。

⑺无需复杂的环境变量设置。

CARIS系统优势：

⑴拥有很高的声望并且被视为业界的标准。

⑵在海员和水手中有很高的认知。

三、ArcGIS环境海图制作

1、符号系统制作

ArcGIS是一个新的制图环境，在ArcGIS符号库中没有完善和专业的海图符号系统。因此建立海图符号库成为ArcGIS系统制作海图首先需要解决的问题。利用ArcGIS的样式管理器，通过加载和应用符号库、创建符号库、创建符号等功能建立基于海图显示标准所需的点线面等符号。线状、面状符号能轻松的通过ArcGIS的样式管理器创建，但直接使用管理器创建的点状符号在ArcGIS中无法通过大小缩放、位置偏移、角度旋转等操作达到与海图图式要求，因此需借用Photoshop、AutoCAD、CorelDraw等第三方软件进行绘制。收集、绘制完成后利用FontCreator制作字体库，修改符号的位置及大小等来满足符号库建设要求，通过FontCreator将编辑好的符号导出为TureType字体文件并安装。在ArcGIS可以调用这些图库，这样就可以完符合海图图式的点状符号。

2、资料的收集

制作海图第一步就是收集数据资料。对于CARIS制作海图而言，制图源数据的来源通常有旧版海图数据文件、外业实测水深和岸线文本文件或图形文件、图纸经扫描后的栅格文件、其他单位提供的AUTOCAD格式等。

使用ArcGIS样式管理器创建的符号

3、建立数学基础

建立数学基础是制作任何地图的基础。目前我国海图采用坐标系是2000国家大地坐标系，地图投影海图通常采用墨卡托投影。ArcGIS有三种方法建立数学基础：①ArcCatalog右键属性（properties）中xycoord，select是自己选择一个坐标系统，或采用导入按另一个文件设置本文件。②打开ArcToolbox->数据管理工具->投影与变换->定义投影。③打开ArcToolbox->数据管理工具->批量定义坐标系统。

4、海图数据导入并编辑

海图数据包括：已有测区矢量地形图、水深数据、实测岸线资料、助航标志、航道、锚地等资料。数据的编辑有两个方面，一是空间数据的编辑，处理海图数据冗余、裁剪、拼接、面状要素分区填色等。二是属性数据编辑，增加或删除字段、填入或删除有关要素的属性数据。通过要素属性数据的编辑建立要素和符号库中相应符号的连接，以便海图符号化显示。ArcGIS支持多种格式的数据导入，如海图常用的000文件、*SHP、文本文件。

5、符号配置

海图符号库及海图数据要素属性数据编辑完成，符号的配置就非常简单了。只需要对相应的海图要素调用相对应的符号类型即可。需要注意的是，配图是在要素的属性数据里面完成的，规则和样式都存储于属性表中，和几何图形分离的。因此符号的修改与删除不会影响相应的要素自身。

使用ArcGIS制作的海图

6、海图要素标注

ArcGIS中要素的标注是基于要素的属性数据。可标注要素一个字段也可以标注多个字段。ArcGIS提供标准标注引擎和Maplex标注引擎。标准标注引擎提供了常规的标注设置，标注的样式、颜色，大小，方向等。Maplex是ArcGIS的高级标注引擎，它提供了一系列的工具用于提高地图的标注质量，如控制标注的大小和位置、优化标注放置的位置、制定不同要素层标注的重要级别实行压盖避让、控制文字间距、删除重复标注或重复标注等。如果标注完全符合要求后最好还是能将标注转为注记层独立存放，因为标注是动态的，即每次重绘海图时（例如，平移和缩放地图时）都会重新计算标注显示。而注记虽然随比例尺变化，字体大小改变，但是有参考比例尺，位置固定不变。因此熟练掌握两种要素标注及标注转注记有助于我们配置出舒适、美观的海图。

7、海图检查

海图制作完成需要进行检查，ArcGIS提供了功能强大的数据检查功能，可从拓扑关系和属性数据两方面进行检查。拓扑关系即为数据的空间关系，利用ArcGIS检查拓扑关系从不同层要素和同一层要素两个方面来进行，对不同层要素拓扑关系正确性检查，主要点与面、线与线、线与面、面与面等要素间不合法的重合、相交、包含等。对同一层要素主要检查面对象间不合法的相互交叠、包含和缝隙等。这些都可通过ArcGIS提供的工具实现。属性数据检查主要检查属性数据的完整性、正确性即可。完整性可通过相关工具检查，正确性目前还需要人机交互的方式来实现。

结束语

随着制图技术的不断发展，传统的CARIS制图环境已显现出自身的一些局限性，渐渐已不能满足现有用户的海图的需求，因此需要寻找其它的制图环境进行弥补，而ArcGIS凭借其强大便捷的编辑、管理、制图、分析，查询等功能让我们眼前一亮。但是其毕竟不是专业的海图制图平台，还有一些有待完善的地方，如海图图廓的整饰和罗经圈、潮信表、信标等其他资料不齐全。这些方面的完善不仅需要软件方更需要我们专业的海图制作人的努力，从而使海图的制作既简便又精美。

参考文献：

[1]陈贵花，唐英娟.CARIS海图制作用户手册，2008.3。

[2]ArcGIS用户使用说明书。

[3]楼锡淳，朱鉴秋。1993.海图学概论[M].北京：测绘出版社。