ArcGIS在栅格数据和矢量数据处理中的运用

李广全

新疆玉帛园林工程咨询有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000

摘要：ArcGIS代表着一种高度综合的地理信息系统平台，其结合了先进的计算机技术、深入的地球科学研究以及信息科学的丰富知识。这个平台随着社会的不断进步，已经广泛应用于多个领域，包括但不限于区域规划、环境监测以及资源的有效管理等方面。在这些领域中，ArcGIS发挥着助力决策的关键角色。随着科技的不断发达，我国在ArcGIS技术方面也取得了显著的进步，特别是在基于栅格影像和图像数据的虚拟现实技术方面已成为其主流发展方向。本文将针对ArcGIS在栅格数据和矢量数据处理中的运用展开详细分析，以供参考。

关键词：ArcGIS；栅格数据；矢量数据；处理；运用；

前言：ArcGIS展现出强大的空间分析功能，其空间数据的处理模式别具一格，这不仅极大地促进了栅格和矢量数据的分析与处理，同时也显著提高了地质探索和资源调研工作的品质与效率。然而，技术的广泛应用同时也带来了一些挑战和问题。尤其是在处理大规模栅格数据方面，受限于个人电脑处理能力的限制，这种情况不仅会对数据处理过程产生不利影响，还可能阻碍相关工作的顺利进行。

1. ArcGIS概述

ArcGIS由一家美国公司凭借数十年在GIS领域的研究与开发经验，打造的一个专业而广泛的GIS平台系列产品。该系列产品基于行业标准设计，不仅用户界面友好，操作简便，而且具备强大的功能性，能够满足广泛用户群体的专业需求。此外，ArcGIS支持大量数据的存储，能迅速响应用户需求。这一系列产品在资源共享、系统更新和功能扩展方面的核心技术，为其稳定性和灵活性提供了坚实的支撑。ArcGIS软件持续发展与更新，采用了可扩展的体系结构，不仅功能强大，用户界面也十分清晰，易于不同用户操作。ArcGIS还包括一个丰富的公共组件库，提供了大量的示例代码和文档，极大地简化了开发过程。除此之外，ArcGIS的数据仓库不仅能处理和储存大规模数据，而且可适用于企业级和社会级系统，在实际应用中，用户可以通过它来储存和管理空间数据，显著提升数据存储和管理的效率[1]。

2. ArcGIS在栅格数据处理中的运用

2.1栅格数据分析

栅格数据模型是一种旨在详细探讨特定区域内空间信息的方法，它依托于规则的正方形网格系统。这些正方形网格单元集合起来，构建栅格数据集，每个单元在同一数据集内大小一致，形成了一种高度组织化的数据结构。尽管不同栅格数据集之间的网格大小可能不同，但这种差异并不妨碍它们在同一研究或应用中被共同使用。

在栅格数据集的框架下，地理特征的表示变得统一和简便，只需通过为网格赋值的方式，即可表达各种地理特征，无论是点、线，还是面。具体而言，点代表了完全充满的单个网格单元，线则由一系列边缘相连的网格单元构成，形成连续的线条。值得注意的是，在栅格的应用层面上，线的组成应遵循“边连续”而非“角相连”的原则，这是因为在使用路径寻找工具时，角相连的单元被视为分开的路径，无法形成连续线条。多边形则是连续的、具有相同赋值的网格单元构成的面状结构，由此，栅格数据也被称为位置数据，因为它通过为特定地区的网格赋值而非使用传统的坐标方式（如x、y坐标）来标示地理特征[2]。

3. ArcGIS在矢量数据处理中的运用

3.1矢量数据融合处理

当处理矢量数据时，如需根据特定属性对矢量数据的元素进行聚合，比如需要根据一个矢量文件中的林地保护等级将数据进行融合，我们可以利用融合功能来实现这一目标。具体来说，这个过程涉及到在地理信息系统(GIS)的地理处理工具中选择“合并”或“融合”选项。这一步骤要求用户在相应的选项框中指定哪些字段是融合操作的基础——实现这一点可以基于单个字段，也可以是多个字段联合作用的结果。通过这种方式，就可以根据所选字段的值将多个矢量数据元素合并为一个，从而生成期望的融合效果。此操作对于将具有相同特定属性的元素组合在一起非常有用，例如在进行区域规划、环境管理或资源分配的研究时，这允许研究人员更加便捷地分析和处理具有相似特征的地理对象。通过这种简化的数据视图，可以更清晰地识别和分析特定属性在空间分布上的模式和趋势[3]。

3.2拓扑前矢量数据处理

在处理矢量数据时，经常会遇到因为数据的空间位置不精确或存在错误而需要修正的情况。这就要求在进行拓扑检查以确保数据的空间关系逻辑正确之前，对数据进行精确的预处理。拓扑检查包含许多适用的规则，这些规则允许我们根据数据的具体问题选择最合适的矢量数据处理策略。采用批量处理方法不仅显著提升了数据的质量，同时也极大地提高了工作的效率。

“修复几何”功能是在处理矢量数据时常用的一个工具，主要用于检查和修复要素类中各个要素的几何问题。一旦发现几何错误，系统就会自动应用相应的修复措施，以确保数据的正确性和可用性。这个功能通常应用于对面状矢量数据的检查和修复。具体操作步骤包括，在“ArcToolbox”工具箱的“数据管理工具”中找到“要素”，选择“修复几何”选项（该操作也可以通过搜索工具栏中的“修复几何”来快速定位），然后添加需要修复的矢量文件，进行错误修复。

另一个关键的处理步骤是“要素转面”，这一过程主要针对封闭区域的各类矢量文件进行处理，以转换成面状要素。在矢量数据处理，尤其是面状数据存在相交部分时，很容易形成多部件，从而导致空间错误。为了在拓扑检查之前减少这类拓扑错误，可以通过“要素转面”的方式对相交的要素进行适当的分割，从而提高数据处理的准确性。

3.3矢量数据赋值

在处理矢量数据时，赋值操作对于根据属性表来定制不同的制图表现方式非常重要。以森林资源二类调查专题图为例，不同的区域边界需要以不同的方式进行视觉表达。具体操作步骤包括先将面状的矢量数据转换成线状文件，这是为了更精确地控制和表示各种边界线。转换之后，在线状文件中增加新的字段，用于存储对每个边界线所赋予的特定属性或值。接下来，对每一条边界进行具体的赋值操作。对于那些相交或重叠的区域边界，可以使用“标识”功能，或利用“字段计算器”根据位置属性来连续地对矢量数据进行赋值。通过这种方法，每一段边界都将被赋予一个独特的标识，这将在后续的制图表达中起到关键作用。

3.4渐变处理

要给矢量数据（面状）应用渐变填充效果，可以按照以下详细步骤进行操作：首先，通过右键点击矢量数据层选择“属性”，然后找到“符号系统”设置中的“要素”，在这里选择“单一符号”选项。进入符号设置后，点击当前的符号样式进行“编辑符号”，在编辑界面选择“渐变填充”作为填充方式。接下来，渐变填充的“角度”设置允许用户定义填充渐变的方向，从而可以根据需要调整视觉效果。颜色的选择是在“色带”部分进行，这里可以根据森林资源调查的要求或个人喜好来选择合适的颜色渐变。此外，“样式”、“百分比”与“间隔”等设置允许进一步细化图层的渐变效果，以满足更多样化的制图需求。

结语：ArcGIS软件在处理栅格数据方面表现出显著的多样性和强大的针对性，涵盖了数据分割、镶嵌到自动矢量化、地理处理（包括数据融合）以及坐标转换等多个方面。尤其在执行数据拓扑处理前的批量操作时，该软件能显著降低用户的工作量，并提高数据处理的精度。这种高效率的处理不仅减轻了用户的负担，还提升了工作流程的整体效率。
参考文献：

[1]高超,覃大静,刘刚.基于ENVI和ArcGIS对空间栅格数据矢量化与拓扑分析[J].水利水电技术(中英文),2023,54(S2):470-474.

[2]黄选威.基于ArcGIS ModelBuilder的多时相栅格数据处理方法[J].南方自然资源,2022,(12):41-45.

[3]蒲薇,陈光荣.浅谈基于ArcGIS空间分析工具对栅格数据的分析方法[A]云南省测绘地理信息学会2017年学术年会论文集[C].云南省科学技术协会,2017:4.