ArcGIS数据生产与精细化制图之中国年降水量分布图的制作

用于精细制图的ArcGIS数据生产和中国年降水量分布图生产以中国年降水量分布图的制作为例，详细介绍了数据采集、预处理、空间降水插值和最终制图的全过程。它分为三个部分：第一部分：制作基础地图。这一部分介绍了用于制作专题地图的底图。这部分的结果也可以用作其他专题地图的底图。第二部分：中国年降水量的插值。该部分介绍了利用ArcGIS的空间插值方法对气象站的降水数据进行插值，得到全国范围内的降水分布。第三部分：地图整理。本节介绍添加地图元素、美化和最终绘图。第一部分：制作底图步骤1-1:数据准备总共有五个文件：中国政治区划的界线文件，包括南海的九条线。Bou2_4p.shp:中国政治区域的事实文件河流：世界主要河流Cntry02.shp:世界国家文件省会城市。上海：中国省会城市文件注意：ITT提供的两个文件没有设置坐标系，这两个文件(rivers.shp和cntry02.shp)的地理坐标系需要先在目录中设置为WGS84。步骤1-2:设定投影打开ArcMap并添加这些文件。接下来，我们将为数据框架设置一个投影坐标系。因为我们想要做的是中国的降水分布，所以我们使用等面积的阿尔伯斯投影。右键单击图层-属性-坐标系统选项卡-新项目系统，选择艾伯斯，设置中心经度105度、标准纬度25度和47度，然后在地理坐标系统中选择WGS84。设置如图所示：放大图片，我们可以看到沿着海岸有许多小岛。为了使地图漂亮，我们需要删除一些小岛。但在此之前，我们必须保留南中国海的岛屿和台湾周围的岛屿(原因众所周知)。关闭其他图层(仅保留管理区域图层bou2_4p)并开始编辑。选择南海中的岛屿和台湾周围的岛屿，如图所示：右键单击bou2_4p图层，从所选要素中选择选择-创建图层。为选定要素创建新图层。停止编辑，右键单击新生成的图层，选择数据-导出数据导出所选要素，并将其命名为“南海诸岛和其他诸岛”。shp。接下来我们可以删除小岛屿。继续进入编辑状态，打开bou2_4p属性表，打开“按属性选择”对话框，输入“面积”0.01，单击“应用”，选择面积小于0.01的多边形，然后删除。步骤1-4:提取中国等高线接下来我们将从政治区域文件(bou2_4p)中提取中国的轮廓。这一步的目的是将中国的陆地边界和海岸线分开，因为在制图时两者是不同的。办公室不直接从政治区线文档中提取轮廓的原因是，经过一些处理后，从表面文档中提取轮廓更方便(这将在下面详细描述)。IDL (cntry02)中的国家未被使用，因为ITT提供的世界地图是他们认为的世界地图(对中国南部西藏的比较表明，在该世界地图中，中国南部西藏被直接指定给印度，因此我们不使用它，而仅将其用作基础地图)。打开工具箱-数据管理工具-功能-多边形在线，并将输出文件命名为“中国线”。shp。确保选择了“识别和存储多边形邻近信息(可选)”(保留每个线段两侧的多边形信息是下一步提取等高线的关键；此外，要素到线也可以实现面到线的功能，但没有选项)。打开“中国线”。shp 属性表，并选择左_FID=-1或右_FID=-1的所有元素，然后将选择边界上的所有线元素。如前所述，所选要素被创建到图层中，并导出到单独的图层中，命名为“中国等高线”。shp。步骤1-5:提取陆地边界和海洋边界创建新的点文件(坐标系设置为WGS84)并进入编辑状态。在辽宁和朝鲜、广西和越南的入口处创建两个点，保存并停止编辑。使用工具箱-数据管理工具-要素-分割直线点工具在该点分割直线。在编辑状态下，用合并工具将两部分分别合并。并且创造了一个新的领域来区分陆地边界和海洋边界。步骤1-6:提取九个片段在这个步骤中，我们从中国政治区的行文件(bou2_4l)中提取了九行。这个名字叫做九段线，但实际上在当前的地图出版物中它是10-dash。这一步相对简单。在编辑状态下，这10行被选中并导出到一个名为“9行”的单独文件中。shp。到目前为止，我们已经为底图整理出了必要的要素文件：省会城市(点)九虚线中国等高线(线)河流(线)南海诸岛及其他岛屿中国的行政区域国家接下来我们象征这些元素。步骤1-7:纸张设置首先，在文件页面和打印设置中，水平调整纸张。进入布局视图，适当调整数据框的大小和位置(顶部留有书写标题的空间，右侧留有说明文字)，并将地图比例更改为1: 25百万。步骤1-8:为国家级设置符号样式将国家图层的填充颜色设置为10%灰色，边框宽度设置为0.2，边框颜色设置为20%灰色。这时，整个情况如下：步骤1-9:设置国家边界线的符号样式双击“中国等高线”图层，打开图层属性对话框，在符号中选择类别，在值字段中选择国家边界类型，然后单击添加所有值。双击陆地边界的符号，打开符号选择器对话框，选择任意线性符号，然后单击“编辑符号”打开符号属性编辑器对话框。在对话框中，单击左下角的数字 ，创建两个新楼层。将线条符号的颜色设置为50%灰色，线条宽度为0.5，线条连接设置为“圆形”第二层的颜色设置为芒果色(RGB 255，211，127)，线宽为2，线连接设置为圆形，线属性中的偏移设置为1。类似地，第三层的颜色设置为黄玉沙(RGB 255，235，175)，线宽4，线条连接设置为“圆形”，线条提升中的偏移设置为2。单击“确定”返回“符号选择器”对话框，保存刚设置的样式。单击“确定”返回到“图层属性”对话框，并将海上边界的符号样式设置为：颜色为绿蓝色(RGB 115、178、255)，线宽0.4。设置完成后边框的效果如图所示：九点划线的符号样式也设置为陆地边界的符号样式。步骤1-10:设置首都标志将省会城市的符号类型设置为“圆圈19”，颜色为50%灰色，大小为6。右键单击图层以设置“标签要素”。步骤1-11:设置河流符号样式使用arc toolbox-制图工具-综合-平滑线工具来平滑河流。“平滑算法”方法选择贝塞尔插值。完成后，将河流的符号样式设置为：颜色克里特蓝(RGB 0，112，255)，线宽0.5。为了只显示长江和黄河，双击平滑的河流图层，切换到“定义查询”选项卡，在定义查询中输入NAME=黄河或NAME=长江，然后单击确定。步骤1-12:设置数据框的背景颜色双击数据框“层”打开“数据框属性”对话框，切换到“Frmae”选项卡，在“背景”中选择“蓝色”。效果如图：所示。步骤1-13:在数据框中添加经度和纬度线双击数据框“层”以打开“数据框属性”对话框，切换到“网格”选项卡，然后单击“新建网格.”以保持默认值直到完成。接下来，单击“属性.”打开“参考系统属性”对话框。在“轴”选项卡中，取消“主要刻度线”和“细分刻度线”中的所有复选框；在“内部标签”选项卡中，取消“显示内部网格标签”复选框；在“标签”选项卡中，将“标签”的字体设置为“新罗马体时代”，编号8，“标签偏移”设置为“-2”PTS。单击“附加属性”打开“网格标签属性”对话框，取消“显示协调方向标签”复选框，并取消“显示零分钟”和“显示零秒”复选框。在“线条”选项卡中，单击“符号”以设置经纬线的符号样式，如下所示：颜色为墨角兰(RGB 0，169，230)，线条宽度为0.2；单击确定，效果如图：所示步骤1-14:添加北回归线双击数据框“层”以打开“数据框属性”对话框，切换到“网格”选项卡，然后单击“新建网格.”以保持默认值直到完成。单击“属性.”打开“参考系统属性”对话框。在“线条”选项卡中，将线条类型设置为“虚线4: 4”，颜色为40%灰色，线条宽度为0.4；取消标签选项卡中的所有复选框；在“间隔”选项卡中，设置以下内容：单击确定。点击菜单“插入”-“文本”插入“北回归线”四个字，双击这四个字，并设置如下：到目前为止，我们的基础地图已经基本完成，效果如下图所示。它之所以基本完工，是因为中国南海还有一些重要岛屿没有建起来，但我们要到最后才会这样做。第二部分：中国年降水量的插值为了绘制中国年降水量的空间分布图，首先要解决的问题是如何获得降水量数据。我们从中国气象科学数据共享服务网下载中国国际位置交换站的降水数据。步骤2-1:数据准备中国气象科学数据共享服务网。在中国地面国际交换点气候数据的日数据集(本文可以直接用月数据集来做)上下载2011年20日至20日中国气象台站的降水数据，包括66430条数据。下载元数据。元数据包括中国陆地气候数据国际交换站的数据集和站信息，包括站号、站名、经纬度、海拔等信息。站点的纬度和经度信息是建立空间关系的基础(如图1所示)。从成立到2007年，国际交流站的数量为206个。如果你不能下载数据，请点击这里(/share/link？shareid=60717uk=)步骤2-2:数据预处理在以下数据中，一些值(如999、9999和32700)是填充值，应首先删除。接下来，这些数据存储了每个站365天的降雨量，因此必须首先获得每个站的年降雨量数据。在Excel中打开降水数据表，选择所有数据，单击插入-数据透视表，然后插入一个新的数据透视表。在数据透视表中勾选“站”、“月”和“20-20降水量(无填充值)”。拖动到下图所示位置，在“数值”栏中设置“查找每一项”，即可计算出各气象站的年降水量值。整理此表并处理从0.1毫米到1毫米的降水数据。步骤2-3:导入站点数据下载的站点信息中提供了每个站点的经度和纬度坐标，因此我们可以使用ArcMap-文件-添加数据-添加XY数据将站点导入到ArcMap中。请注意，导入时坐标系设置为WGS84。使用数据-导出数据将气象站导出到shp文件，名为“气象站”。shp。如图2-4所示。步骤2-4:投影气象站使用数据管理工具-项目和转换-要素-项目工具将点数据投影到艾伯斯平面上(中心子午线为105度，标准纬度为25度和45度)。生成气象站项目文件)。步骤2-5:将气象站与降水值联系起来右键单击气象站项目中的连接和相关连接，并使用气象站编号作为关联标识，将气象站与每个气象站的降水值相关联。从相关结果可以看出，只有181个(总共206个)相关是成功的，因为一些气象站被放弃了。结果如下：步骤2-6:插值方法研究接下来，我们将使用181个样本点的数据来插值全国的年降水量分布。空间降水插值一直是一个难题。影响降水的因素很多，如经度、纬度、海拔、坡度、坡向、距水体的距离等。几乎不可能建立一个通用的降水插值模型。空间降水插值方法很多，它们的优缺点和适用性各不相同。降水空间插值方法一般有3种：全局插值方法(趋势面法和多元回归法等)。)、局部插值方法(泰森多边形法、逆距离加权法、克里金插值方法和样条方法)和混合插值方法(全局插值方法和局部插值方法的结合)。何鸿彦(2005)