ArcMap应用之专题地图制作分析实践

环规院 2010 级 GIS 专业
ARCMAP 应用实践
——水资源、绿地与荒漠化全国环境调查分析
姓名：刘志丹
学号：1026009251
2012/6/7

水资源、绿地与荒漠化全国环境调查
——即 ArcMap 应用之专题地图制作分析实践（作者：刘志丹） 摘 要：ArcMap 是在 ArcGIS Desktop 中进行制图、编辑、分析和数据管理时所用的主要应用程序，可用 于执行各种常见的 GIS 任务以及专门性的用户特定的任务。 ArcMap 可用于所有 2D 制图工作和可视化操 作。实习主要应用以下部分内容：编译和编辑 GIS 数据集——ArcMap 提供了一种用户用于自动处理地 理数据库数据集的主要方法。ArcMap 支持可扩展的全功能，可以选择地图文档中的图层进行编辑，而 新增要素和更新的要素将保存在图层的数据集中。处理地图——可以打开和使用 ArcMap 文档来浏览信 息、 浏览地图文档、 打开或关闭图层、 查询要素以访问地图背后大量的属性数据， 以及可视化地理信息。 关键词：环境调查 专题地图 水资源 湿地 沙化土地 林地资源 森林资源
一、数据源的获取 获取矢量数据源，通过矢量化或数据转换将之转换为 GIS 中比较通用的基于文件方式存 储 GIS 数据的一种数据格式 shapefile. 1.新建点、折线、面、多点等.shp(如图表 1)文件，通过编辑器工具条对栅格数据进行矢 量化，经过相应处理（Merge、Union、Intersect、Auto-Complete-Polygon 等）得到较规范 数据层，并添加到相应 ArcMap 的数据框中，进行相关工作。
图表 1
2.通过编辑器工具条对图层进行进一步编辑， 添加相应属性， 获得较完整矢量数据图。 (如 图表 2)

图表 2
二、专题地图的制作及分析 1.水资源分布图 水资源总量(Gross amount of water resources)：某特定区域在一定时段内地表水资源与地 下水资源补给的有效数量总和，即扣除河川径流与地下水重复计算部分。 水资源是自然环境的基础， 是维持 生态系统的控制性要素， 同时又是战 略性经济资源， 为综合国力的有机组 成部分。 根据水资源的分布的数据和 中国人口分布数据可以制作出我国 水资源总量及人均水资源分布图， 为 相应决策者提供依据必要依据。 步骤： ①添加字段：在省级行政区面图层 —> 右击 —> 打开属性表 —> 根据我国统计局数据[1] (如图表 3) 添加字段： “Water（亿 m3） ”用 以存储统计数据 ②分析显示：在省级行政区面图层： 右击 —> 属性 打开属性 —> 符号系统 —> 显 示选项卡 —> 选择： 类别—>唯一 值 选择值字段： Water 亿 m3） （ —> 选 择所有值 —> 选择合适的色带
图表 3

如图表 4 所示：
图表 4
经上述步骤，然后经视图 —> 布局视图（或布局视图小按钮） ，调整到 Layer Out 布局 视图，添加图名、图例、比例尺、指北针、图廓等，经调整到规范符号、合适比例，经文 件 —> 导出地图。导出并保存中国水资源总量分布图(如图表 5)。
图表 5

经相同步骤： 在省级行政区面图层:右击 —> 属性—> 符号系统 —> 显示选项卡:选择： 数量 —> 分级色彩。字段选项卡 —> 值：Water（亿 m3） 、归一化：POPU(万) —>添加 所有值 —> 选择合适的色带。完成分级显示。
图表 6
（1）从图表 5 中可以明显看出我国水资源空间分布特点，我国水资源总量的空间分布 的南北分配的差异性非常明显， 以秦岭—淮河为界， 呈现出南多北少的特点， 以甘肃为界， [2] 呈现出山区多、平原少的特点 。分析原因不难发现：由于我国大部分地区处于季风区， 主要受季风气候的影响，使得我国水资源的空间分布极不均匀，总体上由东南沿海向西北 内陆逐渐减少，北方地区水资源贫乏，南方地区水资源相对丰富的分布特点。 （2）从图表 6 中可以明显看出我国人均水资源空间分布特点，由于我国水资源分布极 不均匀，使得我国人均水资源空间分布也呈现出相同特点，了解到我国人均水资源总体远 低于世界平均水平，另外不难发现，人均水资源分布还存在着与我国人口、经济、甚至耕 地分布不匹配的特点，不难了解我国北方人多、地多、国民经济相对发达而水资源短缺， 南方大部分地区人多、地少、经济发达而水资源丰富。这就使得北方地区的单位水资源的 经济负荷高，而南方地区则相对较低。 我国的水资源分布特点，反映出我国总体上是一个干旱缺水的国家。同时，我国水的时 空分布不均给水资源开发利用带来很大困难，必须修建相应的蓄水、调水等水利工程实现 来水和需水的匹配(如我国的南水北调水利工程)。 2.湿地面积分布图 湿地(Wetland)：泛指暂时或长期覆盖水深不超过 2 米的低地、土壤充水较多的草甸、以 及低潮时水深不过 6 米的沿海地区，包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及

泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。按《国际湿地 公约》定义，湿地系指不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域 地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过 6 米的 水域。潮湿或浅积水地带发育成水生生物群和水成土壤的地理综合体。 中国境内，从寒温带到热带、从沿海到内陆、从平原到高原山区都有湿地分布 [3] 。 湿地，被称为“地球之肾” ，是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统， 是人类最重要的生存环境之一，因此了解我国湿地分布情况便迫在眉睫。
图表 7
结合资料可知：中国湿地分布具有区域性、差异性大的特点，即中国东部地区河 流湿地多，东北部地区沼泽湿地多，而西部干旱地区（如黄土高原）湿地明显偏少； 长江中下游地区和青藏高原湖泊湿地多， 青藏高原和西部地区又多为咸水湖和盐湖； 海南岛到福建北部的沿海地区分布着独特的红树林和亚热带和热带地区人工湿地。 青藏高原具有世界海拔最高的大面积高原沼泽和湖群，形成了独特的生态环境。而 云贵高原、黄土高原成为我国湿地分布最少的区域。 3.
中国沙化土地情况分布图
土地沙化（Land sandification） ：原非沙质荒漠地区因气候变异和人类活动，使土壤中细 粒物质及营养物质被风蚀吹走，留下粗粒物质，出现了以风沙活动为主要特征的形态，形 成风蚀地、粗化地表、片状流沙的堆积及沙丘。

图表 8
从上图中我们可以明显看出：我国沙漠和沙漠化土地的分布范围相当广阔，西起新疆、 东至黑龙江，断续展布于我国北部的干旱、半干旱及部分半湿润地区。风沙化土地原则主 要分布在湿润、半湿润的河谷盆地和滨海地区。由于气候、地貌、地质等条件和演化历史 的不同，我国沙漠、沙漠化和风沙化土地在空间上的分布特征具有较大差异。 据相关资料显示：中 沙化面积统计图表 国风蚀荒漠化主要分布 重庆 沙 化面 积 统计 图 表 浙江 12.05 安徽 在于旱、半干旱地区。 云南 0 澳门 5.24 北京 新疆 4.15 福建 其中，干旱地区大体分 香港 1,192.24 甘肃 西藏 10.03 广东 天津 19.49 广西 布在内蒙古狼山以西， 台湾 0.62 贵州 四川 5.99 海南 上海 212.53 河北 包括河西走廊以北、柴 陕西 62.86 河南 49.57 黑龙江 山西 18.99 湖北 山东 达木盆地及其以北、以 5.88 湖南 青海 70.8 吉林 宁夏 54.88 江苏 西到西藏北部。半干旱 内蒙古 7.25 江西 辽宁 54.95 辽宁 江西 4,146.83 内蒙古 地区大体分布在内蒙古 116.23 宁夏 江苏 1,250.35 青海 吉林 76.76 山东 湖南 狼山以东向南，然后向 61.78 山西 湖北 141.32 陕西 黑龙江 0 上海 河南 西纵贯河西走廊的中一 91.38 四川 河北 0 台湾 海南 1.54 天津 2,161.86 西藏 东部直到肃北蒙古族自 贵州 0 香港 广西 7,466.97 新疆 广东 4.42 云南 治县， 呈连续大片分布。 甘肃 0.01 浙江 福建 0.25 重庆 北京 亚湿润干旱地区主要分 澳门 安徽 布在毛乌素沙漠东部至 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 沙化面积（万h㎡） 内蒙右东部。 中国水蚀 荒漠化主要分布在黄 图表 9 土高原北部。 中国冻融 荒漠化土地主要分布在青藏高原的高海拔地区。中国土壤盐渍化比较集中连片分布的地区 有柴达木盆地、塔里木盆地周边绿洲以及天山北麓山前冲积平原地带、河套平原、银川平 原、华北平原及黄河三角洲。
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4.中国林地、森林及沙化地比重分析
图表 10
有图表 10 分析可知：由中国林地、森林及沙化地比重分析可以看出，以“大兴安岭-张 家口-兰州-拉萨-喜马拉雅山”一线为界，我国东部地区特别是濒海地区森林与林地面积明 显大于沙化土面积，而分界线以西地区沙化土面积则明显占据优势，并且由东向西沙化土 呈现递增趋势。其中尤以含有塔里木盆地（塔克拉玛干沙漠）的新疆和含有柴达木盆地的 青海沙化严重。 我国政府据此特点提出中国林业发展未来重点，将在继续增加对林业的投入的同时，加 强森林培育、湿地保护恢复、土地荒漠化防治。 5.
人口、经济、资源与环境合理化分布统计及分析
我国中西部地区地域辽阔，国土面积占全国国土面积的 60% 以上，但其中不易利用的 沙漠戈壁和海拔 3000 米以上的高寒地区占 60% ，这种相对恶劣的自然条件，形成了极其 不合理的人口分布。而东部地区以平原为主，土地肥沃，雨水充沛，适宜发展农业和养殖 业，同时水路交通便利，便于物流畅通和发展对内对外商业贸易。东部各种有利的自然条 件促进了区域经济的发展[4]。尽管矿产资源比东部地区丰富许多，但多为山地丘陵和戈壁 沙漠，气候干燥，交通极为不方便，这就潜移默化中限制了中西部区域经济的发展。以图 表 11 为例

图表 11
有图表 11 分析可知：我国的经济发展水平、人口与资源分布具有明显差异。我国东北 —东南沿海以及中部地区，人口众多，经济发展水平较高；而西部地区人口稀少，并且经 济发展也明显落后于东部地区。但是，西部地区幅员辽阔，自然资源丰富，人均资源占有 量较高并且经济负荷低；而东部地区则具有相反特点，人均资源占有量低并且经济负荷较 高 综合上述分析可以明显看出，西部地区自然环境不断恶化，荒漠化不断加剧，因此不遏 制西部地区的生态环境恶化，加大对西部的投资于关注程度，就没有全国经济的全面协调 可持续发展。因此我国政府必须加强西部大开发的强度与力度。
小结： 地图文档 （Map Document） ArcMap 的基本应用单元， 是 每个 Map Document 中可有若干数据框架 （Data Frame） ，每个 Data Frame 中可有若干专题图层（Layer） 。实习主要围绕专题图的符号设置。专题图层 （Layer）的数据来自要素类（Feature Class） ，如何显示靠二个因素： （1）几何位置、形状， （2）符号， 前者由要素（Feature）决定，后者由属性（Attribute）决定，要素（Feature）是要素类（Feature Class） 的基本单位，属性（Attribute）存储在要素属性表（Feature Attribute Table）的字段（Field）中。用要素 的属性值控制符号，使空间事物的表达灵活、针对性强，不但是 ArcMap 也是其他 GIS 软件的基本功 能，和 GIS 的数据模型相辅相成。矢量型专题图按要素类（Feature Class）分为点、线、面、注记四种， 对应的显示符号（Symbol）也是四类。 靠属性定义符号在 ArcMap 中有 5 种[5]： （1）单值图（Single Symbol）（2）按指定值分类（Categories） ， ， （3）按属性值大小分类（Quantities）（4）统计指标图（Charts）（5）多重属性图（Multiple Attributes） ， ， 。 地图的注记有临时注记、 属性标注、 注记图层三种， 各有优势和局限。 Layer 对 （图层） Table 、 （属性表） 、 Data Frame（数据框架）的定义保存在 Map Document （地图文档）中，和数据源相互独立，可以反复使 用，当数据源（空间数据、属性数据）被改变，Layer 所显示的具体内容也会自动跟着变化，不需专门干 预。

参考文献： [1] 中华人民共和国国家统计局.郭栋,尹伊.《中国统计年鉴—2011》.[R].2011 年 09 月. [2] 李浩然,郝滢洁,路紫.我国水资源特点及其对区域经济的影响.[J].《国土与自然资源研究》.2007 年 04 期. [3] 吕宪国.中国湿地类型分布及功能概况.[J].《景观设计学》2009 年 01 月. [4] 李晓燕.我国区域发展不平衡的原因及其对策.[J].郑州航空工业管理学院.2008 年 08 月. [5] 宋小东,钮心毅.地理信息系统实习教程 ArcGIS9.[M].科学出版社.2007 年 06 月.