基于ArcMap的图幅接合表快速生成方法研究

2015-02-07聂小波邱儒琼

地理空间信息 2015年4期

关键词：图幅行列梯形图

聂小波，邱儒琼，洪亮，胡挺

（1.湖北省基础地理信息中心，湖北武汉 430074）

基于ArcMap的图幅接合表快速生成方法研究

聂小波1，邱儒琼1，洪亮1，胡挺1

（1.湖北省基础地理信息中心，湖北武汉 430074）

以1∶10 000梯形图幅接合表和1∶2 000矩形图幅接合表为例，介绍了一种基于ArcMap 10.1中Create Fishnet（渔网）工具的图幅接合表快速生成及相应图幅号生成、标注的方法，该方法能大幅提高图幅接合表生成的效率和正确性。

ArcMap；图幅接合表；Fishnet；图幅号

在地图编制过程中，制图区域按比例尺缩绘后，需要对地图按统一的规则进行分幅和编号，方便地图编制和管理。生成图幅接合表时需要处理投影和精度问题[1]，手工生成工作量大，在生产中一般采用软件自动生成。利用ArcMap制图时图幅接合表的生成方法总的来说有两种：①外部导入法，导入已有的或者其他软件生成的图幅接合表数据，该方法的缺点是可能导致数据精度降低，不满足制图精度要求。②ArcMap生成，ArcMap中没有直接用于生成图幅接合表的工具，需借助第三方工具软件，该方法的缺点是工具软件需要收费，且不同的工具软件其生成的精度也不同。

本文采用ArcMap[2]中的渔网工具快速生成图幅接合表，能够很好地解决生成的图幅接合表的精度问题。

1 渔网

渔网一般是由规则多边形组成的网状结构，ArcGIS中的“渔网”是指包含由矩形元素组成的要素类。其工作原理是指定渔网的空间范围、渔网的行数和列数（或渔网单元格宽度）及旋转的角度，然后创建包含由矩形像元所组成网络的要素类——渔网[2]。

2 图幅接合表生成

2.1 创建图幅接合表

国家地形图中基本比例尺有11种，分别是1∶ 500、1∶1 000、1∶2 000、1∶5 000、1∶1万、1∶2.5万、1∶5万、1∶10万、1∶25万、1∶50万、1∶ 100 万。在标准《国家基本比例尺地形图分幅和编号》颁布之前[3]，1∶5 000～1∶100万比例尺的地形图通常采用梯形分幅，1∶500～1∶2 000通常采用矩形分幅。新标准在保留1∶500～1∶2 000矩形分幅的前提下增加了1∶500～1∶2 000的梯形分幅，并且推荐使用梯形分幅。

2.1.1 梯形图幅接合表及编号规则

梯形图幅是按一定的经差、纬差生成的图幅。我国1∶100万分幅采用国际1∶100万分幅标准，即从赤道起算每隔纬差4°为1行，至南、北纬88°各分为22行，依次用大写拉丁字母A、B、C、…、V表示其相应行号；从180°经线起算，自西向东每隔经差6°为1列，共分为60列，依次用阿拉伯数字（数字码）1、2、3、…、60表示其相应列号[3]。

1∶50万～1∶5 000分幅以及新标准下的1∶ 2 000～1∶500梯形分幅均以1∶100万地形图为基础，按规定的经差和纬差划分图幅，各比例尺经差和纬差见表1。1∶50万～1∶5 000分幅编号均以1∶100 万图幅编号为基础，采用行列编号方法，1∶50万～1∶ 5 000图幅号均由其所在1∶100万地形图的图号、比例尺代码和各图幅的行列号共10位码组成[2]。在新标准中1∶2 000～1∶500的经纬度分幅有多种编号方式，本文采用图幅编号方法，1∶2 000～1∶500的图幅编号与1∶50万～1∶5 000相同，但是1∶1 000和1∶500的图幅行列号为4位，即由12位码组成。

表1 1∶100万～1∶500图幅经纬差及比例尺代码

2.1.2 矩形图幅接合表及编号规则

在新标准之前，1∶500～1∶2 000地形图一般采用50 cm×50 cm或40 cm×50 cm分幅。其编号方法有图廓西南角坐标公里数编号法、流水编号法、行列编号法等，本文采用图廓西南角坐标公里数编号法。在生成图幅号时X坐标在前、Y坐标在后（因为ArcGIS的显示坐标系与国家标准中坐标系不一致，所以在ArcGIS中对应Y坐标在前、X坐标在后）。1∶500比例尺取至0.01 km（例如66.40～77.75）；1∶1 000、1∶ 2 000比例尺取至0.1 km（例如60.0～71.0）[4]。

2.2 创建渔网

在ArcMap中打开Toolboxes→System Toolboxes→Data Management Tools.tbx→Feature Class→Create Fishnet工具，根据图幅接合表的范围设置Fishnet的起止坐标、行列间隔等参数，然后创建Fishnet（表2）。本文中创建经度113°11'15"～113°26'15"、纬度30°17'30"～30°27'30"范围的1∶1万比例尺国家标准图幅接合图表，创建X=499 000～503 000，Y=3 366 000～3 370 000范围的1∶ 2 000比例尺的矩形图幅接合图表。以标准图幅接合图表为例，设置如图1所示。

表 2 创建渔网参数列表[2]

1）Cell_Width和Cell_Height为相应比例尺分幅图幅间隔。标准分幅以°为单位；矩形分幅以m为单位[5]。

2）在Environment Settings中需要设置相应的Out Coordinates和XY Resolution and Tolerance。梯形分幅参考系为选择Geographic Coordinate Systems→Asia→Xian 1980；矩形分幅参考系选择Projected Coordinate Systems→Gauss Kruger→Xian 1980，下面的相应投影带为参考系。

图1 创建渔网设置图

3）勾选Create Label Points，在Geometry Type中选择Polygon。Fishnet创建结果如图2所示。

图2 1∶1万接合图表的渔网图

2.3 计算图幅号

2.3.1 梯形图幅的图幅编号

1∶50万～1∶500梯形图幅的图幅编号是在1∶ 100万图幅编号后加上比例尺与图幅行列号组成，所以计算图幅号的关键是计算相应图幅的1∶100万图幅号和其在1∶100万图幅号后的行列号。求某图幅的1∶100万图幅编号公式为：

式中，[]表示商取整；φ表示纬度；λ表示经度[3]。

求某图幅在1∶100万图幅号后的行列号公式为：

式中，（）表示商取余；[]表示商取整；Δφ表示纬差；Δλ表示经差；φ表示纬度；λ表示经度[3]。

将式（1）、式（2）组合，利用Field Calculator功能进行字段计算，得到图幅号：

Chr（Fix(φ/4) + 1 + 65- 1） & （Fix(λ/6) + 31） & "比例尺代码" & Right（Fix((4/Δφ- Fix((φ-（Fix (φ/4 )）*4）/ φ))）+10000，行号长度) & Right（Fix（(λ-Fix(λ/6)*6)/ Δλ）+1 +10000，列号长度） (3)

本文中应用Calculate Geometry功能获取各个图幅多边形中心点的X、Y坐标，然后应用Field Calculator功能计算图幅号。

1）为图幅图层JHTB1W创建X、Y两个字段，类型均为double。应用Calculate Geometry功能将图幅多边形的几何中心点的X、Y坐标值分别赋给X、Y两个字段，如图3所示。

图3 计算图幅中心点坐标

2）为图幅图层JHTB1W创建THF字段，类型均为text。应用Field Calculator功能和相应的图幅号计算脚本计算图幅号，将其赋值给THF字段，1∶1万图幅号的VB Script脚本为Chr(Fix([Y]/4)+1+65-1)&(Fix ([X]/6)+31)&"G"&Right(Fix((4/0.04166666666666 6666666666666666667–Fix(([Y]-(Fix([Y]/4))*4)/0.041666 666666666666666666666666667)))+10000,3)&Right(Fix( ([X]–Fix([X]/6)*6)/0.0625)+1+10000,3)。

3）为图幅号指定投影。上面创建的图幅号的坐标为大地坐标，单位为°，在实际应用中需要将其投影到相应的平面坐标系。

4）标注图幅号，采用要素的Lable显示功能将JHTB1W的图幅号进行标注，结果如图4所示。

2.3.2 矩形图幅的图幅编号

利用同样的方法创建1∶2 000的矩形接合图表，矩形接合图表图幅号的VB Script计算公式为：

Right( FormatNumber(Round(([Y]-ΔY)/1000，小数位数)，小数位数)，Y坐标位数) & "-" & Right ( FormatNumber ( Round(([X]-ΔX) / 1000，小数位数)，小数位数)，X坐标位数) (4)

式中，[Y]为Y坐标；[X]为X坐标。1∶2 000、1∶1 000的有效小数位数为1、1∶500为2；1∶2 000、1∶1 000的x，y坐标位数为4、1∶500为5。

1∶2 000矩形接合图表的图幅号VB Script计算脚本为：Right( FormatNumber (Round (([Y]-500)/ 1000,1),1),4)&"-"&Right(FormatNumber(Round(( [X]-500)/1000,1),1),4)，结果如图5所示。