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摘要 隨著ArcGIS在生態(tài)環(huán)境狀況評價中應(yīng)用的增多，需要處理的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多。該研究探討了如何運用Excel技術(shù)批量處理數(shù)據(jù)，簡化生態(tài)環(huán)境狀況評價工作，并結(jié)合泰州市環(huán)境專題圖的制作闡述了Excel的函數(shù)功能與ArcGIS相結(jié)合在環(huán)境專題圖方面的應(yīng)用。靈活運用Excel與ArcGIS相結(jié)合，能簡化生態(tài)環(huán)境評價工作中的批量數(shù)據(jù)處理，操作簡單，節(jié)省大量時間和人力，更好地為環(huán)境管理部門提供決策支持。

關(guān)鍵詞 ArcGIS；Excel；生態(tài)環(huán)境；專題圖

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）05-309-03

Abstract With increase of the application of ArcGIS in evaluation of ecoenvironment， more and more environmental data need to be processed.How to use Excel function for batch data processing and simplify the evaluation of ecoenvironmental quality were explored；combined with the production of the environmental thematic maps in Taizhou， the application of the combination of Excel function and ArcGIS in the environmental thematic maps was expounded. Flexible utilization of Excel and ArcGIS can simplify batch data processing in ecoenvironment evaluation， save a lot of time and manpower， provide policymaking support for environmental management department.

Key words ArcGIS； Excel； Ecological environment； Thematic map

ArcGIS是隨著地理科學、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學的發(fā)展而發(fā)展起來的一項新興技術(shù)，是一個能夠?qū)臻g相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、分析和可視化輸出的計算機信息系統(tǒng)[1]。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，ArcGIS軟件已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，如城市規(guī)劃、環(huán)境保護、生態(tài)建設(shè)、交通運輸、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域，并取得了良好的經(jīng)濟社會效益。

近年來， 環(huán)境監(jiān)測部門加強ArcGIS技術(shù)在生態(tài)環(huán)境狀況評價工作中的應(yīng)用， 有效地體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)隨時間和空間的變化規(guī)律及特征。然而按照國家環(huán)境保護總局頒布的《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ/T192-2006）[2]的要求，在對區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行評價前需要統(tǒng)計各類評價指標，如生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)等。以往的操作需要用到多個Excel表，計算過程也相當繁瑣，往往造成工作滯后的現(xiàn)象。通過重新審視此項工作的方式，靈活運用Excel的函數(shù)功能，將各表通過函數(shù)匯總成為一個表，能達到事半功倍的效果。而基于ArcGIS專題圖制作是將各種專題數(shù)據(jù)圖形化， 在地圖上直觀、快捷、方便地顯示出來， 也就是利用屬性表中一列或多列數(shù)據(jù)編制專題地圖的方法[3]。筆者運用Excel軟件對生態(tài)評價指數(shù)統(tǒng)計方法進行簡化，并將其應(yīng)用于基于ArcGIS的生態(tài)評價報告專題圖制作中，豐富了數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式， 獲得了更好的表征效果。

1 生態(tài)評價指數(shù)統(tǒng)計方法簡化

Excel是大眾熟悉的常用電子表格軟件，具有強大的計算和分析能力。ArcGIS軟件的空間圖形分析功能雖然強大，但其統(tǒng)計功能有所欠缺，Excel處理數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析功能，彌補了ArcGIS軟件在數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能方面的欠缺[4]。Excel 中常用函數(shù)的使用，將極大地簡化各生態(tài)評價指標的計算，在某些常用的計算問題上要比公式更為快速有效。

往年的全市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指數(shù)統(tǒng)計方法為，將各縣市矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcMap中，輸出DBF格式的屬性表，再通過Excel方式打開后，將不同土地利用類型占地面積分類匯總后，再錄入生態(tài)評價指標計算表中，分別統(tǒng)計出上一年度和本年度的各類生態(tài)指標及其年度變化情況。此過程不僅繁瑣，且操作過程中極易出現(xiàn)錯誤或者疏漏，導(dǎo)致后續(xù)統(tǒng)計工作需要作出相應(yīng)調(diào)整?，F(xiàn)通過對此項工作的重新審視，充分利用Excel常用函數(shù)如Sumif，將各類數(shù)據(jù)表整合。在今后的工作中，只需將ArcMap導(dǎo)出后的各縣市數(shù)據(jù)依次錄入該表，即可形成各類生態(tài)指數(shù)、年度變化值及圖表，極大地提高了此項工作的完成效率。具體步驟如下：

（1）將各區(qū)縣名稱及土地利用類型名稱錄入表格中，圖1上排數(shù)據(jù)代表當前年度的指數(shù)，下排數(shù)據(jù)代表上一年度的指數(shù)。

（2）在Excel表中新增各類分指數(shù)的數(shù)據(jù)表以及各區(qū)縣兩個年度的原始數(shù)據(jù)表（如圖1中靖江1、靖江0兩個數(shù)據(jù)表），其中1代表本年度的數(shù)據(jù)，0代表上一年度的數(shù)據(jù)。

（3）于各分指數(shù)表中錄入Sumif函數(shù)。Sumif函數(shù)是對滿足指定條件的單元格求和，語法形式為Sumif（range，criteria，sum_range），其中range為進行條件判斷的單元格區(qū)域；criteria為進行求和的條件，其形式可以為數(shù)字、表達式或文本；sum_range為需要求和的單元格區(qū)域。各單元格輸入函數(shù)后即可自動將原始數(shù)據(jù)表中各土地利用類型面積求和。如圖1，D2單元格函數(shù)表示當全市1工作表中D列（土地利用類型）數(shù)值為21（有林地）時，自動將其相對應(yīng)的A列（占地面積）求和。

（4）將2個年度最終形成的指數(shù)值用公式相減后，形成年度變化值，再制成圖表。在今后的統(tǒng)計工作中，只需將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入各區(qū)縣工作表中即可形成最終數(shù)據(jù)及圖表。

2 生態(tài)評價報告專題圖制作

環(huán)境專題圖是環(huán)境監(jiān)測的基本工具和手段。目前已有許多具備強大圖形編輯、文字處理和符號制作功能的軟件工具， 如 Photoshop、AutoCAD等， 完成各種專題圖的制作。但各種數(shù)據(jù)處于離散狀態(tài)， 數(shù)據(jù)的處理分析完全依賴于制圖員操作， 而且數(shù)據(jù)之間沒有顯著的邏輯關(guān)系， 比如地理底圖數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系是依靠制圖員的操作來建立的，這必然導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理效率低、精度不高、數(shù)據(jù)一致性難以維護等缺陷[3]。

相比較，ArcGIS中的數(shù)據(jù)之間有著明確的對應(yīng)關(guān)系（屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)）， 而且可以根據(jù)需要分層輸出各種專題圖，如污染物等值線分布圖、土地利用類型圖等。在基礎(chǔ)電子地圖上，加入各類專題數(shù)據(jù)，再用不同的顏色和符號大小來區(qū)分不同性質(zhì)的屬性數(shù)據(jù)和數(shù)值大小，用直方圖、曲線圖、餅圖等來表征數(shù)據(jù)特征，便可制作出內(nèi)容更加豐富的專題圖。

2.1 專題圖制圖流程

專題圖制作分為數(shù)據(jù)采集與分析、底圖制作與編輯、專題數(shù)據(jù)繪制3個階段。

2.1.1 數(shù)據(jù)采集與分析。

主要收集與該專題信息相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，包括現(xiàn)有地形圖、遙感數(shù)據(jù)、技術(shù)文件、調(diào)查報告等。根據(jù)制圖目的、比例尺等因素綜合分析收集到的資料，確定資料的使用價值和程度，并從資料的現(xiàn)勢性、完備性、精確性、可靠性、是否便于使用和定位等方面進行全面系統(tǒng)地分析評價，使編輯人員對資料的使用做到心中有數(shù)[1]。

2.1.2 底圖制作與編輯。

底圖對專題內(nèi)容起定位與控制作用，同時還反映各要素之間的關(guān)系，因此必須保證較高的制圖精度，一般采用質(zhì)量較好的地圖作為基礎(chǔ)資料進行繪制。在編輯底圖時，為避免圖層之間混亂，應(yīng)按照要素分類依次添加到當前窗口，逐一編輯。

2.1.3 專題數(shù)據(jù)繪制。

依據(jù)處理好的專題數(shù)據(jù)繪制專題地圖，并通過豐富的表現(xiàn)形式來充分反映數(shù)據(jù)的特征。如修改圖名圖例的字體、大小、顏色等參數(shù)，選擇比例尺類型，使用柱狀、餅狀等圖表直觀地表達各參數(shù)特征。

2.2 泰州市生態(tài)環(huán)境狀況專題圖

2.2.1 數(shù)據(jù)采集與分析。收集國家地理中心1∶250 000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、Landsat8遙感影像、泰州市矢量圖層、環(huán)境統(tǒng)計年報、環(huán)境質(zhì)量年報、江蘇省水資源公告等資料。

2.2.2 專題數(shù)據(jù)繪制。

基于泰州各區(qū)縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)及各分指數(shù)值，應(yīng)用ArcMap軟件中的圖表制作功能繪制出泰州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況分布柱狀圖，如圖2a；在ArcMap中啟用SpatialAnalyst（空間分析）擴展模塊，選擇適宜的空間插值算法，如距離反比計權(quán)（IDW）、樣條函數(shù)、克里金（kriging）等[5]，于全市TSP濃度分布基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之上，制作出TSP等值線分布專題圖，如圖2b。此類專題圖的制作在突出了地圖的空間屬性和層次屬性的同時，圖廓、指北針、比例尺、圖例等要素的整飾更加豐富了地圖的表現(xiàn)形式。

3 結(jié)語

通過不斷地實踐與經(jīng)驗總結(jié)，靈活運用Excel的函數(shù)功能與ArcGIS相結(jié)合，運用文中簡化后的方法步驟，在生態(tài)環(huán)境評價工作中，只需導(dǎo)出矢量數(shù)據(jù)，復(fù)制進工作表中即可自動生成評價工作所需的各類數(shù)據(jù)，操作簡單易行，能節(jié)省大量時間和人力，在生態(tài)評價工作中是完全可以運用的方法。ArcGIS具有良好的地圖處理能力，是環(huán)境監(jiān)測部門重要的數(shù)據(jù)可視化平臺。專題圖的制作豐富了地圖內(nèi)容的同時， 向各類環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)提供了更好的表征手段。近年來，環(huán)境監(jiān)測部門已積累了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)之間可以通過ArcGIS平臺關(guān)聯(lián)起來，提煉出更加具有指導(dǎo)意義并且能夠輔助環(huán)境管理部門作出決策的專題資料，再借助于圖形表達出抽象的數(shù)字背后更深一層的含義。

參考文獻

[1]曹亞明，張豐，谷嵩，等.應(yīng)用ArcGIS技術(shù)制作環(huán)境專題圖[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2009（11）：69-71.

[2]國家環(huán)境保護總局.生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范（試行）[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2006.

[3]潘燕.一種基于ArcGIS的專題地圖制作模式[J].測繪通報， 2005（9）：38-40.

[4]李松濤，余明全，陳常優(yōu).土地平整中土方調(diào)配的快速實現(xiàn)方法[J].河南理工大學學報，2007，26（6）：678-679.

[5]李旭文.ArcGIS技術(shù)在環(huán)境質(zhì)量報告書編制中的應(yīng)用[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，19（5）：15-18.