ArcGIS电子地图制作与发布流程
—基于ArcGIS 9.3.1
Esri中国（北京）有限公司
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2011年3月11日
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I. 数据准备 (1)
1.1数据范围确定 (1)
1.2数据入库 (1)
1.3数据处理 (4)
1.3.1 数据检查修复 (4)
1.3.2 数据合并 (7)
1.3.3 重复数据的检查、删除 (8)
1.3.4 逻辑关系检查、修改 (9)
1.3.5 数据裁剪 (10)
1.3.6 多边形聚合 (11)
1.3.7 地图投影 (12)
1.3.8 其他数据处理 (14)
II. 电子地图配图流程 (15)
2.1图层分级、分组 (15)
2.1.1图层分级 (15)
2.1.2图层分组 (15)
2.2属性表处理 (17)
2.3 符号化 (19)
2.3.1 样式管理器 (20)
2.3.2 创建新符号 (21)
2.3.3 字体库文件制作 (33)
2.3.4 制图表达 (38)
2.4 地图标注 (42)
2.4.1 Maplex标注引擎 (43)
2.4.2 点的标注 (45)
2.4.3 线的标注 (49)
2.4.4 面的标注 (54)
2.4.5 标注优化、调整 (58)
2.4.6 注记 (64)
2.5配图优化 (67)
2.5.1道路拟合设置 (67)
2.5.2 道路融合设置 (69)
2.5.3点抽稀 (71)
2.5.4标注换行 (76)
III. 电子地图发布（切图） (80)
IV. 效果展示图 (89)
I.数据准备
数据是电子地图的基础与核心，在电子地图配图的过程中，需要花费很大部分的时间用于数据准备工作：数据范围的确定、数据入库、数据格式的转换、坐标系统的转换以及其它的数据处理等。本章节将对这一系列工作进行详细介绍。
1.1 数据范围确定
为了应对电子地图数据网络化服务所针对的不同用户群体，需对构成电子地图的矢量数据集进行分级，以不同的服务发布给平台用户，包括基础专业级、政务应用级、影像标记级。对于公共服务平台的具体分级和数据内容选取情况可参照《电子地图规范-试行稿20101109》（以下简称《规范》）中关于“电子地图数据集定义”章节；对于数字城市或者其他行业而言，可以根据实际情况而定，也可参照规范确定。
1.2 数据入库
在对数据进行入库之前，首先要针对原始数据，选定一个合理的数据存储模型。因此，首先有必要了解一下ArcGIS的核心数据模型：地理数据库（Geodatabase）。
Geodatabase数据模型是建立在DBMS之上的统一的、智能化的空间数据库。所谓“统一”，是因为Geodatabase定义了所有在ArcGIS中可以被使用的数据类型，如图1.2-1所示，这也是之前的格式所不具备的特点。所谓“智能化”，是指在Geodatabase模型中，引入了地理空间要素的行为、规则和拓扑关系，较之以往的模型更接近于人们对现实事物对象的认识和表述方式。Geodatabase的组成如图1.2-2所示。
图1.2-1 Geodatabase可存储的数据类型
图1.2-2 Geodatabase组成
在实际工作中，电子地图的数据可能会涉及到多种数据类型，包括要素数据集、栅格数据集等，且一般数据量较大，常用的shape格式针对大数据量在显示速度和渲染速度上效率低，且不支持高级制图，因此电子地图的配图选用地理数据库作为数据的存储类型是最为有效也最为高效的。
地理数据库的类型主要分为三种：文件地理数据库（File Geodatabase，后简写为FGDB）、个人地理数据库（Personal Geodatabase）以及ArcSDE 地理数据库，可根据项目情况自行选择相应地理数据库进行处理。一般来说，Shp格式的数据在针对大数据量显示速度和渲染速度上效率低；Personal GDB是存储在Access里，因此大小不超过2G，一般250-500M有效，
仅支持Windows操作系统；ArcSDE比较适合存储大型海量分布式地理数据库、在权限管理方面比较有优势。所以如果是本地存储的话，FGDB是最佳选择。本文以FGDB为例说明入库的步骤。
确定好数据模型之后，可通过各种数据格式转换软件，将原始数据导入到FGDB中。在入库之前，首先需在ArcCatalog树，左键单击File->New，选择File Geodatabase，ArcCatalog 将在所选位置新建一个FGDB，然后为空间数据库输入新的名称，需要注意的是，空间数据库的名称不能以数字开头。
图1.2-3 新建FGDB
建库后，可通过两种方式将原始数据导入到新建FGDB中。第一种方法：在ArcCatalog 中，右键单击要导入数据的数据库，指向Import，如果是多个要素类导入，单击Feature Class （multiple），反之单击Feature Class（single）；如果是栅格数据，则单击Raster Datasets……，也可以同时导入单个或者多个表格数据，见图1.2-4。
图1.2-4 通过ArcCatalog入库
第二种方法：通过ArcToolBox中Conversion Tools->To Geodatabase，也可以将多种格式的数据导入FGDB中，包括要素类、CAD注记、栅格数据、表格数据等，见图1.2-5。
图1.2-5 通过ToolBox入库
1.3 数据处理
入库之后，可对各类数据进行统一数据处理。常见的数据处理包括但不限于以下内容：数据格式转换、地图投影变换、要素的空间处理（融合，剪切，拼接，合并等），要素拓扑关系、要素的属性信息编辑修改等。
ArcGIS中预处理工具主要有：数据格式转换（Data Interoperability Tool、Convertion Tool），数据检查（Repair Geometry），投影工具（Project），拓扑（Topology），数据处理工具集（Generalization Tools）等。
1.3.1 数据检查修复
通常情况下，由其他格式转换过来的数据，或者由数字化得到的数据，都有可能发生拓扑错误或者其他问题，因此有必要对其进行检查修复工作，否则可能会影响其它的数据处理工作。
在AcrGIS中常用的数据检查工具有：Check Geometry、Repair Geometry、Topology Tools。其中Check Geometry、Repair Geometry均位于Data Management Tools工具箱下，使用方法如下。
双击Check Geometry命令或者右键单击Open，在弹出的Check Geometry对话框中，选择输入待检查的要素，检查结果将以dbf表格的形式输出，因此还需在Output Table中选择表格输出位置，见图1.3-1。
图1.3-1 数据检查、修复工具
注：如果是多个要素类需要进行几何检查，可以在选中某工具命令后，右键单击batch 命令，进行批量操作，后述工具的应用同样如此。
检查结果如图1.3-2所示，表格中feature_ID对应的是输入图层中的OBJECTID，同时将自动生成PROBLEM字段，存储错误类型。
图1.3-2 Check Geometry执行结果图
然后双击Repair Geometry或者右键单击，在弹出的对话框中输入待修复的要素类，默认勾选“自动删除空几何对象（Delete Features With Null Geometry）”，如图1.3-3所示。
图1.3-3 Repair Geometry对话框
此外，Repair工具能修复的错误类型是有限的，更多的拓扑问题需通过添加拓扑规则检查，然后根据结果，使用拓扑工具条进行修复。
ArcCatalog提供的拓扑规则创建，主要用于拓扑错误的检查，其中部分规则可在容限内对数据进行一些修改调整，建立好拓扑规则后，就可以在ArcMap中打开这些拓扑规则，根据错误提示进行修改。
需要注意的是在ArcCatalog中创建拓扑规则，必须保证为Geodatabase格式。具体使用方法如下：进入到该要素集下，在窗口右边空白处单击右键，在弹出的右键菜单中有
New->Topology，然后按提示操作，根据实际需要添加一些规则（见图1.3-4），完成拓扑规则的检查。点击下一步直到完成，将生成一个拓扑文件。
图1.3-4 添加Topology规则图
最后在ArcMap中打开由拓扑规则生成的文件，利用Topology工具条中的错误记录信息进行修改，见图1.3-5。
图1.3-5 拓扑文件以及拓扑修改
1.3.2 数据合并
有两种方法可以进行数据合并，一是在ArcCatalog中选中要与其他要素类进行合并的要素类，右键单击Load->Load Data菜单命令，在弹出的对话框中选择需要进行合并的图层，见图1.3-6。
注：这里的合并要求所有的要素类必须具有相同的属性字段。
图1.3-6 通过ArcCatalog数据合并
二是通过ArcToolBox下的Data Management Tools->General->Merge，打开合并对话框，选择输入要合并的要素图层，点击OK即可，见图1.3-7，此方法对合并数据的要求是要素集类型相同，与第一种方法不同的是在合并的过程中会生成一个新的要素类，属性表也会进行叠加处理。合并原理如图1.3-8所示。
图1.3-7 通过ArcToolBox数据合并
图1.3-8 合并示意图
1.3.3 重复数据处理
当数据中存在着大量的点数据时，可能会出现多个点重合的情况，如通过手动逐个查找，工作量是非常大的，ArcGIS提供了查找特定距离内要素的功能，使用方法如下：打开ArcToobox工具下Analysis Tools->Proximity->Point Distance，在弹出来的Point Distance对话框中，我们只需将距离设定为0，输入要素和附近要素都选择同一要素类即可查找出所有重合点，如图1.3-9所示。
图1.3-9 Point Distance对话框
点击OK后，将自动生成一个dbf表格，以存储重合点的属性，主要为重合点的ID号，在图1.3-10左方属性表中INPUT_FID字段即对应了图左边属性表中的Object ID字段，从而可以根据一一对应的ID号在图上找出相应的要素，进行处理。
图1.3-10 Point Distance命令结果生成图
1.3.4 逻辑关系检查
某些数据由于本身的一些问题，可能会导致逻辑上的错误。比如一些POI（兴趣点）落入水系面中或者道路面上，如仅凭人工检查工作量大且效率较低。
在ArcMap中，可通过Selection->Select by Location命令查找出不符合逻辑的点，如图1.3-11，在Select By Location界面的第一个下拉框中选择“select feature from”操作，在列出来的图层里选择要检查落到水系面中的点图层，第二个下拉框中，选择“are completely within”关系（或其他逻辑关系），最后一个下拉框选择点图层所在的面图层，假如为水系面。
图1.3-11 Select by Location对话框
查询结果如图1.3-12所示。同时也会在地图上高亮显示出来符合条件的点。
图1.3-12 通过位置查找属性表
对于查找出来的点，需要按照实际情况在地图上进行处理，例如将其移动到真实位置，对此，可先将属性表中高亮显示的数据单独导出来，见图1.3-12与图1.3-13，然后根据新导出来的dbf表格，进行一一调整即可。
图1.3-13 导出符合条件的dbf数据
1.3.5 数据裁剪
此工具用于以其他要素类中的一个或多个要素作为“模具”来剪切掉要素类的一部分。使用方法如下：打开ArcToolBox，点击Analysis Tools->Extract->Clip，打开Clip对话框，在输入要素类中输入待裁剪的要素，裁剪要素输入框中，选择一个面要素（注意：裁剪要素数据集必须是面），作为“模具”，见图1.3-14所示，输出要素类将包含输入要素的所有属性，其原理如图1.3-15。
图1.3-14 打开Clip对话框
图1.3-15 裁剪示意图
1.3.6 多边形聚合
多边形聚合工具Aggregate Polygons，主要是通过给定聚合距离、面积进行运算，输出的聚合矩形不带有属性信息，输出一个一对多的属性表，不能对一个多边形进行聚合。使用方法如下，打开ArcToolBox，点击Data Management Tools->Generalization->Aggregate Polygons，打开Aggregate Polygons对话框，在对应的文本框中输入相应的内容即可，如图1.3-16，聚合效果图见图1.3-17。
图1.3-16 Aggregate Polygons对话框
图1.3-17 多边形聚合示意图
1.3.7 地图投影
定义地图投影（define Projection）
如果地图没有投影信息，将被作为“未知”列出，投影信息存储在数据集的PRJ 文件中。使用该工具的前提是，输入的数据集或要素类无投影信息。使用方法如下：打开ArcToolbox，执行命令Data Management Tools->projections and transformations->define Projection。在图1.3-18定义投影对话框中，选择要素类：ASIA_Polygon，点击坐标系输入框右边的按钮。在出现的“空间参考属性”对话框中，选择一个地理坐标系：
GCS_Beijing_1954，（前提是我们已经知道数据将使用北京1954地理坐标系）。点击选择按钮，从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Geographic Coordinate Systems\Asia\Beijing 1954.prj）。
图1.3-18 Define Projection对话框
从图1.3-19中可以看到GCS_Beijing_1954坐标系统的详细描述，包括椭球体、基准面、长半径、扁率等。
图1.3-19 所选坐标系GCS_Beijing_1954属性描述
投影（Project）
“定义投影”不会更改输出数据集的坐标。要将数据集从一个投影转换到另一个投影，必须使用“投影”工具。该工具要求数据集具有PRJ 文件。假设现在要将WGS84地理坐标系转换为北京1954投影坐标系转换。
在ArcGIS中，用户只需两步就能直接从最初的WGS84经纬度坐标转换到北京1954高斯投影坐标。前提已知了7参数，且要注意，WGS84的经纬度坐标值是用度来表示，而不能是度分秒表示。七参数的平移因子单位是米，旋转因子单位是秒，比例因子单位是百万。在ArcGIS中，7参数法的名字是Coordinate_Frame 方法。
首先定义7参数的地理转换，在Arctoolbox中打开Create Custom Geographic Transformation工具，在弹出的窗口中，输入一个转换的名字，如wgs84tobj54。在定义地理转换方法下面，在Method中选择合适的转换方法如Coordinate_Frame，然后输入平移参数、旋转角度和比例因子，如图1.3-20所示。
图1.3-20 Create Custom Geographic Transformation对话框第二步，打开工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project，在弹出的窗口中输入要转换的数据以及Output Coordinate System，然后输入第一步自定义的地理坐标系如wgs84Tobj54，开始投影变换，如图1.3-21所示：
图1.3-21 Project对话框
点击“确定”，完成坐标转换。
1.3.8 其他数据处理
其他常见的数据处理还包括：中心线提取（Collapse Dual Lines To Centerline），数据接边（Spatial adjustment->edge match），曲线化简工具(Simplify Line)、建筑物化简工具(Simplify Building)、多边形化简工具(Simplify Polygon)、曲线平滑(Smooth Line)工具处理过程。根据实际情况也有可能涉及到敏感数据的删除、以及字段名的统一修改等。
总之，数据的处理过程需要针对具体的数据情况确定处理的方案，同时也要考虑处理后的配图效果。数据处理完毕，即进入电子地图配图流程。
II.电子地图配图流程
2.1 图层管理
2.1.1 图层分级
以《规范》中的瓦片金字塔规则为例，地图显示比例尺级别如表1所示。也可根据省市的实际情况制定相应比例尺显示级别，总的原则如下：最小比例尺以能够显示全图为基准，最大比例尺依具体需求和实际数据而定，从小比例尺到大比例尺以2倍关系递增。如果应用于其他行业，则根据具体要求进行分级。
表1 瓦片金字塔显示比例
2.1.2 图层分组
在AcrGIS中通过创建图层组对数据进行管理，可以按显示的比例尺范围对数据进行分类；只需一次对图层组进行显示比例尺设置，无需逐个设置所有图层；同时，由于一个图层
组对应一个显示比例尺，因此在切图时，不同的比例尺可自由组合切图，也可单独进行。
图层组创建步骤如下：右击想要创建组图层的数据框，单击New Group Layer，如图2.1-1所示，新的图层组将出现在内容表中。
图2.1-1 创建图层组
右键单击图层组，选择属性对话框中General选项卡，可在Layer Name对应的文本框中任意修改图层组名，例如为方便查看比例尺，将图层组名改为切图比例尺，如图2.1-2所示。General选项卡的下方为数据的显示范围，在定义该显示范围的最大最小比例尺的时候，建议图层组的切图比例尺处于这两个比例尺范围之间，以避免在切图过程中可能发生的切片显示错误。
图2.1-2 图层组属性之General选项
单击Group选项卡，单击Add，添加想要添加到图层组中的数据源。也可右键单击图层