在地理信息系統（GIS）領域，地表覆蓋圖的矢量化是一項至關重要的任務。天地圖作為中國國家級的地理信息服務平臺，提供了豐富且詳盡的地表覆蓋數據。然而，這些數據通常以柵格格式存在，不利于進行空間分析和數據處理。因此，本文將詳細介紹如何使用ArcGIS Pro軟件將天地圖的地表覆蓋圖進行矢量化，以便更好地滿足研究和應用需求。

一、引言

天地圖地表覆蓋圖是一種重要的地理信息資源，它以像素值的形式記錄了地表的不同覆蓋類型。然而，柵格數據在表達空間關系、進行空間分析和數據更新方面存在局限性。相比之下，矢量數據具有結構清晰、易于編輯和更新的優點。因此，將柵格數據轉換為矢量數據是GIS應用中不可或缺的一步。

二、數據介紹與準備

2.1 數據來源與格式

天地圖地表覆蓋圖數據以柵格格式存儲，常見的文件格式包括TIFF、GeoTIFF等。這些柵格數據通過像素值的不同來區分不同的地表覆蓋類型。

2.2 像素值映射表

天地圖地表覆蓋圖的像素值范圍通常為0-100以及特殊值255，每個像素值對應一種特定的地表覆蓋類型。

像素值映射表

例如，像素值20可能代表林地，而像素值30可能代表草地。

圖例

在進行矢量化之前，需要了解并熟悉這些像素值與地表覆蓋類型之間的對應關系。

2.3 數據預處理

在進行矢量化之前，通常需要對柵格數據進行一些預處理工作。這包括檢查數據的完整性、糾正地理坐標、調整投影坐標系等。確保柵格數據的準確性和一致性是進行后續矢量化工作的基礎。

三、ArcGIS Pro矢量化步驟

3.1 柵格計算

在ArcGIS Pro中，柵格計算是矢量化過程的第一步。通過柵格計算器工具，可以根據像素值提取出感興趣的地表覆蓋類型。

打開ArcGIS Pro并加載柵格數據：首先，啟動ArcGIS Pro軟件，并加載需要矢量化的天地圖地表覆蓋圖柵格數據。

調用柵格計算器工具：在ArcGIS Pro的工具箱中，找到“Spatial Analyst工具”下的“地圖代數”子菜單，然后選擇“柵格計算器”工具。

柵格計算器

設置柵格計算器公式：在柵格計算器對話框中，輸入公式以提取特定像素值的柵格區域。例如，要提取林地（像素值為20），可以輸入公式：“n48_30_2010lc030.tif”==20。

柵格計算器設置

運行柵格計算器：點擊“運行”按鈕，ArcGIS Pro將根據輸入的公式計算出結果柵格。

計算結果

3.2 柵格轉面

完成柵格計算后，接下來需要將結果柵格轉換為矢量面要素。

調用柵格轉面工具：在ArcGIS Pro的工具箱中，找到“轉換工具”下的“由柵格轉出”子菜單，然后選擇“柵格轉面”工具。

柵格轉面

設置柵格轉面對話框參數：在柵格轉面對話框中，輸入柵格選擇之前計算得到的結果柵格，字段選擇“Value”（表示像素值），并設置輸出面要素的文件名和存儲位置。

柵格轉面設置

運行柵格轉面工具：點擊“運行”按鈕，ArcGIS Pro將柵格數據轉換為矢量面要素。

轉換結果

3.3 數據處理

將柵格數據轉換為矢量面要素后，還需要進行一些后續的數據處理工作，以確保數據的準確性和可用性。

按屬性選擇

刪除無效要素：在轉換得到的矢量面要素中，可能包含一些像素值為0的無效要素（通常表示無數據區域或背景）。這些要素需要被刪除。可以通過屬性選擇工具選擇gridcode等于0的要素，并刪除它們。

按屬性選擇設置

保存編輯結果：完成無效要素的刪除后，保存編輯結果。此時得到的矢量面要素即為天地圖地表覆蓋圖的矢量化結果。

刪除后圖層

四、矢量化結果的應用與優化

4.1 應用場景

矢量化后的天地圖地表覆蓋圖具有廣泛的應用場景。例如，可以用于城市規劃、環境監測、資源調查等領域。通過矢量數據，可以更方便地進行空間分析、網絡分析和數據可視化等操作。

4.2 優化建議

雖然通過上述步驟可以得到天地圖地表覆蓋圖的矢量化結果，但在實際應用中可能還需要進行一些優化工作。例如：

數據平滑處理：由于柵格數據轉換為矢量數據時可能存在邊緣鋸齒現象，可以通過數據平滑處理來改善這一問題。

屬性數據完善：根據實際需求，為矢量面要素添加更多的屬性數據，如地表覆蓋類型的詳細描述、面積、周長等。

投影坐標系調整：根據應用需求，調整矢量數據的投影坐標系，以便與其他地理數據進行空間分析和疊加操作。

五、結論

本文通過詳細介紹如何使用ArcGIS Pro將天地圖地表覆蓋圖進行矢量化，為GIS用戶提供了實用的操作指南。柵格計算、柵格轉面和數據處理等步驟的詳細闡述，使得整個矢量化過程變得清晰易懂。同時，針對矢量化結果的應用場景和優化建議的討論，也為用戶提供了更多的實踐指導。

展望未來，隨著GIS技術的不斷發展，矢量化方法將變得更加高效和智能化。例如，深度學習等人工智能技術的應用將進一步提高矢量化的精度和效率。此外，隨著大數據和云計算技術的普及，矢量化結果的存儲、共享和處理也將變得更加便捷和高效。因此，我們有理由相信，未來的GIS應用將更加依賴于高質量的矢量數據，而矢量化技術也將不斷適應這一趨勢并持續創新。