的应用
【摘要】针对传统等值线绘制过程中重复操作多、劳动强度大、生产周期长、容易遗漏等问题，文章从等值线绘制的实际需要出发，利用ArcGIS地质数据作为处理目标，通过预处理、知识管理、数据综合、制图输出等多个过程，由专家有限的人工干预方式来进行。ArcGIS具有强大的空间解析能力和数据模型能力，已被广泛地运用于各行各业。通过对等值线的绘制流程进行了较为详尽的阐述，将GIS的数据建模技术与一套用于绘制等值线的分析软件相融合，从而生成与Toolbox中的类似的可重复操作的流场模式，并根据此模式，对保定市的地下水位进行了绘图，大大降低了工程的工作量，提高了工作效率。本文以保定市2021年地下水监测井实测数据为基础，运用ArcGIS进行空间解析和数据模型，实现了对地下水位变化的实时监控，为城市地下水位的有效控制和合理的开发利用奠定了理论基础。
关键词：ArcGIS。埋深等值线。数据建模。空间分析 1.ArcGIS空间分析技术
ArcGIS空间分析仪可以完成以下工作：利用ArcGIS技术对网格、向量进行分析。为光栅和属性资料的输入数值的选取提供了依据。在轨重力的计算中进行。为映射模型的创建提供了条件。为分析工具，可为各种不同的图形使用者介面及定制方式。根据网格的属性或网格资料产生一个以距离为基础的网格缓冲。由点状特征产生的密度曲线。根据散点图或等高曲线图形，可以得到一系列的曲面。绘制平面等值线，坡度图，方向图和山坡的影子。根据象元进行映射的解析。在多个输入的资料中，进行Boolean的查询和映射的代数运算、邻近地区的研究、不连续象元的解析、进行网格划分与展示，获得地表及地下水的资料，完成总结和资料的组织，并提供大量的开发工具。
2.等值线生成流程 2.1数据准备
把观测到的数据（坐标、水位埋深度）汇总到Excel表或txt文件中。 2.2建立基础评价因子矢量图形库、属性数据库 （1）关于基础因子矢量图形库
基础评价因子是指在地下水的自然补偿率和评估中，每个补充因素均为基本评估因素，包括大气降水、渠道渗漏等。各基本评估因素可包含若干图（例如，降水入渗包含降雨分布图，降水入渗系数分布图，也就是它的计算所要求的各参量），对各基本评估因素进行矢量向量图（包含对应的计算参数图），并在向量化图上创建对应的特征数据库（例如各分区的降水），所建立的各基本评估因素的向量图（向量图）。
（2）根据评估对象的数学模型，构建基本评估因素向量图表
在基本评估因素的确定之后，根据现有的数据和现场调研的数据，制作出了不同的基本评估因素，并使用ArcGIS进行了向量化，并对其进行了属性数据赋值，从而为基本评估因素的向量图谱库。在地下水补充评估中，首先要绘出降雨分布图、降水入渗系数分布图、井灌回归系数分布图、井灌回归系数分布图；其次，通过ArcGIS向量化基本评估因素，并为每一个基本评估因素的特征库进行属性分配，分配的内容包含了反映在每一个基本评估因素所需要的参数，也就是为地下水补充评估的基本评估因素提供了一个向量图表。
2.3图层栅格化
监控井点位资料产生shapefile图层，然后再进行网格内插。ArcGIS具有的网格内插技术包括：逆距离加权法、克里格法、样条函数法等。目前有很多的空间插补算法，其插补效果有很大的差别。例如，高歌等采用反距离加权法与常规克里格法对某地区2004年度的逐日降雨进行了空间插补，结果显示，普通克里格法的插补效率比反距离加权法稍好。马轩龙等对2114个观测站的年平均温度、
年降水量及年累积温度等资料进行了空间插补，发现参数、站点分布及数量对插补效果有一定的影响，必须根据资料自身的特征及空间特征，选取适当的插补方式。彭晓芬等用1993~2007年度云南省134个站点的平均降水量进行了插补，发现用反向加权方法进行了最大的误差和最准确的内测。在具体的运用中，运用克里格法和反方向加权方法，对保定市的地下水位进行了插补，发现了反向加权方法更接近于真实情况。在3DAnalystTools中开启光栅内插，选取反向加权方法，插入点元和内插，剩余的参数可以为缺省，保留输出通路，获得内插网格。
2.4生成等值线
根据以上方法所获得的网格可以在不确定的范围内进行，也就是将网格插入到监控井的外部，并在此基础上对网格进行了合理的扩展。使用“空间解析”的抽取方法，选取“掩模”进行抽取，然后将所获得的“反向加权”插入网格，在指定的行政区域中，将该网格作为抽取的对象。打开栅格表面（RasterSurface）下的等值线模块，在输入栅格中输入掩膜提取后的栅格，设定等值线段的间隔和等值线段的起点，也就是以折线元的形态，将其作为等值线的输出。以上所描述的等值线产生方法也可以反向进行，首先使用网格产生等值线，然后使用解析工具（AnalystTools）中的抽取选择进行等值线的切割。
2.5平滑等值线
利用栅格生成的等值线，其轮廓可以是不规则的或正方形的，看起来犹如沿着栅格像元的边界。这是由于每个网格的数值都是一个整型并且正好处于一个等值线。为提高等值线的平顺性，需要对其进行光滑化。使用绘图软件
（CartogyTools）中的绘图集成，选取光顺线，并在此基础上，对全等值线进行光顺，得到比较光滑的等值线。
3.数据模型的建立
由于产生等值线的过程比较多，每个过程都需要一个shapefile，而前一个流程的shapefile通常是一个输入变量。由于需要实时地把握等值线的运动，需要大量的绘图，每次都要反复进行以上流程，费时费力。通过ArcGIS的数据模型，把插值、提取、等值线、平滑线、等值线和等值线的相关资料进行了集成。
该方法可以减少中间变量的录入和存储，只需要输入必要的参数即可得到比较光滑的等值线，具有很强的可操作性。同时，该模式还可以作为一个带有.tbx后缀的.tbx，能够在Toolbox中反复执行其它相似的工作。
4应用实例 4.1研究区概况
保定市位于河北省中部偏西，太行山东麓，冀中平原西部。全市地势西北高，东南低。全区土地总面积19221平方公里，其中大清河山区面积10968平方公里，淀西平原面积7653平方公里，淀东平原面积600平方公里。以本市平原区分布的131眼浅层地下水自动监测站数据计算。
4.2数据模型绘制等值线
根据观测井的经纬度，建立监控井点图层，并将其保存起来。在输入点要素中选择监测井点图层，以Z为插值场，以保定市为例，选取了保定市的平原区管辖范围。设定的等值线间隔1米，保定市2021年的监测井埋深都在4米以上，故起始等值线赋值4，按0.5的平滑允许度，选定存储路线，按下“存储”键。
GIS所产生的等值线是按照预先设定的参数和软件模块来实现的，其结果是不合理的，存在着几条单一的等值线，而且在工程实践中，仅考虑到某些特殊深度的等值线的分布，因此必须使用工具条中的编辑软件对等值线适当的进行人工删减及修订。最后进行等值线的注记标注。
5.结束语
（1）采用ArcGIS的栅格插值、掩膜提取、等值线和平滑线等方法，可以实现对地下水等值线的自动生成，但是由于制作过程复杂，需要多次反复进行修改，既费力又费时。采用数值模拟的方法，将一组用于等值线产生的解析方法综合起来，通过对所需要的参数进行计算，可以获得比较光滑的等值线，并且可以反复使用，省时省力。应用此模式对保定市2021年度地下水埋藏深度进行了绘图，具有一定的可操作性。
（2）ArcGIS是程序化、机械化的，但为了使其产生的等值线更加符合现实，还必须进行一些人为的干涉。
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