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基于ArcGIS Python的安全射界图自动化制作

更新时间：2019-12-24 06:31:55 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：ArcGISpython空间分析 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对当前安全射界图绘制存在的问题,基于ArcGIS空间参考、空间分析、制图表达规则提出了自动化绘制方法。根据作业点位置选择准确的空间参考坐标系;通过缓冲区等运算绘制距离圈和方位标划固定射线;采用集合论推导了安全射界扇形区的生成过程,基于推导结果进行交集取反、要素转面、按位置选择要素等运算,并整合为完整的空间分析流程。应用表明:用户只需要输入相关数据,绘制过程无需人机交互,保证了绘制要素的准确性,杜绝了作业点资料泄密的可能性。


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基于ArcGIS_Python的安全射界图自动化制作.pdf 2M

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气
象
科 技  
ꢀ
，
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．５  
第
卷第  
期
５
４４  
ꢀ
ꢀ
年
２０１６ １０  
月
Ｏｃｔ．２０１６  
ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  
ꢀ ꢀ ꢀ  
基于  
的安全射界图自动化制作  
ＡｒｃＧＩＳＰｔｈｏｎ  
ꢀ
ｙ
，
１２  
，
１２  
刘志  
郝克俊  
ꢀ
（
１
，
四川省人工影响天气办公室 成都  
；
６１００７２ ２  
，
高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室 成都  
）
６１００７２  
，
摘要 针对当前安全射界图绘制存在的问题 基于  
ꢀ
、 、  
空间参考 空间分析 制图表达规则提出了自动化绘制  
ＡｒｃＧＩＳ  
。 ； ；  
方法 根据作业点位置选择准确的空间参考坐标系 通过缓冲区等运算绘制距离圈和方位标划固定射线 采用集  
， 、 、 ，  
合论推导了安全射界扇形区的生成过程 基于推导结果进行交集取反 要素转面 按位置选择要素等运算 并整合  
。 ： ， ，  
为完整的空间分析流程 应用表明 用户只需要输入相关数据 绘制过程无需人机交互 保证了绘制要素的准确  
，
性 杜绝了作业点资料泄密的可能性  
。
；
； ；  
集合论 空间分析  
关键词 安全射界图  
ꢀ
ＡｒｃＧＩＳＰｔｈｏｎ  
ꢀｙ  
。
确的绘制方法  
引言  
［
］
４６  
－
（
）
开发  
是美国环境系统研究所  
ＡｒｃＧＩＳ  
ＥＳＲＩ  
，
随着人工影响天气作业规模的扩大 作业安全  
， 、 、  
的地理信息系统平台 整合了数据库 人工智能 云  
。
的重要性不断增强 地 面 人 影 作 业 主 要 工 具有 高  
， 、 ，  
计算等技术 提供了专业地理分析 制图功能 指定  
［］  
７
。
本文利用集合论推  
、 ， ，  
炮 火箭 使用的弹药存在极小的未爆率 在一定程  
作为官方脚本语言  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
、
度上会对地面人畜 设施以及航空安全造成一定的  
，
导了射界图图 形 要 素 的 生成 过 程 通 过  
脚
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
。
威胁 安全射界是 为 预 防弹 药 空 中 未 爆 而 直接 坠  
， 、 、  
本语言 调用空间参考 空间分析 制图表达等接口  
，
，
落 对地 面 人 畜 或 设 施 造 成 损 伤 而 选 取 的 安 全 落  
，
将绘制过程整合为复杂的空间处理工作流程 实现  
［］  
１
。
，
确定弹药发射范围 制作安全射界图对于避  
，
了安全射界图的自动化绘制 绘制的图形符合专业  
区
［］  
２
。
［］  
８
。
免人影事故具有重要意义  
地理制图要求和射界图制作行业标准  
安全射界图作为地面人影作业必备的业务图  
技术原理  
１
ꢀ
， ， ，  
表 相关资料是保密内容 不能委托第三方制作 应  
（ ）、 。 ，  
由市 州 县级人影主管部门完成 但是 人影业务  
空间参考  
１．１  
ꢀ
，
人员未进行专业制图培训 目前图上相关要素使用  
，
地理要素要进行定位描述 必须嵌入到一个空  
［］  
９
。
空间参考分为地理坐标系统和投影  
或
等非专业地理制图工具绘  
间参考系中  
ＰｈｏｔｏＳｈｏ  
ＣｏｒａｌＤｒａｗ  
ｐ
［］  
３
，
；
，
。 ，  
坐标系统 地理坐标系统定义在三维椭球面上 以  
制
其准确性有待商榷 同时 由于城乡规划和布  
，
，
。
经纬度描述地球上的位置 同一点在不同地理坐标  
局变化较大 新增了部分作业点 而原有的安全射界  
图使 用 普 通 矢 量 元 素 或 截 图 为 底 图 进 行 制  
ＢＭＰ  
。
系中经纬度不一样 投影坐标系统定义在二维平面  
，
作 作业点所在地周围村庄只以点的形式进行标注  
。
，
上 以  
，
Ｘ Ｙ  
。
垂直坐标描述地球上的位置 投影坐标  
，
因此 现有的大部分射界图已经不能满足当前  
，
从地球近似椭球体投影得到 必须基于某个地理坐  
，
安全作业的需求 亟 需 实 现 射 界 图 的 自 动 化 绘制  
。
。
标系 制图要将地理空间的要素投影到二维平面  
，
，
相关论文侧重于研究安全射界的选取 并未给出明  
。
ＡｒｃＧＩＳ  
必须准确选择空间参考坐标系  
提供了投  
：／／  
气象科技  
ｗｗｗ．ｘｋ．ｎｅｔ．ｃｎ  
ｑ ｊ  
ｈｔｔ  
ｐ
（ ）  
公益性行业 气象 科研专项  
（
）、  
气象关键技术集成与应用项目  
（
）、 （  
四川 省 重 要 技 术 标 准 研 究  
ＺＹＢＺ  
Ｇ Ｙ Ｈ Ｙ２０１４０６０３２  
ＣＭＡＧＪ２０１５Ｍ５１  
）
共同资助  
２０１３４２  
－
：
作者简介 刘志  
，
女
，
， ， ， ，  
年生 硕士 工程师 主要从事人工影响天气技术工作  
１９８２ Ｅｍａｉｌｌｉｕｚｈｉ０９１６ １６３．ｃｏｍ  
：
＠
：
２０１５  
； ：  
定稿日期  
２０１６  
收稿日期  
年
月
日
年
月
日
１
９
６
３
：
刘志等 基于  
第
期
的安全射界图自动化制作  
ＡｒｃＧＩＳＰｔｈｏｎ  
ꢀｙ  
５
８１７  
。
，
的转换 方 法 需 要 自 定 义 地 理 坐 标 转 换  
影变换等工具包解决空间参考问题  
空间分析  
１．２  
ꢀ
ＸｉＡｎ１９８０  
。
工具 不同地理坐标系之间的转换可采用 参数法  
３
， ，  
参数法 对较小区域而言 旋转变量和尺度变量  
７
空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的  
和
， ，  
数据分析 目的在于提取和传输空间信息 获取新的  
。
。
可忽略不计 因此采用 参数法 参数法可以表  
３
３
。
ＡｒｃＧＩＳ  
、
提供了数据编辑 分析建模等一系  
：
达为  
数据集  
。
列的单一功能工具执行空间分析 复杂的空间处理  
Ｘ０  
熿 燄  
Ｘ
熿 燄  
Ｘ
熿 燄  
。
过程可以看做多个单一功能工具的迭代集合 可表  
Ｙ
＝ Ｙ  
＋ Ｙ  
Δ
０
：
示为 输入数据 工具  
＋
中间输出数据  
工具  
１＋ ２  
１
→
Ｚ
＿
Ｘ ｎ１９８０  
燀 燅ｉａ  
Ｚ
＿
ＷＧＳ １９８４  
燀 燅  
Ｚ
燀 ０燅  
［ ］  
１５  
…
３
→
。
中间输出数据  
工具  
输出数据  
。
参数因地理位置不同有差异 赵玉明等  
２＋  
根
→
３
、
安全射界图的绘制过程可视作以作业点位置  
据地理位置和行政分区测算了全国  
个大区的  
参
３
１４  
、 、  
水平距离固定间隔 方位射线固定间隔 仰角范围临  
。
，
其中 四川的 参数分别为  
３
， ，  
１１２．０３３３．６８３．３０  
。
数
、 ，  
界值 方位角范围临界值为输入数据 经过一系列空  
选择投影分带  
２．３  
ꢀ
，
间分析工具处理 得到图形要素作为输出数据  
。
，
或 分带投影 适用于  
６° ３°  
高斯 克吕格投影是按  
－
制图表达  
。
一个分带就能覆盖的地区 安全射界图绘制范围约  
１．３  
ꢀ
制图表达是  
推出的基于规则的制图方  
， ，  
小于 分带的覆盖范围 因此采用变形更小  
３°  
ＡｒｃＧＩＳ  
２０ｋｍ  
［
］
１０  
。
式
制图表达规则定义了一组要素的符号化形  
。
，
经线开始 按经度  
１°３０′  
的
分带  
３°  
分带是从东经  
３°  
， （  
式 并将其 作 为 要 素 的 属 性 字 段  
）
进 行 管  
ＲｕｌｅＩＤ  
，
为一个投影带自西向东划分 全球共分为  
３°  
差
１２０  
。
理
这一规则保证了建库数据与制图符号化数据的  
。
个投影带 东半球  
，
中央经  
１ ６０  
～
个投影带编号  
６０  
， ，  
一致性 解决了制图工作中大量的人工编辑工作 而  
、
、
、…、 。  
需要根据作业点 经  
Ｅ３° Ｅ６° Ｅ９° Ｅ１８０°  
线为  
。
且对符号的编辑不影响建库数据  
， ，  
度选择不同的分带投影 以四川省为例 作业点分布  
，
横跨编号  
Ｅ９８° Ｅ１０８°  
、
编号  
３３  
、
编号  
３４  
、
编
３５  
从
到
制图步骤与精准性分析  
２
ꢀ
，
四个 分带 如图 所示  
３°  
。
号
３６  
１
选择底图  
２．１  
ꢀ
绘制安全射界图首先需要选择符合要求的底  
。
图
有关气象行业标准规定安全射界底图必须选用  
１ １０  
万以上比例尺地图或分辨率大于  
的卫  
２０ｍ  
［
］
１１１２  
－
。
星遥感 影 像 图  
的一站式云  
是
提 供  
ＡｒｃＧＩＳ Ｏｎｌｉｎｅ  
ꢀ
ＥＳＲＩ  
，
服务 提供了高质量的全球基础地  
ＧＩＳ  
，
图 包括  
、 。  
汇编 托管的影像地图 本文采用了  
ＥＳＲＩ  
“
高德软 件 有 限 公 司 提 供 的  
ＣｈｉｎａＯｎｌｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉ  
－
” ，  
作底图 近期最后更新于  
ｔ
ｙ
。
日
年
月
１
２０１５  
３
自定义地理坐标转换  
２．２  
ꢀ
作业点坐标来源于工作人员手持  
设备实  
ＧＰＳ  
，
地测 量 得 到 与  
底 图 采 用  
ＣｈｉｎａＯｎｌｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｔ  
ｙ
［
］
１３  
。
，
的地理坐标一致 皆为  
面
ＷＧＳ１９８４  
ＷＧＳ１９８４  
图
四川省高斯 克吕格投影 分带  
３°  
－
１
ꢀ
，
向全球定位 椭球模型最接近整个地球  
，
ＸｉＡｎ１９８０  
［
］
１４  
。
，
分带号为  
Ｌ
ａ
，
经度与分带号的对  
，
并且 我国大比例  
设经度为  
椭球模型在中国区域最精确  
Ｎ
［ ］  
１６  
（
尺底图 大于等于  
：
）
均采用高斯－克吕格投  
１５０００００  
：
为
应关系  
（ ＿ ）。  
Ｇａｕｓｓ Ｋｒｕｅｒ ＡｒｃＧＩＳ  
ｇ
［（  
）／ ］（  
取整数商  
１．５ ３  
） （  
１
＋
）
影
中预定义的高斯 克吕  
－
有余数时  
Ｎ
Ｌ
＝
－
ａ
。
格投影坐标基于  
因此需要将底图和作  
图形要素组成  
２．４  
ꢀ
ＸｉＡｎ１９８０  
。
、
安全射界图图形绘制部分包括水平距离圈 射  
业点的  
坐标转换为  
坐标  
ＷＧＳ１９８４  
Ｘｉａｎ１９８０  
、 、 、  
击距离圈 方位初始角 方位标划 安全射界扇形区  
。
中 没 有 预 定 义 的  
至
ＡｒｃＧＩＳ  
ＷＧＳ１９８４  

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