选择地图投影
您将通过添加北极海冰数据并选择适合极地地区和地图用途的投影来开始制图。
- 启动 ArcGIS Pro。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 组织账户登录。
注:
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项。
- 在新建工程下,单击地图。
- 在新建工程窗口中,对于名称,输入 Arctic sea ice。 或者,为您的工程选择一个位置。 单击确定。
随即显示该地图。
- 单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中,单击重置窗格,然后单击重置窗格以进行映射(默认)。
此操作可确保内容和目录窗格打开,其他窗格关闭。 您将使用目录窗格来查找地图所需的数据。
- 在目录窗格中,单击门户选项卡,然后单击 Living Atlas 选项卡。
- 搜索 Arctic Sea Ice Extent。 在搜索结果中,右键单击 Arctic Sea Ice Extent 要素图层,然后单击添加到当前地图。
注:
如果您无法从 ArcGIS Living Atlas 访问 Arctic Sea Ice Extent 图层,请下载并解压缩 ArcticSeaIceExtent 地理数据库。
新数据随即显示在地图上,代表自 1978 年以来每月的北极海冰范围。 该数据由国家冰雪数据中心通过 ArcGIS Living Atlas of the World 提供。
地图的投影发生了变化。 在 ArcGIS Pro 中,地图的默认坐标系由添加的第一个图层(不包括底图)确定。 您将找出数据使用的坐标系,并确定它是否为要用于地图的坐标系。
- 在内容窗格中右键单击地图,然后单击属性。
随即出现地图属性窗口。
- 在地图属性窗口中,单击坐标系选项卡。
当前 XY 按钮指示地图的当前坐标系为 WGS 1984 EPSG Alaska Polar Stereographic。 在极地地区通用立体投影,但不保留面积。 地图将提供海冰覆盖区域之间的视觉比较,因此需要使用等积投影。
- 在搜索栏中,输入 North Pole,然后按 Enter 键。
- 在可用 XY 坐标系列表中,单击投影坐标系旁边的箭头将其展开。 展开极坐标。 单击北极兰勃特方位等积。
当前 XY 按钮将更新为所选投影坐标系。
- 单击确定。
复制并重投影数据
接下来,您将创建数据的本地副本,以便将其重投影到与地图相同的坐标系中。 稍后,您可能需要使用空间分析工具来理解或可视化数据,如果要执行此操作,则保持坐标系一致对于确保一致结果非常重要。 此外,如果数据和地图使用相同的坐标系,则 ArcGIS Pro 执行速度可以更快。
在创建数据副本前,需确保所有数据都可见且可用于复制。
- 在内容窗格中,右键单击 Arctic Sea Ice Extent。 单击数据设计,然后单击字段。
字段表格随即显示。 此处列出了所有数据的字段。 Visible 列显示当前仅一个字段可见。 仅可复制可见字段。
- 双击 Visible 列的标题以检查所有行。
- 在功能区字段选项卡的更改组中,单击保存。 关闭字段视图。
现在所有属性均可见,您将制作图层的本地副本。 当前图层是在线存储的服务图层。 这也是实时源图层,并将按月接收新数据更新。 当在计算机上保存本地副本时,新图层将不再接收更新,但您将拥有更多的图层控制权限。 例如,您可以更改其坐标系。
- 在功能区视图选项卡的窗口组中,单击地理处理。
- 在地理处理窗格中,搜索 Copy Features。 在搜索结果中,单击复制要素以打开该工具。
- 对于输入要素,选择 Arctic Sea Ice Extent。 对于输出要素类,删除现有文本并输入 IceExtent。
由于在默认情况下,通过地理处理工具创建的所有新数据均存储在工程的地理数据库 (Arctic sea ice extent.gdb) 中,因此您可以移除路径。
注:
一条消息说明输入具有过滤器。 但是,导致此消息的时间过滤器包含图层中的所有要素。
您将确保将复制要素工具的输出重投影到地图的坐标系中。
- 单击环境选项卡。 对于输出坐标系,选择当前地图 [Map]。
注:
将输出坐标系设置为与运行复制要素工具后运行投影地理处理工具时使用的坐标系相同。
- 单击运行。
由于数据集很大,运行此工具可能需要花费几分钟时间。 完成运行后,名为 IceExtent 的图层将添加到内容窗格。
- 在内容窗格中,右键单击 Arctic Sea Ice Extent,然后单击移除。
您还将移除底图图层,因为它们并非专为绘制极地区域而设计。 稍后您将使用其他背景图层替换它们。
- 移除世界地形图和世界山体阴影底图(或其他底图图层)。
- 在快速访问工具栏上,单击保存以保存工程。
了解数据
您的目标是创建此数据集的有效可视化,但是,您需要先了解数据集。 在设计符号之前,您需要花费一些时间来探索它的属性、特性和模式。 您将探索属性表、创建图表并选择有意义的数据子集来聚焦可视化。
- 在内容窗格中,右键单击 IceExtent,然后单击属性表。
图层的属性表随即显示在地图下方。
- 检查属性表中的字段。
Year 和 Month 字段指示该图层包含针对自 1978 年 11 月起每个月的一个要素。 Area 和 Extent 字段值均以百万平方公里为单位。 通常情况下,字段名称不足以解释数据,需要进行更多研究。 在国家冰雪数据中心网站上提供了关于海冰面积和范围之间差异的解释。 海冰范围包括海冰覆盖百分比至少为 15% 的所有区域。 由于在解释卫星影像中难以区分开阔水面和冰顶融水,因此范围比面积更常用。
原始图层的名称 (Arctic Sea Ice Extent) 指示面代表 Extent 字段,而不是 Area 字段。
注:
此外,还可以比较自动生成的 Shape_Area 字段。 与 Area 字段相比,其值(以平方米为单位,由坐标系单位确定)更接近 Extent 字段中的值,但并不完全相同。 如果查询图层的元数据,可以发现到对原始数据应用了平滑算法,这可以解释 Shape_Area 和 Extent 值之间的差异。
- 关闭属性表。
地图视图顶部具有时间滑块,表示该图层已启用时间。 动画是显示此数据的好方法,但您正在制作静态地图,因此没有此选项。 您将禁用时间属性。
- 在内容窗格中,右键单击 IceExtent,然后单击属性。
- 单击时间选项卡。 对于图层时间,选择无时间。
- 单击确定。
时间滑块随即消失。
此图层包含很多重叠要素,可能因为过多导致无法在一个图像中查看和理解所有要素。 您需要专注于显示数据中存在的重要模式。 接下来,您将制作一个图表以更好地理解这些模式。
- 右键单击 IceExtent,指向创建图表,然后单击折线图。
随即显示一个空白图表视图和图表属性窗格。
- 在图表属性窗格中,对于日期或数值,选择 Date。
- 对于数值字段,单击选择按钮,然后单击范围(百万平方公里)。 单击应用。
随即显示图表。 呈现总体下降趋势。 图表开始时有一个很大的跳跃,最后可能还会有另一个跳跃。 这是因为第一年和最后一年不包含所有月份。
注:
数据中最新的可用月份取决于您从实时源图层复制它的时间。
为了获得更清晰的画面,您将每个月显示为单独的线。
- 在图表属性窗格中,对于分割依据(可选),选择月份。 在图表属性警告窗口中,单击是。
图表现在显示了 12 条线,均呈下降趋势。
该图表指示 2 月和 3 月的海冰范围始终最大,而 9 月 (9) 的海冰面积始终最小。 在 9 月份,夏天融化过程已经结束,冬天冰冻过程尚未开始。
传达大型数据集故事的最佳方法之一是仅显示数据的一小部分。 这种方法需要选择一个有意义的子集。 对于此地图,将仅绘制 9 月的海冰范围。 9 月是最具戏剧性的月份,因为它包含范围最小,但却最清楚地显示了无冰的北冰洋区域。 9 月也可能是最有意义的月份,因为只有持续到 9 月的海冰才能成为多年海冰并且不会融化。 较小的 9 月海冰范围意味着即将到来的冬季的海冰层较为脆弱。
- 在内容窗格中,双击 IceExtent 以打开其图层属性窗口。
- 单击定义查询选项卡,然后单击新建定义查询。
- 对于 Where,选择 Month。 将第二个菜单设置为 is equal to。 在第三个菜单中,选择 9。
- 单击应用,然后单击确定。
图表过滤为仅显示线 9。
稍后您将返回图表。 现在,您将关闭它,以便可以专注于地图。
- 关闭图表和图表属性窗格。
该地图还进行了过滤以显示更小、更紧凑的要素组。
符号化海冰数据
选择一个有意义的数据子集(9 月)后,您需要对其进行符号化,以显示更多或更少被海冰覆盖的区域。
- 在内容窗格中,右键单击 IceExtent,然后单击符号系统。
随即显示符号系统窗格。 您将选择定量符号来描述随时间的变化。
- 在符号系统窗格的主符号系统中,选择分级色彩。
此地图显示了上一年被海冰覆盖的所有区域。 黄色区域几十年来未曾被海冰覆盖。 近年来,红色区域已被海冰覆盖。 如果海冰减少为稳定现象,则此符号化将很有效,但事实并非如此:近几年的海冰较前几年有所增加。 这种重叠意味着故事的大部分内容已被掩盖。
您将绘制每个区域被海冰覆盖的频率,而非最近一年被海冰覆盖的区域。 您可以使用计数重叠要素工具来确定这一点。
- 在符号系统窗格下,单击地理处理选项卡以打开地理处理窗格。
提示:
如果没有地理处理选项卡,请在功能区上单击视图选项卡。 在窗口组中,单击地理处理。
- 在地理处理窗格的顶部,双击返回按钮,或直到显示搜索栏。
- 搜索并打开计数重叠要素工具。
- 对于输入要素,选择 IceExtent。 对于输出要素类类型,输入 IceExtent_Overlap。
注:
输入要素参数通知您仅会处理数据的子集。 您看到的值反映了自开始测量海冰范围以来的年数。 在上图中,有 43 个要素代表 43 年的海冰范围测量。 由于北极海冰范围数据集每年更新一次,因此您将在本系列教程中看到更高的数字,例如 44 或 45,以表示添加到数据集的测量值。
- 单击运行。
运行此工具可能需要花费几分钟时间。
- 在内容窗格中,取消选中 IceExtent 图层旁的复选框以将其关闭。
新图层显示颜色条带。 自 1979 年以来,边缘的白色区域仅在 9 月才被海冰覆盖。 中心的深蓝色区域几乎总是被海冰覆盖。
将符号系统更改为一种可以通过更平滑的渐变方式映射此过渡的方法。
- 在内容窗格中,单击 IceExtent_Overlap 图层将其选中。 打开符号系统窗格。
提示:
符号系统窗格将始终显示所选图层的属性。
- 对于主符号系统,选择未分类颜色。 确保字段已设置为 COUNT_。
将在符号系统窗格的顶部显示一条警告。 其指示已达到最大采样大小。 并非所有记录都用于对数据进行分类。 这意味着用于创建符号系统的最小值和最大值可能不正确。 内容窗格中的图例显示范围为 1 到 6 的色带。 已知有超过 40 年的数据,因此您预计最大值至少为 40。
- 在符号系统窗格顶部,单击高级符号系统选项选项卡,然后展开采样大小。
将最大采样大小设置为 10,000。 这意味着仅对图层的前 10,000 条记录进行了采样。 您会将此数值更改为足以包含整个数据集的数值。
- 在内容窗格中,右键单击 IceExtent_Overlap,指向选择,然后单击全选。
在地图视图下方,缩放至所选要素按钮指示图层中包含超过 50,000 个要素。
注:
您的地图可能会显示不同数量的所选要素。 这在意料之中,因为复制实时源数据的日期有所不同。
- 在符号系统窗格中,对于最大采样大小,输入一个大于所选要素数量的数值。 按 Enter 键。
警告消息随即消失。 内容窗格中的图例现在显示了更大的值范围。
- 右键单击地图上的任意位置,然后单击清除。
- 在符号系统窗格中,单击主符号系统选项卡。
您将反转配色方案,因此仍被海冰覆盖的区域将为白色,而海冰已融化并出现离开开阔海洋的区域为蓝色。
- 在直方图上方,单击更多按钮,然后单击反转配色方案。
您还将移除遮挡了数据的灰色轮廓。
- 在模板旁,单击该符号。
- 如有必要,单击属性选项卡,然后单击符号选项卡。 将轮廓宽度更改为 0 磅。
- 单击应用。
该地图显示了从白色到蓝色的平滑渐变,模拟了融化的海冰。
符号化基础数据
接下来,您将添加基础数据并对其进行符号化。 仅在当背景数据旨在求反和突出专题数据时,专题数据(在本例中为海冰范围数据)的符号系统才会清晰有效。 您将为基础数据选择符号系统,使其具有比专题数据更低的视觉层次:基础数据将看起来位于地图的背景中。
- 下载 IceMapData 地理数据库并将其解压到计算机上的位置,例如 C:\ 盘。
此地理数据库包含地图的基础数据。 数据由 Esri 和 Natural Earth 提供。 项目详细信息页面上提供了有关每个图层的原始来源的相关信息。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在图层组中,单击添加数据。
- 在添加数据窗口中,浏览到 IceMapData.gdb。 单击 ArcticCircle。 按住 Shift 键并单击 NorthernMarineRegions 以选择全部四个要素类。 单击确定。
地图中添加了四个图层。
- 在内容窗格中,关闭 NorthernMarineRegions 图层。
稍后,您将使用此图层创建标注。
- 单击 Countries 图层的符号。
随即显示符号系统窗格。 您将为该图层创建自定义颜色。
- 在符号系统窗格的符号选项卡中,单击颜色菜单,然后单击颜色属性。
- 在颜色编辑器窗口中,对于十六进制 #,输入 F8EBCE,然后按 Enter 键。
当前颜色预览更新为浅米色。 您可以将此颜色保存到收藏样式中,以便稍后访问。
- 单击将颜色保存到样式。 在将颜色另存为窗口中,对于名称,输入 Land。 单击确定,然后再次单击确定。
- 在符号系统窗格中,将轮廓宽度更改为 0 磅。
- 单击应用。
- 在内容窗格中,单击 ArcticCircle 图层的符号。
- 在符号系统窗格中,单击库选项卡。 搜索仅标记并单击仅标记虚线符号。
点划线通常用于地图中的非物理线,例如边界(与物理线相反,例如道路和河流)。 接下来,您将选择与土地颜色对比度较低的颜色。 这将确保 ArcticCircle 线可见但不突出。
- 单击属性选项卡。 对于颜色,选择提卡特大理石粉末。 (指向颜色可读取其名称。)
- 单击应用。
- 在内容窗格中,右键单击 Graticule 图层的符号。 在收藏夹下,单击土地。
经纬网线仅在海洋上可见,在陆地上不可见。 它们与白色海冰数据的对比度较好,可以汇聚并显示北极位置,但与蓝色海冰数据相比过于突出。 其会分散对地图的注意力。
您将使用混合模式来确保线在白色区域中仍然可见,而在蓝色区域中不可见。
- 选中 Graticule 图层后,在功能区上,单击要素图层选项卡。 在效果组中,对于图层混合,选择变暗。
变暗混合模式可确保图层仅在比自身更亮的颜色上绘制。
创建背景图层
地图的背景是白色的,这可能会与海冰图层中的白色混淆。 您将创建一个背景图层来符号化海洋。
- 在功能区上,单击插入选项卡。 在图层模板组中,单击扩展器按钮。
- 单击面地图注释。
新图层将添加到内容窗格中。 其为空图层。 您将向该图层添加新要素。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在捕捉组中,单击捕捉按钮的底部。 确保捕捉开关处于打开状态,并且端点将捕捉到折线要素的最近起点或终点按钮以蓝色突出显示。
- 在功能区的要素组中,单击创建。
- 在创建要素窗格中,单击面注释。 单击圆形模板。
- 在地图中,指向北极。 当捕捉标注显示 Graticule : Endpoint 时,单击地图。
- 进行缩小,直到显示整个世界。 单击南极洲附近的地图,但不要在地图的圆形外单击。
- 在功能区上的选择组中,单击清除。 在管理编辑内容组中,单击保存。 在保存编辑内容窗口中,单击是。
- 关闭创建要素窗格。
注:
可以在地图属性窗口中更改地图的背景颜色。 但是,您新建了一个图层,因为它可以提供更大的灵活性,这将在本教程的后续部分非常有用。
- 在内容窗格中,单击面注释。 在键盘上,按 F2 键以使图层名称可编辑。 将图层重命名为 Ocean。
- 如有必要,展开 Ocean 图层。 右键单击图层的符号,然后单击颜色属性。
您将为海洋选择浅米色的土地颜色。 这会导致陆地和海洋之间的对比度非常低,从而使两个图层具有较低的可视等级并显示为背景信息。
- 在颜色编辑器窗口中,将透明度更改为 0%。 对于十六进制 #,输入 FBF4E5。 单击确定。
- 在内容窗格中,将 Countries 拖放到 Ocean 上方。 将 IceExtent_Overlap 拖放到 Countries 上方。 确保 Graticule 和 ArcticCircle 位于图层列表的顶部。
- 保存工程。
在本教程中,您绘制了自 1979 年以来每年 9 月的北极海冰范围。 您重投影并探索了数据,选择了要显示的适当数据子集,并为专题数据和基础数据设计了符号系统。 在下一教程中,您将进一步优化符号系统以最好地表达北极海冰减少的故事。
您可以在 ArcGIS Pro 中的制图创建内容中找到本系列的所有教程。 可以在制图简介页面中查找更多制图教程。