ArcGIS柵格數(shù)據(jù)矢量化和編輯要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)三 ArcGIS柵格數(shù)據(jù)矢量化和編輯一、主要內(nèi)容1、掌握ArcMap中地圖、數(shù)據(jù)框架、組圖層、數(shù)據(jù)層等基本概念及相互關(guān)系；2、掌握利用ArcMap進(jìn)行地圖屏幕掃描數(shù)字化的主要流程及具體操作；二、ArcMap基礎(chǔ)知識(shí)基本概念1) 地圖Map (arcMap document)在ArcGIS中，一個(gè)地圖存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)源的表達(dá)方式(地圖，圖表, 表格) 以及空間參考。在ArcMap中保存一個(gè)地圖時(shí)，ArcMap將創(chuàng)建與數(shù)據(jù)的鏈接，并把這些鏈接與具體的表達(dá)方式保存起來(lái)。當(dāng)打開(kāi)一個(gè)地圖時(shí)，它會(huì)檢查數(shù)據(jù)鏈接，并且用存儲(chǔ)的表達(dá)方式顯示數(shù)據(jù)。一個(gè)保存的地圖并不真正存儲(chǔ)顯示的空間數(shù)據(jù)！2) 數(shù)據(jù)框架Data Frame在“新建地圖”操作中，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)名稱(chēng)為“Layers”的數(shù)據(jù)框架。在ArcMap中，一個(gè)數(shù)據(jù)框架顯示統(tǒng)一地理區(qū)域的多層信息。一個(gè)地圖中可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)框架，同時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)框架中可以包含多個(gè)圖層。例如，一個(gè)數(shù)據(jù)框架包含中國(guó)的行政區(qū)域等信息，另一個(gè)數(shù)據(jù)框架表示中國(guó)在世界的位置。但在數(shù)據(jù)操作時(shí)，只能有一個(gè)數(shù)據(jù)框架處于活動(dòng)狀態(tài)。在Data View只能顯示當(dāng)前活動(dòng)的數(shù)據(jù)框架，而在Layout View可以同時(shí)顯示多個(gè)數(shù)據(jù)框架，而且它們?cè)诎婷娌季忠彩强梢匀我庹{(diào)整的。3）組圖層- New Group Layer有時(shí)需要把一組數(shù)據(jù)源組織到一個(gè)圖層中，把它們看作Contents窗口中的一個(gè)實(shí)體。例如，有時(shí)需要把一個(gè)地圖中的所有圖層放在一起或者把與交通相關(guān)的圖層（如道路、鐵路和站點(diǎn)等）放在一起，以方便管理。4）數(shù)據(jù)層ArcMap可以將多種數(shù)據(jù)類(lèi)型作為數(shù)據(jù)層進(jìn)行加載，諸如AutoCAD矢量數(shù)據(jù)DWG，ArcGIS的矢量數(shù)據(jù)Coverage、GeoDatabase、TIN和柵格數(shù)據(jù)GRID，ArcView的矢量數(shù)據(jù)ShapeFile，ERDAS的柵格數(shù)據(jù)ImageFile，USDS的柵格數(shù)據(jù)DEM等。注意Coverage不能直接編輯，要編輯需要將Coverage轉(zhuǎn)換成ShapeFile。5）shape的要素類(lèi)型point、polyline、Polygon、Multipoint、MultiPatch.三、ArcGIS中地形圖的配準(zhǔn)步驟配準(zhǔn)前：加載地形圖xu6.tif，在ArcMap中顯示效果如下：第1步:在ArcMap中添加“影像配準(zhǔn)”工具欄。把需要進(jìn)行配準(zhǔn)的地形圖xu6.tif增加到ArcMap中，會(huì)發(fā)現(xiàn)“影像配準(zhǔn)”工具欄中的工具被激活。第2步: 輸入控制點(diǎn)-在配準(zhǔn)中我們需要知道一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)。一般為控件點(diǎn)公里網(wǎng)格的交點(diǎn)。在這里將選取影像圖的四個(gè)角點(diǎn)，根據(jù)影像圖的圖幅號(hào)算出它的每個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)（.442 .571） （.340 .099） （.151 .833） （.577 .778）。在“影像配準(zhǔn)”工具欄上，點(diǎn)擊“添加控制點(diǎn)”按鈕。使用該工具在掃描圖上精確到找一個(gè)控制點(diǎn)點(diǎn)擊，然后鼠標(biāo)右擊輸入該點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置，如下圖所示： 用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)，輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)。點(diǎn)擊“影像配準(zhǔn)”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕。檢查控制點(diǎn)的殘差和RMS，刪除殘差特別大的控制點(diǎn)并重新選取控制點(diǎn)。轉(zhuǎn)換方式設(shè)定為“二次多項(xiàng)式”注意：在連接表對(duì)話框中點(diǎn)擊“保存”按鈕，可以將當(dāng)前的控制點(diǎn)保存為磁盤(pán)上的文件，以備使用。第3步: 設(shè)定數(shù)據(jù)框的屬性-增加所有控制點(diǎn)，并檢查均方差（RMS）后，在”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“更新顯示”。執(zhí)行菜單命令“視圖”“數(shù)據(jù)框?qū)傩浴?，設(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩栽凇俺Ｒ?guī)”選項(xiàng)頁(yè)中，將地圖顯示單位設(shè)置為“米”在“坐標(biāo)系統(tǒng)”選項(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系統(tǒng)為“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80投影坐標(biāo)系，3度分帶，東經(jīng)102度中央經(jīng)線），與掃描地圖的坐標(biāo)系一致更新后，就變成真實(shí)的坐標(biāo)。第4步: 矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚碌臇鸥裎募?在”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“矯正”，對(duì)配準(zhǔn)的影像根據(jù)設(shè)定的變換公式重新采樣，另存為一個(gè)新的影像文件。 根據(jù)上面的方法配準(zhǔn)圖。加載重新采樣后得到的柵格文件，并將原始的柵格文件從數(shù)據(jù)框中刪除。四、手工矢量化具體內(nèi)容及操作(一)創(chuàng)建和打開(kāi)地圖1、 進(jìn)入ArcMap時(shí)創(chuàng)建地圖1）運(yùn)行ArcMap,選擇Start using ArcMap With欄中的A New Empty Map方式，單擊OK;2) 運(yùn)行ArcMap,選擇Start using ArcMap With欄中的A template方式，可打開(kāi)地圖模板框，可選擇通用地圖版式：LandscapeModern.mxt,在Preview中可預(yù)覽地圖版面布局。2、 ArcMap中隨時(shí)可File/New3、 可打開(kāi)已存在的地圖，*.mxd;4、 Layers的理解在“新建地圖”操作中，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)名稱(chēng)為“Layers”的數(shù)據(jù)框架，一個(gè)數(shù)據(jù)框架顯示統(tǒng)一地理區(qū)域的多層信息。一個(gè)地圖中可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)框架，同時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)框架中可以包含多個(gè)圖層。例如，一個(gè)數(shù)據(jù)框架包含中國(guó)的行政區(qū)域等信息，另一個(gè)數(shù)據(jù)框架表示中國(guó)在世界的位置。但在數(shù)據(jù)操作時(shí)，只能有一個(gè)數(shù)據(jù)框架處于活動(dòng)狀態(tài)。在Data View只能顯示當(dāng)前活動(dòng)的數(shù)據(jù)框架，而在Layout View可以同時(shí)顯示多個(gè)數(shù)據(jù)框架，而且它們?cè)诎婷娌季忠彩强梢匀我庹{(diào)整的。（二）新建數(shù)據(jù)層，并加載到arcmap中利用ArcCatalog新建數(shù)據(jù)層，之后再加載到ArcMap中。1、按“Tools ArcCatalog”進(jìn)入ArcCatalog模塊，在ArcCatalog中選擇要建立的數(shù)據(jù)層所在目錄后，點(diǎn)擊右鍵，選擇“new”、“shapefile”，如下圖：2、如下圖，輸入數(shù)據(jù)層Name，如QsPoly，選擇要素類(lèi)型，如Polyline，點(diǎn)按鈕“Edit”選擇空間參照系。再按“OK”。3定義數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)在ArcMap中，創(chuàng)建新圖并向其中加載數(shù)據(jù)層時(shí)，第1個(gè)被加載的數(shù)據(jù)層的坐標(biāo)系統(tǒng)就作為該數(shù)據(jù)組默認(rèn)的坐標(biāo)系統(tǒng)，隨后加載的數(shù)據(jù)層，無(wú)論其坐標(biāo)系統(tǒng)如何，只要含有坐標(biāo)信息，滿足坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的需要，都將被自動(dòng)的轉(zhuǎn)換成該數(shù)據(jù)組的坐標(biāo)系統(tǒng)。當(dāng)然，這種轉(zhuǎn)換不影響數(shù)據(jù)層所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文件本身。l 查閱數(shù)據(jù)組織坐標(biāo)【1】在數(shù)據(jù)組上按右鍵打開(kāi)快捷菜單；【2】點(diǎn)擊Properties，打開(kāi)Data Frame Properties對(duì)話框； 【3】點(diǎn)擊Coordinate System標(biāo)簽，數(shù)據(jù)組的坐標(biāo)信息就顯示在該窗口中； 查閱數(shù)據(jù)組織坐標(biāo)l 變換組織坐標(biāo)【1】在數(shù)據(jù)組上按右鍵打開(kāi)快捷菜單；【2】點(diǎn)擊Properties，打開(kāi)Data Frame Properties對(duì)話框；【3】點(diǎn)擊Coordinate System標(biāo)簽；【4】點(diǎn)擊地圖投影類(lèi)型，選擇投影類(lèi)型；【5】點(diǎn)擊“確定”按鈕，觀察坐標(biāo)變換情況。如西安1980坐標(biāo)系，如圖。4、將新建的數(shù)據(jù)層加載到ArcMap中的Layers中。在主菜單中選擇“File-Add Data”,或者在standard工具條中選擇，選擇QsPoly.shp，得到結(jié)果如圖：四、ArcScan矢量化具體內(nèi)容及操作 ArcScan ARCSCAN是ARC/INFO的掃描圖預(yù)處理及矢量化模塊，具有噪音消除、斑點(diǎn)剔除、交互式線狀要素跟蹤、柵格到矢量的批處理、柵格與矢量數(shù)據(jù)的一體化編輯功能。ArcScan是ArcGIS中一個(gè)把掃描柵格轉(zhuǎn)化為矢量GIS圖層的工具，這個(gè)過(guò)程可以交互式或自動(dòng)進(jìn)行。ArcScan工具可是使用使用的幾個(gè)前提是:1, ArcScan擴(kuò)展模塊必須激活2, ArcMap中添加了至少一個(gè)柵格數(shù)據(jù)層(TIF IMG圖象等)和至少一個(gè)矢量數(shù)據(jù)層(可以是點(diǎn)線面等)3, 柵格數(shù)據(jù)必須進(jìn)行過(guò)二值化處理(變?yōu)楹诎讏D片)4, Editor必須啟動(dòng)練習(xí)一：柵格跟蹤ArcScan使得從掃描柵格上建立新要素變得簡(jiǎn)單，這個(gè)過(guò)程可以減少在矢量數(shù)據(jù)庫(kù)中一體化柵格數(shù)據(jù)的時(shí)間。(一)啟動(dòng)ArcMap:在作這個(gè)練習(xí)之前你必須先啟動(dòng)ArcMap并導(dǎo)入練習(xí)數(shù)據(jù)。1、在開(kāi)始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來(lái)啟動(dòng)ArcMap。2、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇ArcScanTrace.mxd4、點(diǎn)擊Open. (二)激活A(yù)rcScan 模塊:選擇ToolsExtensions， Extensions 對(duì)話框中，將ArcScan的復(fù)選框勾上.選擇ViewtoolbarsArcScan，將ArcScan 勾上。將ArcScan 工具條顯示到桌面上，工具條出現(xiàn)后默認(rèn)是灰色的(三)柵格數(shù)據(jù)二值化:這里的二值化，其實(shí)便是將柵格圖象的符號(hào)化方案設(shè)置為兩種顏色分類(lèi)顯示。這個(gè)二值化操作是ArcScan 使用的要點(diǎn)之一，這個(gè)操作相當(dāng)于將柵格數(shù)據(jù)劃分為“是”或“否”可以數(shù)字化兩個(gè)種類(lèi)。這時(shí)候，我們也可以看到，完成了柵格數(shù)據(jù)二值化以后，ArcScan 工具條仍然是不可用的。 (四)開(kāi)始編輯:ArcScan擴(kuò)展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激活，Start Editing命令可以使你開(kāi)始編輯工作。點(diǎn)擊Editor工具欄中的Start Editing來(lái)開(kāi)始編輯。此時(shí)ArcScan工具因該是可用的:(五)設(shè)置柵格捕捉選項(xiàng):柵格捕捉設(shè)置影響跟蹤過(guò)程，這些設(shè)置在Raster Snapping Options對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置1、 在ArcScan工具欄上點(diǎn)擊Raster Snapping Options按鈕來(lái)打開(kāi)對(duì)話框。2、 設(shè)置maximum line width為7，這個(gè)設(shè)置將使得能捕捉邊界的柵格像元。3、點(diǎn)擊應(yīng)用確定。4、點(diǎn)擊Editor工具欄中Snapping來(lái)打開(kāi)Snapping Environment對(duì)話框5、點(diǎn)擊+號(hào)展開(kāi)。6、選擇Centerlines和Intersection來(lái)進(jìn)行捕捉。(六)跟蹤柵格像元來(lái)建立線要素:現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)置好了柵格捕捉環(huán)境了，準(zhǔn)備開(kāi)始跟蹤柵格像元，這將利用Vectorization Trace工具。1、 在ArcScan工具欄上點(diǎn)擊Vectorization Trace按鈕。2、 移動(dòng)指針到捕捉到邊界交點(diǎn)然后點(diǎn)擊來(lái)開(kāi)始跟蹤。3、 繼續(xù)利用Vectorization Trace工具來(lái)跟蹤外部邊緣。4、 當(dāng)跟蹤完成了整個(gè)邊界，按F2完成草圖?，F(xiàn)在一個(gè)新的線要素顯示這塊地的邊界。(八)完成保存編輯過(guò)程:如果你完成了柵格像元的跟蹤要屏蔽Vectorization Trace工具，可以通過(guò)保存來(lái)停止編輯并完成此練習(xí)。1、 點(diǎn)擊Editor菜單并點(diǎn)擊Stop Editing。2、 點(diǎn)擊是來(lái)保存你的編輯成果。在本練習(xí)中你學(xué)到了怎么樣設(shè)置柵格捕捉選項(xiàng)和環(huán)境，捕捉柵格像元并跟蹤柵格像元來(lái)創(chuàng)建線狀要素和面狀要素。這幾個(gè)步驟覆蓋了整個(gè)柵格跟蹤的過(guò)程，在下一個(gè)練習(xí)中將顯示怎么樣去編輯柵格圖層并利用批處理矢量化工具來(lái)對(duì)整圖進(jìn)行自動(dòng)產(chǎn)生要素。練習(xí)二：ArcScan批處理矢量化在本練習(xí)中，你將編輯一個(gè)掃描的地圖，刪除不需要矢量化范圍的像元，柵格被處理后，將利用批處理矢量化模式來(lái)生成要素。(一)啟動(dòng)ArcMap:在作這個(gè)練習(xí)之前你必須先啟動(dòng)ArcMap并導(dǎo)入練習(xí)數(shù)據(jù)。1、在開(kāi)始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來(lái)啟動(dòng)ArcMap。2、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇ArcScanBatch.mxd4、點(diǎn)擊Open. (二)激活A(yù)rcScan 模塊:選擇ToolsExtensions， Extensions 對(duì)話框中，將ArcScan的復(fù)選框勾上.選擇ViewtoolbarsArcScan，將ArcScan 勾上。將ArcScan 工具條顯示到桌面上，工具條出現(xiàn)后默認(rèn)是灰色的(三)柵格數(shù)據(jù)二值化:這里的二值化，其實(shí)便是將柵格圖象的符號(hào)化方案設(shè)置為兩種顏色分類(lèi)顯示。這個(gè)二值化操作是ArcScan 使用的要點(diǎn)之一，這個(gè)操作相當(dāng)于將柵格數(shù)據(jù)劃分為“是”或“否”可以數(shù)字化兩個(gè)種類(lèi)。這時(shí)候，我們也可以看到，完成了柵格數(shù)據(jù)二值化以后，ArcScan 工具條仍然是不可用的。 (四)開(kāi)始編輯:ArcScan擴(kuò)展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激活，Start Editing命令可以使你開(kāi)始編輯工作。點(diǎn)擊Editor工具欄中的Start Editing來(lái)開(kāi)始編輯。此時(shí)ArcScan工具因該是可用的:至此以上步驟與柵格跟蹤相同!以下步驟是ArcScan批處理矢量化特有的!(五)清理矢量化的柵格當(dāng)執(zhí)行批處理矢量化，在生成要素之前必須編輯柵格影像，這個(gè)過(guò)程ArcScan提供了raster cleanup工具來(lái)清理不需要矢量化的內(nèi)容?，F(xiàn)在利用raster cleanup工具從ParcelScan影像上清除不想要的注記。1、點(diǎn)擊Raster Cleanup菜單并點(diǎn)擊Start Cleanup來(lái)開(kāi)始清理工作。2、點(diǎn)擊Raster Cleanup菜單并點(diǎn)擊Raster Painting Toolbar 來(lái)打開(kāi)Raster Painting工具欄。3、 點(diǎn)擊在Raster Painting工具欄上的擦除工具。4、 點(diǎn)擊并按住鼠標(biāo)左鍵來(lái)擦除地塊頂上的注記。5、繼續(xù)使用擦除工具一直到完全擦除此注記。除了擦除工具以外，Raster Painting工具欄還提供了另一個(gè)工具叫做Magic Erase工具，允許你通過(guò)單擊并畫(huà)框的方式來(lái)擦除連續(xù)的一系列像元。6、點(diǎn)擊在Raster Painting工具欄上的Magic Erase工具。7、圍繞著地塊中間的注記畫(huà)一個(gè)框來(lái)刪除這個(gè)注記。這個(gè)注記現(xiàn)在就被從影像上刪除了(六)利用矢量化設(shè)置。批處理矢量化依靠用戶自定義的設(shè)置，這些設(shè)置將影響產(chǎn)生的要素的形狀，這些設(shè)置依賴(lài)你所使用的柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型，一旦為你的柵格決定了相應(yīng)的設(shè)置，你可以保存它們到地圖文檔或獨(dú)立的文件中，你可應(yīng)用Vectorization Settings對(duì)話框來(lái)設(shè)置。1、點(diǎn)擊Vectoriz