GIS實習4矢量數據的輸入和編輯

1、GIS實習四 矢量數據的輸入和編輯空間數據采集的任務是將地理實體的圖形數據和屬性數據輸入到地圖數據庫中。圖形數據采集往往采用矢量化的方法，主要包括手扶跟蹤矢量化和掃描跟蹤矢量化兩種；屬性數據的采集主要使用鍵盤輸入、屬性數據表的連接等方式。圖形數據采集中，掃描跟蹤矢量化是目前最常用的地圖數據采集方法，其作業(yè)速度快、精度高，操作人員工作強度較低。掃描跟蹤矢量化的基本過程是：首先使用具有適當分辨率和掃描幅面的掃描儀及相關掃描圖像處理軟件對紙質地圖掃描生成柵格圖像，然后經過幾何糾正、噪聲消除、線細化、配準等一系列處理之后，即可進行矢量化。即矢量化通常要經過掃描、圖像預處理、配準、建立數據層、矢量化、屬

2、性編輯等幾個步驟。本次實驗提供的數據已經經過掃描和噪聲消除等一系列處理工作，主要掌握地圖配準、矢量化和屬性編輯幾個步驟。實驗數據為：gis實習4數據DigitizingFeatures.tif數據源坐標系統(tǒng)為“NAD_1983_UTM_Zone_10N”，與數據Lotlines.shp一致。4.1 圖像配準掃描得到的地圖數據通常不包含空間參考信息，航片和衛(wèi)片的位置精度也往往較低，這就需要通過具有較高位置精度的控制點將這些數據匹配到用戶指定的坐標系中，這個過程即為配準。即通過建立數學函數將柵格數據集（掃描后的圖像）中個點的位置與標準空間參考中的已知坐標點的位置相連接，從而確定圖像中任一點的坐標。

3、操作步驟如下1. 啟動ArcMap，在主菜單中單擊【Customize】->【Toolbars】->【Georeferencing】，加載配準工具條，如圖1所示，其對應的功能如表1所示。圖1 配準工具條表1 配準工具條詳解圖標名稱功能描述Georeferencing包括更新地理配準、糾正等選項Layer選擇要配準的圖層 旋轉、平移、縮放旋轉、平移、縮放要配準的圖像添加控制點添加控制點查看連接表查看控制點的連接表2. 在【Georeferencing】工具條上，單擊【Georeferencing】->【Fit To Display】，讓柵格數據集在圖層中呈最佳顯示狀態(tài)。3. 單

4、擊按鈕，在圖像上選取所標識的一個控制點，單擊鼠標右鍵選擇【Input X and Y】，輸入圖中所給出的X，Y坐標。如果是配準地形圖，可以選取地圖角點、坐標格網交點為已知控制點，輸入對應坐標即可。但要注意地圖坐標單位換算。也可以通過加載已經配準過的數據，找到和配準圖層的同名地物點來進行配準工作，此方法在對遙感影像進行配準時較為常用。4. 依次選取其他3個控制點，單擊配準工具條上的按鈕，打開【Link Table】對話框，如圖2所示，可以查看各點的殘差與RMS均方差。RMS是評估配準精度的重要依據，可通過連接表對話框右上角按鈕刪除殘差較大的控制點。一般殘差大于1的控制點應刪除。圖2 Link T

5、able對話框5. 單擊【Georeferencing】->【Transformation】->【1st Order】，仿射變換至少需要3個控制點。變換的階次越高，可校正的畸變就越復雜。6. 單擊【Georeferencing】->【Update Georeferencing】，完成柵格圖像的配準。7. 單擊【Georeferencing】->【Rectify】，打開另存為對話框，如圖3所示?？梢愿鶕O定的變換公式對配準影像重新采樣，生成一個新的柵格影像文件。圖3 圖像另存對話框4.2 定義投影數據配準之后，即數據已經有了真實的坐標值，地理坐標或者投影坐標，但此時的數據

6、還沒有定義地理和投影坐標系，即此時的Spatial Reference一項為空，因此要給根據數據源的投影方式給配準后的數據添加投影信息，即要進行定義投影操作（Define Projection），具體步驟見實習3，之后矢量化等步驟。數據源坐標系統(tǒng)為“NAD_1983_UTM_Zone_10N”，與數據Lotlines.shp一致。4.3 創(chuàng)建圖層配準工作完成后，需要根據數據源所包含的要素對數據進行分層，根據要素的類別和幾何特點創(chuàng)建一系列矢量數據層，進行矢量化，創(chuàng)建數據層在ArcCatlog中中進行，本實驗數據中要素比較簡單，類別單一，只需要創(chuàng)建一個線要素數據層即可。該數據層的坐標系統(tǒng)是“NAD

7、_1983_UTM_Zone_10N ”，與要是量化的數據源一致。1. 打開ArcCatalog，找到想要存放數據層的目錄，單擊鼠標右鍵，在【New】中，選擇【Shapefile】，創(chuàng)建新的數據層。在圖4所示對話框【Name】中設置圖層名稱為“Lot”，要素類型【Feature Type】選擇【Polyline】。2. (1) 設置坐標系統(tǒng)，單擊【Edit】按鈕，單擊【import】，選擇我們要掃描的數據源，保證矢量化的圖層與數據源有相同的坐標系統(tǒng)。圖4配準工具條3. 單擊OK，完成矢量數據層的創(chuàng)建。4.4 矢量化地圖配準、數據分層（掃描得到的柵格數據要素種類不單一時，要根據要素的幾何特點和對

8、象特征進行數據分層，即分成多個矢量數據層）、圖層創(chuàng)建等工作完成后即可進行掃描矢量化工作。操作步驟分為矢量數據的輸入和編輯兩部分：一、矢量數據的輸入1. 將軟件切換到ArcMap中， 加載數據，包括新建的線要素圖層和配準后的掃描地形圖。2. 加載編輯器【Editor】工具條，方法同添加【Georeferencing】工具條。3. 在【Editor】工具條中，單擊【Editor】，在下拉菜單中單擊【Start Editing】，啟動編輯會話。4. 啟動編輯后，ArcMap將啟動【Create Features】窗口，如圖5所示。每次在地圖上創(chuàng)建要素時，開始都要用到【Create Features】

9、窗口。在【Create Features】窗口中選擇要矢量化的目標圖層，激活構造工具【Construction Tools】，在【Construction Tools】窗口中選擇合適的要素構造工具，其中線要素構造工具的介紹如表2所示。適當調整目標圖層的符號樣式，以達到較好的顯示狀態(tài)。圖5 Create Features對話框表2 線要素構造工具圖標名稱功能描述線在地圖上繪制折線矩形在地圖上拉框繪制矩形圓形指定圓心和半徑繪制圓形橢圓指定橢圓圓心、長短半軸繪制橢圓手繪曲線單擊鼠標左鍵，移動鼠標繪制自由曲線5.根據要是量化的數據圖形要素的特點，選擇合適的要素構建工具，其中工具是最簡單最常用的矢量化工

10、具，只需要在地圖上單擊放置折點的位置即可。將地圖放大到合適的比例下，完成線要素的跟蹤。（7）為了減少如圖6所示的拓撲錯誤，保證線和線交在一起，要配合捕捉工具的使用。方法是單擊【Editor】->【Snapping】，選中【Snapping Toolbar】，開啟捕捉功能后，如果光標附近有其它要素，新輸入的要素的坐標會自動定位到已有的要素的坐標位置上，不會產生不相交等拓撲錯誤。 圖6 拓撲錯誤6. 進行一步練習線要素的其它操作，比如弧段、中點、追蹤、交叉點等工具，提高矢量化的效率。具體功能如下表所示。 表3 創(chuàng)建要素工具工具名稱功能描述線在地圖上繪制折線矩形在地圖上拉框繪制矩形圓形指定圓心

11、和半徑繪制圓形橢圓指定橢圓圓心、長短半軸繪制橢圓手繪曲線單擊鼠標左鍵，移動鼠標繪制自由曲線7. 可參照以上步驟，創(chuàng)建多邊形或點要素數據層，進一步熟悉多邊形或點要素編輯的相關操作。二、矢量數據的編輯矢量數據輸入后得到的數據可能會存在一些數字化的錯誤，如部分線段丟失，線段過長或過短等等，因此還需要進行數據的編輯。主要是針對幾何形狀進行修改。具體如下：1. 添加與刪除折點 添加與刪除折點操作步驟如下（1）選擇要編輯的要素，在【Editor】工具條上單擊按鈕或雙擊要編輯的要素，彈出【Edit Vertices】工具條，進入草圖編輯狀態(tài)。該工具條詳解如表3所示。表4 【Edit Vertices】工具條

12、詳解工具名稱功能描述添加折點在現有要素上添加折點，對單個點要素無效移除折點在當前選擇要素上移除折點，對單個點要素無效完成編輯完成草圖編輯，退出折點編輯狀態(tài)草圖屬性包含當前編輯要素的所有折點順序及其坐標值2.移動折點移動這點的操作步驟如下：（1）要素進入草圖編輯狀態(tài)后，將鼠標移動到需要移動的折點上，此時可通過拖動鼠標移動折點。（2）按住Shift鍵或者鼠標拉框可選擇多個折點，選中的折點狀態(tài)變?yōu)榭招木匦?，直接用鼠標拖動移動折點。（3）精確移動折點。有兩種方法：意思輸入移動的偏移量進行移動，二是輸入點的坐標進行移動。通過右鍵菜單可打開【Move】和【Move to】對話框，如圖所示。 圖7 精確移動

13、折點 3.移動要素移動要素有兩種方法： （1）直接拖動選中的要素進行移動。（2）在【Editor】菜單欄下，單擊【Move】，打開【Delta X,Y】對話框，輸入X和Y的偏移量，按Enter鍵確認。注意：在進行矢量數據的輸入和編輯時，單擊【Editor】菜單下的“Save Edits”隨時保存所做的編輯，以免信息丟失，保存完成后仍然自動回到編輯狀態(tài)。直到選擇“Stop Edit”并回答是否保存編輯結果后，方可結束本次編輯。4.5 屬性編輯空間數據編輯完成后，需要對應輸入屬性數據，進行屬性編輯。借助ArcMap的編輯工具，可以對單要素或多要素屬性進行添加、刪除、修改、復制或粘貼等多種編輯操作，

14、而應用數據層屬性表，可以實現更多的編輯操作。1. 單擊按鈕，在圖形窗口中選擇需要編輯屬性的要素（可以多選），單擊右鍵，再單擊【Attributes】按鈕，打開【Attributes】對話框，如圖8所示。圖8 Attributes對話框2.在【Attributes】對話框中，上窗口中顯示被選擇的要素，下窗口顯示屬性字段及其屬性值，鼠標放在所選擇的要素上單擊右鍵，打開選擇要素操作快捷菜單，可以對要素的屬性進行一系列操作，Copy、Paste、Unselect、Delete等。3. 通過工具條中的按鈕，打開Identify Results對話框，完成對屬性數據的瀏覽，如圖9所示。圖9 Identify對話框4. 也可以右鍵單擊圖層，單擊Open Attribute 命令，打開圖層的屬性表?？梢赃M行增加屬性表中字段內容的修改、字段添加、刪除等操作。對屬性表進行編輯時需注意字段的數據類型。5. 添加相應的字段，在數據層停止編輯的狀態(tài)下，打開屬性表對話框，單擊按鈕，選擇【Add Field】，彈出【Add Field】對話框，如圖10所示，輸入字段名稱，根據字段所存儲的內容選擇字段類型，ArcMap提供的字段類型包含數值型、文本型和日期型，根據所選擇