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文檔簡介
1、實驗3、影像配準及矢量化一、實驗目的1. 利用影像配準Georeferencing工具進行影像數(shù)據(jù)的地理配準。2. 編輯器的使用點要素、線要素、多邊形要素的數(shù)字化。注意:在基于ArcMap的操作過程中請注意保存地圖文檔。二、實驗準備根本概念:1地圖一Map ArcMap document在ArcGIS中,一個地圖存儲了數(shù)據(jù)源的表達方式地圖,圖表,表格以及空間參考。在ArcMap中保存一個地圖時,ArcMap將創(chuàng)立與數(shù)據(jù)的鏈接,并把這些鏈接與具體的表達方式保存起來。當翻開一個地圖時,它會檢查數(shù)據(jù)鏈接,并且用存儲的表達方式顯示數(shù)據(jù)。一個保存的地圖并不真正存儲顯示的空間數(shù)據(jù)!2數(shù)據(jù)框架一Data F
2、rame在"New Map File新建地圖操作中,系統(tǒng)自動創(chuàng)立了一個名稱為"Layers的數(shù)據(jù)框架。在ArcMap中,一個數(shù)據(jù)框架顯示統(tǒng)一地理區(qū)域的多層信息。一個地圖中可以包含多個數(shù) 據(jù)框架,同時一個數(shù)據(jù)框架中可以包含多個圖層。例如,一個數(shù)據(jù)框架包含中國的行政區(qū)域等信息,另一個數(shù)據(jù)框架表示中國在世界的位置。但在數(shù)據(jù)操作時,只能有一個數(shù)據(jù)框架處于活動狀態(tài)。在 Data View只能顯示當前活動的數(shù)據(jù)框架,而在Layout View可以同時顯示多個數(shù)據(jù)框架,而且它們在版面布局也是可以任意調(diào)整的。3組圖層-New Group Layer有時需要把一組數(shù)據(jù)源組織到一個圖層中,把它
3、們看作Contents窗口中的一個實體。例如,有時需要把一個地圖中的所有圖層放在一起或者把與交通相關的圖層如道路、鐵路和站點等放在一起,以方便管理。4數(shù)據(jù)層ArcMap可以將多種數(shù)據(jù)類型作為數(shù)據(jù)層進行加載,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。軟件準備:ArcGIS Desktop -Arc
4、Map實驗數(shù)據(jù):海燕鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖.jpg,在發(fā)送的壓縮包“ Exec03中可以找到。三、實驗內(nèi)容及步驟第1步 地形圖的配準一一加載數(shù)據(jù)和影像配準工具所有圖件掃描后都必須經(jīng)過掃描配準,對掃描后的柵格圖進行檢查,以確保矢量化工作順利進行。翻開ArcMap,添加"Georeferencing影像配準工具欄。把需要進行配準的影像"增加到ArcMap中,會發(fā)現(xiàn)"Georeferencing 工具欄中的工具被激活。首先將 Georeferncing 工具條 Georeferncing 菜單下 Auto Adjust 不選擇。第2步輸入控制點在配準中我們需要知道一些特殊點的
5、坐標。 通過讀圖,我們可以得到一些控件點一一 公里網(wǎng)格的交點,我們可以從圖中均勻的取幾個點。 一般在實際中,這些點應該能夠均勻 分布。在"Georeferencing 工具欄上,點擊"Add Control Points添加控制點按 鈕。使用該工具在掃描圖上精確到找一個控制點點擊,然后鼠標右擊輸入該點實際的坐標位置,如以下圖所示:用相同的方法,在影像上增加多個控制點一般是4個,輸入它們的實際坐標。點擊"Georeferencing 工具欄上的"View Link Table查看鏈接表按鈕。注意:在鏈接表對話框中點擊“Save按鈕,可以將當前的控制點保存為
6、磁盤上的文件,以備使用。檢查控制點的 Residual殘差和RMS均勻方差。如果某點 殘差特別大,需刪除并重新 選取控制點。 轉(zhuǎn)換方式設定為“ 1st Order Poly no mial或仿射。因為目前我們只用了四 個控制點,ArcGIS只能執(zhí)行一個 1st Order Polynomial affine二次或仿射變換 丨。第3步設定數(shù)據(jù)框的屬性增加所有控制點,并檢查均方差RMS后,在"Georeferencing 菜單下,點擊"Update Display更新顯示。執(zhí)行菜單命令"View " Data Frame Properties 數(shù) 據(jù)框?qū)傩裕?/p>
7、設定數(shù)據(jù)框?qū)傩?。Dat-a Frame PropertiesAnnotati on GroupsG頓e呵 | DataEk ten t RectanglesTraime | S i and f osi tier.Iliumination | C?ri ds Map CtcheCoordiiuts Systai |Credits:Utiit5P Simulate layer transparercy ri legendsM&tersMeters L_Display:Tp: See Tools>0ption5>Data Vievj tab For additional opti
8、ons for diphyiniQ coordinates in the status br取消|在"General常規(guī)選項頁中,將地圖顯示單位設置為"Meters米U'>F4nnir fMjps-1*42° ainktc iystr n i'hl'ifkdt i «JEtlexl 匕112電込二1電工a Li 型Curient tocrde siem ?ari_L sao_Gt_CM_liJE i-rc gectim門話血_孑匹/駅 Ffik&_i=sitngr gnmno n vnrr Fals=JrtFir:
9、CUDODODD C&,MtriS_Mi-idi,5n= ULMOEMO icrtkj-tnr! innmwi UWude-W-CMan: OJOOQOOQ Llnaar iLlnit: eter預定義Projected Coordin ateGes戶 n.qgsDai:Lm D Aia- L9EDSystem_Gauss Kruger_Xia n 1980Iirarani±on3;P.sdftdt a cco-dirate vy£"emiB 計E 19K 3<x Z.Tne 43題 XLri 19SJ 3 Degree GC Zone +4 雷卅h
10、 19K 3 D*y« CX左朮祐 區(qū)1HBJ "M:上jhIipctL“世 Ktsn 1950 aKOM ;17E 番汩 191 SK 'Tl 1 ?T 底 193J ;KG :29E 夏 Xkm 1900 fiKCM 13SE 逼 Xiai ivsu 也 CM :疋亦 inooomE 販 仙 19BJ jKOMB?fcJLdzl r: Favarite;Vffl l£i在"Coordi nate System 選項頁中,設定數(shù)據(jù)框的坐標系統(tǒng)為"Xian 1980 GK CM 111E 西安80投影坐標系,6度分帶,中央經(jīng)線在東經(jīng) 1
11、11度,橫坐標前不加帶號,與待矢量化的影像圖的坐標系一致。由于我們的影像圖是二手資料,確切的地理坐標參數(shù)沒方法獲取,只能根據(jù)坐標換算得到的地理坐標范圍大約北緯20° 13' 20° 17',東經(jīng)110° 34' 110°38'丨進行推斷其中央經(jīng)線為111 °,坐標系統(tǒng)因為是 2003年左右制作地圖轉(zhuǎn)換而來的影像圖,一般用的是西安 80坐標系統(tǒng)。更新后,就變成真實的坐標。第4步矯正并重采樣柵格生成新的柵格文件在"Georeferencing 菜單下,點擊"Rectify 矯正,翻開Save as
12、對話框, 將更新后的影像另存。其中參數(shù)Cell Size選擇與更新前相同,Resample Type重采樣方法有 3 種:Nearest Neighbor 最近鄰法、Bilinear Interpolation雙線性內(nèi)插法和Cubic Convolution 立方卷積法,一般對柵格地圖來說采用最近鄰法為好。在 OutputLocation中指明輸出圖像存儲路徑,Name中輸入名稱"海燕鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖5,F(xiàn)ormat采用JPG格式。輸出圖像中保存了配準信息。UpdLe±lLillgCell 如|0.7CC415Recti£j.Fi t fo Ds "fl
13、FhDxa s:1Flip « lotat*Bnip 匕 Type?卜疽7 righhir <fcr dscFftr 日威甸J7IrsnsformatiiraCutpu: Loctonc|諄丈檔'僥用噸巳熾議制eg wAui o rljiiE tMw;| 懷用. ipsForirinnIfpdftL* Di ejIi rwnni-nkiFB 7ufw ;jComprrMsion QuaifcDal aKatrial Pan*竜-J (1 1UU);R殳7iriUi.s£Qrmori胡曲|cartel后面我們的數(shù)字化工作是對這個配準和重新采樣后的影像“海燕鄉(xiāng)土地
14、利用現(xiàn)狀圖5進行操作。在數(shù)字化之前,我們需要建立一些數(shù)據(jù)層來存儲從影像上提取的要素信 息,下面介紹在 ArcCatalog中如何新建數(shù)據(jù)層?第5步在ArcCatalog新建數(shù)據(jù)層該數(shù)據(jù)采用的是西安 80坐標系統(tǒng)、6度分帶。 翻開ArcCatalog 。在指定目錄鼠標右擊, 在“ New中,選擇“ Shapefile 如以下圖:jAzctalalag - Arcln£o - B: 疑T文舌_僮期山曲I:狄或畫敦據(jù)皿(H_ | | XFiilc Z± t Visv 0 l4«ls ¥ i>i:v Jkl筠$ 匪 謨住俸蓋掛電山mp :*數(shù)¥_
15、r些' 倫用虹曲辭TfegiifiM:-_J二瑤口番L Qj m2金口 Tx t e 11 U Eoect/itc7il* G吟jhl血加卷 * 打 3BE_5±,o±iJ.JriareI Cniiu-et si nn Tcwl s 寶 a 噸 LiiytrX DtleteH|!< s0 TaaLbas_I Xfclrifu flxli範列電 曲血r沁 LtWQ iazde . Ccrm.|y"| tl/lL Darji a-ritfiT EiTioasK1&J4rC32 L«-Cat4T.*舟八時山 爭丹如g.(2)輸入數(shù)據(jù)層Na
16、me如"行政界線,選擇要素類型,如Polyline ,點按鈕“Edit選擇空間參照系。在"Spatial Referenee Properties(空間參考屬性)對話框中選擇適宜的坐標系統(tǒng),點擊" Select 按鈕。在(Projected Coordinate Systems 目錄下,選擇 Gauss Kruger-Xian 1980-Xian 1980 GKCM111E.prj)。點擊"Add,現(xiàn)在這些坐標系統(tǒng)信息應該如以下圖所示:(3) 點擊“確定,再按“ OK'。這樣,我們就創(chuàng)立了一個線狀要素的數(shù)據(jù)層。 注意:上面我們只是介紹了土地利用現(xiàn)
17、狀要素中線要素“地類界線的建立方 法,點、面要素的建立方法類似。第6步 以海燕鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖為背景,進行分層數(shù)字化關于數(shù)據(jù)分層:由于一幅土地利用現(xiàn)狀圖包含的要素有許多如地類圖斑、行政界線、鐵路、公路、單線河流等等,因此在通過數(shù)字化提取相應信息之前我們要對地圖數(shù)據(jù)進行預 處理一一分層。一般存儲以上要素的圖層有三個:地類圖斑面、行政界線線、線狀地物線。不過,為了使地圖上所有的線劃要素均只數(shù)字化一次, 數(shù)字化過程不直接構面當 然Aremap中可以直接構面,而是先將現(xiàn)狀圖上所有的線要素數(shù)字化, 這個過程也要 考慮數(shù)據(jù)分層,根據(jù)上面的分析我們可分為如下三個圖層:行政界線XZJX、線狀地物XZDW、地類
18、界線DLJX。以上三層線要素數(shù)字化完后,再利用XZJX、XZDV及 DLJX層構面,就得到面要素“地類圖斑。關于數(shù)字化的順序:剛剛前面提到:地圖上所有的線劃要素均只數(shù)字化一次,如何實現(xiàn)呢?實際上在數(shù)字化之前,我們先確定好采集要素的順序,即可做到地圖上所有的線劃要素均只數(shù) 字化一次。數(shù)字化的順序是先采集行政界線、然后線狀地物道路、單線河、最后再地類界線。注意:跟蹤時要保證線的交點處盡量閉合或相交,目的是保證線構面時候的 成功率。關于數(shù)字化的步驟:(1) 翻開ArcMap中,將已配準的影像“海燕鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖5和新建的線要素“行政界線參加數(shù)據(jù)框中。在主菜單中選擇“File-Add Data,或者
19、在standard工具條中選擇+,按住shift鍵,選擇“海燕鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖、“行政界線.shp.得到結果如圖:注意:在ArcMap中,創(chuàng)立新地圖并向其中加載數(shù)據(jù)層時,第1個被加載的數(shù)據(jù)層的坐標系統(tǒng)就作為該數(shù)據(jù)組默認的坐標系統(tǒng),隨后加載的數(shù)據(jù)層,無論其坐標系統(tǒng)如何,只要含有坐標信息,滿足坐標轉(zhuǎn)換的需要,都將被自動的轉(zhuǎn)換成該數(shù)據(jù)組的坐標系統(tǒng)。當然,這種轉(zhuǎn)換不影響數(shù)據(jù)層所對應的數(shù)據(jù)文件本身。(2) 在開始矢量化之前,保存一個地圖文檔Exec03.mxd,這樣每次開始矢量化之前只需雙擊“ Exec03.mxd ,即可翻開 ArcMap及工作數(shù)據(jù)。(3) 選取“ Editor ,翻開編輯工具欄,如圖
20、: 選取數(shù)據(jù)層“行政界線,按Editor的下拉鍵,點取“ Start Editing ,禾U用編輯工具中的“Sketchtool ,就可數(shù)字化行政要素的邊界線。前面講過,線的交點處要注意盡量閉合或相交,目的是保證線構面時候的成功率。下面介紹線相交的技巧:線的起始點應盡量跨越已經(jīng)畫好的線要素,如以下圖。比方地類界線數(shù)字化應該這樣操作。-出j,- f II直口2下面介紹 線閉合的技巧進行捕捉環(huán)境設置即可:線閉合可通過直接捕捉已經(jīng)存在要素的結點、終點、邊線來實現(xiàn)。具體操作方法:在editor下拉菜單項選擇擇“ Start Editing 如果已經(jīng)有圖層處于編輯狀態(tài), 那么可不進行上述操作,然后在ed
21、itor下拉菜單項選擇擇“snapping ,翻開Snapping Environment 對話框,如下:La/erVertex Edge EndKZJXXZJX_FeatureToPolvEdit SkeEdi“1 Edit sketch verticesP Edit sketch adg&s" Perpendicular to sketch terCenterlines CornerIritersecticriEndsSolidT opology Elerri&ntsL Topology rtodes bscdlanecusSur/ey Points在Snapping Environment 對話框的上部列表中設置數(shù)據(jù)層抓點特性:可以設置 抓取結點、終點、邊線;下部列表中編輯草圖的三個鉤都選上,如上圖,在對圖層 XZJX進行編輯時,會自動捕捉頂點vertex、邊edge丨和終點end。(5)添加要素的屬性項。點取要加要素的數(shù)據(jù)層,如“行政界線,點右鍵,"Open Attribute Table ,出現(xiàn)屬性表,再按“ Option 中的“ Add Field ,可增 加所需的屬性項, 在Name中輸入“界線類型,在Type中選“ Text,Length設為 20 10個中文字符長,用來存儲各類行政界線的
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