實(shí)驗(yàn)3、影像配準(zhǔn)及矢量化

1、實(shí)驗(yàn)3、影像配準(zhǔn)及矢量化一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 利用影像配準(zhǔn)Georeferencing工具進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的地理配準(zhǔn)。2. 編輯器的使用點(diǎn)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(guò)程中請(qǐng)注意保存地圖文檔。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備根本概念：1地圖一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)立與數(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)翻開(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)框架一Data F

2、rame在"New Map File新建地圖操作中，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)立了一個(gè)名稱為"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

3、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。軟件準(zhǔn)備：ArcGIS Desktop -Arc

4、Map實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟第1步 地形圖的配準(zhǔn)一一加載數(shù)據(jù)和影像配準(zhǔn)工具所有圖件掃描后都必須經(jīng)過(guò)掃描配準(zhǔn)，對(duì)掃描后的柵格圖進(jìn)行檢查，以確保矢量化工作順利進(jìn)行。翻開(kāi)ArcMap,添加"Georeferencing影像配準(zhǔn)工具欄。把需要進(jìn)行配準(zhǔn)的影像"增加到ArcMap中，會(huì)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(diǎn)在配準(zhǔn)中我們需要知道一些特殊點(diǎn)的

5、坐標(biāo)。 通過(guò)讀圖，我們可以得到一些控件點(diǎn)一一 公里網(wǎng)格的交點(diǎn)，我們可以從圖中均勻的取幾個(gè)點(diǎn)。 一般在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該能夠均勻 分布。在"Georeferencing 工具欄上，點(diǎn)擊"Add Control Points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，如以下圖所示：用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)一般是4個(gè)，輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)。點(diǎn)擊"Georeferencing 工具欄上的"View Link Table查看鏈接表按鈕。注意：在鏈接表對(duì)話框中點(diǎn)擊“Save按鈕，可以將當(dāng)前的控制點(diǎn)保存為

6、磁盤上的文件，以備使用。檢查控制點(diǎn)的 Residual殘差和RMS均勻方差。如果某點(diǎn) 殘差特別大，需刪除并重新 選取控制點(diǎn)。 轉(zhuǎn)換方式設(shè)定為“ 1st Order Poly no mial或仿射。因?yàn)槟壳拔覀冎挥昧怂?個(gè)控制點(diǎn)，ArcGIS只能執(zhí)行一個(gè) 1st Order Polynomial affine二次或仿射變換 丨。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"Georeferencing 菜單下，點(diǎn)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(shè)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(xiàng)頁(yè)中，將地圖顯示單位設(shè)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(yù)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(jì)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(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系統(tǒng)為"Xian 1980 GK CM 111E 西安80投影坐標(biāo)系，6度分帶，中央經(jīng)線在東經(jīng) 1

11、11度，橫坐標(biāo)前不加帶號(hào)，與待矢量化的影像圖的坐標(biāo)系一致。由于我們的影像圖是二手資料，確切的地理坐標(biāo)參數(shù)沒(méi)方法獲取，只能根據(jù)坐標(biāo)換算得到的地理坐標(biāo)范圍大約北緯20° 13' 20° 17'，東經(jīng)110° 34' 110°38'丨進(jìn)行推斷其中央經(jīng)線為111 °，坐標(biāo)系統(tǒng)因?yàn)槭?2003年左右制作地圖轉(zhuǎn)換而來(lái)的影像圖，一般用的是西安 80坐標(biāo)系統(tǒng)。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?quot;Georeferencing 菜單下，點(diǎn)擊"Rectify 矯正，翻開(kāi)Save as

12、對(duì)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(duì)柵格地圖來(lái)說(shuō)采用最近鄰法為好。在 OutputLocation中指明輸出圖像存儲(chǔ)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(zhǔn)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(duì)這個(gè)配準(zhǔn)和重新采樣后的影像“海燕鄉(xiāng)土地

14、利用現(xiàn)狀圖5進(jìn)行操作。在數(shù)字化之前，我們需要建立一些數(shù)據(jù)層來(lái)存儲(chǔ)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(biāo)系統(tǒng)、6度分帶。 翻開(kāi)ArcCatalog 。在指定目錄鼠標(biāo)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?fù)?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(fàn)列電 曲血r沁 LtWQ iazde . Ccrm.|y"| tl/lL Darji a-ritfiT EiTioasK1&J4rC32 L«-Cat4T.*舟八時(shí)山 爭(zhēng)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(diǎn)按鈕“Edit選擇空間參照系。在"Spatial Referenee Properties(空間參考屬性)對(duì)話框中選擇適宜的坐標(biāo)系統(tǒng)，點(diǎn)擊" Select 按鈕。在(Projected Coordinate Systems 目錄下，選擇 Gauss Kruger-Xian 1980-Xian 1980 GKCM111E.prj)。點(diǎn)擊"Add，現(xiàn)在這些坐標(biāo)系統(tǒng)信息應(yīng)該如以下圖所示：(3) 點(diǎn)擊“確定，再按“ OK'。這樣，我們就創(chuàng)立了一個(gè)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(diǎn)、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(jìn)行分層數(shù)字化關(guān)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(guò)數(shù)字化提取相應(yīng)信息之前我們要對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù) 處理一一分層。一般存儲(chǔ)以上要素的圖層有三個(gè)：地類圖斑面、行政界線線、線狀地物線。不過(guò)，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(guò)程不直接構(gòu)面當(dāng) 然Aremap中可以直接構(gòu)面，而是先將現(xiàn)狀圖上所有的線要素?cái)?shù)字化， 這個(gè)過(guò)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(gè)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?cái)?shù)字化完后，再利用XZJX、XZDV及 DLJX層構(gòu)面，就得到面要素“地類圖斑。關(guān)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(shí)現(xiàn)呢？實(shí)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(shí)要保證線的交點(diǎn)處盡量閉合或相交，目的是保證線構(gòu)面時(shí)候的 成功率。關(guān)于數(shù)字化的步驟：(1) 翻開(kāi)ArcMap中，將已配準(zhǔn)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(jié)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(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。(2) 在開(kāi)始矢量化之前，保存一個(gè)地圖文檔Exec03.mxd，這樣每次開(kāi)始矢量化之前只需雙擊“ Exec03.mxd ，即可翻開(kāi) ArcMap及工作數(shù)據(jù)。(3) 選取“ Editor ，翻開(kāi)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(diǎn)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(guò)，線的交點(diǎn)處要注意盡量閉合或相交，目的是保證線構(gòu)面時(shí)候的成功率。下面介紹線相交的技巧：線的起始點(diǎn)應(yīng)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(yīng)該這樣操作。-出j,- f II直口2下面介紹 線閉合的技巧進(jìn)行捕捉環(huán)境設(shè)置即可：線閉合可通過(guò)直接捕捉已經(jīng)存在要素的結(jié)點(diǎn)、終點(diǎn)、邊線來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體操作方法：在editor下拉菜單項(xiàng)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(jìn)行上述操作，然后在ed

21、itor下拉菜單項(xiàng)選擇擇“snapping ，翻開(kāi)Snapping Environment 對(duì)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(duì)話框的上部列表中設(shè)置數(shù)據(jù)層抓點(diǎn)特性：可以設(shè)置 抓取結(jié)點(diǎn)、終點(diǎn)、邊線；下部列表中編輯草圖的三個(gè)鉤都選上，如上圖，在對(duì)圖層 XZJX進(jìn)行編輯時(shí)，會(huì)自動(dòng)捕捉頂點(diǎn)vertex、邊edge丨和終點(diǎn)end。(5)添加要素的屬性項(xiàng)。點(diǎn)取要加要素的數(shù)據(jù)層，如“行政界線，點(diǎn)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(xiàng)， 在Name中輸入“界線類型，在Type中選“ Text，Length設(shè)為 20 10個(gè)中文字符長(zhǎng)，用來(lái)存儲(chǔ)各類行政界線的