ArcMap的柵格數(shù)據(jù)矢量化

1、ArcMap柵格數(shù)據(jù)矢量化一、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系；2、掌握利用ArcMap進行地圖屏幕掃描數(shù)字化的主要流程及具體操作；二、ArcMap基礎知識基本概念1) 地圖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)建與數(shù)據(jù)的鏈接，并把這些鏈接與具體的表達方式保存起來。當打開一個地圖時，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Data Frame在“新

2、建地圖”操作中，系統(tǒng)自動創(chuàng)建了一個名稱為“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，把它們看作Contents窗口中的一個實體。例如，有時需要

3、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轉換成ShapeFile。5）shape的要素類型point、polyline、Polygon、Multipoint、MultiPatch.三、

4、手工矢量化具體內(nèi)容及操作(一)創(chuàng)建和打開地圖1、 進入ArcMap時創(chuàng)建地圖1）運行ArcMap,選擇Start using ArcMap With欄中的A New Empty Map方式，單擊OK;2) 運行ArcMap,選擇Start using ArcMap With欄中的A template方式，可打開地圖模板框，可選擇通用地圖版式：LandscapeModern.mxt,在Preview中可預覽地圖版面布局。2、 ArcMap中隨時可File/New3、 可打開已存在的地圖，*.mxd;4、 Layers的理解在“新建地圖”操作中，系統(tǒng)自動創(chuàng)建了一個名稱為“Layers”的數(shù)據(jù)框架，

5、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。5、Group Layer的理解有時需要把一組數(shù)據(jù)源組織到一個圖層中，把它們看作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。

6、1. 在contents窗口的Display標簽或Source標簽內(nèi)用右鍵選擇“New Data Frame” ，在顯示的彈出菜單中選擇“New Group Layer”，察看結果；2. 在contents窗口的Display標簽或Source標簽內(nèi)用右鍵選擇“New Group Layer” ，在顯示的彈出菜單中選擇“Remove”，察看結果。（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”進入ArcCatalog模塊，在ArcCatalog中選擇要建立的數(shù)據(jù)層所在目錄后，點擊右鍵，選擇“new

7、”、“shapefile”，如下圖：2、如下圖，輸入數(shù)據(jù)層Name，如QsPoly，選擇要素類型，如Polygon，點按鈕“Edit”選擇空間參照系。再按“OK”。3、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，得到結果如圖：（三）定義數(shù)據(jù)層的坐標在ArcMap中，創(chuàng)建新圖并向其中加載數(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，滿足坐標轉換的需要，都將被自動的轉換成該數(shù)據(jù)組的坐標系統(tǒng)。當然，這種轉換不影響數(shù)據(jù)層所對應的

8、數(shù)據(jù)文件本身。l 查閱數(shù)據(jù)組織坐標【1】在數(shù)據(jù)組上按右鍵打開快捷菜單；【2】點擊Properties，打開Data Frame Properties對話框； 【3】點擊Coordinate System標簽，數(shù)據(jù)組的坐標信息就顯示在該窗口中； 查閱數(shù)據(jù)組織坐標l 變換組織坐標【1】在數(shù)據(jù)組上按右鍵打開快捷菜單；【2】點擊Properties，打開Data Frame Properties對話框；【3】點擊Coordinate System標簽；【4】點擊地圖投影類型，選擇投影類型；【5】點擊“確定”按鈕，觀察坐標變換情況。如西安1980坐標系，如圖。（四）以QS為背景，進行屏幕數(shù)據(jù)化、在主菜單

9、“View”、“Toolbars”中選取“Editor”，打開編輯工具欄，如圖：2、選取數(shù)據(jù)層QsPoly，按Editor的下拉鍵，點取“Start Editing”,利用編輯工具，就可數(shù)字化多邊形。編輯工具有：。用“Sketchtool” ，可以數(shù)字化多邊形的邊界，“Trace Tool” 用于對已有公共邊界的自動追蹤，確保公共邊界的一致性。是增加所選多邊形的中間點。重點練習和總結各種編輯工具的使用：如打斷多邊形的具體操作：用選擇要打斷的多邊形，再在中選定Cut Polygon Features，然后按工具，繪出打斷線（可以是弧段，注意要與所選多邊形完全相交），雙擊結束。如圖：打斷多邊形用選

10、擇要打斷的多邊形，再在中選定Cut Polygon Features，然后按工具，繪出打斷線（可以是弧段，注意要與所選多邊形完全相交），雙擊結束。如圖：3、輸入屬性數(shù)據(jù)1）添加要素的屬性項點取要加要素的數(shù)據(jù)層，如QSPoly，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，如名稱。2）刪除屬性項，鼠標放在屬性項上，點右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，點“Delete Field”。注意：當數(shù)據(jù)層處于圖形編輯（Start Editing）狀況下，“Add Field”變灰，不可用。3）增加屬性值，設置數(shù)據(jù)層處于編輯狀況，按E

11、ditor的下拉鍵，點取“Start Editing”。點Edit Tool，選取某要素，點右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，點“Attribute”，如下左圖。進入屬性編輯窗口，如上右圖，即可輸入或修改屬性值。四、ArcScan矢量化具體內(nèi)容及操作 ArcScan ARCSCAN是ARC/INFO的掃描圖預處理及矢量化模塊，具有噪音消除、斑點剔除、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中一個把掃描柵格轉化為矢量GIS圖層的工具，這個過程可以交互式或自動進行。ArcScan工具可是使用使用的幾個前提是:1, ArcScan擴展模塊必須激活2, A

12、rcMap中添加了至少一個柵格數(shù)據(jù)層(TIF IMG圖象等)和至少一個矢量數(shù)據(jù)層(可以是點線面等)3, 柵格數(shù)據(jù)必須進行過二值化處理(變?yōu)楹诎讏D片)4, Editor必須啟動練習一：柵格跟蹤ArcScan使得從掃描柵格上建立新要素變得簡單，這個過程可以減少在矢量數(shù)據(jù)庫中一體化柵格數(shù)據(jù)的時間。(一)啟動ArcMap:在作這個練習之前你必須先啟動ArcMap并導入練習數(shù)據(jù)。1、在開始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來啟動ArcMap。2、單擊標準工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇4、點擊Open. (二)激活ArcScan 模塊:選擇ToolsExtensions， Ex

13、tensions 對話框中，將ArcScan的復選框勾上.選擇ViewtoolbarsArcScan，將ArcScan 勾上。將ArcScan 工具條顯示到桌面上，工具條出現(xiàn)后默認是灰色的(三)柵格數(shù)據(jù)二值化:這里的二值化，其實便是將柵格圖象的符號化方案設置為兩種顏色分類顯示。這個二值化操作是ArcScan 使用的要點之一，這個操作相當于將柵格數(shù)據(jù)劃分為“是”或“否”可以數(shù)字化兩個種類。這時候，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)開始編輯:ArcScan擴展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激活，Start Editing命令可以使你開始編輯工作。點擊

14、Editor工具欄中的Start Editing來開始編輯。此時ArcScan工具因該是可用的:(五)設置柵格捕捉選項:柵格捕捉設置影響跟蹤過程，這些設置在Raster Snapping Options對話框進行設置在ArcScan工具欄上點擊Raster Snapping Options按鈕來打開對話框。2、 設置maximum line width為7，這個設置將使得能捕捉邊界的柵格像元。3、點擊應用確定。4、點擊Editor工具欄中Snapping來打開Snapping Environment對話框5、點擊+號展開。6、選擇Centerlines和Intersection來進行捕捉。(六

15、)跟蹤柵格像元來建立線要素:現(xiàn)在已經(jīng)設置好了柵格捕捉環(huán)境了，準備開始跟蹤柵格像元，這將利用Vectorization Trace工具。在ArcScan工具欄上點擊Vectorization Trace按鈕。移動指針到捕捉到邊界交點然后點擊來開始跟蹤。繼續(xù)利用Vectorization Trace工具來跟蹤外部邊緣。當跟蹤完成了整個邊界，按F2完成草圖?，F(xiàn)在一個新的線要素顯示這塊地的邊界。(七)跟蹤柵格像元來創(chuàng)建面要素:現(xiàn)在你成功的跟蹤柵格像元創(chuàng)建了線要素，現(xiàn)在將利用VectorizationTrace工具來創(chuàng)建面狀要素。改變編輯的目標層你必須通過改變編輯目標層從ParcelLines 到Par

16、celPolygons來創(chuàng)建面狀要素。1、在Editor工具欄上點擊Target下拉框并選擇ParcelPolygons。在ArcScan工具欄上點擊Vectorization Trace工具。移動鼠標到捕捉到地塊061的左下角并點擊開始跟蹤。點擊地塊的右下角，創(chuàng)建面的一段邊線。逆時針方向繼續(xù)跟蹤地塊。當指針回到開始點按F2完成創(chuàng)建面。(八)完成保存編輯過程:如果你完成了柵格像元的跟蹤要屏蔽Vectorization Trace工具，可以通過保存來停止編輯并完成此練習。點擊Editor菜單并點擊Stop Editing。點擊是來保存你的編輯成果。在本練習中你學到了怎么樣設置柵格捕捉選項和環(huán)境，

17、捕捉柵格像元并跟蹤柵格像元來創(chuàng)建線狀要素和面狀要素。這幾個步驟覆蓋了整個柵格跟蹤的過程，在下一個練習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對整圖進行自動產(chǎn)生要素。練習二：ArcScan批處理矢量化在本練習中，你將編輯一個掃描的地圖，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生成要素(一)啟動ArcMap:在作這個練習之前你必須先啟動ArcMap并導入練習數(shù)據(jù)。1、在開始菜單中或桌面上雙擊ArcMap的快捷方式來啟動ArcMap。2、單擊標準工具欄上的Open按鈕3、在ArcScan目錄中選擇ArcScanBatch.mxd4、點擊Open. (二)激活Ar

18、cScan 模塊:選擇ToolsExtensions， Extensions 對話框中，將ArcScan的復選框勾上.選擇ViewtoolbarsArcScan，將ArcScan 勾上。將ArcScan 工具條顯示到桌面上，工具條出現(xiàn)后默認是灰色的(三)柵格數(shù)據(jù)二值化:這里的二值化，其實便是將柵格圖象的符號化方案設置為兩種顏色分類顯示。這個二值化操作是ArcScan 使用的要點之一，這個操作相當于將柵格數(shù)據(jù)劃分為“是”或“否”可以數(shù)字化兩個種類。這時候，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)開始編輯:ArcScan擴展模塊必須在編輯狀態(tài)下才能激

19、活，Start Editing命令可以使你開始編輯工作。點擊Editor工具欄中的Start Editing來開始編輯。此時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，這個過程ArcScan提供了raster cleanup工具來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、點擊Raster Cleanup菜單并點擊Start Cleanup來開始清理工作。2、點擊Raster Cleanup菜

20、單并點擊Raster Painting Toolbar 來打開Raster Painting工具欄。點擊在Raster Painting工具欄上的擦除工具。點擊并按住鼠標左鍵來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工具叫做Magic Erase工具，允許你通過單擊并畫框的方式來擦除連續(xù)的一系列像元。6、點擊在Raster Painting工具欄上的Magic Erase工具。7、圍繞著地塊中間的注記畫一個框來刪除這個注記。這個注記現(xiàn)在就被從影像上刪除了利用cell selection工具來幫助清理柵格。

21、在前面的步驟中，你學習到了怎么樣利用擦除工具和魔法擦除工具來從影像上刪除不需要的像元。如果影像上需要大量的處理，這個方法就太麻煩了，為了使這個過程順利，你可利用聯(lián)合使用cell selection工具和柵格擦除工具。1、點擊Cell Selection菜單中的Select Connected Cells。2、在Select connected cells對話框中，在柵格區(qū)域總像素中輸入500，這個表達式將選擇柵格中所有的注記。3、點擊OK?，F(xiàn)在柵格中所有的注記對應的像元都被選擇上了。4、點擊Raster Cleanup菜單并且點擊Erase Selected Cells來刪除選擇中的像元?，F(xiàn)在

22、選擇中的像元都被刪除了。 (六)利用矢量化設置。批處理矢量化依靠用戶自定義的設置，這些設置將影響產(chǎn)生的要素的形狀，這些設置依賴你所使用的柵格數(shù)據(jù)類型，一旦為你的柵格決定了相應的設置，你可以保存它們到地圖文檔或獨立的文件中，你可應用Vectorization Settings對話框來設置。1、點擊Vectorization下的Vectorization Settings來打開對話框。現(xiàn)在可以修改矢量化設置來確保生成最佳的結果2、改變Maximum Line Width為103、改變Compression Tolerance為4、點擊Apply來保存設置。5、點擊Close.(七)預覽矢量化Arc

23、Scan提供了一種方式來預覽批處理矢量化生成的要素，這可以幫助你來確定怎樣設置將影像矢量化，當設置被改變了，預覽也可以隨著單擊VectorizationSettings 中的Apply按鈕來改變，這個設計允許你最佳的調(diào)整矢量化設置。1、點擊Vectorization 菜單并點擊Show Preview。地圖中將預覽矢量化后的結果。(八)生成要素批處理矢量化的最后一個步驟就是生成要素了，Generate Features對話框允許你選擇保存新要素的圖曾和執(zhí)行矢量化。1、點擊Vectorization菜單并點擊Generate Features。2、選擇ParcelLinesBatch圖層。3、點

24、擊OK。當顯示刷新后，你將看到新生成的矢量要素。(九)完成保存編輯過程:一旦生成要素完成，就可以停止編輯并保存結果完成練習。1.點擊Editor菜單并點擊Stop Editing。2.點擊是來保存你的編輯成果。在這個練習中你學到了怎么樣利用柵格清理工具和像元選擇工具來編輯柵格圖層、應用矢量化設置、預覽矢量化結果和生成矢量要素。這些步驟覆蓋了批處理矢量化的主要步驟。（全文完）ArcGIS中影像圖配準方法數(shù)據(jù)準備：1:2000影像數(shù)據(jù) 55.2-38.0.tif 55.2-39.0.tif配準前：加載上述兩幅影像圖，在ArcMap中顯示效果如下：第1步: 地形圖的配準加載數(shù)據(jù)和影像配準工具所有圖件

25、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。 打開ArcMap，添加“影像配準”工具欄。把需要進行配準的影像55.2-38.0.tif增加到ArcMap中，會發(fā)現(xiàn)“影像配準”工具欄中的工具被激活。第2步: 輸入控制點-在配準中我們需要知道一些特殊點的坐標。一般為控件點公里網(wǎng)格的交點。在這里將選取影像圖的四個角點，根據(jù)影像圖的圖幅號算出它的每個角點的坐標點。在“影像配準”工具欄上，點擊“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，如下圖所示： 用相同的方法，在影像上增加多個控制點（大于7個），輸入它們的實際坐標。點擊“影像配準”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕。檢查控制點的殘差和RMS，刪除殘差特別大的控制點并重新選取控制點。轉換方式設定為“二次多項式”注意：在連接表對話框中點擊“保存”按鈕，可以將當前的控制點保存為磁盤上的文件，以備使用。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”影像配準”菜單下，點擊“更新顯示”。執(zhí)行菜單命令“視圖”“數(shù)據(jù)框屬性”，設定數(shù)據(jù)框屬性在“常規(guī)”選項頁中，將地圖顯示單位設置為“米”在“坐標系統(tǒng)”選項頁中，