ArcGIS影像配準與空間配準方法

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ArcGIS影像配準與空間配準

地圖配準可分為影像配準和空間配準。影像配準的對象是raster圖，譬如TIFF圖。配準后的圖可以保存為ESRIGRID,TIFF,或ERDASIMAGINE格式。空間配準（SpatialAdjustment)是對矢量數(shù)據(jù)配準。一、影像配準在ArcGIS中配準：

1.開啟ArcMap，增加Georeferencing工具條。

2.把需要進行改正的影像增加到ArcMap中，會發(fā)現(xiàn)Georeferencing工具條中的工具被激活。在view/dataframeproperties的coordinateproperties中選擇坐標系。假使是大地（投影）坐標系選擇predefined中的Projectedcoordinatesystem，坐標單位一般為米。假使是地理坐標系（坐標用經(jīng)緯度表示）表示則選擇Geographiccoordinatesystem。3.改正前可以去掉\前的勾。在校正中我們需要知道一些特別點的坐標。如公里網(wǎng)格的交點，我們從圖中均勻的取幾個點，不少于7個。在實際中，這些點要能夠均勻分布在圖中。

4.首先將Georeferencing工具條的Georeferencing菜單下AutoAdjust不選擇。5.在Georeferencing工具條上，點擊AddControlPoint按鈕。

6.使用該工具在掃描圖上確切到找一個控制點點擊，然后鼠標右擊，InputXandY輸入該點實際的坐標位置。采用地理坐標系時應輸入經(jīng)緯度，經(jīng)緯度用小數(shù)表示，如110°30'30'應寫成110.508(=110+30.5/60)。

7.用一致的方法，在影像上增加多個控制點，輸入它們的實際坐標。8.增加所有控制點后，在Georeferencing菜單下，點擊UpdateDisplay。9.更新后，就變成真實的坐標。

10.在Georeferencing菜單下，點擊Rectify，將校準后的影像另存。在arcview中進行配準：

軟件準備：arcview,必需安裝了imagewape擴展模塊數(shù)據(jù)準備：柵格圖像，必需有坐標（大地坐標或經(jīng)緯座標）步驟：

1、找到柵格圖像上的坐標點，至少要四個，坐標點分布應均勻。2、開啟arcview，單擊chart,單擊new,創(chuàng)立一張新表3、輸入X，Y坐標（柵格圖上的點坐標），

4、點擊保存。開啟view窗口，單擊theme,addeventtheme，設定字段為剛剛新建的表格里的X，Y字段。

5、這時導入到視圖中，你可以看到幾個點。

6、再converttoshp，把它轉換為點.shp文件，參與到視圖中。7、在view中，propertise里設置你想要的投影方式。8、這時控制點文件就做好了。

9、接下來，關閉所有的窗口，單擊file-extension,imagewape，點擊此模塊，這時菜單欄多了一行imagewape

10、點擊imagewape——imagewapesession,選擇你想要配準的柵格圖像到第一個框。再選擇剛剛生成的點文件到其次個框。二、空間配準（ArcGIS）

1、首先在Arccatalog下面對需要配準的矢量圖設置投影方式（右鍵點擊該圖，在shapefile屬性表的shape字段屬性中，定義相應的投影方式；

2、通過excel或記事本建立一個文本文件，輸入幾個控制點的坐標值，x表示經(jīng)向，y為緯向，可以是公里網(wǎng)格坐標，和上面的定義的投影方式對應，保存；

3、在ArcMap里面開啟矢量圖，在\編輯器\（Editor）里設為\開始編輯\；

4、在\空間配準\（SpatialAdjustment）里把\設置配準數(shù)據(jù)\（setadjustdata)定為\選擇這些層中的所有要素\，然后在\鏈接\里開啟上面建立的控制點文件；

5、先雙擊控制點文件中的坐標值，再在矢量圖中找到對應的點雙擊，即建立了第一個鏈接，依照此法，建立數(shù)個鏈接；

6、點擊\空間配準\下面的\配準\（已由灰變黑可用），則配準完成。zz地理坐標的確切配準

矢量配準用SpatialAdjustment柵格配準用Georeferncing地理坐標的確切配準ArcMap里面配準

http://hi.http://.//sinogis/blog...7186264e4aea02.html

可能和好多朋友一樣，我們只能拿到紙質地形圖，還得自己掃描，之后再在ArcMap里面配準。對于剛開始接觸的人來說，真是一頭霧水。

我以前的誤區(qū):\剛接觸ArcGIS，感覺挺簡單的，不就先掃描，然后在ArcMap中加載數(shù)據(jù)，再Georeferencing配準。而實地采集的GPS數(shù)據(jù)就是通過excel轉換到Access數(shù)據(jù)庫后加載到arcmap里面，再displaydata。這樣，點就投到圖上了。\

呵呵，剛開始，還真以為是這樣做呢。不過到Layoutview界面，InsertScalebar后，十分困惑，才發(fā)現(xiàn)怎么插入的比例尺和原圖中的對不上啊。經(jīng)過多方學習，才知道其中還有大量高深的知識，任何一點沒注意都會出過錯。下面就與大家共享一下我的學習總結。

首先要知道什么是地理坐標和大地坐標，簡單的說地理坐標就是球面坐標，而大地坐標是平面坐標。要深入了解這兩者的區(qū)別，大家可以到網(wǎng)上搜相關資料。地理坐標到大地坐標的過程叫做投影。

用1:50000地形圖來舉個例子，是北京1954坐標系，6度分帶的高斯克呂格投影。上面有兩種坐標，一種是常說的方里網(wǎng)，就是間隔為1公里的網(wǎng)格。還有就是四角上的經(jīng)緯度。我們常用的GPS采集的數(shù)據(jù)都是WGS84坐標系的，是常見的度分秒格式。這里要特別注意，地形圖上的經(jīng)緯度不是WGS-84的經(jīng)緯度，而是北京1954基準面下的經(jīng)緯度。而且，這個經(jīng)緯度也不是球面坐標，而是經(jīng)過高斯克呂格投影的平面坐標。論壇上常提及的wgs-84到beijing1954的轉換就是這個問題，兩者的換算涉及到圖幅所在分帶保密點的問題，轉換參數(shù)并未公開。在我國，這兩個坐標系同一點經(jīng)緯度有幾十米的區(qū)別。

了解了上面的知識后，就開始在arcmap中進行圖像配準了，這里假設大家都知道基本操作步驟，因此我只重視于工作內容的闡述。1,首先把圖復制到工作目錄下

2,在ArcCatalog中找到需要配準的圖，給他定義一個投影系統(tǒng)(注意和投影變換的區(qū)別)。這里我們用的是1:50000的地形圖，它是基于北京1954坐標系，6度分帶的高斯克呂格投影。在地形圖方里網(wǎng)上可以看出本圖幅位于哪個分度帶，這里假設是19。因此我們要選擇的是Beijing1954GKZone19.prj。同時目錄里面還有一個Beijing1954GKZone19N.prj，這個是用于沒有分度帶號的。而我們的圖幅是包括分度帶號。這個可以在網(wǎng)上探尋\坐標文件\來進一步了解。

3,給配準的圖定義了一個投影系統(tǒng)后，把圖加載到ArcMap里面，開啟GeoReferencing工具，直接利用方里網(wǎng)交點進行配準。這里要注意的問題是，地形圖上的方里網(wǎng)坐標為公里，而需要輸入的應當是米。所以要在方里網(wǎng)對應坐標后面加000。如地形圖上讀出一個交點為(19387,3420)，19387的19為分帶號，也要一并輸入，那么這個點應當輸入(19387000,3420000)。其余配準過程和網(wǎng)上教程一致。

4，配準后可以在LayProperity里面把顯示單位改成度分秒，于是地圖就以經(jīng)緯度格式顯示了。此時的經(jīng)緯度是基于北京1954基準面的，可以把光標指向四角的經(jīng)緯度標記，以核對配準的確切度。

到此為止，地形圖已經(jīng)確切配準了。接下來往里面加載GPS數(shù)據(jù)。

1,用你能想到的方式把GPS接收機上的數(shù)據(jù)導出來，除了一個一個手工輸入，呵呵。2,盡量建立起數(shù)據(jù)庫吧，這樣便利些

3,ArcGIS中加載所得到的數(shù)據(jù)庫，用DefinedQuery來選擇自己所需要顯示的數(shù)據(jù)4,假使需要確切地在地形圖上顯示GPS數(shù)據(jù)，那么還需要一個WGS-84到北京1954坐標的轉換。有轉換參數(shù)最好，假使沒有，但的確需要，就去網(wǎng)上查一下手持GPS接收機轉換參數(shù)估算這篇文章。我們這里是假設不需要確切顯示，直接把WGS-84數(shù)據(jù)當成北京1954來用。前面也說了，有一定誤差，但是不大。因此直接跳到5。

5,DisplayX,YDatas,定義為WGS-84坐標系統(tǒng)。

(其實此處我有疑問，由于現(xiàn)在的地形圖是投影后的圖，按我的理解，也應當把是球面坐標的WGS-84數(shù)據(jù)進行投影變換后才能用。但是查了好多資料，都是在這里直接定義數(shù)據(jù)來源是WGS-84就可以了，可能是ArcGIS在投點的時候，可以自動進行變換。)6,OK，現(xiàn)在點也投上去了，ArcGIS工作中最基礎的工作也就完成了。

再轉到Layoutview界面，插入一個比例尺，發(fā)現(xiàn)和地形圖上的比例尺十分吻合:-)，把顯示單位改成kilometer，用measuretool就可以量地形圖上任意點的距離了，試了一下公里網(wǎng)格，十分精準。地理坐標，大地坐標

地理坐標：為球面坐標。參考平面地是橢球面。坐標單位:經(jīng)緯度大地坐標：為平面坐標。參考平面地是水平面坐標單位：米、千米等。

地理坐標轉換到大地坐標的過程可理解為投影。（投影：將不規(guī)則的地球曲面轉換為平面）在ArcGIS中預定義了兩套坐標系：地理坐標系（Geographiccoordinatesystem）投影坐標系（Projectedcoordinatesystem），

1、首先理解地理坐標系（Geographiccoordinatesystem），Geographiccoordinatesystem直譯為

地理坐標系統(tǒng)，是以經(jīng)緯度為地圖的存儲單位的。很明顯，Geographiccoordinatesystem是球面坐標系統(tǒng)。我們要將地球上的數(shù)字化信息存放到球面坐標系統(tǒng)上，如何進行操作呢？地球是一個不規(guī)則的橢球，如何將數(shù)據(jù)信息以科學的方法存放到橢球上？這必然要求我們找到這樣的一個橢球體。這樣的橢球體具有特點：可以量化計算的。具有長半軸，短半軸，偏心率。以下幾行便是Krasovsky_1940橢球及其相應參數(shù)。Spheroid:Krasovsky_1940

SemimajorAxis:6378245.000000000000000000SemiminorAxis:6356863.018773047300000000InverseFlattening（扁率）:298.300000000000010000

然而有了這個橢球體以后還不夠，還需要一個大地基準面將這個橢球定位。在坐標系統(tǒng)描述中，可以看到有這么一行：Datum:D_Beijing_1954

表示，大地基準面是D_Beijing_1954。

有了Spheroid和Datum兩個基本條件，地理坐標系統(tǒng)便可以使用。完整參數(shù)：

Alias:Abbreviation:Remarks:

AngularUnit:Degree(0.017453292519943299)

PrimeMeridian（起始經(jīng)度）:Greenwich(0.000000000000000000)Datum（大地基準面）:D_Beijing_1954Spheroid（參考橢球體）:Krasovsky_1940

SemimajorAxis:6378245.000000000000000000SemiminorAxis:6356863.018773047300000000InverseFlattening:298.300000000000010000

2、接下來便是Projectioncoordinatesystem（投影坐標系統(tǒng)），首先看看投影坐標系統(tǒng)中的一些參數(shù)。Projection:Gauss_KrugerParameters:

False_Easting:500000.000000False_Northing:0.000000Central_Meridian:117.000000Scale_Factor:1.000000Latitude_Of_Origin:0.000000LinearUnit:Meter(1.000000)GeographicCoordinateSystem:Name:GCS_Beijing_1954Alias:Abbreviation:Remarks:

AngularUnit:Degree(0.017453292519943299)PrimeMeridian:Greenwich(0.000000000000000000)Datum:D_Beijing_1954Spheroid:Krasovsky_1940

SemimajorAxis:6378245.000000000000000000

SemiminorAxis:6356863.018773047300000000InverseFlattening:298.300000000000010000

從參數(shù)中可以看出，每一個投影坐標系統(tǒng)都必定會有GeographicCoordinateSystem。投影坐標系統(tǒng)，實質上便是平面坐標系統(tǒng)，其地圖單位尋常為米。那么為什么投影坐標系統(tǒng)中要存在坐標系統(tǒng)的參數(shù)呢？

這時候，又要說明一下投影的意義：將球面坐標轉化為平面坐標的過程便稱為投影。好了，投影的條件就出來了：a、球面坐標

b、轉化過程（也就是算法）

也就是說，要得到投影坐標就必需得有一個\拿來\投影的球面坐標，然后才能使用算法去投影！

即每一個投影坐標系統(tǒng)都必需要求有GeographicCoordinateSystem參數(shù)。關于北京54和XX80是我們使用最多的坐標系

先簡單介紹高斯-克呂格投影的基本知識，了解就直接跳過，我國大中比例尺地圖均采用高斯-克呂格投影，其尋常是按6度和3度分帶投影，1:2.5萬－1:50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1:1萬比例尺的地形圖采用經(jīng)差3度分帶。具體分帶法是：6度分帶從本初子午線開始，按經(jīng)差6度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分60個投影帶，帶號分別為1－60；3度投影帶是從東經(jīng)1度30秒經(jīng)線開始，按經(jīng)差3度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分120個投影帶。為了便于地形圖的測量作業(yè)，在高斯-克呂格投影帶內布置了平面直角坐標系統(tǒng)，具體方法是，規(guī)定中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，中央經(jīng)線與赤道交點為坐標原點，x值在北半球為正，南半球為負，y值在中央經(jīng)線以東為正，中央經(jīng)線以西為負。由于我國疆域均在北半球，x值均為正值，為了避免y值出現(xiàn)負值，規(guī)定各投影帶的坐標縱軸均西移500km，中央經(jīng)線上原橫坐標值由0變?yōu)?00km。為了便利帶間點位的區(qū)分，可以在每個點位橫坐標y值的百千米位數(shù)前加上所在帶號，如20帶內A點的坐標可以表示為YA=20745921.8m。

在CoordinateSystems\\ProjectedCoordinateSystems\\GaussKruger\\Beijing1954目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式：Beijing19543DegreeGKCM75E.prjBeijing19543DegreeGKZone25.prjBeijing1954GKZone13.prjBeijing1954GKZone13N.prj對它們的說明分別如下：

三度分帶法的北京54坐標系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標，橫坐標前不加帶號三度分帶法的北京54坐標系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標，橫坐標前加帶號六度分帶法的北京54坐標系，分帶號為13，橫坐標前加帶號

六度分帶法的北京54坐標系，分帶號為13，橫坐標前不加帶號

在CoordinateSystems\\ProjectedCoordinateSystems\\GaussKruger\\Xian1980目錄中，文件命名方式又有所變化：Xian19803DegreeGKCM75E.prjXian19803DegreeGKZone25.prjXian1980GKCM75E.prjXian1980GKZone13.prj

XX80坐標文件的命名方式、含義和北京54前兩個坐標一致，但沒有出現(xiàn)\帶號+N\這種形式，為什么沒有采用統(tǒng)一的命名方式？讓人看了有些費解。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝大地坐標（GeodeticCoordinate）:大地測量中以參考橢球面為基準面的坐標。地面點P的位置用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H表示。當點在參考橢球面上時，僅用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地經(jīng)度是通過該點的大地子午面與起始大地子午面之間的夾角，大地緯度是通過該點的法線與赤道面的夾角，大地高是地面點沿法線到參考橢球面的距離。

方里網(wǎng):是由平行于投影坐標軸的兩組平行線所構成的方格網(wǎng)。由于是每隔整公里繪出坐標縱線和坐標橫線，所以稱之為方里網(wǎng)，由于方里線同時又是平行于直角坐標軸的坐標網(wǎng)線，故又稱直角坐標網(wǎng)。

在1：1萬——1：20萬比例尺的地形圖上，經(jīng)緯線只以圖廓線的形式直接表現(xiàn)出來，并在圖角處注出相應度數(shù)。為了在用圖時加密成網(wǎng)，在內外圖廓間還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃短線(圖式中稱\分度帶\，必要時對應短線相連就可以構成加密的經(jīng)緯線網(wǎng)。1：25萬地形圖上，除內圖廓上繪有經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃外，圖內還有加密用的十字線。

我國的1：50萬——1：100萬地形圖，在圖面上直接繪出經(jīng)緯線網(wǎng)，內圖廓上也有供加密經(jīng)緯線網(wǎng)的加密分劃短線。

直角坐標網(wǎng)的坐標系以中央經(jīng)線投影后的直線為X軸，以赤道投影后的直線為Y軸，它們的交點為坐標原點。這樣，坐標系中就出現(xiàn)了四個象限?？v坐標從赤道算起向北為正、向南為負；橫坐標從中央經(jīng)線算起，向東為正、向西為負。

雖然我們可以認為方里網(wǎng)是直角坐標，大地坐標就是球面坐標。但是我們在一副地形圖上經(jīng)常見到方里網(wǎng)和經(jīng)緯度網(wǎng)，我們很習慣的稱經(jīng)緯度網(wǎng)為大地坐標，這個時候的大地坐標不是球面坐標，她與方里網(wǎng)的投影是一樣的（一般為高斯投影），也是平面坐標ArcGIS中圖象配準經(jīng)驗總結

可能和好多朋友一樣，我們只能拿到紙質地形圖，還得自己掃描，之后再在ArcMap里面配準。對于剛開始接觸的人來說，真是一頭霧水。

我以前的誤區(qū):\剛接觸ArcGIS，感覺挺簡單的，不就先掃描，然后在ArcMap中加載數(shù)據(jù)，再Georeferencing配準。而實地采集的GPS數(shù)據(jù)就是通過excel轉換到Access數(shù)據(jù)庫后加載到arcmap里面，再displaydata。這樣，點就投到圖上了。\

呵呵，剛開始，還真以為是這樣做呢。不過到Layoutview界面，InsertScalebar后，十分困惑，才發(fā)現(xiàn)怎么插入的比例尺和原圖中的對不上啊。經(jīng)過多方學習，才知道其中還有大量高深的知識，任何一點沒注意都會出過錯。下面就與大家共享一下我的學習總結。

首先要知道什么是地理坐標和大地坐標，簡單的說地理坐標就是球面坐標，而大地坐標是平面坐標。要深入了解這兩者的區(qū)別，大家可以到網(wǎng)上搜相關資料。地理坐標到大地坐標的過程叫做投影。

用1:50000地形圖來舉個例子，是北京1954坐標系，6度分帶的高斯克呂格投影。上面有兩種坐標，一種是常說的方里網(wǎng)，就是間隔為1公里的網(wǎng)格。還有就是四角上的經(jīng)緯度。我們常用的GPS采集的數(shù)據(jù)都是WGS84坐標系的，是常見的度分秒格式。這里要特別注意，地形圖上的經(jīng)緯度不是WGS-84的經(jīng)緯度，而是北京1954基準面下的經(jīng)緯度。而且，這個經(jīng)緯度也不是球面坐標，而是經(jīng)過高斯克呂格投影的平面坐標。論壇上常提及的wgs-84到beijing1954的轉換就是這個問題，兩者的換算涉及到圖幅所在分帶保密點的問題，轉換參數(shù)并未公開。在我國，這兩個坐標系同一點經(jīng)緯度有幾十米的區(qū)別。中國3S吧3

了解了上面的知識后，就開始在arcmap中進行圖像配準了，這里假設大家都知道基本操作步驟，因此我只重視于工作內容的闡述。1,首先把圖復制到工作目錄下

2,在ArcCatalog中找到需要配準的圖，給他定義一個投影系統(tǒng)(注意和投影變換的區(qū)別)。這里我們用的是1:50000的地形圖，它是基于北京1954坐標系，6度分帶的高斯克呂格投影。在地形圖方里網(wǎng)上可以看出本圖幅位于哪個分度帶，這里假設是19。因此我們要選擇的是Beijing1954GKZone19.prj。同時目錄里面還有一個Beijing1954GKZone19N.prj，這