第九章地形圖的數字化

第九章地形圖的數字化第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

數字化是將地圖上的空間特征轉化成為用數字形式表示數據的過程。在計算機中，把構成一幅地圖的點、線、面各要素轉化為X，Y坐標表示。單個坐標代表一個點，一串坐標代表一條線，一條或多條線圍成一個區(qū)域（面或多邊形）。所以數字化是獲取一系列點和線的過程。引:什么是數字化（digitize）？第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

數字化設備手扶跟蹤數字化儀（數字化儀）掃描數字化儀（掃描儀）數字化儀，又稱圖數轉換器，是一種通過一定量測手段將圖形或圖像轉換成數字信息的裝置。常用的數字化設備有：第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

一、手扶跟蹤數字化儀簡稱數字化儀，是一種用來記錄和跟蹤地圖點、線位置的手工數字化設備。數據以矢量形式存儲。以矢量數據表示的地形圖稱為數字線劃地形圖。（DLG，DigitalLineGraphic）第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三一、手扶跟蹤數字化儀組成：數字化板、鼠標、與計算機的連線第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三一、手扶跟蹤數字化儀1、原理：

數字化平板的表層下有相互垂直的柵格線，鼠標內有一線圈可發(fā)射交流信號，線圈發(fā)射信號,柵格線接受信號，即可確定線圈中心在數字化板上的坐標。第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、數字化儀的性能參數幅面：小型數字化儀(Tablet)：

A4，A3，A2； 大型數字化儀(Digitizer)：

A1，A0，A00。分辨率：能區(qū)分相鄰兩點的最小間隔。第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三圖紙基本幅面（mm）幅面代號A0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×297第8頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、操作方式點方式：按一下定標器的一個鍵，定標器十字絲交點在數字化板上的位置（x,y)輸入計算機。開關流式：按住鼠標的鍵不放，移動鼠標，它在圖板上移動的軌跡，將以x,y坐標串的形式連續(xù)輸入計算機，放開按鍵，鼠標停止工作。第9頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、操作方式連續(xù)流式：當送入連續(xù)式指令，從鼠標接觸數字化板開始，將游標在板上的位置，以x,y坐標串的形式連續(xù)送入計算機，當鼠標離開數字化板時就停止工作。步進式：當鼠標在數字化板上移動時，數字化儀按一定的距離間隔向計算機輸入x,y坐標串。第10頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、操作方式增量式：

送入一條增量式指令后，便將鼠標在數字化板上的位置，以當前位置向對于上一點位置的坐標增量形式送入計算機。第11頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三4、手扶跟蹤數字化方法連接數字化儀和計算機,圖紙固定在數字化平板上。①地圖定位(地圖與數字化儀坐標轉換)圖廓點進行定位先輸入圖幅左下角和右上角的地圖坐標。然后由數字化儀的游標分別對準左上角、左下角、右上角和右下角圖廓點，輸入四個圖廓點的數字化坐標。第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三①地圖定位注意：為了保證地圖定位的正確性，需定位兩次，兩次定位結果符合限差要求，則定位結束，否則重新定位。按控制點定位 在圖幅內選擇3－5個控制點，控制點應均勻分布，將數字化儀游標十字絲對準控制點輸入其數字化坐標，同時由鍵盤輸入該控制點的地圖測量坐標，也要進行兩次。第13頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三②菜單定位(菜單區(qū)代碼輸入定位)

定向點一般取菜單的左上、左下和右下三點，其在菜單系中的坐標為： 左上角：x=L，y=0 左下角：x=0，y=0 右下角：x=0，y=w L為菜單的豎向長度，w為橫行長度，單位為毫米。

第14頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三②菜單定位---圖板菜單第15頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三③地圖符號的數字化方法：將數字化儀游標對準圖形的特征點逐一數字化，得到這些點相應的坐標數據，然后移動游標到菜單區(qū)，對準剛剛數字化的地圖符號所在的小方格，按下游標鍵，便可以記下該要素的代碼。注意：數字化過程中圖紙不能移動，若移動應重新定位。第16頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三5、地形圖的數字化---注意事項一般按地圖分層進行數字化。閉合圖形，數字化時也要求閉合。取點方法：無方位的獨立地物（點狀地物）：數字化符號的定位點。（如三角點）有方位的獨立地物：需在定位點兩側對稱位置數字化兩個點。折線狀符號：數字化各轉折點第17頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三5、地形圖的數字化--注意事項曲線狀符號：數字化曲線的特征點（明顯轉折點）半依比例尺的平行雙線直線：數字化其中心線兩端點非平行雙線直線：當作單直線數字化平行雙線曲線：數字其中心線的特征點非平行雙線曲線：當作單線曲線數字化第18頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三5、地形圖的數字化--注意事項有方向性的線狀符號（圍欄、欄桿、陡坎等）：數字化母線，前進方向右側為短線面狀符號：如輪廓線是直線，數字化輪廓線上的拐角點；輪廓線是曲線，數字化輪廓線上的特征點圓形符號：沿圓周數字化均勻分布的三點。文字注記：不進行數字化，由圖形編輯時加入第19頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三地形圖的數字化如下圖：第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三二、掃描數字化儀簡稱掃描儀，它是一種將地圖或圖像按一定的分辨率轉換成柵格格式數據的裝置。以柵格數據表示的地形圖稱為數字柵格地形圖（DRG，DigitalRasterGraphic）第21頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、柵格圖像與矢量圖形的區(qū)別：柵格圖像以點陣的形式存儲，其基本元素是像素；矢量圖形以矢量形式存儲，基本元素是圖形要素，其幾何形狀是以坐標方式按點、線、面結構記錄。柵格圖像的顯示是逐行、逐列、逐像元地顯示，與內容無關；矢量圖形顯示是逐個圖形要素按順序顯示。第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三1、柵格圖像與矢量圖形的區(qū)別：圖像放大到一定倍數時，圖像信息會發(fā)生失真，其目標邊界會發(fā)生階梯效應；矢量圖形不會發(fā)生失真。表示效果相同時，柵格圖像比矢量圖形所占用的存儲空間多。第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三數字線劃圖第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三數字柵格圖像第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三數字柵格圖像第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

2、掃描儀的種類按輻射分辨率劃分：

二值掃描儀、灰度掃描儀和彩色掃描儀；按結構劃分：

滾筒掃描儀、平臺掃描儀和筆式掃描儀。第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、掃描儀的種類滾筒式掃描儀一般使用光電倍增管PMT（PhotoMultiplierTube)，因此它的密度范圍較大，而且能夠分辨出圖像更細微的層次變化。缺點：使用不如平面掃描儀方便，掃描速度比較慢，價格偏高。第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三2、掃描儀的種類平面掃描儀使用的則是光電耦合器件CCD（Charged-CoupledDevice)故其掃描的密度范圍較小。優(yōu)點：1.掃描速度快使用方便

2.對原稿的適應性強，價格低廉缺點：1.對圖像的暗調部分表現能力較差

2.掃描透射原稿效果不夠理想

3.分辨率和清晰度不如滾筒掃描儀高

第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三滾筒掃描儀第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三小型平面掃描儀第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三掃描矢量化作業(yè)步驟地形圖掃描二值化細化整體自動跟蹤屏幕手工自動化輸出模式轉換拼接定向編輯檢查賦屬性圖形疊加編輯第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三Colortrac380大幅面彩色掃描儀采用36位彩色進行掃描，對彩色圖中極其密集的等高線、邊界線的陰影等都能清晰的掃描出來。最大進紙寬度為102cm，最大掃描寬度為100cm第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三Colortrac380大幅面彩色掃描儀

基本參數

掃描方式：CCD光學分辨率：800dpi（DotPerInch）介質類型：透明,不透明介質掃描速度：1.5ips(33秒/AO841×1189)掃描幅面：1000mm(進紙寬1020mm)色彩轉換：36位彩色掃描儀尺寸：1320×510×980mm重量：65kg第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三概念注解Dpi:DotPerInch，每英寸所打印的點數或線數，用來表示打印機打印分辨率。一般來說，該值越大，表明打印機的打印精度越高。1英寸=2.539999918厘米(公分)。掃描速度：指掃描儀從預覽開始到圖像掃描完成后，光頭移動的時間。(mm/s,s/MB)一種用掃描標準A4幅面所用的時間來表示，另一種使用掃描儀完成一行掃描的時間來表示。掃描儀掃描的速度與系統配置、掃描分辨率設置、掃描尺寸、放大倍率等有密切關系。第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三概念注解密度范圍：又稱像素深度，灰度級，它代表掃描儀所能分辨的亮光和暗調的范圍，通常滾筒掃描儀的密度范圍大于3.5，而平面掃描儀的密度范圍一般在2.4～3.5范圍之間。第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三補充：掃描系統掃描儀連接掃描儀和計算機的SCSI訊號線；控制掃描儀的工作軟件，它是建立于掃描儀和應用程序之間的橋梁；圖像編輯軟件、光學文件識別軟件和印制板圖形自動識別軟件等；顯示彩色或灰色圖像的顯示器；輸出設備：黑白或彩色激光打印機、熱升華打印機，圖文輸出機或其它彩色打印設備。

第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三掃描儀驅動軟件－

ColortracScanManager

Colortrac系列彩色大幅面掃描儀均由ScanMan軟件控制，它可以方便、快捷地對掃描模式和掃描質量進行調整，可自動控制掃描速度；還可以對掃描圖像進行傾斜校正、旋轉、鏡像、塊操作及去斑點等操作。文件格式除了常用的TIFF，PCX，BMP，CALS，TIFFCCITTG3&G4，JPEG等格式外，在二值掃描時還可以直接存儲為打印機接受的繪圖文件格式－HPRTL格式。件還可以隨時對掃描儀進行色彩校準。第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三scan軟件操作打開程序：開始-程序-colorstra-scanman參數調整：Justi---side\centreWidth---Length---掃描命令：Scan菜單或F9功能鍵第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三打印拷貝軟件－ColortracCopyWorks&CopyWorksPlus是一個可選的軟件，它能夠實現從掃描儀到繪圖機的直接打印。該軟件能夠控制掃描儀實現自動檢測介質的尺寸、自動優(yōu)選分辨率、多份拷貝、1－500%的縮小及放大、拼圖和分圖、CMYK輸出色彩調整、可以加圖標及文字等功能。該軟件配有ICC標準，支持多種打印輸出設備，可以直接控制兩臺不同型號的輸出設備。第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、掃描矢量化的步驟第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三3、掃描矢量化的步驟欲處理：由于圖紙不干凈、線不光滑以及受掃描、攝像系統分辨率的限制，使掃描出來的圖像帶有黑色斑點、孔洞和毛刺等噪聲。采用噪聲和邊沿平滑的方法除去這些噪聲。細化：將掃描圖中的線劃減細為分辨單元寬的線劃。第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

3、掃描矢量化的步驟矢量化：將柵格數據轉換為矢量數據。斷線修復：由于掃描質量的影響或刪除了某些符號造成一些矢量線不連續(xù)，連接斷線即為斷線修復。第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三

3、掃描矢量化的步驟要素提?。哼x擇需要的要素，剔除不需要的要素和噪聲。符號識別：提取出符號的特征。屬性賦值：對矢量化的要素賦予屬性特征值。第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三用掃描儀將圖紙掃描存于TIFF文件有必要時進行圖像校正，為了顯示速度可存RBM格式

(圖象鑲嵌模塊)讀圖、分層編輯層名字點裝入光柵文件設置當前層設置缺省參數設置矢量化參數交互矢量化保存文件設置矢量化范圍矢量化流程圖

第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三4、掃描矢量化誤差分析誤差來源：原圖固有誤差掃描數字化方法誤差：

圖紙定向誤差；圖紙掃描誤差；圖像細化誤差；矢量化誤差；第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三CASS7.0進行數字化方法和步驟1、插入柵格圖像“工具”菜單下的“光柵圖象->插入圖象”項插入一幅掃描好的柵格圖。選擇“附著…”按鈕，彈出選擇圖像文件對話框。選擇要矢量化的光柵圖，點擊“打開”按鈕，進入圖形管理對話框，選擇好圖形后，點擊“OK”即可。

第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期三CASS7.0進行數字化