課間實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版

重慶交通大學(xué)《地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)》課程課間試驗(yàn)匯報(bào)試驗(yàn)項(xiàng)目1：ArcEngine開(kāi)發(fā)入門(mén)試驗(yàn)姓名：學(xué)號(hào)班級(jí)：專業(yè)級(jí)班指導(dǎo)教師：試驗(yàn)日期：10測(cè)量與空間信息處理試驗(yàn)課間試驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及成績(jī)?cè)囼?yàn)項(xiàng)目名稱：試驗(yàn)日期：試驗(yàn)成績(jī)：試驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)分值評(píng)定理由及評(píng)語(yǔ)1）試驗(yàn)結(jié)果及分析是否合理A（）B（）C（）2）試驗(yàn)程序流程圖是否正確A（）B（）C（）3）試驗(yàn)匯報(bào)是否按照要求格式A（）B（）C（）試驗(yàn)1GIS數(shù)據(jù)采集-屏幕跟蹤矢量化目錄1試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求 11.1試驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 11.2試驗(yàn)匯報(bào)要求 12試驗(yàn)準(zhǔn)備 13試驗(yàn)內(nèi)容及流程 23.1試驗(yàn)內(nèi)容 23.2試驗(yàn)流程 34屏幕跟蹤矢量化操作過(guò)程 44.1掃描紙質(zhì)地形圖或其它數(shù)字影像格式地圖 44.1.1掃描圖像結(jié)果 44.1.2判斷圖像質(zhì)量 44.1.3判斷識(shí)別地圖坐標(biāo)系統(tǒng)(配準(zhǔn)依據(jù)) 44.2圖像預(yù)處理 54.3圖像配準(zhǔn) 54.4圖像二值化 54.5數(shù)據(jù)分層方案 54.6圖形追蹤矢量化 54.7矢量化結(jié)果 55試驗(yàn)思索 56試驗(yàn)體會(huì) 6試驗(yàn)1ArcEngine開(kāi)發(fā)入門(mén)1試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求1.1試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)（1）了解ArcGIS基本組成模塊ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox應(yīng)用基礎(chǔ)及一些基本操作；（2）掌握利用影像配準(zhǔn)（Georeferencing）工具進(jìn)行影像數(shù)據(jù)地理配準(zhǔn)；（3）了解屏幕跟蹤矢量化原理和方法；（4）使用數(shù)字化軟件ArcScan對(duì)柵格地形圖進(jìn)行屏幕跟蹤數(shù)字化操作(包含等高線、地物、居民地注記、高程點(diǎn)等)矢量化。1.2試驗(yàn)匯報(bào)要求做出書(shū)面匯報(bào)，包含原理、過(guò)程和結(jié)果。詳細(xì)內(nèi)容以下：1）總結(jié)屏幕跟蹤數(shù)字化過(guò)程基本步驟及每一步驟必要性。2）分析數(shù)字化過(guò)程中誤差起源及減小誤差相關(guān)方法。3）為何要對(duì)配準(zhǔn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣？4）總結(jié)使用數(shù)據(jù)空間范圍和子類益處。2試驗(yàn)準(zhǔn)備（1）軟件準(zhǔn)備：ArcGISDesktop10.0軟件ArcMap模塊、ArcCatalog模塊。（2）硬件準(zhǔn)備：臺(tái)式或筆記本電腦。（3）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：云南普吉一幅地形圖掃描圖像。（4）知識(shí)預(yù)備：圖像配準(zhǔn)是給定兩幅待配準(zhǔn)圖像，對(duì)其中一幅圖像作變換，使得變換后圖像與另一個(gè)圖像內(nèi)容在拓?fù)渖舷鄬?duì)應(yīng)并幾何上相對(duì)齊。而對(duì)于地理數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，能夠?qū)⒁环鶊D像作為待配準(zhǔn)圖像，將另一幅圖像看作是在一定坐標(biāo)系統(tǒng)及投影系統(tǒng)下經(jīng)緯網(wǎng)地圖，我們只需要將我們待配準(zhǔn)圖像中配準(zhǔn)點(diǎn)（通常選擇經(jīng)緯網(wǎng)或方里網(wǎng)交點(diǎn)）配準(zhǔn)到實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)和投影系統(tǒng)下坐標(biāo)值，即可對(duì)待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行坐標(biāo)匹配，使其配準(zhǔn)后圖像具備實(shí)際地理坐標(biāo)值。確定全部點(diǎn)之間空間幾何函數(shù)關(guān)系即坐標(biāo)關(guān)系是很困難，所以通常是確定足夠數(shù)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)，依照所采取數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行坐標(biāo)關(guān)系計(jì)算。3試驗(yàn)內(nèi)容及流程3.1試驗(yàn)內(nèi)容利用ArcGIS軟件進(jìn)行地形圖掃描屏幕跟蹤矢量化，并經(jīng)過(guò)實(shí)際操作學(xué)習(xí)軟件各種功效。3.2試驗(yàn)流程掃描地圖圖像預(yù)處理地理配準(zhǔn)掃描地圖圖像預(yù)處理地理配準(zhǔn)圖像二值化數(shù)據(jù)分層屏幕圖形追蹤矢量化結(jié)果圖1試驗(yàn)流程一屬性數(shù)據(jù)添加掃描地圖圖像預(yù)處理圖像二值化數(shù)據(jù)分層屏幕圖形跟蹤坐標(biāo)系統(tǒng)添加矢量化結(jié)果圖2試驗(yàn)流程二屬性數(shù)據(jù)添加試驗(yàn)流程一是先加坐標(biāo)系統(tǒng)，再矢量化；試驗(yàn)流程二是先矢量化，最終添加坐標(biāo)系統(tǒng)。任選一個(gè)方案即可。4屏幕跟蹤矢量化操作過(guò)程4.1掃描紙質(zhì)地形圖或搜集其它數(shù)字影像格式地圖4.1.1圖1試驗(yàn)數(shù)據(jù)原圖4.1.2掃描圖像清楚，沒(méi)有扭曲變形，故不需要做圖像預(yù)處理，即幾何糾正。假如要做，怎么做？4.1.3判斷識(shí)別地圖坐標(biāo)系統(tǒng)(配準(zhǔn)依據(jù)掃描地圖百分比尺是1:10000，帶號(hào)是34帶，采取西安1980坐標(biāo)系，所以能夠判定：（1）該圖是3度分帶。（2）中央子午線是34*3=102度。（3）投影方法及參數(shù)：高斯克呂格投影-基本百分比尺地形圖系列。4.2圖像預(yù)處理掃描圖像清楚，沒(méi)有扭曲變形，故不需要做圖像預(yù)處理，即幾何糾正。假如要做，怎么做？4.3圖像配準(zhǔn)目標(biāo)：打開(kāi)ArcMap,加載已獲取圖像數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行地理配準(zhǔn)，給地圖配上真實(shí)地理坐標(biāo)。第1步加載柵格影像地圖數(shù)據(jù)，激活影像配準(zhǔn)工具全部圖件掃描后都必須經(jīng)過(guò)掃描配準(zhǔn)，對(duì)掃描后柵格圖進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保矢量化工作順利進(jìn)行。1、打開(kāi)ArcMap，添加“影像配準(zhǔn)”工具欄。2、把需要進(jìn)行配準(zhǔn)影像—70011-1.TIF增加到ArcMap中，添加時(shí)選擇“Donotbuildpyramids”（不建立影像金字塔），加載后會(huì)發(fā)覺(jué)Georeferencing（影像配準(zhǔn)）工具欄中工具被激活（圖2-1）。圖4.3.1加載影像地圖數(shù)據(jù)，激活影像配準(zhǔn)工具第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)坐標(biāo)。經(jīng)過(guò)讀圖，我們能夠得到一些控件點(diǎn)――公里網(wǎng)格交點(diǎn)，我們能夠從圖中均勻取幾個(gè)點(diǎn)。通常在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該能夠均勻分布。1、在”影像配準(zhǔn)”工具欄上，點(diǎn)擊“添加控制點(diǎn)”按鈕。如圖4.3.2所表示。圖4.3.2添加控制點(diǎn)工具2、使用該工具在掃描圖上精準(zhǔn)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)際坐標(biāo)位置，如圖4.3.3所表示：圖4.3.3輸入控制點(diǎn)實(shí)際地理坐標(biāo)【注意】輸入軟件中坐標(biāo)與日常測(cè)量中習(xí)慣相反：輸入ArcGIS軟件中X坐標(biāo)是地形圖中Y坐標(biāo)（若含有帶號(hào)，則可去掉帶號(hào)），即地形圖橫向方里網(wǎng)值，也是測(cè)量中Y坐標(biāo)，去掉帶號(hào)后是6位數(shù)，含帶號(hào)是8位數(shù)。輸入ArcGIS軟件Y坐標(biāo)是地形圖中X坐標(biāo)，即地形圖縱向方里網(wǎng)值，也是測(cè)量中X坐標(biāo)，共7位數(shù)。3、用相同方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)（大于7個(gè)），輸入它們實(shí)際坐標(biāo)。點(diǎn)擊“影像配準(zhǔn)”工具欄上“查看鏈接表”按鈕，如圖4.3.4所表示。注意：在連接表對(duì)話框中點(diǎn)擊“保留”按鈕，能夠?qū)?dāng)前控制點(diǎn)保留為磁盤(pán)上文件，以備使用。圖4.3.4查看控制點(diǎn)鏈接表 圖4.3.5檢驗(yàn)控制點(diǎn)殘差和中誤差檢驗(yàn)控制點(diǎn)Residue（殘差）和RMS，刪除殘差尤其大控制點(diǎn)（選中統(tǒng)計(jì)后點(diǎn)擊刪除按鈕）并重新選取控制點(diǎn)。當(dāng)Residue（殘差）和RMS均較小時(shí)，即可點(diǎn)擊OK按鈕完成配準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換方式設(shè)定為“二次多項(xiàng)式”，如圖4.3.5所表示。第3步設(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩?、增加全部控制點(diǎn)，并檢驗(yàn)均方差（RMS）后，在”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“更新顯示”。執(zhí)行菜單命令“視圖”－“數(shù)據(jù)框?qū)傩浴保O(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩浴＜偃?.3.6所表示。圖4.3.6設(shè)置數(shù)據(jù)框顯示屬性在“常規(guī)”選項(xiàng)頁(yè)中，將地圖顯示單位設(shè)置為“米”圖4.3.7設(shè)置數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系統(tǒng)在“坐標(biāo)系統(tǒng)”選項(xiàng)頁(yè)中，設(shè)定數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系統(tǒng)為“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80投影坐標(biāo)系，3度分帶，東經(jīng)102度中央經(jīng)線），與掃描地圖坐標(biāo)系一致。如圖4.3.7所表示。2、更新后，就變成真實(shí)坐標(biāo)。第4步矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚聳鸥裎募?、在”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“矯正”，對(duì)配準(zhǔn)影像依照設(shè)定變換公式重新采樣，另存為一個(gè)新影像文件。圖4.3.8矯正柵格影像地圖數(shù)據(jù)圖4.3.9選擇重采樣內(nèi)插方法2、加載重新采樣后得到柵格文件，并將原始柵格文件從數(shù)據(jù)框中刪除。后面我們數(shù)字化工作是對(duì)這個(gè)配準(zhǔn)和重新采樣后影像進(jìn)行操作。經(jīng)過(guò)上面操作我們數(shù)據(jù)已經(jīng)完成了配準(zhǔn)工作，下面我們將使用這些配準(zhǔn)后影像進(jìn)行二值化，然后分層矢量化。4.4圖像二值化將矯正影像柵格地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化，右鍵單擊圖層，選擇屬性設(shè)置，在圖4.4.1所表示對(duì)話框中，單擊“符號(hào)系統(tǒng)”選項(xiàng)卡，，顯示一欄選擇“拉伸”，能夠看到，此時(shí)圖像顏色只有“0-255”灰度值，單擊“確定”，完成圖像二值化，顯示如圖圖4.4.2所表示。圖4.4.1柵格影像二值化圖4.4.2二值化后效果思索：是否需要保留二值化后柵格影像地圖？4.5數(shù)據(jù)分層方案4.6圖形追蹤矢量化4.7矢量化結(jié)果5試驗(yàn)思索1.怎樣才能在編輯高程點(diǎn)時(shí)輸入高程值？2.自動(dòng)追蹤設(shè)置方法？3.為何要對(duì)配準(zhǔn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣？6試驗(yàn)體會(huì)3.2打開(kāi)ArcCatalog，建立個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)，以學(xué)號(hào)命名，并在所建立數(shù)據(jù)庫(kù)中，建立圖層要素，如圖12：注：為方便起見(jiàn)，建立圖層時(shí)，注意圖層坐標(biāo)系選擇應(yīng)與圖像坐標(biāo)系選擇一致圖12數(shù)據(jù)庫(kù)及圖層建立在ArcMap中將已經(jīng)建立圖層添加到圖層列表中，右鍵單擊“圖層”，經(jīng)過(guò)添加數(shù)據(jù)方式能夠加進(jìn)圖層，結(jié)果顯示如圖13：圖13圖層添加右鍵單擊菜單欄空白處，添加編輯器工具，開(kāi)始矢量化高程點(diǎn)，將其它圖層關(guān)閉，選擇“開(kāi)始編輯”，編輯完成后，右鍵單擊高程點(diǎn)圖層，選擇“打開(kāi)屬性表”，查看所編輯高程點(diǎn)，如圖13：圖13高程點(diǎn)屬性表圖14圖像高程點(diǎn)以一樣方法進(jìn)行后面幾個(gè)圖層編輯，尤其注意不一樣圖層結(jié)構(gòu)要素不一樣，分別顯示以下：圖15等高線矢量化圖16等高線屬性表圖17