地图矢量化实习报告

1、 重 庆 交 通 大 学地 图 学学生实验报告实验课内容 ：地图的矢量化开课实验室 ：基础实验大楼北90201学 院 ：土木工程学院年级专业班 ：2013级测绘工程一班学 生 姓 名：陈 涛学 生 学 号：631301040116开 课 时 间：2015年9月22号成 绩教师签名地图矢量化一、 实验目的及要求 了解从纸质地形图转化为计算机数字地形图数据的基本过程，掌握数字图制图软件ArcGIS 中基本的地图编辑处理方法，巩固地图基础知识，根据所学的知识对扫描地图进行屏幕跟踪矢量化。二、 地图矢量化的基础知识 地理信息系统的基本功能之一就是数据采集，数据采集也是一个完整的GIS应具备的基本功能。

2、地理数据分为空间数据与属性数据两部分，数据采集也分为空间数据采集和属性数据采集。空间数据的采集方法很多，根据数据的来源可分为地图数字化，遥感数据获取和以GPS 为数据源的数据采集等。其中，地图数字化是最基本的数据采集方法，它是指把传统的纸质或者其他材料上的地图（模拟信号）转换为计算机可识别的图形数据（数字信号）的过程，以便进一步在计算机进行存贮，分析和输出。扫描数字化包括以下步骤：(1) 获取扫描图像数据利用扫描仪对纸质地图进行扫描，并根据实际情况设置分辨率、颜色种类、对比度等参数，从而获得背景图像，格式可以为bmp、jpg、tif 等。如果扫描的图像效果不理想，可以利用图像处理软件（如pho

3、toshop 软件）对图像进行预处理，使得背景图像清晰，予以识别。(2) 确定投影方式和坐标系地图具有确定的数学基础，即包含了投影方式和坐标系。但扫描后的图像数据具有的是图像坐标，因此需要将扫描图像坐标转换成地图中的实际地理坐标。转换方法有两种：一种是解析法，这是在知道投影公式或坐标变换公式的情况下，直接利用变换公式进行解算，GIS 中图形的缩放、平移、旋转及三维变换等操作都使用这种变换；另一种是数值变换法，这种方法主要用于地图的数字化。最小二乘法是最为常用的数值变换的方法。在数字化的过程中，在背景图像上采集一定的控制点，得到它们的图像坐标，同时通过地图上的坐标信息获得对应点在地图上的实际地理

4、坐标，根据最小二乘法的思想，利用这组坐标值建立线性（或非线性）多项式拟合的坐标变换公式，根据最小二乘法原理解算出多项式的系数，从而求解出地图上任意点的实际地理坐标。(3) 利用数字化软件进行数字化选择数字化软件，根据软件的数据组织方法将地图要素进行分层，然后利用编辑功能将地图上的要素描绘出来，存入相应的图层，完成地图数据的矢量化工作。三、实验组织及工具每组一人，个人独立完成；课内2 学时。电脑、扫描地图数据、ArcGIS 10.0软件。四、实验步骤（1） 数字化方案设计仔细研读待矢量化的地图，获得地图上的所有要素，并根据内容进行分类，如控制点、坐标格网、道路及其附属设施、房屋及其附属设施、河流

5、、湖泊、独立地物等。确定哪些要素对应点文件、哪些要素对应线文件、哪些要素对应面文件。以此为基础确定要建立的图层名称和类型。获得地图的数学基础，包括地理坐标、投影坐标、高程坐标、比例尺等相关内容。（2） 数据库的建立 打开ArcCatolog。在指定的目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“文件地理数据库”，并修改数据库的名称“矢量化”。 向该数据库中添加要素数据集。右键点击该数据库，在“新建”中，选择“要素数据集”，在弹出的“新建要素数据集”向导框中依次输入名称、地图坐标系、高程系、坐标容差，完成要素数据集的建立。向数据集中添加要素。右键点击新建的数据集地理要素，在“新建”中选择“要素类”，在弹

6、出的“新建要素类”向导框中依次输入文件名、别名、要素类型、数据库存储配置、表结构定义。、按照中的步骤依次添加标记、河流、湖泊、等高线、独立地物、道路要素，完成数据集的建立。（3）数据库属性设置同时在ArcMap的左侧“内容列表框”中更改数据框名称、设置数据库属性、包括坐标系、地图定位、显示范围等，该处的坐标系与数据集坐标系和扫描图坐标系一致。（4）地理配准将扫描的背景图像添加到数据库，并鼠标右击该图层，在弹出的数据框中选择“缩放至图层”，在右侧的地图窗口将出现背景图像，利用放大、平移工具将视图定位到需要矢量化的区域（3422,18600）-（3424,18602）。接着对地图进行配准工作： 在

7、ArcMap中添加地理配准工具。 选择公里网格的交点，在图中选择需要矢量化的的区域的四个角度作为控制点。在“地理配准”工具栏中点击“添加控制点”按钮，使用该工具在扫描图上精确的找到控制点点击，然后鼠标右击输入该店实际的坐标位置。（5）分层提取地图要素在ArcMap中打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”下拉菜单中选择“开始编辑“命令，并在该菜单的“编辑窗口”中选择“创建要素”，打开“创建要素”对话框。在“创建要素”对话框中选择要创建要素的图层，选择恰当的构造工具进行编辑。 等高线（首曲线、计曲线）的矢量化： 独立地物、公里格网及注记的矢量化： 河流、湖泊的矢量化： 居民点、道路的矢量化： 矢量化原图：五、实验成果六、实验总结 通过本次的实验，了解并掌握了利用ArcGis进行矢量化的操作过程，而且由于出现了很多各方面的问题、重新做了几次，因此熟悉的掌握了从数据库建立、要素集建立、要素创建到数据框属性设置中的地理坐标系和投影坐标系的选择及认识、地理配准和等高线等各要素的矢量化等全部过程，而且还知道如何快速的将地理坐标系快速的转换为投影坐标系，也算是一个意外收获吧。从怎个矢量化实验来讲，我觉得比较重要的有几方面：首先在准备阶段的坐标选择是相当重要的，矢量化要选择投影坐标系，不然后面无法进行矢量化要素的创建，如果不知道坐标系的转换的话就只有重新