地形图的数字化

1、第九章第九章 地形图的数字化地形图的数字化回顾回顾: 数字地图数据获取方式数字地图数据获取方式:野外数字化、野外数字化、底图数字化底图数字化、航、航片数据片数据手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化 扫描屏幕数字化扫描屏幕数字化 数字化是数字化是将地图上的空间特征转化成将地图上的空间特征转化成为用数字形式表示数据的过程为用数字形式表示数据的过程。在计算机。在计算机中，把构成一幅地图的点、线、面各要素中，把构成一幅地图的点、线、面各要素转化为转化为X X，Y Y 坐标表示。单个坐标代表一个坐标表示。单个坐标代表一个点，一串坐标代表一条线，一条或多条线点，一串坐标代表一条线，一条或多条线围成一个区域（面或多

2、边形）。所以数字围成一个区域（面或多边形）。所以数字化是化是获取一系列点和线获取一系列点和线的过程。的过程。引引: :什么是数字化（什么是数字化（digitize）？）？数字化设备种类数字化设备种类n手扶跟踪数字化仪（数字化仪）手扶跟踪数字化仪（数字化仪）n扫描数字化仪（扫描仪）扫描数字化仪（扫描仪）数字化仪，又称数字化仪，又称图数图数转换器，是一种转换器，是一种通过一定量测手段将图形或图像转换成通过一定量测手段将图形或图像转换成数字信息的装置。常用的数字化设备有：数字信息的装置。常用的数字化设备有：一、手扶跟踪数字化仪一、手扶跟踪数字化仪n简称数字化仪，是一种用来记录和简称数字化仪，是一种用

3、来记录和跟踪地图点、线位置的手工数字化跟踪地图点、线位置的手工数字化设备。数据以设备。数据以矢量形式矢量形式存储。以矢存储。以矢量数据表示的地形图称为量数据表示的地形图称为数字线划数字线划地形图。地形图。n（DLG，Digital Line Graphic）一、手扶跟踪数字化仪一、手扶跟踪数字化仪组成：组成：数字化板、鼠标、与计算机的连线数字化板、鼠标、与计算机的连线一、手扶跟踪数字化仪一、手扶跟踪数字化仪n1 1、原理：、原理：n 数字化平板的表层下有相互垂数字化平板的表层下有相互垂直的栅格线，鼠标内有一线圈可发直的栅格线，鼠标内有一线圈可发射交流信号，线圈发射信号射交流信号，线圈发射信号,

4、 ,栅格线栅格线接受信号接受信号, ,即可确定线圈中心在数字即可确定线圈中心在数字化板上的坐标。化板上的坐标。2 2、数字化仪的性能参数、数字化仪的性能参数n幅面：幅面：小型数字化仪小型数字化仪 (Tablet)(Tablet)：A A4 4，A A3 3，A A2 2； 大型数字化仪大型数字化仪( (Digitizer)Digitizer)：A A1 1，A A0 0，A A0000。n分辨率：分辨率：能区分相邻两点的最小间隔能区分相邻两点的最小间隔n精确度：精确度：图纸基本幅面（mm）n幅面代号nA0 8411189nA1 594841nA2 420594nA3 297420nA4 210

5、2973 3、操作方式、操作方式n点方式：点方式：按一下定标器的一个键，定按一下定标器的一个键，定标器十字丝交点在数字化板上的位置标器十字丝交点在数字化板上的位置（x,y)x,y)输入计算机。输入计算机。n开关流式开关流式 ：按住鼠标的键不放，移动按住鼠标的键不放，移动鼠标，它在图板上移动的轨迹，将以鼠标，它在图板上移动的轨迹，将以x,yx,y坐标串的形式连续输入计算机，放开按键，坐标串的形式连续输入计算机，放开按键，鼠标停止工作。鼠标停止工作。3 3、操作方式、操作方式n连续流式：连续流式：当送入连续式指令，从鼠当送入连续式指令，从鼠标接触数字化板开始，将游标在板上的位标接触数字化板开始，将

6、游标在板上的位置，以置，以x,yx,y坐标串的形式连续送入计算机，坐标串的形式连续送入计算机，当鼠标离开数字化板时就停止工作。当鼠标离开数字化板时就停止工作。n步进式：步进式：当鼠标在数字化板上移动时，当鼠标在数字化板上移动时，数字化仪按一定的距离间隔向计算机输入数字化仪按一定的距离间隔向计算机输入x,yx,y坐标串。坐标串。3 3、操作方式、操作方式增量式：增量式： 送入一条增量式指令后，便将鼠标送入一条增量式指令后，便将鼠标在数字化板上的位置，以当前位置向对在数字化板上的位置，以当前位置向对于上一点位置的坐标增量形式送入计算于上一点位置的坐标增量形式送入计算机。机。4 4、手扶跟踪数字化方

7、法、手扶跟踪数字化方法连接数字化仪和计算机连接数字化仪和计算机, ,图纸固定在数字化图纸固定在数字化平板上平板上地图定位地图定位( (地图与数字化仪坐标转换地图与数字化仪坐标转换) )u图廓点进行定位图廓点进行定位 先输入图幅左下角和右上角的地图坐标。先输入图幅左下角和右上角的地图坐标。然后由数字化仪的游标分别对准左上角、然后由数字化仪的游标分别对准左上角、左下角、右上角和右下角图廓点，输入四左下角、右上角和右下角图廓点，输入四个图廓点的数字化坐标。个图廓点的数字化坐标。地图定位地图定位注意：为了保证地图定位的正确性，需定位两次，两次定位结果符合限差要求，则定位结束，否则重新定位。u按控制点定

8、位在图幅内选择35个控制点，控制点应均匀分布，将数字化仪游标十字丝对准控制点输入其数字化坐标，同时由键盘输入该控制点的地图测量坐标，也要进行两次。菜单定位菜单定位(菜单区代码输入定位菜单区代码输入定位)定向点一般取菜单的左上、左下和右下三点，其在菜单系中的坐标为：左上角：x=L，y=0左下角：x=0，y=0右下角：x=0，y=wL为菜单的竖向长度，w为横行长度，单位为毫米。 菜单定位菜单定位-图板菜单图板菜单地图符号的数字化地图符号的数字化方法：将数字化仪游标对准图形的特征点方法：将数字化仪游标对准图形的特征点逐一数字化，得到这些点相应的坐标数据，逐一数字化，得到这些点相应的坐标数据，然后移动

9、游标到菜单区，对准刚刚数字化然后移动游标到菜单区，对准刚刚数字化的地图符号所在的小方格，按下游标键，的地图符号所在的小方格，按下游标键，便可以记下该要素的代码。便可以记下该要素的代码。注意：注意：u数字化过程中图纸不能移动，若移动应重数字化过程中图纸不能移动，若移动应重新定位。新定位。5 5、地形图的数字化、地形图的数字化-注意事项注意事项u一般按地图分层分层进行数字化。u闭合图形，数字化时也要求闭合。取点方法：u无方位的独立地物（点状地物）：数字化符号的定位点。（如三角点）u有方位的独立地物：需在定位点两侧对称位置数字化两个点。u折线状符号：数字化各转折点5 5、地形图的数字化注意事项、地形

10、图的数字化注意事项u曲线状符号：数字化曲线的特征点（明显转折点）u半依比例尺的平行双线直线：数字化其中心线两端点u非平行双线直线：当作单直线数字化u平行双线曲线：数字其中心线的特征点u非平行双线曲线：当作单线曲线数字化5 5、地形图的数字化注意事项、地形图的数字化注意事项u有方向性的线状符号（围栏、栏杆、陡坎等）：数字化母线，前进方向右侧为短线u面状符号：如轮廓线是直线，数字化轮廓线上的拐角点；轮廓线是曲线，数字化轮廓线上的特征点u圆形符号：沿圆周数字化均匀分布的三点。u文字注记：不进行数字化，由图形编辑时加入地形图的数字化如下图：二、扫描数字化仪二、扫描数字化仪n简称扫描仪，它是一种将地图或

11、图像按一定的分辨率转换成栅格格式数据的装置。n以栅格数据表示的地形图称为数字栅格地形图（DRG，Digital Raster Graphic）1、栅格图像与矢量图形的区别：、栅格图像与矢量图形的区别： n栅格图像以点阵的形式存储，其基本元素栅格图像以点阵的形式存储，其基本元素是是像素像素；矢量图形以矢量形式存储，基本；矢量图形以矢量形式存储，基本元素是元素是图形要素图形要素，其几何形状是以坐标方，其几何形状是以坐标方式按式按点、线、面点、线、面结构记录。结构记录。 n栅格图像的显示是逐行、逐列、逐像元地栅格图像的显示是逐行、逐列、逐像元地显示，与内容无关；矢量图形显示是逐个显示，与内容无关；矢

12、量图形显示是逐个图形要素按顺序显示。图形要素按顺序显示。1、栅格图像与矢量图形的区别：、栅格图像与矢量图形的区别： n图像放大到一定倍数时，图像信息会发生失真，其目标边界会发生阶梯效应；矢量图形不会发生失真。 n表示效果相同时，栅格图像比矢量图形所占用的存储空间多。数数字字线线划划图图数数字字栅栅格格图图像像数数字字栅栅格格图图像像2 2、扫描仪的种类、扫描仪的种类n按辐射分辨率划分：按辐射分辨率划分： 二值扫描仪、灰度扫描仪和彩色扫描仪；二值扫描仪、灰度扫描仪和彩色扫描仪；n按结构划分：按结构划分： 滚筒扫描仪、平台扫描仪和笔式扫描仪。滚筒扫描仪、平台扫描仪和笔式扫描仪。2 2、扫描仪的种类

13、、扫描仪的种类n滚筒式扫描仪滚筒式扫描仪一般使用光电倍增管一般使用光电倍增管PMT（Photo Multiplier Tube)，因此它的密度因此它的密度范围较大，而且能够分辨出图像更细微的范围较大，而且能够分辨出图像更细微的层次变化。层次变化。n缺点缺点 ：使用不如平面扫描仪方便，扫描速：使用不如平面扫描仪方便，扫描速度比较慢，价格偏高。度比较慢，价格偏高。2 2、扫描仪的种类、扫描仪的种类n平面扫描仪平面扫描仪使用的则是光电耦合器件使用的则是光电耦合器件CCD（Charged-Coupled Device)故其扫描的密故其扫描的密度范围较小。度范围较小。 n优点：优点：1.扫描速度快使用方

14、便扫描速度快使用方便 2.对原稿的适应性强，价格低廉对原稿的适应性强，价格低廉n缺点：缺点：1.对图像的暗调部分表现能力较差对图像的暗调部分表现能力较差 2.扫描透射原稿效果不够理想扫描透射原稿效果不够理想 3.分辨率和清晰度不如滚筒扫描仪高分辨率和清晰度不如滚筒扫描仪高滚筒扫描仪小型平面扫描仪Colortrac 380大幅面彩色扫描仪n采用36位彩色进行扫描，对彩色图中极其密集的等高线、边界线的阴影等都能清晰的扫描出来。n最大进纸宽度为102cm，最大扫描宽度为100cmColortrac 380大幅面彩色扫描仪 基本参数基本参数 n扫描方式： CCD n光学分辨率： 800 dpi （Do

15、t Per Inch）n介质类型： 透明, 不透明介质 n扫描速度： 1.5ips (33秒/AO 8411189) n扫描幅面： 1000mm n色彩转换： 36位 n扫描仪尺寸： 1320510980mm n重量： 65kg概念注解概念注解nDpi: Dot Per Inch，每英寸所打印的点数或线数，用来表示打印机打印分辨率。一般来说，该值越大，表明打印机的打印精度越高。1 英寸= 2.539999918 厘米(公分)。n扫描速度：指扫描仪从预览开始到图像扫描完成后，光头移动的时间。n扫描仪扫描的速度与系统配置、扫描分辨率设置、扫描尺寸、放大倍率等有密切关系。补充：扫描系统补充：扫描系统

16、n扫描仪扫描仪n连接扫描仪和计算机的连接扫描仪和计算机的SCSI讯号线；讯号线；n控制扫描仪的控制扫描仪的工作软件工作软件，它是建立于扫描，它是建立于扫描仪和应用程序之间的桥梁；仪和应用程序之间的桥梁；n图像编辑软件、光学文件识别软件和印制图像编辑软件、光学文件识别软件和印制板图形自动识别板图形自动识别软件软件等；等；n显示彩色或灰色图像的显示彩色或灰色图像的显示器显示器；n输出设备：输出设备：黑白或彩色激光打印机、热升黑白或彩色激光打印机、热升华打印机，图文输出机或其它彩色打印设华打印机，图文输出机或其它彩色打印设备。备。 扫描仪驱动软件扫描仪驱动软件 Colortrac Scan Mana

17、gern Colortrac 系列彩色大幅面扫描仪均由系列彩色大幅面扫描仪均由ScanMan软件控制，它可以方便、快捷地对扫描模式和扫软件控制，它可以方便、快捷地对扫描模式和扫描质量进行调整，可自动控制扫描速度；还可以描质量进行调整，可自动控制扫描速度；还可以对扫描图像进行倾斜校正、旋转、镜像、块操作对扫描图像进行倾斜校正、旋转、镜像、块操作及去斑点等操作。文件格式除了常用的及去斑点等操作。文件格式除了常用的TIFF，PCX，BMP，CALS，TIFF CCITT G3&G4，JPEG等格式外，在二值扫描时还可以直接存储为打印等格式外，在二值扫描时还可以直接存储为打印机接受的绘图文件格

18、式机接受的绘图文件格式HP RTL格式。件还可以格式。件还可以随时对扫描仪进行色彩校准。随时对扫描仪进行色彩校准。scan软件操作n打开程序：打开程序：n 开始-程序-colorstra-scanmann参数调整：参数调整：n Justi-sidecentren Width-n Length-n扫描命令：扫描命令：n Scan菜单或F9功能键打印拷贝软件打印拷贝软件Colortrac CopyWorks & CopyWorks Plusn是一个可选的软件，它能够实现从扫描仪是一个可选的软件，它能够实现从扫描仪到绘图机的直接打印。该软件能够控制扫到绘图机的直接打印。该软件能够控制扫描仪实

19、现自动检测介质的尺寸、自动优选描仪实现自动检测介质的尺寸、自动优选分辨率、多份拷贝、分辨率、多份拷贝、1 1500%500%的缩小及放大的缩小及放大、拼图和分图、拼图和分图、CMYKCMYK输出色彩调整、可以输出色彩调整、可以加图标及文字等功能。该软件配有加图标及文字等功能。该软件配有ICCICC标准标准，支持多种打印输出设备，可以直接控制，支持多种打印输出设备，可以直接控制两台不同型号的输出设备。两台不同型号的输出设备。 地 形 图输 出矢 量 化欲 处 理细 化扫 描 输 入地 物 和 注 记 的 识 别 与 输 入检 查 与 编 辑3 3、扫描矢量化的步骤、扫描矢量化的步骤3 3、扫描矢

20、量化的步骤、扫描矢量化的步骤欲处理：欲处理：由于图纸不干净、线不光滑以及由于图纸不干净、线不光滑以及受扫描、摄像系统分辨率的限制，使扫描受扫描、摄像系统分辨率的限制，使扫描出来的图像带有黑色斑点、孔洞和毛刺等出来的图像带有黑色斑点、孔洞和毛刺等噪声。采用噪声和边沿平滑的方法除去这噪声。采用噪声和边沿平滑的方法除去这些噪声。些噪声。细化：细化：将扫描图中的线划减细为分辨单元将扫描图中的线划减细为分辨单元宽的线划。宽的线划。3 3、扫描矢量化的步骤、扫描矢量化的步骤矢量化：矢量化：将栅格数据转换为矢量数将栅格数据转换为矢量数据。据。断线修复：断线修复：由于扫描质量的影响或由于扫描质量的影响或删除了

21、某些符号造成一些矢量线不删除了某些符号造成一些矢量线不连续，连接断线即为断线修复。连续，连接断线即为断线修复。 3 3、扫描矢量化的步骤、扫描矢量化的步骤要素提取：要素提取：选择需要的要素，剔选择需要的要素，剔除不需要的要素和噪声。除不需要的要素和噪声。符号识别：符号识别：提取出符号的特征。提取出符号的特征。属性赋值：属性赋值：对矢量化的要素赋予对矢量化的要素赋予属性特征值。属性特征值。用扫描仪将图纸扫描存于TIFF文件有必要时进行图像校正，为了显示速度可存RBM格式 (图象镶嵌模块)读图、分层编辑层名字点装入光栅文件设置当前层设置缺省参数设置矢量化参数交互矢量化保存文件设置矢量化范围矢量化流程图矢量化流程图 4 4、扫描矢量化误差分析、扫描矢量化误差分析误差来源：误差