实验3、影像配准及矢量化

1、实验3、影像配准及矢量化一、实验目的1. 利用影像配准Georeferencing工具进行影像数据的地理配准。2. 编辑器的使用点要素、线要素、多边形要素的数字化。注意：在基于ArcMap的操作过程中请注意保存地图文档。二、实验准备根本概念：1地图一Map ArcMap document在ArcGIS中，一个地图存储了数据源的表达方式地图，图表，表格以及空间参考。在ArcMap中保存一个地图时，ArcMap将创立与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。当翻开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达方式显示数据。一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！2数据框架一Data F

2、rame在"New Map File新建地图操作中，系统自动创立了一个名称为"Layers的数据框架。在ArcMap中，一个数据框架显示统一地理区域的多层信息。一个地图中可以包含多个数 据框架，同时一个数据框架中可以包含多个图层。例如，一个数据框架包含中国的行政区域等信息，另一个数据框架表示中国在世界的位置。但在数据操作时，只能有一个数据框架处于活动状态。在 Data View只能显示当前活动的数据框架，而在Layout View可以同时显示多个数据框架，而且它们在版面布局也是可以任意调整的。3组图层-New Group Layer有时需要把一组数据源组织到一个图层中，把它

3、们看作Contents窗口中的一个实体。例如，有时需要把一个地图中的所有图层放在一起或者把与交通相关的图层如道路、铁路和站点等放在一起，以方便管理。4数据层ArcMap可以将多种数据类型作为数据层进行加载，诸如AutoCAD矢量数据DWG,ArcGIS的矢量数据 Coverage、GeoDatabase TIN和栅格数据 GRID , ArcView 的矢量数据 ShapeFile, ERDAS的栅格数据ImageFile, USDS的栅格数据DEM等。注意：Coverage不能直接编辑， 要编辑需要将 Coverage转换成ShapeFile。软件准备：ArcGIS Desktop -Arc

4、Map实验数据：海燕乡土地利用现状图.jpg，在发送的压缩包“ Exec03中可以找到。三、实验内容及步骤第1步 地形图的配准一一加载数据和影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。翻开ArcMap,添加"Georeferencing影像配准工具栏。把需要进行配准的影像"增加到ArcMap中，会发现"Georeferencing 工具栏中的工具被激活。首先将 Georeferncing 工具条 Georeferncing 菜单下 Auto Adjust 不选择。第2步输入控制点在配准中我们需要知道一些特殊点的

5、坐标。 通过读图，我们可以得到一些控件点一一 公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。 一般在实际中，这些点应该能够均匀 分布。在"Georeferencing 工具栏上，点击"Add Control Points添加控制点按 钮。使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如以下图所示：用相同的方法，在影像上增加多个控制点一般是4个，输入它们的实际坐标。点击"Georeferencing 工具栏上的"View Link Table查看链接表按钮。注意：在链接表对话框中点击“Save按钮，可以将当前的控制点保存为

6、磁盘上的文件，以备使用。检查控制点的 Residual残差和RMS均匀方差。如果某点 残差特别大，需删除并重新 选取控制点。 转换方式设定为“ 1st Order Poly no mial或仿射。因为目前我们只用了四 个控制点，ArcGIS只能执行一个 1st Order Polynomial affine二次或仿射变换 丨。第3步设定数据框的属性增加所有控制点，并检查均方差RMS后，在"Georeferencing 菜单下，点击"Update Display更新显示。执行菜单命令"View " Data Frame Properties 数 据框属性，

7、设定数据框属性。Dat-a Frame PropertiesAnnotati on GroupsG顿e呵 | DataEk ten t RectanglesTraime | S i and f osi tier.Iliumination | C?ri ds Map CtcheCoordiiuts Systai |Credits:Utiit5P Simulate layer transparercy ri legendsM&tersMeters L_Display:Tp: See Tools>0ption5>Data Vievj tab For additional opti

8、ons for diphyiniQ coordinates in the status br取消|在"General常规选项页中，将地图显示单位设置为"Meters米U'>F4nnir fMjps-1*42° ainktc iystr n i'hl'ifkdt i «JEtlexl 匕112电込二1电工a Li 型Curient tocrde siem ?ari_L sao_Gt_CM_liJE i-rc gectim门話血_孑匹/駅 Ffik&_i=sitngr gnmno n vnrr Fals=JrtFir:

9、CUDODODD C&,MtriS_Mi-idi,5n= ULMOEMO icrtkj-tnr! innmwi UWude-W-CMan： OJOOQOOQ Llnaar iLlnit: eter预定义Projected Coordin ateGes戶 n.qgsDai：Lm D Aia- L9EDSystem_Gauss Kruger_Xia n 1980Iirarani±on3；P.sdftdt a cco-dirate vy£"emiB 计E 19K 3<x Z.Tne 43題 XLri 19SJ 3 Degree GC Zone +4 雷卅h

10、 19K 3 D*y« CX左朮祐 區1HBJ "M：上jhIipctL“世 Ktsn 1950 aKOM ；17E 番汩 191 SK 'Tl 1 ?T 底 193J ；KG ：29E 夏 Xkm 1900 fiKCM 13SE 逼 Xiai ivsu 也 CM :疋亦 inooomE 販 仙 19BJ jKOMB?fcJLdzl r： Favarite;Vffl l£i在"Coordi nate System 选项页中，设定数据框的坐标系统为"Xian 1980 GK CM 111E 西安80投影坐标系，6度分带，中央经线在东经 1

11、11度，横坐标前不加带号，与待矢量化的影像图的坐标系一致。由于我们的影像图是二手资料，确切的地理坐标参数没方法获取，只能根据坐标换算得到的地理坐标范围大约北纬20° 13' 20° 17'，东经110° 34' 110°38'丨进行推断其中央经线为111 °，坐标系统因为是 2003年左右制作地图转换而来的影像图，一般用的是西安 80坐标系统。更新后，就变成真实的坐标。第4步矫正并重采样栅格生成新的栅格文件在"Georeferencing 菜单下，点击"Rectify 矫正，翻开Save as

12、对话框， 将更新后的影像另存。其中参数Cell Size选择与更新前相同，Resample Type重采样方法有 3 种：Nearest Neighbor 最近邻法、Bilinear Interpolation双线性内插法和Cubic Convolution 立方卷积法，一般对栅格地图来说采用最近邻法为好。在 OutputLocation中指明输出图像存储路径，Name中输入名称"海燕乡土地利用现状图5，Format采用JPG格式。输出图像中保存了配准信息。UpdLe±lLillgCell 如|0.7CC415Recti£j.Fi t fo Ds "fl

13、FhDxa s:1Flip « lotat*Bnip 匕 Type?卜疽7 righhir <fcr dscFftr 日威甸J7IrsnsformatiiraCutpu： Loctonc|谆丈档'侥用吨巳熾議制eg wAui o rljiiE tMw；| 怀用. ipsForirinnIfpdftL* Di ejIi rwnni-nkiFB 7ufw ；jComprrMsion QuaifcDal aKatrial Pan*竜-J (1 1UU);R殳7iriUi.s£Qrmori胡曲|cartel后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像“海燕乡土地

14、利用现状图5进行操作。在数字化之前，我们需要建立一些数据层来存储从影像上提取的要素信 息，下面介绍在 ArcCatalog中如何新建数据层？第5步在ArcCatalog新建数据层该数据采用的是西安 80坐标系统、6度分带。 翻开ArcCatalog 。在指定目录鼠标右击， 在“ New中，选择“ Shapefile 如以下图：jAzctalalag - Arcln£o - B: 疑T文舌_僮期山曲I：狄或畫敦据皿(H_ | | XFiilc Z± t Visv 0 l4«ls ¥ i>i:v Jkl筠$ 匪 謨住俸盖掛电山mp ：*数¥_

15、r些' 伦用虹曲辭TfegiifiM:-_J二瑶口番L Qj m2金口 Tx t e 11 U Eoect/itc7il* G吟jhl血加卷 * 打 3BE_5±,o±iJ.JriareI Cniiu-et si nn Tcwl s 宝 a 吨 LiiytrX DtleteH|!< s0 TaaLbas_I Xfclrifu flxli範列电 曲血r沁 LtWQ iazde . Ccrm.|y"| tl/lL Darji a-ritfiT EiTioasK1&J4rC32 L«-Cat4T.*舟八时山 爭丹如g.(2)输入数据层Na

16、me如"行政界线，选择要素类型，如Polyline ，点按钮“Edit选择空间参照系。在"Spatial Referenee Properties(空间参考属性)对话框中选择适宜的坐标系统，点击" Select 按钮。在(Projected Coordinate Systems 目录下，选择 Gauss Kruger-Xian 1980-Xian 1980 GKCM111E.prj)。点击"Add，现在这些坐标系统信息应该如以下图所示：(3) 点击“确定，再按“ OK'。这样，我们就创立了一个线状要素的数据层。 注意：上面我们只是介绍了土地利用现

17、状要素中线要素“地类界线的建立方 法，点、面要素的建立方法类似。第6步 以海燕乡土地利用现状图为背景，进行分层数字化关于数据分层：由于一幅土地利用现状图包含的要素有许多如地类图斑、行政界线、铁路、公路、单线河流等等，因此在通过数字化提取相应信息之前我们要对地图数据进行预 处理一一分层。一般存储以上要素的图层有三个：地类图斑面、行政界线线、线状地物线。不过，为了使地图上所有的线划要素均只数字化一次， 数字化过程不直接构面当 然Aremap中可以直接构面，而是先将现状图上所有的线要素数字化， 这个过程也要 考虑数据分层，根据上面的分析我们可分为如下三个图层：行政界线XZJX、线状地物XZDW、地类

18、界线DLJX。以上三层线要素数字化完后，再利用XZJX、XZDV及 DLJX层构面，就得到面要素“地类图斑。关于数字化的顺序:刚刚前面提到：地图上所有的线划要素均只数字化一次，如何实现呢？实际上在数字化之前，我们先确定好采集要素的顺序，即可做到地图上所有的线划要素均只数 字化一次。数字化的顺序是先采集行政界线、然后线状地物道路、单线河、最后再地类界线。注意：跟踪时要保证线的交点处尽量闭合或相交，目的是保证线构面时候的 成功率。关于数字化的步骤：(1) 翻开ArcMap中，将已配准的影像“海燕乡土地利用现状图5和新建的线要素“行政界线参加数据框中。在主菜单中选择“File-Add Data，或者

19、在standard工具条中选择+，按住shift键，选择“海燕乡土地利用现状图、“行政界线.shp.得到结果如图:注意：在ArcMap中，创立新地图并向其中加载数据层时，第1个被加载的数据层的坐标系统就作为该数据组默认的坐标系统，随后加载的数据层，无论其坐标系统如何，只要含有坐标信息，满足坐标转换的需要，都将被自动的转换成该数据组的坐标系统。当然，这种转换不影响数据层所对应的数据文件本身。(2) 在开始矢量化之前，保存一个地图文档Exec03.mxd，这样每次开始矢量化之前只需双击“ Exec03.mxd ，即可翻开 ArcMap及工作数据。(3) 选取“ Editor ，翻开编辑工具栏，如图

20、： 选取数据层“行政界线，按Editor的下拉键，点取“ Start Editing ,禾U用编辑工具中的“Sketchtool ，就可数字化行政要素的边界线。前面讲过，线的交点处要注意尽量闭合或相交，目的是保证线构面时候的成功率。下面介绍线相交的技巧：线的起始点应尽量跨越已经画好的线要素，如以下图。比方地类界线数字化应该这样操作。-出j,- f II直口2下面介绍 线闭合的技巧进行捕捉环境设置即可：线闭合可通过直接捕捉已经存在要素的结点、终点、边线来实现。具体操作方法：在editor下拉菜单项选择择“ Start Editing 如果已经有图层处于编辑状态， 那么可不进行上述操作，然后在ed

21、itor下拉菜单项选择择“snapping ，翻开Snapping Environment 对话框，如下：La/erVertex Edge EndKZJXXZJX_FeatureToPolvEdit SkeEdi“1 Edit sketch verticesP Edit sketch adg&s" Perpendicular to sketch terCenterlines CornerIritersecticriEndsSolidT opology Elerri&ntsL Topology rtodes bscdlanecusSur/ey Points在Snapping Environment 对话框的上部列表中设置数据层抓点特性：可以设置 抓取结点、终点、边线；下部列表中编辑草图的三个钩都选上，如上图，在对图层 XZJX进行编辑时，会自动捕捉顶点vertex、边edge丨和终点end。(5)添加要素的属性项。点取要加要素的数据层，如“行政界线，点右键，"Open Attribute Table ,出现属性表，再按“ Option 中的“ Add Field ,可增 加所需的属性项， 在Name中输入“界线类型，在Type中选“ Text，Length设为 20 10个中文字符长，用来存储各类行政界线的