课件几何纠正教学文案.ppt

段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用课件几何纠正段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用为什么要做几何纠正和几何配准？为什么要做几何纠正和几何配准？u前面的实验中我们已经多次遇到前面的实验中我们已经多次遇到“no spatial reference”的提示。这的提示。这是因为电脑无法识别数据的空间参考信息。是因为电脑无法识别数据的空间参考信息。u地理空间数据与其他数据相比，最基础、最重要的特征就是具有地里地理空间数据与其他数据相比，最基础、最重要的特征就是具有地里空间参考信息。空间参考信息。u纸质地图虽然具有空间参考，但是扫描后，弱不经任何处理，在电脑纸质地图虽然具有空间参考，但是扫描后，弱不经任何处理，在电脑看来它与普通的图片没有任何区别，依然不能识别空间参考信息；原看来它与普通的图片没有任何区别，依然不能识别空间参考信息；原始的遥感数据也是如此。始的遥感数据也是如此。u部分具有空间参考的数据，可能因某些原因导致空间参考信息错误、部分具有空间参考的数据，可能因某些原因导致空间参考信息错误、丢失丢失u这些情况下，为了让计算机系统能够识别数据地理空间参考信息，在这些情况下，为了让计算机系统能够识别数据地理空间参考信息，在后续处理开展之前，首先需要做几何纠正。后续处理开展之前，首先需要做几何纠正。u几何纠正工作室空间数据处理最基础的、必不可少的工作。几何纠正工作室空间数据处理最基础的、必不可少的工作。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用什么是几何纠正？什么是几何纠正？u我们通常把一幅没有地理空间参考信息地图、图片或矢量我们通常把一幅没有地理空间参考信息地图、图片或矢量数据，配置一定的、数据，配置一定的、GIS系统可以识别的、系统可以识别的、地理空间参考地理空间参考地理空间参考地理空间参考信息信息信息信息。这个过程叫做。这个过程叫做几何纠正geometric correction，u部分文献可能会出现部分文献可能会出现地理几何校正、空间校正、几何定位，含义与几何纠正相当。含义与几何纠正相当。u如果纸质地图本身包含了空间参考信息，只是扫描后计算如果纸质地图本身包含了空间参考信息，只是扫描后计算机不能识别。根据地图上的空间信息进行几何空间信息的机不能识别。根据地图上的空间信息进行几何空间信息的输入，这个过程也可以叫做输入，这个过程也可以叫做地理注册geo-registration。u如果是参照一张已知地理空间信息，而对某个不明不图像如果是参照一张已知地理空间信息，而对某个不明不图像进行几何纠正，这个过程也可以叫做进行几何纠正，这个过程也可以叫做几何配准或空间配准，Spatial Matching。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用ArcGIS中怎么做几何纠正？中怎么做几何纠正？uArcGIS主要提供两个几何纠正的模块：主要提供两个几何纠正的模块：uGeo-reference：主要针对栅格数据的处理：主要针对栅格数据的处理uSpatial Adjustment：主要针对矢量数据的处理：主要针对矢量数据的处理u本次课程先学习基于本次课程先学习基于Geo-reference的处理，完的处理，完成栅格数据的配准，这是从栅格数据采集矢量数成栅格数据的配准，这是从栅格数据采集矢量数据的基础。据的基础。u结合教材我们将进行两种类型的几何纠正演示：结合教材我们将进行两种类型的几何纠正演示：u基于图像自身信息的扫描地形图几何纠正基于图像自身信息的扫描地形图几何纠正u参考矢量数据对未知图片进行几何纠正参考矢量数据对未知图片进行几何纠正段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用依据图像自身信息的扫描地形图纠正依据图像自身信息的扫描地形图纠正u根据比例尺的不同，我国的地形图上均会存在一根据比例尺的不同，我国的地形图上均会存在一定的地理格网：定的地理格网：u1：1万、万、1：2.5万、万、1:5万、万、1：10万地形图中，会呈万地形图中，会呈现公里格网，并在地图四角给出经纬度。现公里格网，并在地图四角给出经纬度。u1：20万、万、1：25万、万、1：50万、万、1：100万地形图中，万地形图中，会呈现经纬网格网。会呈现经纬网格网。u格网线的交汇点的地理坐标（大地坐标或经纬度坐标）格网线的交汇点的地理坐标（大地坐标或经纬度坐标）是确定的，可以依据这些点的坐标对扫描地图进行几是确定的，可以依据这些点的坐标对扫描地图进行几何校正。何校正。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第一步：加载数据和几何纠正工具第一步：加载数据和几何纠正工具u本实验是用的数据为某地区本实验是用的数据为某地区1:10000 地形地形图扫描件：图扫描件：70011-1.Tif u打开打开ArcMap，建一个新的地图文档，建一个新的地图文档u在在TOC中，右击中，右击layers/properties/general/unit,对单位进行设对单位进行设置：置：uMap unit：muDisplay unit：m段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第一步：加载数据和几何纠正工具第一步：加载数据和几何纠正工具u加载用于纠正的地图。加载用于纠正的地图。Add datau第一次加载某个图片的时候，可能会询问你：第一次加载某个图片的时候，可能会询问你：would you like to create pyramids?选择选择oku放大观察地图内容，注意观察地形图的图上信息：公里格网、大地坐标系、四角放大观察地图内容，注意观察地形图的图上信息：公里格网、大地坐标系、四角经纬格网、经纬度范围等经纬格网、经纬度范围等u此时移动光标，查看此时移动光标，查看ArcMap界面的右下方显示的光标所在地理坐标，显然不对。界面的右下方显示的光标所在地理坐标，显然不对。u打开打开georeferencing模块模块：F在在ArcMap界面工具栏的空白处右击。会弹出扩工具选项，找到界面工具栏的空白处右击。会弹出扩工具选项，找到georeferencing，并选中。该工具条就出现在你的界面上了。并选中。该工具条就出现在你的界面上了。F用鼠标拖动该工具条，放到合适的位置。用鼠标拖动该工具条，放到合适的位置。u该工具条的文字此时为黑色显示（不是灰色）表明该工具已经被激活。（如果没该工具条的文字此时为黑色显示（不是灰色）表明该工具已经被激活。（如果没有任何图层加载进来，则该工具条会是灰色显示）有任何图层加载进来，则该工具条会是灰色显示）u确保确保70011-1.Tif是当前是当前Georeferencing工具操作的目标图层。工具操作的目标图层。F工具条中工具条中layer后面的对话框显示目标图层，通过其右的下来菜单可以修改。后面的对话框显示目标图层，通过其右的下来菜单可以修改。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用F点击点击Georeferencing工具条中的工具条中的控制点输控制点输入工具入工具：F点击点击地形图中某一公里格网线交叉的地方，地形图中某一公里格网线交叉的地方，该处出现一个十字叉的图标该处出现一个十字叉的图标F然后然后右击右击，选择，选择input x and y。输入公里。输入公里格网点的坐标。比如输入：格网点的坐标。比如输入：uX：34564000uY：2776000第二步：输入控制点第二步：输入控制点 段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第二步：输入控制点第二步：输入控制点输入大地坐标的时候需要注意：输入大地坐标的时候需要注意：u添加控制点的过程中，要灵活使用添加控制点的过程中，要灵活使用tools工具条中的放大、缩小、移动等工具，工具条中的放大、缩小、移动等工具，以找到合适的控制点，并放大到合适的倍数，以确保控制点位置的准确。以找到合适的控制点，并放大到合适的倍数，以确保控制点位置的准确。u大地坐标的读数：大地坐标的读数：u根据其格网线的延伸，找到图框矿上对应的读数根据其格网线的延伸，找到图框矿上对应的读数u我们使用的是我们使用的是m为单位的大地坐标，而地图上的格网线是为单位的大地坐标，而地图上的格网线是km，所以输入坐标值时，所以输入坐标值时要加要加3个个0。u自动纠正状态的调用：自动纠正状态的调用：uGeoreferencing工具条的下拉菜单中，有一个工具条的下拉菜单中，有一个auto adjust选项。如果选选项。如果选中，则自动校正开启。中，则自动校正开启。u当输入了当输入了3个以上的点坐标以后，系统会自动根据前面输入的点的坐标建个以上的点坐标以后，系统会自动根据前面输入的点的坐标建立数学方程，以推测后面选中点的坐标。立数学方程，以推测后面选中点的坐标。u根据需要，有时我们可以选择不启动自动校正。根据需要，有时我们可以选择不启动自动校正。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第二步：输入控制点第二步：输入控制点u控制点的多少：控制点的多少：u控制点的多少根据纠正方法来确定，常见的一控制点的多少根据纠正方法来确定，常见的一次多项式纠正，至少要求用次多项式纠正，至少要求用4个点。二次多项个点。二次多项式要求至少式要求至少6个点。个点。u习惯上，我们采用二次多项式纠正时，要求控习惯上，我们采用二次多项式纠正时，要求控制点超过制点超过17个。个。u控制点要注意均匀分布在全图，不要集中控制点要注意均匀分布在全图，不要集中在某个区域。在某个区域。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第二步：输入控制点第二步：输入控制点uLink table的使用：的使用：u默认状态下当输入第默认状态下当输入第4个点的时候，系统自动计算几何纠正的误差个点的时候，系统自动计算几何纠正的误差u打开控制点连接表打开控制点连接表link table，可以看到各点在源图上的坐标、参，可以看到各点在源图上的坐标、参考坐标、以及残差。根据需要可以在考坐标、以及残差。根据需要可以在link table中修改个点的坐标。中修改个点的坐标。通常会选择删除残差加大的点。通常会选择删除残差加大的点。u可以对连接表进行保存、加载（事先做好的控制点及对应坐标表）可以对连接表进行保存、加载（事先做好的控制点及对应坐标表）、选择几何纠正的方式、选择几何纠正的方式u几何纠正方式改变后，残差几何纠正方式改变后，残差Residual和均方根误差会有变化。几何纠和均方根误差会有变化。几何纠正的精度通常通过正的精度通常通过RMS error的大小来表示，当其达到某一程度时，可以的大小来表示，当其达到某一程度时，可以不再添加或修改控制点。不再添加或修改控制点。u控制点输入完成、检查无误后，保存控制点输入完成、检查无误后，保存link table并关闭之。并关闭之。然后在几何纠正工具条然后在几何纠正工具条georeferencing的下拉菜单中选择的下拉菜单中选择updata display(更新显示更新显示)。残差残差均方根误差均方根误差纠正方法的选择纠正方法的选择段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第三步：设定数据框的属性u右击右击右击右击layers/properties/coordinate systemu你会发现当前状态下，下方的你会发现当前状态下，下方的coordinate system提示为提示为unkown，这是因为我们加载的是一个没有空间参考信息的图片，而且也，这是因为我们加载的是一个没有空间参考信息的图片，而且也没有进行投影定义没有进行投影定义u在在select a coordinate system对话框中，通过对话框中，通过predefined/project，对图像的投影进行预定义，选择，对图像的投影进行预定义，选择gauss k/xian 1980/Xian_1980_3 Degree_GK zone 34u为什么要选这个带呢？为什么要选这个带呢？因为我们的地图已经说明了是因为我们的地图已经说明了是xian1980 xian1980坐标系；坐标系；而且而且1 1：1 1万的地图都是万的地图都是3 3度分带；而且根据地图的横坐标我们发现是带号度分带；而且根据地图的横坐标我们发现是带号是是3434带带u点击确定后，查看点击确定后，查看ArcMap右下角现实的坐标与图上坐标右下角现实的坐标与图上坐标是否一致？是否一致？段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用第四步：校正并重采样生成新的栅格文件第四步：校正并重采样生成新的栅格文件 u在几何纠正工具条的下拉菜单中选中在几何纠正工具条的下拉菜单中选中Rectify，打，打开校正对话框开校正对话框,对以下选项进行设置对以下选项进行设置uResample type:设置重采样方法设置重采样方法uOutput location:输出文件地址输出文件地址uName：输出文件名称：输出文件名称uFormat：输出格式：输出格式uSave：点击此键则将进行重采样运算并输出结果，：点击此键则将进行重采样运算并输出结果，可能需要一定的时间可能需要一定的时间段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用u至此，扫描地图的几何纠正工作就完成了。至此，扫描地图的几何纠正工作就完成了。u新建一个新建一个ArcMap，打开刚才输出的文件，就会发，打开刚才输出的文件，就会发现他已经有了空间参考信息了。现他已经有了空间参考信息了。u但是注意，某些时候因为未知原因，新的栅格文但是注意，某些时候因为未知原因，新的栅格文件可能仍然没有空间参考信息：显示大地坐标是件可能仍然没有空间参考信息：显示大地坐标是正确的，当正确的，当display的单位设为经纬度时显示就不的单位设为经纬度时显示就不正确。此时需要在正确。此时需要在catalog下面，下面，edit栅格数据的栅格数据的投影信息。设置的内容与前面第三步一致。投影信息。设置的内容与前面第三步一致。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用查看几何纠正的效果查看几何纠正的效果uArcMap下方会动态显示光标所在的坐标。下方会动态显示光标所在的坐标。u如果如果layers/properties/general/unit/display中中设置的坐标是米，则显示大地坐标；如果是经纬设置的坐标是米，则显示大地坐标；如果是经纬度就显示经纬度坐标。度就显示经纬度坐标。u可以将光标移动到功力格网线的交叉点或四角的可以将光标移动到功力格网线的交叉点或四角的经纬格网交叉点，核对经纬格网交叉点，核对ArcMap显示的坐标和涂上显示的坐标和涂上的坐标是否一致。的坐标是否一致。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用参照矢量数据对栅格图像进行几何纠正参照矢量数据对栅格图像进行几何纠正u前提：矢量数据的空间参照信息是明确的，即计前提：矢量数据的空间参照信息是明确的，即计算机可以识别算机可以识别u矢量数据上有特殊的地物与栅格图像中的某些像矢量数据上有特殊的地物与栅格图像中的某些像元一一对应。比如：河流、道路的交叉口等元一一对应。比如：河流、道路的交叉口等u纠正方法与前面纠正扫描地图的一致。唯一不同纠正方法与前面纠正扫描地图的一致。唯一不同的地方在于控制点的坐标不是手动输入的，而是的地方在于控制点的坐标不是手动输入的，而是直接将栅格影像上的某点直接与矢量数据上对应直接将栅格影像上的某点直接与矢量数据上对应的位置建立关联。的位置建立关联。u具体过程见具体过程见P269，22章第章第6小节小节段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用作业作业u1、根据提供的图片，对扫描地形图进行几何校正、根据提供的图片，对扫描地形图进行几何校正u2、根据提供的图片和矢量数据，对图片进行几何、根据提供的图片和矢量数据，对图片进行几何校正校正u要求：第一题将纠正结果输出的栅格图片直接交要求：第一题将纠正结果输出的栅格图片直接交给老师；将第二题的过程通过捷屏的方式记录下给老师；将第二题的过程通过捷屏的方式记录下来，整理到来，整理到word中，并配以一定的文字。结果输中，并配以一定的文字。结果输出的栅格文件也要发给老师。出的栅格文件也要发给老师。段含明段含明 空间数据采集与应用空间数据采集与应用此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢