实验二投影变换与坐标校正幻灯片.ppt

实验二投影变换与坐标校正第1页，共58页，编辑于2022年，星期五内容内容l坐标系与投影变换l坐标转换l坐标拉伸l接边l影像配准第2页，共58页，编辑于2022年，星期五n坐标转换：对要素作平移、旋转、缩放、倾坐标转换：对要素作平移、旋转、缩放、倾斜等处理。斜等处理。仿射变换（Affine）:用于考虑4种因素对坐标变换的影响：非等比例缩放、倾斜、旋转、平移。在使用仿射变换时，至少要设3个移位连接线。公式：x=Ax+By+C y=Dx+Ey+F第3页，共58页，编辑于2022年，星期五相似变换（Similarity）:用于考虑3种因素对坐标变换的影响：缩放、旋转和平移。使用此变换时，至少要设2个移位连接线。公式：x=Ax+By+C y=-Bx+Ay+F A=s cost B=s sint C为x方向的平移，F为y方向的平移；s为x和y方向相同的缩放因子，t为旋转角度。第4页，共58页，编辑于2022年，星期五投影变换（Projective）:较为复杂，至少要设4个移位连接线。公式：x=（Ax+By+C）/（Gx+Hy+1）y=（Dx+Ey+F）/（Gx+Hy+1）第5页，共58页，编辑于2022年，星期五n坐标拉伸：适用于校正数字化过程中各个方坐标拉伸：适用于校正数字化过程中各个方向的不均匀伸缩、变形。向的不均匀伸缩、变形。至少要3条移位连接线第6页，共58页，编辑于2022年，星期五n接边接边接边是处理相邻地图之间的拼接误差。地图往往是分图幅输入，在图幅相邻之处，总会有少量错位。以上几种处理结果都改变了矢量要素的坐标。第7页，共58页，编辑于2022年，星期五n影像配准影像配准专门针对栅格空间数据。配准的结果不但使栅格单元的位置发生了变化，而且在有些地方插入新单元，有些地方会合并相邻单元。对栅格坐标的影响可以是临时的，也可是永久的。以上处理都不发生坐标系变化。第8页，共58页，编辑于2022年，星期五n软件对残差（软件对残差（Residual Error）的定义）的定义软件中的残差定义为均方根（Root Mean Square,RMS）。第9页，共58页，编辑于2022年，星期五一、坐标系与投影变换一、坐标系与投影变换全球经纬格网显示全球经纬格网显示第10页，共58页，编辑于2022年，星期五n启动ArcMap，打开ex24ex24.mxd，激活Data frame1n观察：n坐标单位？n鼠标在图上移动时视窗底部状态栏中的坐标值，网格横、纵坐标的最大与最小值是多少？第11页，共58页，编辑于2022年，星期五n鼠标双击图层World_grid，弹出Layer Properties对话框，选择Source标签，可以看出坐标系统是GCS_WGS_1984。n观察该坐标系中经纬线是否直线、相互平行？n该坐标系中变形最大的点在地球表面何处？第12页，共58页，编辑于2022年，星期五n鼠标右键点击Data framel，选择Properties，在出现的菜单中选标签Coordinate Systemn数据框架的当前坐标有无变化？第13页，共58页，编辑于2022年，星期五n再点击按钮Clear，在下面的坐标选择框中选择Predefined/Projected Coordinate System/Utm/Wgs 1984/WGS 1984 UTM Zone 12N,按“确定”键关闭对话框。n经线发生了什么变化？nWorld_grid数据源坐标值是否发生变化？Why?第14页，共58页，编辑于2022年，星期五一、坐标系与投影变换一、坐标系与投影变换全国分省地图坐标定义、显示全国分省地图坐标定义、显示第15页，共58页，编辑于2022年，星期五n启动ArcCatalog，在左侧目录窗口展开路径ex24，可以看到其中有一个数据项CN_prv是Shapefilen该数据项是否有空间参考坐标系？n展开Projected Coordinate Systems,加载或更改为Asia Lambert Conformal Conic坐标系。(How?)n按Modify键,n修改该坐标系的参数为:第16页，共58页，编辑于2022年，星期五False_Easting:0.00False_Northing:0.00Central_Meridian:106.00Standard_Parallel_1:25.00Standard_Parallel_1:47.00Latitude_Of_Origin:0.00第17页，共58页，编辑于2022年，星期五Linear Units 的Name:项下拉选择Meters.以上设置的意思是什么?第18页，共58页，编辑于2022年，星期五n该对话框下侧还有Geographic Coordinate System参数框,再按右下侧的Select键,在坐标系浏览对话框内选择Geographic Coordinate System/Asia/Beijing 1954.prj,按Add键加载.观察Geographic Coordinate System框内的相关默认参数.n再到对话框第一行Name:项内输入名称CN_prv,按”确定”返回,观察Details框内的参数.第19页，共58页，编辑于2022年，星期五n按”确定”键返回Shapefile Properties对话框.,观察Spatial Reference项对应的设置名是否为CN_prv?观察空间参照系的内容.n按”确定”退出.n关闭ArcCatalog.第20页，共58页，编辑于2022年，星期五n启动ArcMap,打开地图文档ex24 ex24.mxd,激活Data frame2,设置该数据框单位为meters.n加载刚才操作过的图层,CN_prv.用鼠标在数据视窗内随意滑动,观察底部坐标单位及值的变化.第21页，共58页，编辑于2022年，星期五n鼠标右键选择Data frame2/Properties,进入数据框架特征设置对话框,选择标签Coordinate System,点击Layers/CN_prv/CN_prv,有关参数出现在Current coordinate system文本框内.选用数据源的预先定义选用数据源的预先定义第22页，共58页，编辑于2022年，星期五n按”确定”键关闭数据框架特征设置对话框.鼠标在地图上随意滑动,窗口底部显示的坐标,要素形状发生了什么变化?第23页，共58页，编辑于2022年，星期五n再进入Data frame Properties,选择General,下拉修改Units/Display,从Meters 改为Degree Minutes Seconds,按”确定”关闭对话框.鼠标在地图上随意滑动,窗口底部显示的坐标,要素形状发生了什么变化?改变显示坐标改变显示坐标第24页，共58页，编辑于2022年，星期五n再进入Data frame Properties,按标签Grids.n按New Grid键,进入Grids and Graticules Wizard对话框:点选Graticule:divides map by meridians and parallels 点选n在Grid栏中输入名称Graticule,按”下一步”,Graticule and labels 点选为地图布局添加打印用的格网为地图布局添加打印用的格网第25页，共58页，编辑于2022年，星期五 在Intervals框内输入:Deg Min Sec place parallels 5 0 0 latitude place meridims 5 0 0 longituden按”下一步”第26页，共58页，编辑于2022年，星期五n在出现的对话框内勾选 Major division ticks Minor division ticks Number of ticks per major 项选0n 按”下一步”第27页，共58页，编辑于2022年，星期五n在出现的对话框内勾选 Place a simple border at edge of graticule Store as a fixed grid that updates with changes to the data framen 按”完成”,再按”确定”.第28页，共58页，编辑于2022年，星期五n选择View/Layout,为突出Data frame2,其它数据框被拖动到页面外部,布局中央仅显示Data frame2.观察:兰勃特等角割圆锥投影坐标系的经纬线特点.第29页，共58页，编辑于2022年，星期五n鼠标右键选择Data frame Properties,选择Coordinate System,展开Pridefined/Geographic Coordinate System/Asia,选择Beijing 1954,教育按OK,再按”确定”.描述地图布局有什么变化?要素的地理坐标显示在哪里?地图页面坐标又在哪里显示,单位是什么?投影变换投影变换第30页，共58页，编辑于2022年，星期五一、坐标系与投影变换一、坐标系与投影变换小结小结第31页，共58页，编辑于2022年，星期五n地理坐标系:用经纬度表示事物、现象的空间位置。n投影坐标系：用二维平均直角坐标表示事物、现象的空间位置n实际中，数据已经定义好坐标系，不同来源、不同坐标系的空间数据要一起使用时，需要作投影转换。两大类坐标两大类坐标第32页，共58页，编辑于2022年，星期五n临时变换：多数据一起参照使用，此时数据库、数据文件中的要素坐标仍然保持原来状态。n永久转换：空间要素按新的坐标系作转换处理。有三种情况需要转换或重新定义坐标系有三种情况需要转换或重新定义坐标系第33页，共58页，编辑于2022年，星期五n修改坐标系：用户建立数据库时，没有定义坐标系或原来定义的不对，可调整坐标系的名称和相关参数。修改后，要素在数据库中的坐标不发生变化，将来临时变换、永久转换时，按修改后的坐标系名和相关参数起作用，对转换结果会产生实质性影响。第34页，共58页，编辑于2022年，星期五二、坐标转换二、坐标转换 ArcMap有空间校正（有空间校正（Spatial Adjustment）功能，坐标系不变，校）功能，坐标系不变，校正要素的坐标。对矢量型数据有正要素的坐标。对矢量型数据有3种校种校正：坐标转换（正：坐标转换（transform）、橡皮拉）、橡皮拉伸（伸（Rubber Sheeting）、接边）、接边（Edge Matching）。）。第35页，共58页，编辑于2022年，星期五n添加Spatial Adjustment工具条。n激活Data frame3数据框，打开其中3个图层的显示状态：RoadCenter、Plan、Design。点击目标表（TOC）栏下方的Source标签，可以看到各图层的数据源有什么特征？几个图层之间有什么关系？第36页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Editor编辑工具条中，选择菜单Editor/Start Editing,进入编辑状态。n在Spatial Adjustment工具条中选择菜单Spatial Adjustment/Set Adjust Data,进入校正对象对话框，选择All features in these layers,再勾选Design，并OK。选择校正对象选择校正对象第37页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择移位连接工具（New Displacement Link），用光标在屏幕上先用该工具确定校正图层design上需要校正的某一特征点，单击鼠标的左键确定，在roadcenter层上和plan层上找到正确位置的对应点，单击鼠标的左键确定，就绘出一条移位连接线（Displacement Link）。设置移位连接设置移位连接(Displacement Link)第38页，共58页，编辑于2022年，星期五n设置移位连接时，尽可能使用捕捉模式。n配合使用捕捉方式，至少应设3对移位连接，本练习要求设6对，而且都是在道路中心线的交叉点上。第39页，共58页，编辑于2022年，星期五n如果输入的移位连接线位置有差错，需要调整。方法是：先用Spatial Adjustment工具条中修改移位连接（Modiry Link）工具，再选中需要调整的移位连接线；用鼠标对准连接线的端点，按住鼠标左键不放，拖动鼠标微调。n或者用编辑工具条中的选择工具，点击某移位连接线，按Delete，删除该连接线。第40页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择察看移位连接表工具（View Link Table），弹出连接表对话框：n如果某些坐标点事先知道，可以用鼠标点击连接表中的坐标表，直接用键盘修改，实现精确控制。第41页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择Transform/Affine，即选用仿射变换的校正方式。n用Preview Window 预览校正后的效果，判断是否需要重新回到设置移位连接步骤。n选用Adjust，完成Transformn选Editor,并Stop Edition,结束编辑状态。Transform的方式的方式第42页，共58页，编辑于2022年，星期五三、坐标拉伸三、坐标拉伸 坐标拉伸（坐标拉伸（Rubber Sheeting）俗称橡）俗称橡皮拉伸，主要针对图形的不均匀变形。皮拉伸，主要针对图形的不均匀变形。第43页，共58页，编辑于2022年，星期五n激活Data frame4数据框，其中有2个图层：roadplan、pipepline。点击目标表（TOC）栏下方的Source标签，可以看到各图层的数据均存放在再一个Geodatabase Geo_DB24中，同属一个要素Dataset C2.第44页，共58页，编辑于2022年，星期五n对这两个图层而言，存在的问题是什么？第45页，共58页，编辑于2022年，星期五n在目录表中选择图层pipeline，Editor中使进入编辑状态。第46页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择菜单Spatial Adjustment/Set Adjust Data,进入校正对象对话框，选择All features in these layers,再勾选pipeline，并OK。选择校正对象选择校正对象第47页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择移位连接工具（New Displacement Link），用光标在屏幕上先用该工具确定校正图层pipeline上需要校正的某一特征点，单击鼠标的左键确定，在roadplan层上找到正确位置的对应点，单击鼠标的左键确定，就绘出一条移位连接线（Displacement Link）。其它设置类似于Transform方式。设置移位连接设置移位连接(Displacement Link)第48页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择菜单Adjustment Methods/Rubber Sheet，采用橡皮拉伸（Rubber Sheeting）方式.，选择General标签：Adjustment Method：Rubbersheet 下拉选择，按右侧Options，继续选择：Method为Nature Neighbor。其余操作类似Transform。选择校正方式选择校正方式第49页，共58页，编辑于2022年，星期五四、接边四、接边接边（接边（Edge Matching）。）。第50页，共58页，编辑于2022年，星期五n激活Data frame5数据框，其中有2个图层：Road1、Road2。点击目标表（TOC）栏下方的Source标签，可以看到各图层的数据均存放在再一个Geodatabase Geo_DB24中，同属一个要素（Dataset）C3.第51页，共58页，编辑于2022年，星期五n图幅边缘的拼接处，不严格对接，稍有错位。需要进行接边校正。第52页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择菜单Spatial Adjustment/Set Adjust Data,进入校正对象对话框，选择All features in these layers,再勾选road2，并OK。选择校正对象选择校正对象第53页，共58页，编辑于2022年，星期五n在Spatial Adjustment工具条中选择菜单Adjustment Methods/Rubber Sheet，采用橡皮拉伸（Rubber Sheeting）方式.，选择General标签：Adjustment Method：Edge Snap下拉选择，按右侧Options，继续选择：Method为Smooth。选择接边方式选择接边方式第54页，共58页，编辑于2022年，星期五 按确定，在校正特性对话框选择Edge Match，继续设定接边的方式。Source Layer:(校正图层)Target Layer(目标图层)road1 (下拉选择)road2 (下拉选择)Use Attributes 不选，不使用属性连接 One link for each destination point 勾选 Prevent duplicate link 勾选 按“确定”完成。第55页，共58页，编辑于2022年，星期五n设置自动捕捉距离。选择Editor工具条上的菜单Editor/Options，在其中Snapping一栏输入：Snapping 7 map units 按“确定”完成设置。接边处理接边处理第56页，共58页，编辑于2022年，星期五n使用Spatial Adjustment工具的接边工具（Edge Match），用光标在屏幕上拉出一个选择框，需要接边的4处拼接点进入选择框，经软件判断，实际需要处理的是3处，自动生成移位连接线。n预览nAdjustnEditor/Stop Editing。第57页，共58页，编辑于2022年，星期五五、影像配准（五、影像配准（rectify）n激活Data frame6数据框，其中有3个图层：公路、县界、遥感影像，将遥感影像与公路配准。第58页，共58页，编辑于2022年，星期五