2022年实验3影像配准及矢量化.docx

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1、精品学习资源试验 3、影像配准及矢量化一、试验目的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；留意：在基于 ArcMap的操作过程中请留意储存地图文档；二、试验预备基本概念：1) 地图 Map ArcMap document在 ArcGIS 中，一个地图储备了数据源的表达方式地图，图表 , 表格 以及空间参考；在ArcMap中储存一个地图时， ArcMap将创建与数据的链接，并把这些链接与详细的表达方式储存起来； 当打开一个地图时， 它会检查数据链接，并且用储备的表达方式显示数据；一个储存的地图并不真正储备显

2、示的空间数据！2) 数据框架 Data Frame在“ New Map File 新建地图 ”操作中，系统自动创建了一个名称为“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

3、Layer有时需要把一组数据源组织到一个图层中，把它们看作Contents 窗口中的一个实体；例如，有时需要把一个地图中的全部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，以便利治理；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； 留意： Coverage 不能直接编辑， 要编辑需要将 Cove

4、rage 转换成 ShapeFile；软件预备： ArcGIS Desktop -ArcMap试验数据： 海燕乡土地利用现状图.jpg ，在发送的压缩包“ Exec03”中可以找到；欢迎下载精品学习资源三、试验内容及步骤第 1 步 地势图的配准加载数据和影像配准工具全部图件扫描后都必需经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺当进行；打开 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，会发觉“ Georeferencing”工具栏中的工具被激活；第一将 Georeferncing工具条 Georefernci

5、ng菜单下 Auto Adjust不挑选；第 2 步 输入掌握点在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标；通过读图， 我们可以得到一些控件点 公里网格的交点， 我们可以从图中匀称的取几个点；一般在实际中， 这些点应当能够匀称分布；在“ Georeferencing”工具栏上，点击“ Add ControlPoints添加掌握点 ”按钮；使用该工具在扫描图上精确到找一个掌握点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如以下图所示：欢迎下载精品学习资源用相同的方法， 在影像上增加多个掌握点一般是 4 个，输入它们的实际坐标；点击“ Georeferencing”工具栏上的“ View Link Tab

6、le查看链接表 ”按钮；留意： 在链接表对话框中点击“Save”按钮，可以将当前的掌握点储存为磁盘上的文件，以备使用；检查掌握点的 Residual 残差 和 RMS均方差 ；假如某点 残差特殊大，需删除并重新选取掌握点； 转换方式设定为“ 1st Order Polynomial 或仿射 ” ；由于目前我们只用了四个掌握点， ArcGIS 只能执行一个 1st Order Polynomial affine 二次或仿射变换 ；欢迎下载精品学习资源第 3 步 设定数据框的属性增加全部掌握点，并检查均方差RMS后，在“ Georeferencing”菜单下，点击“ Update Display更

7、新显示 ”；执行菜单命令“ View”“ Data Frame Properties数据框属性 ”，设定数据框属性；在“ General 常规 ”选项页中，将地图显示单位设置为“Meters 米 ”欢迎下载精品学习资源预 定 义 _ProjectedCoordinate System_Gauss Kruger_Xian 1980在“ Coordinate 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，中心经线在东经111 度，横坐标前不加带号 ，与待矢量化的影像图的坐标系一样； 由于我们的影像图是二手资料，准确

8、的地理坐标参数没方法猎取，只能依据坐标换算得到的地理坐标范畴大约北纬 20 13 20 17，东经 110 34 110 38进行推断其中心经线为111，坐标系统由于是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；欢迎下载精品学习资源第 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 ”，打开 Save as对话框，将更新后的影像另存；其中参数CellSize 挑选与更新前相同， Resample Type 重采样方法 有 3 种： Nearest Neighbor最近邻法 、B

9、ilinear 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纳最近邻法 为好；在 Output Location中指明输出图像储备路径，Name中输入名称 “海燕乡土地利用现状图5”，Format采纳 JPG格式；输出图像中储存了配准信息；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储备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纳的是西安80 坐标系统、 6

10、度分带；(1) 打开 ArcCatalog ；在指定目录鼠标右击， 在“ New”中，挑选“ Shapefile”， 如以下图：欢迎下载精品学习资源(2) 输入数据层 Name，如“行政界线” ，挑选要素类型，如Polyline，点按钮 “Edit ”挑选空间参照系；在“Spatial Reference Properties空间参考属性 ” 对话框中挑选合适的坐标系统，点击“Select ”按钮；在 Projected Coordinate Systems 目录下，挑选 Gauss Kruger-Xian 1980-Xian 1980 GKCM111E.prj；点击“ Add”，现在这些坐标

11、系统信息应当如以下图所示：(3) 点击“确定” ，再按“ OK”；这样，我们就创建了一个线状要素的数据层；留意 ：上面我们只是介绍了土地利用现状要素中线要素“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很多如地类图斑、 行政界线、 铁路、 大路、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分层；一般储备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，为了使地图上全部的线划要素均只数字化一次，数字化过程不直接构面 当然 Arcmap 中可以

12、直接构面 ，而是先将现状图上全部的线要素数字化，这个过程也要考虑数据分层，依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、地类界线 DLJX；以上三层线要素数字化完后，再利用 XZJX、XZDW及 DLJX层构面， 就得到面要素 “地类图斑” ；欢迎下载精品学习资源关于数字化的次序：刚刚前面提到： 地图上全部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次序，即可做到地图上全部的线划要素均只数字化一次；数字化的次序是先采集行政界线、然后线状地物道路、单线河、最终再地类界线； 留意： 跟踪时要保证线的交点处尽量闭合或相交，目的是保证

13、线构面时候的胜利率；关于数字化的步骤：1打开 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” 加入数据框中； 在主菜单中挑选 “ File-Add Data ”，或者在 standard工具条中挑选，按住 shift 键，挑选“海燕乡土地利用现状图”、“行政界线 .shp”，得到结果如图：留意： 在 ArcMap 中，创建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，满意坐标转换的需要， 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

14、对应的数据文件本身；(2) 在开头矢量化之前， 储存一个地图文档Exec03.mxd ，这样每次开头矢量化之前只需双击“ Exec03.mxd ”，即可打开 ArcMap 及工作数据；(3) 选取“ Editor ”，打开编辑工具栏 ，如图：欢迎下载精品学习资源(4) 选取数据层“行政界线” ，按 Editor的下拉键，点取“ Start Editing”，利用编辑工具中的 “ Sketchtool ”，就可数字化行政要素的边界线；前面讲过，线的交点处要留意尽量闭合或相交，目的是保证线构面时候的胜利率；下面介绍 线相交的技巧：线的起始点应尽量跨过已经画好的线要素，如以下图； 比方地类界线数字化

15、应当这样操作；起始点下面介绍 线闭合的技巧进行捕获环境设置即可：线闭合可通过直接捕获已经存在要素的结点、终点、边线来实现； 详细操作方法： 在 editor下拉菜单项挑选择“ Start Editing ”假如已经有图层处于编辑状态，就可不进行上述操作 ，然后在 editor下拉菜单项挑选择 “ snapping ”， 打开 Snapping Environment对话框，如下：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，会自动捕获顶点vertex 、边

16、edge 和终点 end；欢迎下载精品学习资源(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”, 显现属性表，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 ，用来储备各类行政界线的名称；如以下图：删除属性项 ，鼠标放在属性项上，点右键，显现下拉菜单，点“Delete Field”；留意： 当数据层处于图形编辑 StartEditing状况下，“ Add Field ”变灰 ,

17、 不行用；(6) 增加属性值 ，设置数据层处于编辑状况，按Editor的下拉键，点取“ StartEditing ”；点 Edit Tool，选取某要素， 点右键， 显现下拉菜单， 点“ Attribute ”， 如下左图；进入属性编辑窗口，如以下图，即可输入或修改属性值；欢迎下载精品学习资源留意： 并不是全部数字化采集的线要素都要增加属性字段、 赋属性值， 只有行政界线和线状地物需要； 而地类界线是用于构面的， 其线要素不用赋属性， 而是在构好面之后，再对各个地类图斑面进行赋属性；四、试验要求1、将本试验的工作过程做成书面报告，期末时与后面几个要求交试验报告的试验合在一起提交一份试验报告；2

18、、本试验要做的工作：1将供应的栅格图像含地理坐标和投影坐标信息进行配准，导出一张新图像； 2将土地利用现状要素进行数据分层行政界线、线状地物、地类界线，在ArcCatalog 中建立相应的数据层 shp 格式；3以“配准后的新图像”为底图进行数字化，提取相应的要素行政界线、线状地物、地类界线 ；数字化之前，为需要赋属性的要素行政界线、线状地物先添加属性字段，这样可以边数字化线要素边赋值；附表 1行政界线图层属性结构表序号字段名称字段类型字段长度小数位1界线类型Text20序号附表 2字段名称线状地物图层属性表结构表字段类型字段长度小数位1界线类型Text203、每位同学负责完成一个村，相互之间最好做不同的村；欢迎下载