实验二 基于地形图的DEM数据采集与质量分析 技术文档.doc

实验二 基于地形图的DEM数据采集与质量分析1、实验内容（1）地形图配准: 利用Georeferencing进行地形图配准。（2）数据采集与编辑：利用Editor编辑器，ArcScan自动矢量化等方法和工具采集等高线、高程点、居民地、水系要素（湖泊、水库、河流面）等要素。 2、实验目的（1）掌握影像配准(Georeferencing)工具进行地形图的地理配准技术。（2）掌握ArcMap中进行矢量化方法。3、实验步骤3.1地图配准（1）加载待校正地形图打开ArcMap，点击Add Data按钮如图3-2所示：图3-2 Add Data在弹出的Add Data对话框中点击按钮，退回到Catalog根目录状态，如图3-3所示：图3-3 退回到Catalog根目录双击E之前创建的文件(如欧阳红寅)，如图3-4所示： 图3-4 E盘找到自己名字命名文件夹（如欧阳红寅），双击展开到影像配准及数据采集文件夹，如图3-5所示：图3-5 影像配准及数据采集找到待校正影像文件夹，点击J48G024008.jpg文件，如图3-6所示：图3-6 J48G024008.jpg点击Add按钮将待校正影像添加到ArcMap中，如图3-7所示：图3-7 待校正影像加载结果（2）添加“Georeferencing“工具条在工具栏如图3-8所示空白处右击，在弹出的工具条中选择Georeferencing，弹出如图3-9所示Georeferencing工具条。图3-8右击空白处图3-9 Georeferencing工具条（3）去除自动校正功能把自动校正勾掉：在Georeferencing的下拉菜单中将Auto Adjust的复选框的勾去掉，具体位置见图3-10所示 ：图3-10 自动校正位置（4）添加控制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，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。l 在“Georeferencing”工具栏上，点击“添加控制点add control point”按钮，图3-11所示：图3-11 添加控制点 l 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，如下图3-12所示：图3-12 添加控制点l 用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮，如图3-13所示。图3-13链接表按钮检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。转换方式设定为“二次多项式”，如图3-14所示：图3-14 检查控制点残差注意：通过Save按钮可以保存控制点，通过Load按钮可以加载控制点。（5）影像校正选取好控制点后，点击GeoreferencingTransformationAdjust对影像进行校正。如图3-15所示：图3-15 影像校正（6）结果输出点击Georeferencing的下拉菜单中Recify，在弹出的对话框中，在Resample Type的下拉菜单中选择Bilinear Interpolation(for continuous data)、Name修改为校正后.img，再点击Save即可（具体设置见图3-16）；图3-16结果输出设置（7）添加投影在ArcMap加载“校正后.img”地形图，打开Toolbox工具箱，并选择DataManagementToolsProjections and TransformationsDefine Projection，如图3-17所示：图3-17 投影工具双击Define Projection工具，在弹出的对话框中Input Dataset or Feature Class的下拉框中选择就“校正后.img”，然后点击Coordiante System后面的按钮，如图3-18所示。图3-18 Define Projection在弹出的Spatial Properties对话框中点击Select，如图3-19所示：图3-19 Select在弹出的Browser for Coordinate System中双击Projected Coordiante Systems，如图3-20所示：图3-20 投影坐标双击后选择Gauss KrugerxXian 1980Xian 1980 3 Degree GK Zone 34.prj并点击Add添加投影信息，如图3-21所示。图3-21 添加投影3.2数据采集（1）加载校正后地形图按照加载待校正地形图相同方法将“校正后”地形图加载到ArcMap中，加载后如图3-22所示：图3-22 加载校正后地形图（2）等高线要素编辑l 添加等高线图层用打开的ArcMap，点击Add Data按钮添加新建的 等高线.shp 到ArcMap中，如图3-23所示：图3-23 等高线l 修改等高线图例通过单击Table of Content中图例来调整等高线颜色至舒适状态，如红色。如图3-24所示：图3-24 修改等高线颜色l 编辑等高线图层点击如图3-25所示的按钮打开“Editor”工具条。通过“Editor”工具条中Editor下的Start EditingTask 下的Create New FeatureTarget中选择等高线的方式来使等高线处于编辑状态。如图3-26所示：图3-25 编辑器按钮图3-26 使等高线处于编辑状态l 打开并激活“ArcScan”工具条通过在工具条空白处右击，选择ArcScan工具条，打开如图3-27所示工具条：图3-27 ArcScan工具条在ArcMap工具条中选择Tools下的Extensions如图3-28所示：图3-28 拓展模块在弹出的Extensions对话框中将ArcScan选中激活模块，如图3-29所示：图3-29 激活ArcScan工具条l 二值化校正后地形图在ArcMap工具条空白处右击，打开 Spatial Analyst工具条，选择Reclassify，如图3-30所示。图3-30 选择Reclassify在弹出的对话框中选择Unique，在Output raster中选择存储路径，点击Ok,如图3-31。图3-31 唯一值化在Table of Content中右击reclassifyProperties，如图3-32所示：图3-32 Properties在弹出的对话框中将Color Ramp换成灰度色系，并点击Classify，如图3-33所示：图3-33 Classify在弹出的对话框如图3-34所示，输入210作为二值化阈值。图3-34 输入二值化阈值通过上述步骤完成地形图二值化。l 编辑等高线要素点击ArcScan中的如图3-35所示的自动跟踪工具条。图3-35 自动跟踪工具条将等高线放大到一定比例尺后，通过左键的方式打点进行等高线自动追踪，如图3-36所示。图3-36 自动追踪注意： 如果不能跟踪时按键盘“S”键不动，切换到自动打点状态； 按“Ctrl+Z”回退；双击鼠标左键，停止画线； 点击EditorSave Edits 保存编辑结果，点击EditorStop Editing停止编辑（如图3-37所示）；图3-37 保存编辑和停止编辑（3）高程点要素编辑l 添加高程点图层用打开的ArcMap，点击Add Data按钮添加新建 高程点.shp 到ArcMap中，如图3-38所示：图3-38高程点l 修改高程点图例通过单击Table of Content中图例来调整高程点颜色至舒适状态。如图3-39所示：图3-39修改高程点颜色l 编辑等高点图层点击如图3-40所示的按钮打开“Editor”工具条。通过“Editor”工具条中Editor下的Start EditingTask 下的Create New FeatureTarget中选择高程点的方式来使高程点处于编辑状态。如图3-41所示：图3-40 编辑器按钮图3-41编辑高程点图层 l 编辑等高线要素在选择Editor工具条中的按钮，如图3-42所示。图3-43 选择绘图工具用放大、缩小、平移等工具放大高程点，用绘图工具点击高程点完成高程点采集，如图3-43所示：图3-43 高程点（4）居民区要素编辑l 添加居民区图层用打开的ArcMap，点击Add Data按钮添加新建 居民区.shp 到ArcMap中，如图3-44所示：图3-44居民区l 修改居民区图例依据个人视觉习惯，通过单击Table of Content中图例来调整居民区颜色至舒适状态。如图3-45所示：图3-45修改居民区颜色l 编辑居民区图层点击如图3-46所示的按钮打开“Editor”工具条。通过“Editor”工具条中Editor下的Start EditingTask 下的Create New FeatureTarget中选择居民区的方式来使居民区处于编辑状态。如图3-47所示：图3-46编辑器按钮图3-47 使居民区处于编辑状态l 编辑居民区要素用放大、缩小、平移等工具放大高程点，用绘图工具点击高程点完成高程点采集，如图3-48所示： 图3-48 居民区采集（5）水系要素编辑l 湖泊要素编辑仔细判读地形图，将地形图中如图3-49所示的湖泊采用与居民区要素编辑相同的方法进行编