GIS-影像配准及矢量化

影像配准及矢量化一、实验目的1. 利用arcGIS影像配准工具进行影像数据的地理配准2. arcGIS编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。3. 利用arcGIS软件计算矢量数据的长度、面积。二、实验准备数据：青海省xx地形图 1:50000 地形图1-甲.Tif和1-乙.Tif， (电子版扫描图)。软件准备：ArcGIS Desktop -ArcMap 三、实验内容及步骤 第1步、地形图的配准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。 1、打开ArcMap，添加“地理配准”工具栏；2、 将需要进行配准的影像1-甲.Tif添加到ArcMap中；3、在图层处点击右键，下拉菜单中点击属性，定义投影坐标系-设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_99E”（西安80投影坐标系，3度分带，东经99度中央经线）。必要性：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。第2步、添加控制点1、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制点，我们可以从图中选取几个较为分散的点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。2、在“地理配准”工具栏上，点击“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，3、用相同的方法，在影像上增加多个控制点（一般不少于三个），输入它们的实际坐标。必要性：在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标，我们可以依靠它们来矫正地图。利用其坐标数据解方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。第3步 校正并重采样栅格生成新的栅格文件1、 完成控制点的添加后，点击“地理配准”工具栏上的“查看链接表”按钮，转换方式设定为“一阶多项式”。观察残差的大小，若残差较大，可重新选取控制点，以减小误差。2、 在“地理配准”菜单下，点击“校正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件。3、 将校正后的后得到的栅格文件加载到ArcMap中，4、 必要性：校正，和配准。使用这些配准后的影像进行分层矢量化。我们后面的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。第4步、设定数据框的属性1、 执行菜单命令“视图”“数据框属性”，设定数据框属性.2、 在“常规”选项中单位选择“度分秒”，“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_ GK_Zone_17”（西安80投影坐标系，6度分带，东经99度中央经线）。必要性：统一标准，西安80投影坐标系，6度分带，东经99度中央经线，可以求得真实坐标。第5 步 分层矢量化在ArcCatalog中创建一个线要素图层1、 打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中选择“Shapefile”，2、 输入创建的名称“等高线”，点击要素类型，选择折线；3、 点击“编辑”选项后面的按钮，在“空间参考属性”对话框中的“坐标系”选项页下，将选择西安80坐标系，点击“选择”按钮。(在Projected Coordinate Systems目录下，选择Gauss Kruger-Xian 1980- Xian_1980_3_Degree_GK_CM_99E)。4、 再点击“坐标将包含M值”、“坐标将包含Z值”选项，用于存储的数据,点击确定完成，我们就创建了一个线状的要素类的矢量文件。必要性：创立矢量文件，为图层矢量化做准备。第6步、从已配准的地图上对其进行矢量化1、 打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“等高线”要素类,构造工具选择折线；2、 将地图放大到合适的比例下，对所要进行矢量化的对象进行矢量化操作；必要性：确认编辑，进行矢量化。四、分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。（一）、误差来源：1、数据采集时所产生的误差如：实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读误差）；2、数据输入时所产生的误差如：数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差；3、数据存贮时所产生的误差如：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）空间精度不能满足，图像扫描分辨率不合适；4、数据操作时所产生的误差如：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）； 5、多层数据叠加时所产生的误差如：多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）； 6、内插引起的误差；（二）、减少误差的方法：1、手工方法：与原始地图或者属性数据比较；2、元数据法：元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过跟踪元数据可以了解