实验三影像配准及矢量化

1、实验三、影像配准及矢量化实验三、影像配准及矢量化 一、实验目的 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）。 注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意 保存地图文档。 二、实验准备 数据：昆明市西山区 普吉 地形图 1:10000 地形图70011-1.Tif，昆明市旅游休闲 图.jpg (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

2、量化 工作顺利进行。 打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。 把需要进行配准的影像70011-1.TIF增 加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具 栏中的工具被激活。 第2步 输入控制点 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。 第3步 设定数据框的属性 增加所有控制点，并检查均方差（RMS） 后，在”影像配准”菜单下，点击“更新 显示”。执行菜单命令“视图”“数据 框属性”，设定数据框属性 在“坐标系统”选项页中，设定数据框 的坐标系统为 “Xian_1980_D

3、egree_GK_CM_102E”（西 安80投影坐标系，3度分带，东经102度中 央经线），与扫描地图的坐标系一致 更新后，就变成真实的坐标。 第4步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 在”影像配准”菜单下，点击“矫正”， 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。 l 加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅 格文件从数据框中删除。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进行操作的。 第5 步 分层矢量化在ArcCatalog中创建一个线 要素图层 该数据采用的是西安80坐标系统、3度分带 (1) 打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击， 在

4、“新建”中，选择“个人 Geodatabase”。并修 改该Geodatabase数据库的名称（例如 test3.mdb）。 (2) 下面将为该Geodatabase创建新的要素类，首 先创建一个“等高线”要素类来存储等高线要素。 在ArcCatalog中，鼠标右击test3这个个人 Geodatabase,在“新建”中选择“要素类”. (3) 输入创建的要素类的名称“等高线”，点 击下一步。 (4) 点击下一步。 (5) 点击Shape字段。在对话框中将显示详 细的选项，我们首先点击“几何类型”， 并将要素类型选择为我们需要的类型（我 们现在要创建等高线这个要素类，所以应 该选择线）. (6

5、) 点击“空间参考”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，将选择合适的坐标系统，点击 “选择”按钮。在(Projected Coordinate Systems目录下，选择Gauss Kruger- Xian 1980- Xian_1980_Degree_GK_CM_102E.prj)。 （7）建新的属性字段。“高程”，类型设 置为“Float”用来存储等高线的高程值。 第6步 从已配准的地图上提取等高线并保存 到上面创建的要素类中 (1) 切换到ArcMap中， 将新建的线要素图 层，加载到包含已配准地形图的数据框中， 保存地图文档为Ex3.mxd (2) 打开

6、“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。确认编 辑器中：任务为新建要素，目标为 等高线，设置图层等高线的显示 符号为红色，并设置为合适的宽度。 (3) 将地图放大到合适的比例下，从中跟踪 一条等高线并根据高程点判读其高程，输 入该条等高线的高程。 (4) 进一步练习线要素的其它操作，比如线 段的合并、分割、编辑顶点等操作 (5) 可参照以上步骤，从地图中提出多边形 要素（比如居民地），并进一步熟悉多边 形要素编辑的相关操作。 第7步 根据GPS观测点数据配准影像并矢量 化的步骤 数据：扫描地图昆明市旅游休闲地图 （YNKM.JPG）、

7、 Garmin 手持GPS野外 采集数据（gpsdata.dbf）- GCS_WGS_1984 地理坐标系 (1). 打开 ArcMap，添加扫描地图YNKM.JPG，打 开“影像配准”工具栏（在ArcMap的工具 栏的空白区域点击鼠标右键，然后选择 “影像配准”） （2） 参考练习2中最后一步的内容，根据 gpsdata.dbf中的内容，将其转换为一个新 的图层：GPS.shp,并将其添加到当前数据 框中。 添加gpsdata.dbf 执行菜单命令, 在出现的菜单中指定坐标系统为地理坐标： GCS_WGS 1984, X坐标指定为经度（E）， Y坐标指定为纬度（N） 在TOC 面板中“显示”

8、视图下，右键选 择图层“gpsdata事件”，从右键菜 单中执行“数据”“导出数据”，将其导 出成为一个新的Shape文件名称为 gps.shp 将GPS.shp 添加到当前的数据框中 (3) 在TOC中右键选择图层YNKM.JPG， 在出现的菜单中点击“缩放到图层”，并 将其放大到某一尺度下 （4） 对比第一组 同学在进行GPS数据采集时所使用的纸质 地图，在地图显示区中找到第1个控制点。 （5）在TOC中右键选择图层GPS，在出现 的菜单中点击“缩放到图层”，并将其放大到某 一尺度下,并移动地图，可以方便地找到第1个控 制点 （6） 在地图显示区中，我们可以看到第1 组同学在野外采集的GP

9、S控制点，找到与扫描地 图中对应的那个GPS控制点，点击鼠标。 （7）通过以上操作我们已经完成了第1个控制点 的选择。以类似的方法，添加至少4个控制点。 （8）如果操作正确，在完成以上操作后，扫描地 图就被配准到了GCS_WGS_1984地理坐标系下。 当鼠标在地图显示区移动时，在ArcMap状态栏上 就会显示当前位置在GCS_WGS_1984坐标系下 的经纬度坐标。 在添加所有控制点，并检查RMS后，可使用下拉 菜单“地理参考”中的“矫正”命令对栅格地图 重采样。转换方法使用“二次多项式”。加载重 采样后的栅格地图，并将原始的扫描地图从数据 模框中删除。 （9） 在ArcCatalog中新建

10、一个要 素类，可命名为：Schools，（要素类型为点要素 将用于从扫描图中提取各个学校的位置，添加 所需要的字段用于存储学校的名称，坐标系统 设置为WGS_1984地理坐标系与GPS野外数据 相同） （10） 将Schools图层添加到当前数据框 中。 （11）在TOC面板中，右键选择“图层”， 在出现的菜单中，点击“属性”，设定数据框的 坐标系为GCS_WGS_1984 (12) 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，选择 要编辑的图层Schools，确认“编辑器” 工具栏中，任务为新建要素，目标为 Schools。 （13） 将地图放大到合适的比例下，在 “编辑器”中选中“草图”工具，在地图 中找到图例为文的要素，在其所在位置， 点击鼠标，分层提取昆明市的各高校位置 数据（点要素）。打开属性表，修改要 素属性，比如：输入学