地理信息系统软件与应用实验报告-影像配准及矢量化

一、实验目的与要求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）。

二、实验准备数据：江苏省连云港市地形图--mapoflyg.Tif 点号经纬度文件--location.txt软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容与主要过程第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具打开ArcMap，右键单击空白工具栏处，添加“georeferncing”（影像配准）工具栏。

单击工具栏上的“add data”（增加数据）图标，选择需要进行配准的影像—mapoflyg.Tif后单击“add”。

在弹出的对话框中选择“no”即可，此时“影像配准”工具栏中的工具被激活。

单击“georeferncing”工具栏的下拉菜单，将“auto just”左侧的勾去掉。

第2步输入控制点在”影像配准”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，如下图所示：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。

增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在“georeferncing”（影像配准）菜单下，点击“up date georeferncing”后再单击“fit display”。

执行菜单命令”rectify”，打开“save as ”（另存为）对话框。

设置相应的属性，完成后单击“save”（保存）按钮。

注意：在“format”一栏的下拉列表框中选择“TIFF”。

第三步编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）（1）单击工具栏上的“arccrtalog”图标打开如下图所示的对话框。

在左侧的树型区域中选择文件夹后在右边的空白区域右键单击，选择“new”\“shapefile”命令。

配准及矢量化实验报告《配准及矢量化实验报告》近年来，随着科技的不断发展，配准及矢量化技术在地图制作、遥感影像处理、地理信息系统等领域得到了广泛的应用。

为了验证这些技术的准确性和可靠性，我们进行了一系列的实验，并撰写了本报告，以期能够为相关领域的研究和应用提供参考。

首先，我们对配准技术进行了实验。

配准是指将不同数据源获取的图像或影像进行对齐，使它们在同一坐标系下具有一致的空间位置。

我们选择了不同分辨率的遥感影像进行配准实验，通过对比配准前后的影像重叠情况和特征点匹配的准确性，验证了配准技术的有效性。

其次，我们进行了矢量化实验。

矢量化是将栅格数据转换为矢量数据的过程，可以将影像中的线条、点、面等要素进行提取和转换，从而方便进行地图制作和空间分析。

我们选择了不同类型的遥感影像进行矢量化实验，通过对比矢量化前后的数据精度和几何形状的一致性，验证了矢量化技术的可靠性。

最后，我们总结了实验结果并提出了改进建议。

通过本次实验，我们发现配准及矢量化技术在地图制作和空间分析中具有重要的作用，但在实际应用中仍存在一些问题和局限性，例如在复杂地形和遮挡情况下的配准精度、矢量化过程中的数据丢失和形状失真等。

因此，我们建议在未来的研究中加强对这些问题的探讨，并探索更加精确和稳健的配准及矢量化算法。

总之，本报告通过配准及矢量化实验，验证了这些技术的准确性和可靠性，并对其在地图制作、遥感影像处理、地理信息系统等领域的应用提出了一定的指导意义。

希望本报告能够为相关领域的研究和应用提供参考，推动配准及矢量化技术的进一步发展和应用。

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。

在”影像配准”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。

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●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。

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。

通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。

《GIS原理与应用》课程实验报告二姓名：杨波班级学号：0802601-20实验名称影像配准及矢量化实验目的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）。

3.了解GPS数据在ArcGis中的转换与显示。

实验原理由普吉地形图上的1:10000方里网坐标配准影像。

实验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 实验过程记录：实验过程第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具第2步输入控制点第3步设定数据框的属性第4步矫正并重采样栅格生成新的栅格文件第5 步分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层第6步.GPS数据的转换成果。

问题回答：一、总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。

答：屏幕数字化就是根据数字化(矢量化)软件（如R2V，ArcMap中Arcscan模块等），对已经进行扫描的地图分层进行矢量化的过程。

①、打开ArcMap，加载ArcScan模块（在菜单栏空白处右键，选择ArcScan就可以了），然后在菜单栏上Tools/Extensions，将ArcScan前的复选框挑上钩；加载地图配准模块Georeferencing,方法同加载ArcScan一样。

②、为data frame设置地图坐标系统，从前面的介绍可以知道，这里设置坐标系统是和地图的真实坐标系统一致的，也即是采用Beijing54地理坐标系统下的高斯-克吕格投影，具体的设置前面已有介绍。

③、加载地图④、利用Georeferencing进行地图配准（建议先把Georeferencing下的Auto Adjust 前的勾去掉。

点击图标进行选取控制点。

控制点的选取原则是知道确定坐标的点（在这里是，如果是图到图的配准的话则需选取实际位置不变的点），地图的四角都有经纬度坐标，因此先分别选择这四个点（具体方法是放大地图，在经纬度相交的地方点一下，然后再在其他任何位置点一下（也许认为这样不对，别忙，下面将做解释），这就完成了一个控制点的初选取，然后在依次完成其余点的选取。

地理信息系统实验报告书姓名：班级：指导教师：计算机科学与工程学院2014年11月目录前言-------------------------------------------------3 实验一：几何校正-------------------------------------4实验目的实验原理实验内容与步骤实验二：数据库设计基本流程---------------------------8实验目的实验原理实验内容与步骤实验三：空间分析-------------------------------------11实验目的实验原理实验内容与步骤实验四：地图制图-------------------------------------17实验目的实验原理实验内容与步骤总结------------------------------------------------21前言通过对《地理信息系统教程》的学习，掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的建立、采集、处理与存储组织、GIS空间分析的原理方法、地图可视化等内容，并了解常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。

本实验课程要求掌握：ArcCatalog的基本操作、ArcMap地图可视化、空间分析等操作。

强化对课本知识的掌握，并不断学习运用到以后的生活中去。

实验一：几何校正一、实验目的消除或改正遥感影像几何误差。

二、实验原理几何校正的原理是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地图参考。

由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

在进行几何纠正时，可以使用一幅不含地理参考的图像和一定数量的图像上已知地理坐标的控制点，也可以使用一幅不含地理参考的图像和一幅具有地理参考的高精度图像。

三、实验软件ArcGIS 10.2四、实验内容与步骤（1）地形图的配准－加载数据和地理配准工具1）打开ArcMap，将：05年淮南土地现状图.JPG、rectify05年淮南土地现状图wgs84.tif加载到ArcMap中；2）添加“地理配准”工具栏；3）把需要进行配准的影像05年淮南土地现状图.JPG增加到ArcMap 中，会发现“地理配准”工具栏中的工具被激活。

随着地理信息系统（GIS）技术的不断发展，矢量化作为一种重要的地图处理手段，在资源管理、城市规划、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。

为了提高自身的专业技能，我于2023年在某高校地理信息科学专业进行了为期一个月的矢量化实习。

二、实习目的1. 掌握矢量化软件的基本操作，熟悉矢量化工作流程。

2. 学习矢量化技术在地图制图中的应用，提高地图制作水平。

3. 培养团队协作精神，提高沟通能力。

三、实习内容本次实习主要围绕以下内容展开：1. 矢量化软件操作：学习并熟练掌握ArcGIS、MapGIS等矢量化软件的基本操作，包括图层管理、要素编辑、属性查询等。

2. 矢量化工作流程：了解矢量化工作的前期准备、数据采集、数据编辑、数据检查、数据输出等环节。

3. 矢量化技术在地图制图中的应用：学习如何利用矢量化技术制作不同类型的地图，如地形图、行政区划图、交通图等。

4. 实际项目操作：参与实际项目，如制作某地区地形图，提高实际操作能力。

四、实习过程1. 前期准备：在实习开始前，我对矢量化软件进行了自学，了解了软件的基本功能和使用方法。

同时，查阅了相关资料，对矢量化工作流程有了初步认识。

2. 矢量化软件操作：在指导老师的带领下，我学习了ArcGIS、MapGIS等矢量化软件的基本操作。

通过实践，我掌握了图层管理、要素编辑、属性查询等功能。

3. 矢量化工作流程：在实习过程中，我了解了矢量化工作的各个环节。

从数据采集到数据输出，我亲身体验了矢量化工作的全过程。

4. 实际项目操作：在实习后期，我参与了某地区地形图的制作。

在项目过程中，我学会了如何与团队成员沟通协作，共同完成任务。

1. 掌握了矢量化软件的基本操作，熟悉了矢量化工作流程。

2. 提高了地图制作水平，能够独立制作不同类型的地图。

3. 培养了团队协作精神，提高了沟通能力。

六、实习总结通过本次矢量化实习，我深刻认识到矢量化技术在地图制图中的重要性。

以下是我对实习的总结：1. 矢量化软件是矢量化工作的基础，熟练掌握软件操作是矢量化工作的前提。

配准及矢量化实验报告配准及矢量化实验报告一、引言配准和矢量化是遥感图像处理中的重要步骤，它们在地理信息系统（GIS）和遥感应用中扮演着关键的角色。

本实验旨在探索配准和矢量化的方法，并通过实际操作验证其有效性。

二、配准方法1. 影像预处理在进行配准之前，我们首先对原始遥感影像进行预处理。

预处理包括去除噪声、增强对比度和调整图像亮度等步骤，以提高影像的质量和可视化效果。

2. 特征提取特征提取是配准的关键步骤。

我们可以通过不同的算法提取图像中的特征点或特征线，常用的方法包括SIFT、SURF和ORB等。

在本实验中，我们选择了SIFT算法进行特征提取。

3. 特征匹配特征匹配是将待配准图像与参考图像中的特征进行匹配的过程。

匹配的目标是找到两幅图像中相对应的特征点或特征线。

常用的匹配算法有最近邻匹配和RANSAC等。

我们在实验中使用了最近邻匹配算法。

4. 几何变换在完成特征匹配后，我们需要根据匹配结果进行几何变换，将待配准图像与参考图像对齐。

常用的几何变换包括平移、旋转、缩放和仿射变换等。

在本实验中，我们使用了仿射变换进行配准。

三、矢量化方法1. 影像分割在进行矢量化之前，我们需要将配准后的影像进行分割，将影像划分为不同的区域。

常用的分割算法包括基于阈值的分割、基于边缘的分割和基于区域的分割等。

我们在实验中使用了基于阈值的分割算法。

2. 矢量化矢量化是将分割后的影像转化为矢量数据的过程。

在本实验中，我们将使用自动矢量化方法将影像中的区域转化为矢量多边形。

常用的自动矢量化方法包括边缘追踪、区域生长和形态学操作等。

3. 矢量数据处理在完成矢量化后，我们可以对生成的矢量数据进行进一步的处理和分析。

例如，可以计算矢量多边形的面积、周长和形状指标，或者进行空间查询和拓扑分析等。

四、实验结果与讨论我们选择了一组高分辨率航拍影像进行配准和矢量化实验。

经过预处理、特征提取、特征匹配和几何变换等步骤，我们成功地将待配准影像与参考影像对齐，并生成了配准后的影像。

一、实训背景随着地理信息系统（GIS）和遥感技术的快速发展，影像矢量化在地图制作、城市规划、土地管理等领域发挥着越来越重要的作用。

为了提高我专业能力，掌握影像矢量化技术，我参加了本次影像矢量化实训课程。

通过实训，我对影像矢量化有了更加深入的了解，现将实训过程及成果总结如下。

二、实训内容1. 影像矢量化原理实训课程首先介绍了影像矢量化原理，包括影像扫描、图像处理、矢量化过程等。

通过学习，我了解到影像矢量化是将数字影像转换为矢量数据的过程，主要目的是为了提高数据的精度和实用性。

2. 影像矢量化软件实训课程中，我们学习了影像矢量化软件的使用。

主要软件有ArcGIS、ENVI、ERDAS等。

通过实训，我掌握了ArcGIS软件的基本操作，包括数据导入、处理、矢量化、编辑、输出等。

3. 影像矢量化流程实训课程详细讲解了影像矢量化流程，包括影像预处理、矢量化、数据质量检查、输出等环节。

通过实训，我了解了每个环节的具体操作方法和注意事项。

4. 实际案例操作实训课程选取了多个实际案例，让我们动手操作，提高实战能力。

案例包括城市地形图矢量化、土地利用现状图矢量化等。

通过实际操作，我掌握了矢量化过程中的关键技术，如图像配准、特征提取、矢量化等。

三、实训成果1. 理论知识掌握通过本次实训，我对影像矢量化原理、软件操作、流程等理论知识有了全面、深入的了解，为今后的工作奠定了基础。

2. 实战能力提升实训过程中，我掌握了ArcGIS软件的基本操作，能够熟练地进行影像矢量化工作。

同时，通过实际案例操作，提高了我的实战能力。

3. 团队协作能力实训过程中，我们小组共同完成了多个案例的矢量化工作。

在这个过程中，我学会了与团队成员沟通、协作，提高了团队协作能力。

4. 问题解决能力在实训过程中，遇到一些问题，如影像配准、特征提取等。

通过查阅资料、请教老师，我学会了如何分析问题、解决问题，提高了我的问题解决能力。

四、实训体会1. 理论与实践相结合本次实训使我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。

实验一：地理配准与矢量化
一、实验目的
理解栅格数据与矢量数据的差别，学会地理配准的操作，能够对影像进行数字化与矢量化的操作，将地理信息系统的理论与实际软件操作相结合，深刻理解相关知识的运运用。

二、实验步骤
1、打开arcmap软件，在文件里打开导入进行实验的影像
2、点击编辑器，开始进行编辑
3、使用地理配准工具栏中的“添加控制点”图标，在“image
图层”与“道路图层”中建立连接，重复操作，选取5至6个
控制点
实验选取的控制点如下图所示：
4、点击才“查看链接表”图标，查看残差，要保证选取的每
个控制点的残差值都小于1.若残差值不符合要求则继续选取控制点。

实验的残差值如下图所示：
5、打开arcCatalog软件，点击文件，新建shapefile文件（要
素折线，且导入image坐标）。

6、将新建的shapefile文件拖入arcmap软件中，且置于image
图层上方。

7、选择新建的shapefile文件创建要素，选择折线工具进行画图。

三、实验结果
四、实验总结
1、实验选取控制点时，需选择一点特征明显的点，如道路转折点
和交点，操作也需仔细才能保证残差符合要求。

2、画图时注意不能重复返回画，且需要仔细看图，将道路画的尽
量准确。

3、做此项实验很学要耐心。

本科实验报告课程名称：地理信息系统软件与应用实验项目：影像配准及矢量化实验地点：地学楼测绘科学与技术系实验中心专业班级：地信1201 学号：201200学生姓名：指导教师：侯莉琴2014年11 月10 日一、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）。

3、熟悉GRAMIN GPS手持机的基本使用方法。

二、实验原理影像配准工具用于栅格数据的空间位置匹配。

栅格数据一般来源于扫描地图、航摄及卫星影像。

地图坐标系通过地图投影来定义。

对栅格数据集进行地理匹配时，将使用地图坐标确定其位置并指定数据框的坐标系。

三、实验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)四、实验步骤1、打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。

2、把需要进行配准的影像—70011-1.TIF增加到ArcMap中3、在”Georeferencing”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，用相同的方法，在影像上增加多个控制点，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，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，保存控制点4、在“Georeferencing”菜单下，点击“Update”。

执行菜单命令“视图”－“数据框属性”，设定数据框属性更新后显示5、在“ Georeferencing”菜单下，点击“Rectify”，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6、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7、打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“个人 Geodatabase”。

影像配准及矢量化实验报告1. 实验目的学习和掌握影像配准和矢量化的基础知识，了解和掌握相关的方法和技术，并能够应用这些知识和技术，完成实际的操作和应用。

2. 实验环境在本实验中，我们主要使用了ArcGIS软件，该软件是一个非常强大的地理信息系统，可以进行地图绘制、数据处理、分析和可视化等操作。

3. 实验内容（1）影像配准影像配准是指将多幅遥感图像、地图或其他相关的图像进行空间上的对应和重叠，使它们能够准确地融合在一起。

在实际应用中，影像配准可以实现多波段、多时相和多来源图像间的精确对齐和重叠，进一步提升影像的解译和分析能力。

在ArcGIS软件中，影像配准主要可以通过以下几个步骤来完成：- 打开需要进行配准的影像和参考影像；- 点击“数据管理”菜单中的“地理处理”功能，然后选择“影像拼接”工具；- 在拼接工具中，选择需要进行配准的影像和参考影像，然后设置正确的配准方式和参数；- 点击“运行”按钮，开始进行影像配准。

完成后，可以查看配准效果并进行相关的后续分析。

（2）矢量化矢量化是指将栅格数据或其他非矢量数据转化为矢量数据的过程。

在实际应用中，矢量化可以帮助我们提取和记录图像中的空间特征和属性，进一步实现精确的测绘、地图制图和空间分析。

4. 实验结果在实际操作中，我们成功地完成了影像配准和矢量化两个实验，并得出了以下的结论和结果：- 影像配准可以大幅提升遥感图像的解译和分析能力，确保多时相和多来源图像之间的准确融合和拼接；- 矢量化可以有效提取图像中的空间特征和属性，进一步实现精确的测绘和地图制图，以及空间分析和应用；- 使用ArcGIS软件可以快速、简便地完成影像配准和矢量化，进一步提升数据处理和应用效率。

5. 实验总结影像配准和矢量化是遥感图像处理和地图制图中非常重要的技术方法，可以帮助我们更好地解析和利用空间数据。

在实际操作中，需要根据不同的应用需求和数据特征，选择合适的方法和技术，进一步提升处理和分析效果。

实验2 地图(或影像)配准及矢量化1.实验目的与任务：1) 理解地理配准(Georeferencing)的含义、原理和作用，并能利用GIS软件进行影像地图或影像数据的地理配准2) 点、线、面状要素文件的建立、矢量化及数据数据的录入。

2.实验准备：1）在计算机中选择一个合适的驱动器，并建立一个目录，如在D:\下建立一个名为GIS 的目录，即D:\GIS\(为与其它同学区别，所建目录也可以加上你名字的字母，如D:\zhangsanGIS\) ，该目录为后期的工作空间，除软件自带的数据外，以后所有实习提供的数据都存放在该目录下。

2）软件准备：ArcGIS 10.x3）数据准备：连云港市旅游图.tif；控制点坐标数据.xls3.实习内容、步骤和方法：本实验主要包括两部分内容，一是地图配准，分控制点坐标已知和控制点坐标未知两种情况；二是地图矢量化，包括点、线、面三种要素的矢量化及属性数据的录入。

一、地图（或影像）配准地图配准过程就是要建立待配准地图上所有点与其实际对应点之间的函数联系，一般先通过建立待配准地图坐标系中若干控制点的坐标与其实际同名点坐标之间n次多项式关系，在运用最小二乘法求得多项式的系数，由此构建了待配准地图与其实际对应点之间的函数，再将待配准地图上所有点坐标逐一代入函数式，从而求出待配准地图所有点的实际坐标值，从产生一福具有实际坐标值得新地图。

第1步启动ArcMap执行菜单命令：开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcMap 10.1第2步添加“地理配准”工具条在ArcMap窗口中点击菜单“自定义”>>工具条>> 地理配准，弹出“地理配准”工具条。

点击该工具条上的“地理配准（G）”，在显示的菜单中点击“自动校正”以取消其前的“√”第3步向ArcMap窗口添加需要配准的地图（连云港市旅游图.tif）点击ArcMap窗口中的添加数据按钮，浏览到“连云港市旅游图.tif”所在位置，点击“添加”，“连云港市旅游图.tif”将出现在ArcMap窗口中。

实验影像配准及矢量化一、总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。

第1步、地形图的配准－加载数据和影像配准工具必要性：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、输入控制点必要性：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。

利用它们同名性质列方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。

第3步、设定数据框的属性必要性：统一标准，单位m，参考坐标系统80西安坐标系（Xian 1980 Degree GK CM102E），可以求得真实坐标。

第4步、矫正并重采样栅格生成新的栅格文件必要性：矫正，和配准。

使用这些配准后的影像进行分层矢量化。

第5步、分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层第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二、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：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（识别要素）误差）2、数据输入：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（地类界）3、数据存贮：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4、数据操作：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）5、多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）6、各种内插引起的误差（二）、质量控制方法：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，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。

3、地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量，如利用地表特征的空间分布进行分析。

影像配准及矢量化实验报告影像配准及矢量化实验报告引言在地理信息系统（GIS）和遥感领域，影像配准和矢量化是两项重要的技术。

影像配准是指将不同时间或不同传感器获取的影像进行对齐，以实现准确的地理位置信息。

而矢量化是将影像中的特征提取并转化为矢量数据，以便进行进一步的分析和应用。

本实验旨在探索影像配准和矢量化的方法，并评估其准确性和适用性。

实验方法1. 影像配准1.1 选择两幅不同时间拍摄的卫星影像，分别为A影像和B影像。

1.2 使用影像处理软件，如ENVI或ArcGIS，进行影像配准操作。

1.3 选择合适的配准方法，如地面控制点配准或特征点匹配配准。

1.4 根据配准方法的要求，选择地面控制点或特征点，并进行配准操作。

1.5 检查配准后的影像是否对齐准确，如有需要，可以进行微调。

2. 影像矢量化2.1 选择配准后的影像，作为矢量化的基础。

2.2 使用矢量化软件，如ArcGIS或QGIS，进行影像矢量化操作。

2.3 根据需要选择矢量化的目标，如道路、建筑物或水体等。

2.4 使用合适的工具和算法，将影像中的特征提取为矢量数据。

2.5 检查矢量化结果的准确性，并进行必要的修正和调整。

实验结果1. 影像配准经过配准操作，A影像和B影像成功对齐，准确度达到了预期的要求。

通过对比配准前后的影像，可以清晰地观察到地物位置的变化和演变。

这对于环境监测、城市规划和农业管理等领域具有重要的应用价值。

2. 影像矢量化影像矢量化操作成功地将影像中的特征提取为矢量数据。

通过对矢量化结果的分析，我们可以得到道路、建筑物和水体等地物的准确位置和形状信息。

这对于城市规划、交通管理和水资源管理等方面具有重要的意义。

讨论与总结影像配准和矢量化是GIS和遥感领域中常用的技术，其应用范围广泛且具有重要意义。

通过本实验的操作和结果，我们可以得出以下几点结论：首先，影像配准是实现不同时间或不同传感器影像对齐的重要步骤。

合适的配准方法和准确的控制点选择对于配准结果的准确性至关重要。

一、实验背景随着地理信息系统（GIS）技术的不断发展，矢量数据作为GIS数据的一种重要类型，在空间分析和可视化中扮演着至关重要的角色。

矢量数据能够精确表示地理实体的空间位置、形状和属性信息，因此在城市规划、资源管理、环境监测等领域具有广泛的应用。

本次实验旨在通过ArcGIS软件进行矢量化操作，掌握矢量数据的创建、编辑和转换等基本技能。

二、实验目的1. 理解矢量数据的基本概念和特点；2. 掌握ArcGIS软件中矢量化操作的基本方法；3. 学会矢量化数据的创建、编辑和转换；4. 熟悉矢量数据在GIS中的应用。

三、实验内容1. 实验准备（1）软件环境：ArcGIS 10.5（2）实验数据：一幅扫描地图2. 实验步骤（1）启动ArcGIS软件，创建一个新的项目。

（2）打开扫描地图，将其添加到项目中。

（3）进行影像配准，确保地图的坐标系统与实际地理坐标系统一致。

（4）使用矢量化工具将扫描地图中的线要素、点要素和多边形要素进行矢量化。

（5）对矢量化后的数据进行编辑，包括修改要素的属性、形状等。

（6）将矢量化数据转换为不同的数据格式，如Shapefile、GeoDatabase等。

（7）将矢量化数据应用于GIS空间分析，如缓冲区分析、叠加分析等。

四、实验结果与分析1. 实验结果通过本次实验，成功将扫描地图进行矢量化处理，得到了一组具有精确空间位置的矢量数据。

实验过程中，掌握了以下技能：（1）了解矢量数据的基本概念和特点；（2）熟悉ArcGIS软件中矢量化操作的基本方法；（3）学会了矢量化数据的创建、编辑和转换；（4）了解了矢量数据在GIS中的应用。

2. 实验分析（1）影像配准是矢量化操作的重要环节，通过配准确保地图的坐标系统与实际地理坐标系统一致，为后续矢量化操作提供基础。

（2）矢量化操作过程中，要注意要素的形状和属性信息的准确性，以保证矢量化数据的可靠性。

（3）在矢量化数据转换过程中，应选择合适的数据格式，以适应不同的应用场景。

一、实验目的本次实验旨在通过ArcGIS软件，学习并掌握地图配准（Georeferencing）和矢量化（Vectorization）的基本操作。

通过实验，使学生了解地图配准和矢量化在地理信息系统（GIS）中的应用，提高学生对GIS数据处理的实际操作能力。

二、实验内容1. 地图配准（1）实验背景地图配准是将无空间参考信息的栅格图像（如遥感影像、纸质地图扫描件等）与具有空间参考信息的栅格或矢量数据叠加的过程。

配准后的图像可以与其他空间数据进行空间分析，实现空间信息的共享。

（2）实验步骤① 打开ArcGIS软件，选择“地理数据库”创建新的地理数据库。

② 将无空间参考信息的栅格图像导入地理数据库。

③ 打开“地理配准”工具，选择导入的栅格图像作为目标数据。

④ 设置配准控制点。

从已知的空间数据中选取与栅格图像相对应的控制点，输入控制点的坐标。

⑤ 配准图像。

根据控制点坐标，自动生成配准参数，对图像进行配准。

⑥ 检查配准效果。

将配准后的图像与已知空间数据进行叠加，观察配准精度。

2. 矢量化（1）实验背景矢量化是将栅格图像中的地理要素转换为矢量数据的过程。

矢量数据可以精确表示地理要素的位置、形状和属性，便于进行空间分析和可视化。

（2）实验步骤① 打开配准后的栅格图像。

② 选择“编辑”工具栏中的“创建要素”工具，根据地理要素类型选择相应的矢量要素类型（如点、线、多边形）。

③ 在栅格图像上绘制矢量要素。

根据地理要素的形状和位置，绘制相应的矢量要素。

④ 输入矢量要素的属性信息。

根据地理要素的类型，输入相应的属性信息。

⑤ 保存矢量化后的数据。

三、实验结果与分析1. 地图配准结果通过实验，成功将无空间参考信息的栅格图像与已知空间数据进行配准。

配准后的图像与已知空间数据的叠加效果良好，证明配准精度较高。

2. 矢量化结果实验成功将配准后的栅格图像中的地理要素转换为矢量数据。

矢量数据可以精确表示地理要素的位置、形状和属性，为后续的空间分析提供了基础数据。

一、实习背景随着数字化技术的飞速发展，矢量化技术在地理信息系统（GIS）、城市规划、资源管理等领域扮演着越来越重要的角色。

为了更好地掌握矢量化技术，提高自身在实际工作中的应用能力，我于近期参加了为期一个月的矢量化实习。

二、实习单位及岗位实习单位为某知名地理信息科技有限公司，实习岗位为矢量化工程师。

该公司主要从事GIS软件研发、数据采集、处理与分析等工作，具有丰富的矢量化项目经验。

三、实习内容1. 矢量化基础知识学习实习初期，我主要学习了矢量化技术的基本概念、原理和方法。

通过学习，我了解到矢量化是将实体对象的空间位置、形状和属性等信息转换为数字化的过程，是GIS数据采集和处理的重要环节。

2. 矢量化软件操作在掌握了矢量化基础知识后，我开始学习矢量化软件的操作。

实习期间，我熟练掌握了ArcGIS、MapInfo等主流矢量化软件的使用方法，能够独立完成数据采集、编辑、转换和输出等工作。

3. 实际项目参与在实习过程中，我有幸参与了多个矢量化项目。

这些项目涉及城市规划、土地管理、环境监测等多个领域。

通过实际操作，我学会了如何根据项目需求选择合适的矢量化方法和工具，并积累了丰富的实践经验。

4. 团队协作与沟通矢量化工作往往需要团队合作完成。

在实习期间，我学会了与团队成员高效沟通，共同解决项目中遇到的问题。

此外，我还学会了如何撰写项目报告，为项目提供技术支持。

四、实习收获1. 专业知识提升通过实习，我对矢量化技术有了更加深入的了解，掌握了矢量化软件的操作技能，为今后从事相关工作打下了坚实的基础。

2. 实践能力增强实习期间，我参与了多个实际项目，积累了丰富的实践经验。

这些经验对我今后从事相关工作具有重要意义。

3. 团队协作能力提高在实习过程中，我学会了与团队成员高效沟通、协作，提高了自己的团队协作能力。

4. 职业素养提升实习期间，我严格遵守公司规章制度，认真完成工作任务，锻炼了自己的职业素养。

五、总结本次矢量化实习让我受益匪浅。

一、实训背景随着数字化技术的飞速发展，地理信息系统（GIS）在各个领域的应用越来越广泛。

影像矢量化作为GIS数据获取的重要手段，在地图制作、城市规划、环境监测等领域发挥着重要作用。

为了提高学生的专业技能，我校地理信息科学专业特开设影像矢量化实训课程。

本次实训旨在让学生掌握影像矢量化技术，提高实际操作能力。

二、实训目的1. 使学生了解影像矢量化技术的基本原理和流程；2. 掌握常用矢量化软件的操作方法；3. 提高学生空间数据采集和处理能力；4. 培养学生团队协作和沟通能力。

三、实训内容1. 影像矢量化基本原理（1）影像矢量化概念：将影像数据中的图形信息转换为矢量数据的过程。

（2）影像矢量化方法：手工矢量化、半自动矢量化、自动矢量化。

（3）影像矢量化软件：ArcGIS、AutoCAD、MapGIS等。

2. 影像矢量化软件操作（1）ArcGIS软件操作：学习使用ArcGIS进行矢量数据编辑、拓扑检查、属性编辑等操作。

（2）AutoCAD软件操作：学习使用AutoCAD进行图形绘制、编辑、标注等操作。

（3）MapGIS软件操作：学习使用MapGIS进行矢量数据采集、编辑、分析等操作。

3. 影像矢量化案例（1）案例一：道路矢量化。

利用影像数据进行道路矢量化，包括道路线、名称、等级等属性信息的采集。

（2）案例二：土地利用矢量化。

利用影像数据进行土地利用矢量化，包括土地利用类型、面积等属性信息的采集。

（3）案例三：地形矢量化。

利用影像数据进行地形矢量化，包括等高线、坡度等属性信息的采集。

四、实训过程1. 理论学习：首先，教师讲解影像矢量化基本原理、方法和常用软件操作，让学生对影像矢量化有一个全面的认识。

2. 实践操作：在理论学习的基础上，学生分组进行实训操作。

教师指导学生使用ArcGIS、AutoCAD、MapGIS等软件进行影像矢量化。

3. 案例分析：学生根据实训内容，选取典型案例进行操作，并对操作过程中遇到的问题进行分析和解决。

实验三、影像配准及矢量化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.数据：昆明市西山区普吉地形图1:10000地形图一一70011-1.Tif,昆明市旅游休闲图.jpg 〔扫描图〕. 软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap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, 以保证矢量化工作顺利进行.翻开ArcMap,添加“影像配准〞工具栏.把需要进行配准的影像一70011-1.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步输入限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一一公里网格的交点, 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.在“影像配准〞工具栏上,点击“添加限制点〞按钮.使用该工具在扫描图上精确到找一个限制点点击,然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置41 11 EF用相同的方法,在影像上增加多个限制点〔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.□ *Foryrtu d 0 ^415梃接x-£遂X地图『地图残差115 1尹91工11.3COB4034554OX.0Da B..2T?6000.C]OMOD0-0,1211950 12119$1i 1Q 西44L3C511034&640-X.0M...2779QW.00M0D D,郎花5C花5二55 lo_2504LX2DE1340001.000 …27J500D.Q0EX1DD□二1注6工 C 15C9&ZA55.16455^34563moe13 …27^llftO.COtKOO D心3耳JLJW iOL341ii*5富」尹839312^1^034565900,MO …2773000,COMOD0■0JQC C 53GJ-C%34sgm90 皿…27MoiMDQ..D■0/妇/礼t b也用占735 HiJja ZLNTWF射咒触*.箕…STTTQKK'.COKOD04序犯如 a 9$：6^S fi5 1TO635?L 305172"弼俄幻aoa…^TOdOO.OOMOD D DJ篁出的.13CMB5第3步设定数据框的属性增加所有限制点,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.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. 通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作,下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化.第5步分层矢量化—在ArcCatalog中创立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)翻开ArcCatalog.在指定目录下,鼠标右击,在“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创立新的要素类,首先创立一个“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〞中选才i “要素类〞 .fiUKCLl(3)输入创立的要素类的名称“等高线〞,点击下一步.(4)点击下一步.下面将是我们创立新的要素类的关键,为我们的数据定义坐标系统,空间范围,存储要素类型.以及可以在这增加属性字段.(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(我们现在要创立等高线这个要素类,所以应该选择线)中吉任总字筐以S假设其星性.字殷弟牲划名ISHi？E生存空位怪几把毕型五埼点数$rd 1 Grd2Cr<J 3包含工值包含洲B |法战时段是三向参考uiKnjYjii力增加一个留字设,福名字加卜到字佳名就到的一个空行中,点击整据笠型现地挥一十数胃关里,在后纲珥字段属性,、二一h BJ k出期泪 |(6) 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,将选择适宜的坐标系统,点击"选择"按钮.在(ProjectedCoordinate Systems 目录下,选择Gauss Kruger--- Xian 1980-- Xian_1980_Degree_GK_CM_102E.prj).点击增加,现在这些坐标系统信息应该如下图所示：(7) 再点击“ X/Y域〞选项页,在该选项页下为我们的数据定义存储的空间范围.该空间范围需要认真考虑, 不仅要考虑你当前的纸制地图的空间范围, 还要考虑到将来工作中还会出现的最大的空间范围.为确定这个区域XY 〔最小值〕,XY〔最大值〕,可以切换到ArcMap中,点击“绘制〞工具栏上的“矩形框〞按钮,在地图显示区中画一个矩形,使区在更大范围内包含已配准的栅格地图.右键选中这个矩形框,设置“属性〞,将填充色设置为“无〞, 可得到如下的效果：通过上面的操作我们为创立的要素类定义了正确的坐标系统和空间范围.下面我们将为该数据创立新的属性字段. “高程〞,类型设置为“ Float 〞用来存储等高线的高程值.点击完成这样,我们就创立了一个线状的要素类.第6步从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创立的要素类中(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)翻开“编辑器〞工具栏,在“编辑器〞下拉菜单中执行“开始编辑命令〞并选择前面创立的“等高线〞要素类.确认编辑器中：任务为一一新建要素,目标为一一等高线,设置图层一一等高线的显示符号为红色,并设置为适宜的宽度.(3)将地图放大到适宜的比例下, 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, 比方线段的合并、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(比方居民地) ,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：扫描地图一昆明市旅游休闲地图( YNKM.JPG )、Garmin手持GPS野外采集数据(gpsdata.dbf) -GCS_WGS_1984地理坐标系(1).翻开ArcMap ,添加扫描地图—YNKM.JPG,翻开“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.添力口gpsdata.dbf执行菜单命令〈工具＞-＜添加X,Y数据〉,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〞视图下,右键选择图层" gpsdata事件〞,从右键菜单中执行“数据〞一＞“导出数据〞,将其导出成为一个新的Shape文件一名称为gps.shp 将GPS.shp添加到当前的数据框中这里显示的数据就是第1个小组在野外用GPS获取的限制点,每个限制点在纸质地图上都有一个唯一的记号.(3)在TOC中右键选择图层一一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-乡图层B □ gpsdataWt *-回 GP5 RGB ■红色 口绿色; ■植色:缩放到图层(2)力 缩放到栅格分鼐回. 可见比例范围；工) 数据追)另存为图层文件f 5…显示逛圉囱屋性①.7解1t),、 口 ▼八」/ cYMKM.JP,画翻开息性乘L,连接和关联Q)点击“影像配准〞工具栏上的限制点选择工具能复制£)X 移除出),在扫描地图中,采集第(4)比照第一组同学在进行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个限制点.GPS限制点的位置,点击.(5)在TOC中右键选择图层一一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个限制点(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GPS限制点,找到与扫描地图中对应的那个GPS限制点,点击鼠标.(7)通过以上操作我们已经完成了第1个限制点的选择.以类似的方法,添加至少4个限制点.(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.。