地图配准与地图投影共20页

地图配准—影像配准和空间配准2010-01-22 10:31地图配准可分为影像配准和空间配准。

影像配准的对象是raster图，譬如TIFF图。

配准后的图可以保存为ESRI GRID, TIFF,或ERDAS IMAGINE格式。

空间配准（Spatial Adjustment)是对矢量数据配准。

一、影像配准在ArcGIS中配准：1.打开ArcMap，增加Georeferencing工具条。

2. 把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferencing工具条中的工具被激活。

在view/data frame properties的coordinate properties中选择坐标系。

如果是大地（投影）坐标系选择predefined中的Projected coordinate system，坐标单位一般为米。

如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择Geographic coordinate system。

3.纠正前可以去掉“auto adjust”前的勾。

在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。

如公里网格的交点，我们从图中均匀的取几个点，不少于7个。

在实际中，这些点要能够均匀分布在图中。

4.首先将Georeferencing工具条的Georeferencing菜单下Auto Adjust不选择。

5.在Georeferencing工具条上，点击Add Control Point按钮。

6.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，Input X and Y输入该点实际的坐标位置。

采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表示，如110°30′30′应写成 110.508(=110+30.5/60)。

7.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。

8.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。

9.更新后，就变成真实的坐标。

实验三、栅格地图的镶嵌配准及投影定义一、实验目的1.掌握栅格数据校正方法，校正的原理。

2.掌握ArcGIS中的矢量数据基本格式，并掌握利用ArcCatalog建立和管理数据。

二、实验准备预备知识：矢量数据的录入方法有多种，包括数字化仪数字化、扫描矢量化、GPS数据录入、数字测图数据和其他的录入方式。

扫描矢量化由于成本相对低，精度相对可以，因此成为矢量数据获取的重要的方式。

但扫描得到的地形图和遥感影像。

由于一些原因，使扫描得到的地形图数据和遥感数据存在变形，必须加以纠正。

因此在矢量化前必须对扫描后的图像数据进行镶嵌配准。

三、实验内容及步骤步骤：第1步添加扫描的地形图及添加地理配准工具条●在ArcMap中，添数据GISDATA\曼滩.jpg，提示是否为“曼滩”建立影像金字塔，点击是。

●在菜单空白处点击鼠标右键，在弹出工具条选项中，勾选上“地理配准”工具，如图3-1。

图3-1勾选“地理配准”工具第2步设置地理配准图层，确定坐标系●地理配准工具条上将配准目标图层设置为“曼滩”。

●放大观察曼滩幅地形图，发现该图比例尺为1:5万，坐标系为北京54坐标系，高程系统为1956年黄海高程系。

第3步添加校正控制点和确定校正后的坐标●在地理配准工具条上的地理配准下来菜单中将“自动校正”选项勾去（图3-2）。

●点击地理配准工具条上的工具，在曼滩幅左上角公里格网处单击鼠标左键，然后再单击鼠标右键，弹出输入X和Y选项对话框（图3-3），输入相对的X和Y坐标（图3-4）。

同样方法在右上角等多处公里网交叉处输入校正控制点，至少添加7个控制点。

图3-2 勾去自动校正图3-3 输入X和Y右键菜单图3-4输入坐标对话框第4步设置校正方式和重采样（或接执行校正）●在地理配准工具条上点击查看链接表按钮，查看定好的控制点，如果某点误差较大可以删除，重新输入，若坐标输入错误可以在该点上点击修改（图3-5）●点击地理配准工具条下的地里配准变换中的二次多项式（图3-6），然后再打开连接表查看均方根误差大小（图3-7）。

地图配准与投影说明本文采用的实例为四川省小鱼洞地区地形图，该图跨越了1:5万标准图幅中的中坝，大宝山等四幅，情况较为特殊。

实际操作时，应该生成地图所涉及到图幅的全部标准图框，以将整个地形图涵盖进去，并在误差校正过程中尽可能取多的控制点，确保地图配准的精度。

由于本文旨在演示配准与投影的步骤与方法，简明起见，只生成中坝一幅标准图框，并只选取少量控制点，故必然会有一定误差。

特此说明。

一．生成标准图框操作步骤：实用服务--投影变换--系列标准图框--生成1:5万图框（中坝）生成的标准图框：二误差校正（多种方法）误差校正的关键是采集控制点，实际工作中为了提高精度，往往需要采集很多控制点，这时可以选择自动采集“T”型点的方法，将公里网的交点全部选为控制点。

在控制点选取比较少的情况下，可以采用手工屏幕采点，自动生成控制点文件，这正是本文将要演示的方法：1 选取原图与标准图框中对应的点为参考点。

参考点可根据原图和图框中公里网对应的坐标值选取。

每个参考点对应控制点文件中的一条记录，参考点选择越多，地图配准越准确。

本例选取5个参考点，依次为：（75,69）（76,68）（77,67）（78,66）（76,66）。

2 取原图中点的屏幕坐标为实际值在MapGis误差校正子系统中打开原图文件，选择菜单控制点――设置控制点参数选择“选择采集文件”。

选择原图文件选择“添加校正控制点”。

根据选定的参考点在原图上添加控制点3 取图框中点的屏幕坐标为理论值打开标准图框文件，在其上面对应的参考点上选取理论值。

步骤与选取实际值相似。

先选择“设置控制点参数”选择“选择采集文件”。

选择标准图框文件。

*注意：此时视图中可能仍然显示的是原图，这时点击右键，选择“复位窗口”，然后只选择图框文件，图框就会在视图中居中显示。

选择“添加校正控制点”。

根据选定的参考点在图框上添加控制点4 形成控制点文件选择“控制点”――“编辑校正控制点”5 进行误差校正检查控制点生成无误后，选择“校正”选择原图文件进行校正三套合原图与图框目的是将误差校正后的原图的参数配准为图框参数，即实现原图与图框的套合，具体步骤如下：1 打开mapgis主菜单选择“输入编辑”—“新建工程”—“从文件导入”2 任意打开标准图框的一个文件，目的是将工程的参数设为标准图框的参数3 在工程中添加项目，将校正后的原图文件全部添加，系统会提示修改参数，选择确定4 在工程中添加标准图框，可以看到，标准图框（中坝）中的部分地图已经校正，而图框以外的部分还没有进行校正。

实验：扫描图（栅格图）的配准与投影系统的设置一、实验目的：1.加深对地图投影的理解，掌握扫描图（栅格图）的配准与投影系统的设置。

2.为扫描图设置投影和地图单位。

3.对扫描图进行配准。

二、实验准备：1.软件准备：扫描软件、MapInfo2.资料准备：数字化底图（中国地理底图、长安集1：10万地形图、小区域平面图）三、实验内容：当把对象从球形世界转变到相对平坦的计算机屏幕上时，必须有一些改变。

投影是减少曲面地区特性在平面纸张地图或计算机屏幕上的变形方法。

使用不同的投影可以展示地图的不同特性。

投影与坐标系有着密切的关系，两者之间经常可以交换使用，但它们又有不同的意义。

投影是包含一组参数的一个或一组公式，参数的个数和性质取决于投影。

当每一个参数被赋予特定值时，结果便成了坐标系。

坐标系是描述坐标参数的集合，其参数之一就是投影。

可以通过改变一个预定系统的参数或者通过重新开始定义新的坐标系统来创建另外的坐标系，以期获得所需的投影效果。

（一）扫描原始图件在MapInfo中栅格图像不能进行修改，支持BMP、GIF、JPEG、PCX、SPOT、TARGA和TIFF等多种栅格图像文件格式。

为了保证数据精度扫描分辨率一般在300dpi以上。

将上述三幅图扫描成图片。

（二）图像配准在MapInfo中按照统一坐标系配准栅格图像，是录入地图数据的基础，这样分区存储的矢量数据可实现在大地理区域环境中进行地图目标的显示和分析。

1．采用相应投影（正轴等积割圆锥投影）对中国地理底图进行配准（1）导入栅格图像：点击菜单栏“文件”－>“打开表”或者点击常用工具条上的打开表图标。

在“文件类型”下拉式列表框中选择“栅格图像”(Raster Image :*.bil,*.bmp等)，打开中国地理底图。

图1打开栅格图像（2）出现如下对话框，询问是简单的显示图像还是要配准图像，如果选择简单显示，则MapInfo自动生成一个与该栅格文件同名的.TAB文件，并在地图窗口中显示，此时的图层称为栅格图层。

如何进行地图投影的变换与配准地图投影的变换与配准是地理信息系统（GIS）中一个重要的环节。

地球是一个三维的球体，而我们的地图是平面的二维表示，因此需要将地球的曲面投影到平面上，以便于我们更好地理解和分析地理信息。

本文将探讨如何进行地图投影的变换与配准，以及其在GIS中的应用。

一、地图投影的基本原理地理表面的投影是将地球上的点和区域映射到平面上去，以便于呈现和分析。

在投影的过程中，我们需要选择合适的投影方法和参数，以保证地图的准确性和可视性。

1. 大地测量学与投影大地测量学是测量地球形状、尺寸和重力场的学科，它提供了地图投影的基础。

投影的目标是将地球表面的点映射到平面上，这需要选择适当的地理坐标系统和投影方法。

2. 坐标系统地理坐标系统是用于确定位置的标准，它由水平和垂直坐标组成。

水平坐标通常使用经度和纬度来表示，而垂直坐标则表示高程。

3. 投影方法地图投影的方法有很多种，常用的有等角、等积和等距投影等。

每种方法都有其适用的情况和缺点，选择合适的投影方法是确保地图准确性的关键。

二、地图投影的变换与配准地图投影的变换与配准是将不同投影坐标系统的地图进行转换和对齐的过程。

在GIS中，常常需要将不同尺度、不同投影和不同时间的地图配准在一起，以获得一致性的地理信息。

1. 变换地图投影的变换是将一个投影坐标系统转换为另一个投影坐标系统的过程。

变换通常涉及到坐标的缩放、旋转和平移等操作，以保证地图的几何特征一致。

2. 配准地图配准是将不同地图的空间参考对齐的过程。

在配准过程中，需要确定共同的地物特征或控制点，并通过地物匹配或空间变换的方式来实现对其的调整和对齐。

三、地图投影的应用地图投影在GIS中有着广泛的应用，它不仅仅是为了美化地图，更是提供准确地理信息的基础。

1. 地图显示与可视化地图投影可以改变地图的外观和形状，使得地理信息更加直观和可视化。

选择合适的投影方法和参数对于地图的可读性和信息表达至关重要。

2. 空间分析与决策支持地图投影的变换与配准为GIS的空间分析和决策支持提供了基础。