基于查询到的经纬度对矢量、栅格图像进行配准

实习一、栅格图像的配准一、准备扫描图像选择要数字化的图像，识别该图的投影和坐标系统，在图上选取至少4个控制点并获取控制点的实际地理坐标，然后将地图扫描成MapInfo 可以识别的栅格图像格式保存。

二、栅格图像配准在MapInfo中以打开表的方式打开栅格图像。

如果是第一次打开该图像，MapInfo会提示你是否配准（Register），选择配准按钮，然后进入配准图像对话框。

1.选择投影和单位用MapInfo数字化地图时，首先必须设定投影方式，这样才能考虑到该地图的变形，并保持地图要素之间的正确的空间关系。

需要注意的是，在数字化开始之后不能再改变投影方式，因此要确保正确设置投影。

在图像配准对话框中单击投影按钮来选择投影。

通常选择纸张地图图例中指定的地图投影。

除了选择合适的投影方式外，还必须设定坐标系使用的地图单位，例如，经/纬度投影中的地图将以“度”显示地图坐标。

如果没有该地图的坐标系统，那么需要把该地图数字化为非地球地图（Non-earth Map），这意味着该图像上的点只是彼此有关，而与地球上的点无关，这时可以使用其它地图单位。

2.输入控制点是在图像配准对话框的图像上选择一点并单击鼠标，然后在弹出的编辑控制点对话框中键入该点的实际坐标值。

输入四个控制点时应该注意：其中任意三个点不能在一条直线上。

3.编辑控制点输入第四个控制点后，MapInfo以像素为单位计算控制点的输入误差。

MapInfo利用控制点进行数值变换，靠该变换来倾斜、移动和调整数字化对象，使之与控制点相符合。

栅格图像的配准实际上是利用最小二乘法原理实现由栅格图像坐标到实际地理坐标的转换，然后就可以在屏幕上以实际地理坐标对栅格内容进行跟踪数字化。

计算机地图制图综合训练项目一：栅格图像的地理配准与矢量化目录1、项目名称 (1)2、项目目的和要求 (1)3、项目基本情况 (1)4、项目原理 (1)5、项目过程 (2)6、项目总结 (7)1、项目名称栅格图像的地理配准与矢量化2、项目目的和要求目的和要求：掌握栅格图像地理配准的基本原理；掌握地图制图软件中图像地理配准和地图矢量化方法。

3、项目基本情况完成时间：个人工作情况：对所给栅格图像进行地理配准和矢量化，完成所给栅格图像的矢量化工作。

注意领会地理配准和矢量化的步骤、方法和实现过程。

4、项目原理地理配准可分为影像配准和空间配准。

影像配准的对象时raster图，譬如TIFF图。

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

空间配准时对矢量数据配准。

配准是指同一区域内以不同成像手段所获得的不同图像图形的地理坐标的匹配。

包括几何纠正、投影变换域统一比例尺三方面的处理。

在多时相、多信息的复合综合分析时常需进行各种配准处理。

是产生一个空间校准集合或匹配某一区域图像的过程。

地图矢量化是重要的地理数据获取方式之一。

所谓地图矢量化，就是把栅格数据转换成矢量数据的处理过程。

当纸质地图经过计算机图形、图像系统光-电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸质地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。

随着社会发展和计算机技术的普及，传统的生活方式正在改变，在许多领域，人们需要使用计算机技术模拟显示现实世界中的各种信息，并对信息进行查询和处理。

由此需要对实际信息进行数据的采集和矢量化处理，使之变成我们需要的电子信息。

纸质地图是我们平时常用的一种地图，但存在数据有限且更新慢、信息描述简单且形式单一、查询分析不方便和地形景观不直观等特点，使它很难适应日新月异的社会变化，经常带来诸多麻烦。

矢量与遥感影像的自动配准矢量数据和遥感影像在地理信息系统（GIS）和遥感领域中具有广泛的应用。

矢量数据是一种描述地理要素的数据格式，包括点、线、面等几何形状和属性信息，常用于地图制作和空间分析。

遥感影像是通过遥感技术获取的地球表面图像，可以包括可见光、红外、雷达等多种类型，用于土地资源调查、环境监测、城市规划等领域。

在应用过程中，往往需要将矢量数据与遥感影像进行配准，以便实现空间位置的精确对应，进而进行一体化分析和应用。

提高精度：通过对矢量数据和遥感影像进行精确配准，可以将不同数据源的数据进行精确对接，减少地图制作和空间分析中的误差，提高数据精度。

降低成本：手动配准数据不仅需要大量时间，而且容易出错。

自动配准技术可以通过程序实现快速、准确的数据对接，大大降低配准成本。

促进数据融合：通过将矢量数据和遥感影像进行配准，可以促进多种数据源的融合，扩展数据的应用领域，提高数据的利用率。

矢量与遥感影像的自动配准主要涉及以下技术和方法：特征提取：通过对矢量数据和遥感影像进行特征提取，获取具有代表性的特征点、线、面等元素，为后续匹配提供依据。

匹配算法：常见的匹配算法包括基于概率统计的匹配算法、基于距离的匹配算法、基于梯度的匹配算法等。

这些算法可以根据矢量数据和遥感影像的特征，选择合适的算法进行自动配准。

变换模型：常用的变换模型包括仿射变换、透视变换、多项式变换等。

这些模型可以将矢量数据和遥感影像进行几何变换，以实现精确配准。

优化算法：为了找到最优的变换参数，需要使用优化算法进行求解。

常见的优化算法包括梯度下降法、牛顿法、遗传算法等。

矢量与遥感影像的自动配准技术在诸多领域都有广泛的应用。

以下是一些典型案例：土地资源调查：将矢量地图与遥感影像进行配准，可以准确获取土地资源的分布、面积、利用状况等信息，为政府决策提供科学依据。

环境监测：通过对矢量数据和遥感影像进行配准，可以实时监测环境污染状况，为环境保护提供数据支持。

栅格影像配准方法1.1.栅格图像配准打开，增加工具条。

把需要进行纠正的影像增加到中，会发现工具条中的工具被激活。

在的中选择坐标系。

如果是大地（投影）坐标系选择中的，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。

纠正前可以去掉前的勾。

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，不少于个。

在实际中，这些点要能够均匀分布在图中。

首先将工具条的菜单下不选择。

在工具条上，点击按钮。

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。

采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表示，如应写成。

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。

增加所有控制点后，在菜单下，点击。

更新后，就变成真实的坐标。

在菜单下，点击，将校准后的影像另存。

1.2.矢量矫正空间校正（）是个常用的工具，但许多新手不太明白如何使用它，下面简单说一下它的使用方法。

、将已经具有坐标系的要素类和需要校正的要素类加进中，调出工具条，开始编辑。

、在工具条菜单里设置要校正的数据，把要校正的要素类打钩、设置校正方法每种校正方法的适用范围和区别可看帮助文件。

仿射变换是最常用的方法，建议新手使用。

、设置结合环境，以便准确地建立校正连接、点置换连接工具、点击被校正要素上的某点，然后点基准要素上的对应点，这样就建立了一个置换链接，起点是被校正要素上的某点，终点是基准要素上的对应点。

用同样的方法建立足够的链接。

理论上有三个置换链接就能做仿射变换，但实际上一般是是不够用的。

实际使用中要尽量多建几个链接，尤其是在拐点等特殊点上，而且要均匀分布。

、点工具条菜单下的当你熟悉整个过程后，可以试试其他几种变换（相似、投影、橡皮拉伸等）。

上面的方法是将一个没有坐标系的要素类校正到一个有坐标系的要素类，简单说是图对图校正。

如果只有一个没有坐标系的要素类，但知道它上面关键点的真实坐标，上面的、、步用下面方法代替：、读出原图上关键点的屏幕坐标，找到和它对应的真实坐标、建立连接链接文件，格式为文本文件，第一列是关键点的屏幕坐标，第二列是关键点的屏幕坐标，第三列是关键点真实的坐标，第四列是关键点真实的坐标，中间用空格分开，每个关键点一行。

配准栅格图像与矢量化图像最好不要压缩，越精确地图的矢量化原精确，使用ArcGIS 9.2 Desktop 完成。

一、栅格图像的校正和坐标系确定启动ArcMap，新建一个新工程，右键Layers选择Add Data…添加TIF图像，将出现如下提示（如果提示无法加载rester data时请安装ArcGIS Desktop SP3补丁），单击Yes确定，加载图像后提示图像没有进行配准，确定然后配准图像。

图像加载后即可看到图像内容，右键工具栏打开Georeferencing工具条，进行图像的配准工作，在配准之前最好先保存工程。

在File菜单下打开Map Properties编辑地图属性，Data Source Options可设置保存地图文件的相对路径和绝对路径。

（这里选择相对路径以确保将工程复制到其他机器可用）。

配准前要先读懂地图，望都县土地利用现状图采用1954北京坐标系，比例尺1:40000，查阅河北省地图发现望都县位于东经115度附近，那么按6度分带属于20带中央经线117度，按3度分带属于38带。

从图框看到的公里数发现没有带号，应该是公里数。

这里只找了4个点进行配置（可以找更多的点），从左到右从下到上，逆时针编号为1、2、3、4；在ArcMap中单击Georefercning工具条上的Add Control Ponit工具（先掉Auto Adjuest选项），添加4个点控制点。

然后编辑Link Table中的4个控制点的代表的公里数，然后单击“Georeferecning下拉菜单的Auto Adjuest”图像即进行校正这时可看到参差值这里是0.00175（Total RMS）非常小说明配准较为精确。

单击Save按钮可将控制点信息保存到文件，单击Load按钮可从文件加载控制点坐标。

给校准后的地图选择适合的坐标系，右键Layers打开Properties对话框属性对话框选择投影坐标系，（Prokected Coordinate Systems）展开Predefined/ Prokected Coordinate Systems/Gauss Kruger/Beijing 1954下找Beijing 1954 GK Zone 20坐标系（高斯克里克投影20带无带号），单击确定保存工程；这时配准工作即完成，在状态栏就可以看到正确的坐标单位了。

一．实验名称影像配准及矢量化二．实验目的及实验要求1.实验目的学习地图数字化及其编辑的方法。

2、实验要求(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）。

三．实验过程1. 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。

2．输入控制点在”栅格配准”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。

注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用3.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4.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。

5. 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“个人Geodata base”。

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。

你应该先先用MapInfo对栅格地图进行配准，然后矢量化，提取出各个图层。

至于要放大，你得用MapBas ic语言来进行编程。

你是不是还没有动手做？其实，矢量化的过程就是用手工描图的方法，把栅格地图上的信息一层一层的描出来，然后再存到另外一张表中。

比如你说的背景图层，你可以先用化区域的工具把西安地图的各个区的边界一一花出来，然后在表地图-->保存地图装饰-->新建-->然后将之存为“背景”，然后在文件-->保存表-->背景。

这样北京图层就做好了。

其他图层都是类似这样做的。

MapInfo矢量化栅格地图我试过用其它作图工具画出来的图转化成shp文件，在转到mapinfo时某些数据就不见了。

在mapinfo中矢量化可以的。

方法一：其它作图软件画的地图转化成mif文件，在mapinfo中可以打开使用。

但是坐标需要转换，坐标转换的问题你得请教他人了，：）方法二：地图首先要是栅格图像具体如下：2.2栅格图像栅格图像是由一行行细小的点（称作像素）组成，所以也可以称之为位图。

无论是建立后所述的图层概念与进行表现空间的数据，首先应在mapinfo中引入栅格图像，所以栅格图像是后续工作即图层分解的基础，又称作基图。

2.2.1栅格图像的获取获取栅格图像可由以下几种途径取得：1、利用扫描仪创建栅格图像软件或由数码相机提供的图像直接调入。

2、通过图形软件包将图像保存或转储为栅格文件格式，例如tif（标记图像文件格式），这样就可以在图形软件包中创建一个tif文件。

3、从mapinfo或其它销售商那里购买已配准好的栅格图像。

图像配准在以下详述。

mapinfo可显示多种格式的栅格图像，但不论什么格式，最大支持图像大小为16000*16000像素。

在使用栅格图像时最好采用更高分辨率的视频显示器。

mapinfo支持以下七种栅格图像格式：文件名.gif(图形交换格式) 文件名.jpg(jpeg格式)文件名.tif(标记图像文件格式) 文件名.pce(isft画笔格式)文件名.bmp(windows位图) 文件名.tga(Targa)文件名.bll(spot卫星图像)mapinfo还可以读入以下类型的栅格图像：黑白图像（黑白图像的每个像素不是黑色就是白色，这种图像所占空间最少，且显示得最快。

MapGIS实用小功能图解（三）——MapGIS栅格图配准（遥感影像图配准）1.打开MapGIS主界面，点击“图像处理”->“图像分析”模块。

2.点击图像分析模块的菜单“文件”->“数据输入”，将其他栅格图像（bmp，jpg，tif等）转换为MapGIS的栅格图像格式（.msi），选择转换数据类型，点击添加文件，添加要转换的文件到转换文件列表中，然后点击转换即可。

3.打开菜单“镶嵌融合”下的“编辑模式1”，“校正预览”和“控制点信息”。

会发现MapGIS自动添加了改幅图像的四个拐角端点的配准值，我们可以删除这些控制点，添加自己的控制点。

4.菜单“镶嵌融合”->“添加控制点”，单击左侧工作区添加控制点的地方，会放大显示，调整好控制点位置后，按空格键，弹出输入新参照点坐标，如此重复添加控制点，直到个数满足校正参数要求（要求见下个步骤）5.菜单“镶嵌融合”->“校正参数”，设置相应参数，不同阶的多项式几何校正变换需要不同的控制点数。

不同阶的多项式几何校正变换最少控制点数在理论上为:一阶多项式几何校正(理论最小值)：3个控制点；二阶多项式几何校正(理论最小值)：6个控制点；三阶多项式几何校正(理论最小值)：10个控制点；四阶多项式几何校正(理论最小值)：15个控制点；五阶多项式几何校正(理论最小值)：21个控制点；为了保证较高的校正精度，实际选择的控制点至少为理论数的3倍，即：一阶多项式几何校正(推荐最小值)：9个控制点；二阶多项式几何校正(推荐最小值)：18个控制点；三阶多项式几何校正(推荐最小值)：30个控制点；四阶多项式几何校正(推荐最小值)：45个控制点；五阶多项式几何校正(推荐最小值)：63个控制点；6.菜单“镶嵌融合”->“影像校正”，保存校正后的图像的路径即可，其他可默认。

基于经纬度坐标的ArcGIS配准问题分析与解决赵杰,韩雪培,朱春节(华东师范大学地理系,上海 200062摘要:栅格图像的配准是进行地图矢量化的重要步骤,本文作者针对在ArcGIS 环境中对不具备地图直角坐标的栅格图像配准时遇到的问题进行了研究分析,并根据配准的原理及其它GIS软件中的配准过程的启示,提出了合理的解决方案。

实验结果表明该方案是切实可行的。

关键词:屏幕矢量化、ArcGIS、配准一、引言空间数据是地理信息系统的血液[1],纸质地图矢量化是空间数据采集的重要方式之一,其中又以屏幕矢量化形式为主。

屏幕矢量化又称栅格图像矢量化,即先用扫描仪将地图扫描成栅格图像,然后以栅格图像为背景,手工或利用自动跟踪软件进行屏幕数字化。

其数字化精度在很大程度上取决于图像配准是否精确。

配准的实质是将依赖于仪器设备的物理坐标转换为用户坐标,使GIS数据库中的空间信息具有现实意义。

配准是GIS软件的基本功能之一,软件提供一定的坐标转换模块,用户在配准实施时只需要指定一定数量的控制点,并给出它们的用户坐标——地理经纬度或地图直角坐标。

ArcGIS软件是由美国ESRI公司推出的新一代GIS软件,该软件因其强大的空间分析功能,得到了广大GIS用户的青睐,因而成为世界上应用最广泛的GIS软件之一[2]。

ArcGIS的配准功能是通过Georeferencing工具来实现的。

作者发现利用ArcGIS配准时,系统不能识别用户坐标的性质,当用户坐标为经纬度时,系统将默认为直角坐标,从而给配准结果带来不可接受的误差。

然而在实际应用中,用户并不总是能够得到配准控制点的地图直角坐标,有时只能通过1数字化原图上的经纬网信息获得控制点的经纬度坐标,如政区图、各种专题图等。

作者通过互联网搜索发现,同样的问题也困扰着许多其它ArcGIS用户。

因此,如何解决ArcGIS环境下基于经纬度坐标的配准问题成为本文研究的目标。

通过深层次的理论探索和全面的应用实验,作者提出了一套切实可行的解决方案。

地理信息系统概论课后习题部分答案第一章1、什么是地理信息系统（GIS）？它与一般计算机应用系统有哪些异同点？答：地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

GIS 脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。

但是，地理信息系统与这学科和系统之间既有联系又有区别: （1）GIS 与机助制图系统机助制图是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS 中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。

地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。

一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

（2）GIS 与DBMS(数据库管理系统) GIS 除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。

因此，GIS 在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。

（3）GIS 与CAD 系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD 系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

（4）GIS 与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。

它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。

这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2、地理信息系统有哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个基础地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较异同点？（1）系统硬件:包括各种硬件设备，是系统功能实现的物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；（3）空间数据:系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）应用人员:GIS 服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；（5）应用模型:解决某一专门应用的应用模型，是GIS 技术产生社会经济效益的关键所在。