[知识]工程序列中级专业技术职务资格评审材料之一Arcigs中栅格数据配准及小班矢量化方法介绍

实验三ArcGIS栅格数据矢量化和编辑一、主要内容1、掌握ArcMap中地图、数据框架、组图层、数据层等基本概念及相互关系；2、掌握利用ArcMap进行地图屏幕扫描数字化的主要流程及具体操作；二、ArcMap基础知识基本概念1)地图—Map(arcMap document)在ArcGIS中，一个地图存储了数据源的表达方式(地图，图表,表格)以及空间参考。

在ArcMap中保存一个地图时，ArcMap将创建与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。

当打开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达方式显示数据。

一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！2)数据框架—Data Frame在“新建地图”操作中，系统自动创建了一个名称为“Layers”的数据框架。

在ArcMap中，一个数据框架显示统一地理区域的多层信息。

一个地图中可以包含多个数据框架，同时一个数据框架中可以包含多个图层。

例如，一个数据框架包含中国的行政区域等信息，另一个数据框架表示中国在世界的位置。

但在数据操作时，只能有一个数据框架处于活动状态。

在Data View 只能显示当前活动的数据框架，而在LayoutView可以同时显示多个数据框架，而且它们在版面布局也是可以任意调整的。

3）组图层--NewGroup Layer有时需要把一组数据源组织到一个图层中，把它们看作Contents窗口中的一个实体。

例如，有时需要把一个地图中的所有图层放在一起或者把与交通相关的图层（如道路、铁路和站点等）放在一起，以方便管理。

4）数据层ArcMap可以将多种数据类型作为数据层进行加载，诸如AutoCAD矢量数据DWG，ArcGIS的矢量数据Coverage、GeoDatabase、TIN和栅格数据GRID，ArcView的矢量的栅格数据USDS，ImageFile的栅格数据ERDAS，ShapeFile数据DEM等。

注意Coverage不能直接编辑，要编辑需要将Coverage转换成ShapeFile。

实验三 ArcGIS栅格数据矢量化和编辑一、主要内容1、掌握ArcMap中地图、数据框架、组图层、数据层等基本概念及相互关系；2、掌握利用ArcMap进行地图屏幕扫描数字化的主要流程及具体操作；二、ArcMap基础知识基本概念1) 地图—Map (arcMap document)在ArcGIS中，一个地图存储了数据源的表达方式(地图，图表, 表格) 以及空间参考。

在ArcMap中保存一个地图时，ArcMap将创建与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。

当打开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达方式显示数据。

一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！2) 数据框架—Data Frame在“新建地图”操作中，系统自动创建了一个名称为“Layers”的数据框架。

在ArcMap中，一个数据框架显示统一地理区域的多层信息。

一个地图中可以包含多个数据框架，同时一个数据框架中可以包含多个图层。

例如，一个数据框架包含中国的行政区域等信息，另一个数据框架表示中国在世界的位置。

但在数据操作时，只能有一个数据框架处于活动状态。

在Data View只能显示当前活动的数据框架，而在Layout View可以同时显示多个数据框架，而且它们在版面布局也是可以任意调整的。

3）组图层-- New Group Layer有时需要把一组数据源组织到一个图层中，把它们看作Contents窗口中的一个实体。

例如，有时需要把一个地图中的所有图层放在一起或者把与交通相关的图层（如道路、铁路和站点等）放在一起，以方便管理。

4）数据层ArcMap可以将多种数据类型作为数据层进行加载，诸如AutoCAD 矢量数据DWG，ArcGIS的矢量数据Coverage、GeoDatabase、TIN 和栅格数据GRID，ArcView的矢量数据ShapeFile，ERDAS的栅格数据ImageFile，USDS的栅格数据DEM等。

注意Coverage不能直接编辑，要编辑需要将Coverage转换成ShapeFile。

首先要知道什么是地理坐标和大地坐标，简单的说地理坐标就是球面坐标，而大地坐标是平面坐标。

要深入了解这两者的区别，大家可以到网上搜相关资料。

1.一般步骤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。

ArcGIS中的影像配准模型简介本练习所采用的高质量数据是由AirPhotoUSA和Tele Atlas North America提供的，它们是ESRI的两个商业合作伙伴。

练习数据包含两张经过重采样的航空相片，以JPG格式存储（Slc_9910.jpg和Slc_0107.jpg），一幅影像的world文件（Slc_0107.jgw），一个街道中心线的shapefile（teleatll），以及影像配准控制点（controlpt）。

矢量数据是以Utah State Plane NAD83 Central Zone配准的，单位是英尺。

街道的矢量数据是从Tele Atlas North America的犹他州盐湖城数据集中裁切出来的。

矢量数据集被合成为单个的shapefile，还在一个ArcMap的图层文件中含有简单的图例。

其中一个Shapefile文件包含七个控制点，位于城市干道交叉点上，用于影像配准。

由AirPhotoUSA提供的影像包括两张航空相片，描述了在I-80立交枢纽周围的I-15的重建范围。

这两个影像是分别在1999年10月和2001年7月获取的。

为了缩减文件大小以使数据能更容易从网上下载，这些图像经过重采样，由原来的两英尺地面分辨率降到了大约八英尺并以JPG文件存储。

1999年10月的影像是未配准的。

2001年7月的影像是以Utah State Plane NAD83 Central Zone配准的。

在对1999年的影像配准后，可以比较两幅影像，会观察到新的建筑物和一些季节差异。

获取练习数据启动ArcGIS之前，在资源管理器或其它文件管理程序中创建一个目录存放练习中使用的数据。

创建一个SLC_115文件夹。

再创建Images和SHPFiles两个子文件夹。

在Images下，创建Unknown和UTSPN83C文件夹。

在SHPFiles下，创建一个UTSPN83C文件夹。

完整的目录结构显示在图1中。

栅格数据和矢量数据矢量数据定义：❑矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。

❑点：空间的一个坐标点；❑线：多个点组成的弧段；❑面：多个弧段组成的封闭多边形；获取方法❑定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）❑地图数字化❑间接获取●栅格数据转换●空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）矢量数据表达考虑内容❑矢量数据自身的存储和管理❑几何数据和属性数据的联系❑空间对象的空间关系（拓扑关系）矢量数据表达❑简单数据结构❑拓扑数据结构❑属性数据组织矢量数据结构编码方式实体式索引式双重独立式链状独立栅格数据定义以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。

或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。

每个栅格单元只能存在一个值。

对于栅格数据结构●点：为一个像元●线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。

●面：聚集在一起的相邻像元集合。

获取方式：●遥感数据●图片扫描数据●矢量数据转换●手工方式栅格数据坐标系栅格数据压缩编码方案栅格数据的分层栅格数据的组织方法栅格数据特点编码方式：直接编码—无压缩编码链式编码—便界编码游程长度编码块式编码四叉树编码矢量数据优点：•表示地理数据的精度较高•严密的数据结构，数据量小•完整的描述空间关系•图形输出精确美观•图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现•面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：•数据结构复杂•矢量叠置较为复杂•数学模拟比较困难•技术复杂，特别是软硬件栅格数据优点：•数据结构简单•空间数据的叠置和组合方便•各类空间分析很易于进行•数学模拟方便缺点：•图形数据量大•用大像元减少数据量时，精度和信息量受损•地图输出不美观•难以建立网络连接关系•投影变换比较费时•矢量数据结构是一种常见的图形数据结构，它用一系列有序的x、y坐标对表示地理实体的空间位置。

ARCGIS制图入门一、栅格图像的配准（建立地理（投影）坐标系统）1、栅格图像的简单预处理通过扫描得到的图像一般的存贮格式为TIF/JPEG（当然还有其它格式的），这些格式一般都能被ARCGIS直接读取，但是也有一些图像因存在压缩（或版本较新）等因素而不能被读取，这个时候需要在Photoshop中，或者在我们常用的MapGIS中处理一下（MapGIS主菜单－图像处理－图像分析－图像输入－图像输出），就可以使用了。

2、栅格图像的校正启动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，例图乔家川地形图（上手工标识了土地利用现状）采用1954北京坐标系，比例尺1:10000，按照我国地图制图规范，1:1万地图是按3度分带，则本图属于35带，中央经线105度按6度分带属于18带。

从图框看到的公里数发现标识为35541，则表示带号为35，公里数为541公里。

也有可能没有带号，则此处可能标识为541高斯－克吕格投影3度和6度分带Gauss－Kruger projection，3°and 6°methodTips：我国的地图制图规范要求，在1:1万－1:50万之间都使用高斯－克吕格投影，一般1:1万使用3度分带，1:2.5万－1:50万使用6度分带。

每个分带都有相应的带号，如3度分带的35带表示中央经线为105度的投影带，6度分带的18度带也是中央经线为105度的投影带，但带宽不一样，3度分带的带宽为3°，6度的为6°，只是碰巧中央经线相同。

栅格影像配准
一、打开ARCCATELOG，根据影像左右经度赋予投影带号或中央经线坐标。

1、1:1万地图为3度分带，安徽省横跨38、39、40度带。

西安80北京54均为投影坐标系下，高斯投影。

1、）横坐标前无带号时：选择长的带中央经线的3度带
2、）横坐标前有带号时：选择短的不带带号的度带。

二、在ARCMAP中配准
2、打开ARCMAP，右击灰色区域，选择Gorefencing进行配准。

1、）将Gorefencing下的Auto Adjust前的对号去掉，用
定完点，输完数值后，点击打开相应的属性表，将前的对号画上后，看框里的
值，是否小于0.1，若小于不用改，否则看每个点的
值，将大的点删掉后重新定点（改点时，尽量点红色十字的改正点），直到小于0.1为止。

3、击Gorefencing下的retify导出调整后的图。

4、重加载打开图。