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地图数字化

一、图像校正
图像首先统一存储为tif格式(扫描图是彩色的,在PhotoShop中转成灰度图),并一定要进行备份。

扫描图像一般是有变形,因此数字化前要先对扫描进行地理坐标配准。

这就要调用ArcGIS的Georeferencing工具条,根据扫描地图上控制点的已知坐标来配准。

每幅扫描的图都标注了控制点,如下图的小十字叉。

找到每幅图的最左下角的控制点,其实际坐标为(0,0)。

向右为x坐标正方向,向上为y坐标正方向。

根据各控制点间的实际间距计算出每个控制点的实际坐标,单位取毫米。

整幅图大约有20个左右的控制点,仔细审视全图,找到所有的控制点。

图1 控制点
Georeferencing工具条界面如下所示:
图2 Georeferencing工具条
首先将Auto Adjust(自动调整)前的勾去掉,点击放大工具,放大显示控制点(一定
要足够大,最好是满屏只显示一个控制点),点击添加控制点按钮,当光标变为十字叉后,左键单击控制点的十字中心,这时图上会在这个位置标出一个彩色的十字叉,单击右键,选择“Input X and Y”(输入X和Y坐标),出现如下的对话框。

在对话框中输入该控制点的X坐标和Y坐标。

按此过程完成所以控制点的坐标输入。

图3 输入控制点坐标
然后点击查看链接表按钮,出现如下界面。

“Transfomation”(转换方法)选择“2nd Order polynomial”(二次多项式),要求“Residual”(残差)这一列均小于0.2毫米,Total RMS error 也小于0.2毫米。

若满足这一要求,将“Auto Adjust”前的复选框勾上。

点击save(保存),进行保存。

(上述选项在下图红色框内)。

若某个控制点不够理想需要重新确定,可以在该界面中选择该控制点对应的记录,按键盘的“delete”键删除。

当图像校正结果满足要求时,可选择Rectify(校正,如图2红色框所示),完成对图像的永久转换(该操作是不可逆的,所以再此之前一定要对图像备份)。

二、矢量化
矢量化利用ArcGIS的扩展模块ArcScan来完成,同时要利用ArcMap的一些编辑功能。

(一)文件设置
1. 创建并添加Shape文件
单击工具栏上的按钮,打开ArcCatalog,新建一个Shape格式的线文件。

如下图:
出现下面的对话框这是通过右键菜单找到的
这里选择shape 文件的存储位置
在ArcMap 中,点击工具栏上的
按钮,加入这个文件(现在ArcMap 中应该有两个文件
了,一个是扫描图像,一个是这个Shape 文件)。

2. 扫描图二值化
扫描图像必须变为为单色才能利用ArcScan 工具和命令。

操作如下(图中注释的标号代表操作的先后顺序):
出现下面的界面:
(1)右键单击扫描文件
(2)然后选择这里“Properties ”
出现下面界面:
(二)尝试批处理矢量化
ArcScan 可自动对图像进行矢量化,虽然会出出现一些错误,但仍可减少很多工作量,所以建议先尝试自动处理。

(3)这里选“2”
1.添加ArcScan工具条
如果ArcScan工具条没有出现,在工具条的空白处单击右键,然后选择”ArcScan”。

工具条如下图。

工具条是灰色的,说明还不可用。

第二行工具条如果没出来,选择红框中的菜单项。

2.开始编辑
ArcScan扩展模块必须在编辑状态下才能激活,点击Editor工具栏中的Start Editing来开始编辑。

(这个工具条如果没出来,点击),现在ArcScan工具条也不再是灰色的了。

3. 清除不需要的图像内容
当执行批处理矢量化,在生成要素之前,有时需要编辑扫描的栅格影像,清除一些杂点或不需要数字化的内容。

这个过程ArcScan提供了raster cleanup工具来清理不需要矢量化的内容。

点击Raster Cleanup菜单并点击Start Cleanup来开始清理工作。

注意:一般每个图的上方都不一定是北方向,每个图的指北针都有一条线是表示北方向的,这条线不要擦掉,并要对其进行数字化。

(1)橡皮擦
点击在Raster Painting工具栏上的擦除工具。

可擦除图像内容。

(2)擦除大片内容
还有一个工具可以成片的擦除图像,点击这个工具,在图上拖出一个矩形区域,里面的图就擦除掉了(这个工具在擦除时,有时有点特殊)
(3)条件选择并删除
点击Cell Selection菜单中的Select Connected Cells
出现下面界面
点击Raster Cleanup 菜单并且点击Erase Selected Cells 来删除选择中的像元。

现在选择中的像元都被删除了。

4 矢量化环境设置
批处理矢量化依靠用户自定义的设置,这些设置将影响产生的要素的形状可应用Vectorization Settings 对话框来设置。

1、点击Vectorization 下的V ectorization Settings 来打开Vectorization Settings 对话框。

出现如下对话框:
ArcScan 提供了一种方式来预览批处理矢量化生成的要素,这可以帮助你来确定怎样设置将影像矢量化,当设置被改变了,预览也可以随着单击VectorizationSettings 中的Apply 按钮来改变。

注意:这个选项速度很慢,慎重使用。


可以量线宽。

5.批量矢量化
点这个
出现Generate Features对话框
(三)跟踪矢量化
批量矢量化的结果肯定,有漏下没有矢量化的,也有错误的。

本部分是补充漏下的部分,再下一步还要更正错误的。

1 设置栅格捕捉选项
通过这些设置可以使鼠标自动并精确的捕捉到图像中的线条。

栅格捕捉设置影响跟踪过程,这些设置在Raster Snapping Options对话框进行设置。

(1)在ArcScan工具栏上点击Raster Snapping Options按钮来打开对话框。

如下:
点击Editor 工具栏中Snapping 来打开Snapping Environment 对话框。

出现这个:
点击Editor 工具栏中
”Options ”,出现下面对话框
2. 跟踪矢量化
在ArcScan 工具栏上点击Vectorization Trace
按钮。

选择起始点,一直点击下去。

菜单(1)
菜单(2)(意义见上图)
注意:在非中文状态下,按下“s ”键,配合鼠标,可以完全手工数字化,这用于跟踪错误的情况下。

(四)矢量数据编辑
这一步是为了改正错误,提供数据质量。

1.编辑菜单
2.几个经常用到的编辑功能
选择要素双击,点击右键,弹出右键菜单
停止编辑,提示保存,退出编辑状态。

保存编辑,仍处于编辑状态。

被选中的线
3.裁剪和延伸线:
数据精度要求:
1.线划(点位)整体或部分偏移的距离不超过0.3mm 。

2.在放大到真实比例2倍的情况下(控制点间距25厘米,屏幕上显示50厘米),曲线表现光滑。

三、转换数据
将刚才数字化的线状图转换为面状图,点击
,出现如下界面:
E
选择“Data Management Tools->Features->Feature to polygon”,双击
出现如下界面:
具量一量间隙的大小,另外主要下面的两个问题:
转换后要和原线状图及扫描图相对比,看看是否有错误,或内容丢失。

四、添加属性内容
如图一张转换之后的面状图。

出现类似下面的界面:选择”Options->Add Field ”。

注意:必须处于非编辑状态。

从右键菜单找这个选项。

出现下面界面:
确定后如下,多出一个字段
注意:属性表中的每条记录对应图中的一个图斑。

如下。

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