1.3 影像配准和数字化

实验三、影像配准及矢量化

一、实验目的

利用“影像配准”(Georeferencing)工具进行影像数据的地理配准。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

数据准备：

昆明市西山区普吉地形图1:10000 地形图（70011-1.Tif）；

软件准备：

ArcGIS Desktop ---ArcMap

三、实验内容及步骤

一、地形图的配准

第1步加载数据和影像配准工具

所有图件扫描后都必须经过配准，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”(Georeferencing)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，称之为控制点。通过读图，我们可以得到一些控制点――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，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：在链接表对话框中点击“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。

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”

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

在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”

在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80投影坐标系，3度分带，东经102度中央经线），与扫描地图的坐标系一致

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。

二、分层矢量化

第1步在ArcCatlog中创建一个线要素图层

该数据采用的是西安80坐标系统、3度分带。

(1)打开ArcCatalog，在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“shapefile”

(2)输入创建的要素的名称“等高线”，输入所要创建的要素的类型“Polyline”，点击“OK”。

下面将是我们创建新的要素类的关键，为我们的数据定义坐标系统，以及可以在这增加属性字段。

(3)在ArcCatalog的TOC目录中，找到“等高线”图层，鼠标右击，选择“Properties”，打开“Shapefile Properties对话框”，在“坐标系”选项页下，将选择合适的坐标系统，点击“选择”按钮。在(Projected Coordinate 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：

(4)下面我们将为该数据创建新的属性字段。“高程”，类型设置为“Float”用来存储等高线的高程值。

(5)点击“确定”，我们就创建了一个线状的要素类。

第2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

(6)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，保存地图文档为等高线.mxd

(7)打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”下拉菜单中执行“开始编辑命令”，并选择前面创建的“等高线”要素类。确认编辑器中：任务为――新建要素，目标为――等高线，设置图层――等高线的显示符号为红色，并设置为合适的宽度。

(1)将地图放大到合适的比例下，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。

四、实验报告及要求

做出书面报告，包括原理、过程和结果。具体内容如下：

1)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。

2)分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。

要求:提交配准过的“昆明市西山区普吉地形图1:10000 地形图”及数字化的部分“等高线图层”。