地图数字化

5.5 扫描速度
扫描速度是指在指定分辨率和图像尺寸下的 扫描时间，多数产品是用扫描标准A4幅面彩色或黑 白图像所用的时间来表示，单位用“毫秒 / 线”表 示，也有用“分 ( 秒 )/A4 幅面”来表示。一般来说 扫描速度与分辨率和图像尺寸成正比增长，分辨率 越大，图像尺寸越大，则扫描时间肯定增长，这是 指硬件水平固定的情况而言。不同类型的扫描仪在 扫描速度方面差异很大，其差别是由硬件设计水平 决定的。
光电转换部分的主要职能就是完成图像数据转 换、向计算机传送数字信息等。它控制扫描仪的整
个工作过程。整个扫描仪工作的协调配合及对数据
进行处理的工作都由它来完成。
4.3机械传动部分
是指用来控制扫描头前后移动的步进电机和 托架，在主板对步进电机发出指令时负责扫描头 按轨道移动以完成扫描。
冷阴极辉光放电灯管
5.1.2 软件分辨率
ห้องสมุดไป่ตู้
软件分辨率即是指扫描仪的最大分辨率，又叫最 高分辨率、插值分辨率。其原理是在光学分辨率所获得 的两个扫描点之间插入附加的信息点，因此它不会增加 新的细节，只是在相邻像素间求出颜色和灰度数据的平 均值，从而在它们之间增加一个新的像素。比如一台扫 描仪的光学分辨率为600dpi，通过插值算法可使其最大 分辨率达到 9600dpi 。适度的利用插值算法提高分辨率， 可在一定范围内增加图像的尺寸，但对图像品质不会带 来实质性的提高，因为内插法得到的图像信息不是从原 图像直接获取的。
6.1.2 SCSI接口扫描仪的安装
一般随机附带的 SCSI 卡是PCI 接口，如图所示。 在扫描仪背面上也提供了标准 50针的SCSI接口，可 以同其他的SCSI设备进行连接，如图所示图中左边 接口为标推50针SCSI接口，右边为SCSI 扫描仪通用 接口。
具体安装步骤如下：
1)关闭计算机电源。 2)将扫描仪SCSI电缆线一端插入计算机SCSI口，并拧紧螺钉。 3) 将 SCSI 电缆的另一端连接到扫描仪的 SCSI 插口，拧紧螺钉 (不能使用非SCSI电缆)： 4)连接扫描仪电源线。 5)打开扫描仪锁；很多厂商都设计了一个锁定机构，用于锁出 扫描仪的镜头组件， 6)打开扫描仪电源，等到状态指示灯停止闪烁并保持常亮。 7)打开计算机电源，等到计算机启动完毕 8)安装扫描仪驱动程序。

流模式：数字化仪工作在流模式时，只要定标器
在有效幅面内，不需要按定标器键，就连续输出 定标器十字中心所对应点的坐标。 开关流模式：与流模式不同之处在于只有在按下 定标器键时，才连续输出坐标，当按下的键抬起 时最后一个点数字化完成即停止。

大比例尺地图数字化主要是对图形的特征点进行数字化并
要求将定标器十字中心精确地对准特征点，因此大比例尺 地图数字化通常选择点模式操作。

印刷出版领域
办公自动化领域


广告设计领域
家用 医学领域
4 扫描仪的工作原理
扫描仪主要由光学成像部分、机械传动部分和
光电转换部分组成，这几部分相互配合，将反映图
像特征的光信号转换为计算机可接受的电信号才能
完成扫描过程。其中，光学成像部分是扫描仪的关
键和核心部分。目前大多数扫描仪采用的光学成像
测试。测试成功后，它上面的指示灯将保持绿色 状态，表示扫描仪已经准备好。由于USB接口都有 防反插设计，所以不用担心连线会接反。
2) 将扫描仪信号电缆线另一端连接到扫描仪背 面的USB接口(如图所示)。
3) 打开扫描仪锁 ( 部分扫描仪没有锁 ) 。安装扫描仪 之前，首先要做的就是打开它的保护开关(如图所 示)。开关的位置一般在扫描仪底部或顶部靠前的 一个角落，它的作用是用来保护扫描仪的光学组 件在搬运过程中免受震动移位所造成的损害。准 备使用扫描仪的时候，务必先要将此开关推到开 锁的位置，若要运输时则要将此开关锁住。
6 扫描仪的安装
6.1 扫描仪硬件的安装 对于不同的机型来说，扫描仪的硬件安
装主要区别在于接口方式。不同的接口方式其
安装的繁简程度不同。
6.1.1 USB接口扫描仪的安装
1) 将扫描仪信号电缆线一端连接到计算机的
USB接口上，再把扫描仪的电源线接好就可以了。
如果这时接通电源，扫描仪会先进行自身的自动
灰度级表示灰度图像的亮度层次范围，即扫描 仪在黑与白之间所能分出的不同层次。级数多说明 扫描图像的亮度范围大，层次丰富，从纯黑到纯白 之间有平滑过渡的能力。扫描仪常见的灰度级有 256 级 、 1024 级 、 4096 级 等 ， 相 对 应 的 就 是 的 8bit(2) 、 10bit(2) 、 12bit(2) 、 14bit(2) 、 16bit(2)等。这些指标仅仅表示扫描仪的硬件设计 达到了某种技术标准，并不能说指标越高就一定可 以得到最好的扫描结果，重要的是扫描仪对纯黑和 纯白要有正确和充分的表现，有些扫描仪的灰度级 达到 12bit ，但是整体扫描结果却明显有发白和发 亮的感觉，这说明其中间的过渡能力并不行。
第二章
数字化仪、扫描仪介绍 数字化仪数字化原理及方法
1 数字化仪简介
1.1 数字化仪的结构原理
游标线圈
定标器
发射电磁波
接收扫描脉冲
铺有栅格阵列导 线的数字化板
数字化
（X、Y） 坐标对 游标线圈在数字 化板上的位移量 电磁感应式数字化仪结构原理 模数转换处理 控制电路和微处 理器
1.2 数字化仪的精度
5.3 位深和密度范围
位深：是扫描仪能够分辨的色调数目的一个度量单位。 位深是扫描仪捕捉的每个样本点上能表现多少颜色的一个 度量。位数越大，能表现的灰色深浅度或不同的颜色数就 越多。
密度范围也称为动态密度范围，是指扫描仪能够识别 并获取原稿中从最亮到最暗部分细节的能力。扫描仪用密 度范围描述设备再现色调细微变化的能力，表示扫描仪能 够探测到的最淡颜色和最深颜色之间的差值。这个指标是 衡量专业扫描仪的重要标准，密度范围宽，表示扫描仪能 够把原稿中极细致的色彩变化也表现得很好。
光学系统照射
图形 图像 几组反光镜 CCD感光阵 列
光电 转换 处理
数字化 信息
镜头
机械传动部件
扫描仪的工作原理
扫描仪的工作原理示意图
扫描仪的简单工作原理就是利用光电 元件将检测到的光信号转换成电信号，再 将电信号通过模拟 / 数字转换器转化为数字 信号传输到计算机中。
5 扫描仪的性能指标
扫描仪的主要性能指标有分辨率、色彩
通过以上分析可以看出，在使用过程 中扫描仪的分辨率是可调的，而调整的方 法就是通过软件进行的。如果设置的标准 超过了设备的光学分辨率指标，则驱动程 序会对超过的部分自动进行插值运算，从 而满足用户的需求。
5.1.3 分辨率的表示方法
我 国 目 前 通 行 的 方 法 是 dpi （ Dots Per Inch ）作为扫描仪分辨率的单位，意即每英 寸的点数，它反映的是扫描仪在每英寸范围内 捕获信息的密度。但在实际应用中，数字图像 通常使用 ppi （ Pixels Per Inch ）来描述分 辨率，即每英寸的像素数。
比如有一张2英寸×3英寸的照片，用光学分辨 率 600dpi 的 扫 描 仪 扫 描 ， 得 到 的 图 像 尺 寸 是 1200dpi×1800dpi，这时的图像很清晰，因为图像 上的每一点都是由真正的感光元件获取的。同样以 这张照片，用光学分辨率300dpi的扫描仪扫描，因 为其光学分辨率最高为 300dpi，所以得到的图像尺 寸只能是 600dpi×900dpi。如果此时我们需要得到 1200dpi×1800dpi 的 图 像 尺 寸 ， 只 好 通 过 软 件 把 600dpi×900dpi 的图像放大为 1200dpi×1800dpi ， 虽然尺寸上满足了要求，但是清晰度却大大下降。
深度、密度范围、扫描速度以及扫描幅面等。
5.1 分辨率 5.1.1 硬件分辨率
所谓硬件分辨率是指扫描仪的感光元件 (CCD) 和 感光元件通过机械部件运动所能获取的分辨率，又称 光学分辨率。 准确地说，光学分辨率主要是指扫描头在水平方 向上所能获得的图像数据，是指扫描仪的感光元件 (CCD) 每英寸能捕捉到的图像点数。光学分辨率是扫 描仪最重要的性能指标之一，它直接决定了扫描仪扫 描图像的清晰程度。
1.3.4 初始数字化仪
设 置
数字化仪驱动程序的安装
数字化仪定位器按钮的设置
数
字
数字化仪数字化方式的设置 数字化仪坐标系的设置
坐标数据输出格式的设置
化
仪
2 数字化仪数字化原理及方法 2.1 原理
游标是一种中间刻有十字叉丝的线圈，在数字 化的时候，将游标平放到数字化板上，十字丝中心 对准要输入图形的某点，按下按纽，发射电磁波， 这时铺设在数字化板下面的检测线圈接收游标发出 的电子信号，然后经过控制电路和微处理器的模数 转换功能，将游标在数字化板上的位移量转化为该 点的X、Y坐标值。
数字化仪的精度（指量测坐标值与原图坐标 值的符合精度）一般为±0.025mm ～ 0.25mm ；分辨 率通常为±0.01mm ～±0.1mm 。有效工作幅面最小 为 280mm×280mm ， 最 大 为 1000mm×1200mm 。 图 纸 的幅面由A4～A0。
1.3 数字化仪的使用
1.3.1 工作模式 数字化仪的工作模式有点模式、流模式和开关流 模式跟踪三种。 点模式：数字化仪工作在点模式时，只要游标放 置在数字化仪的有效幅面内，按下定标器上的任一 键，此时就启动数字化仪来数字化一个点，再按下 的键抬起时，输出数字化点的X、Y坐标值。
5.2 色彩深度与灰度级
色彩深度在使用中又叫色彩数、色阶，色彩位数，是指 扫描仪所能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的 数据位数(bit)表示。色彩深度越高，就说明颜色的范围越宽， 扫描的图像越真实 。例如有的扫描仪在产品规格中标明为 36bit，就表示这款机器所用的红绿蓝(RGB)三种颜色每种都能 够达到 12bit 的变化， 12bit 就是 212 ，因为计算机使用的是二 进制计数方法，比如1位的图像，每个像素点可以携带1位的二 进制信息，只能产生黑或白两种色彩，8位的图像可以给每个 像素点8位的二进制信息，可以产生28＝256种色彩。当需要记 录更多的色彩时，就需要更高位的二进制数。随着色彩位数的 提高，扫描头所能采集的原稿颜色信息就越丰富。