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3. 屏幕跟踪数字化——栅格图象矢量化
扫描数据、遥感数据
二、数字化中的物理坐标、用户坐标
地球坐标 经度、纬度
地图投影变换
用户 坐标
地图投影变换
地图坐标 直角坐标
数字化仪、 扫描仪坐标
物
理 坐
屏幕显示坐标
标
二、数字化中的物理坐标、用户坐标 1. 物理坐标
①数字化仪坐标：以其分辨率为坐标单位
设某A0幅面数字化仪分辨率为0.025mm，则 Y
x = a0 + a1x’ + a2y’
相似变换(m=n)
y = b0 + b1x’ + b2y’
仿射变换(m=n) 多项式变换
x = a0 + a1x’ + a2y’+ a4x’2 + a5y ’2 + a6x’y’
+…… y = b0 +
b1x’
+
b2y’
+
b4x’2
+
b5y
’2
+
b6x’y’
+……
Ymax=900mm/0.025mm=36000
(0,0)
X Xmin=00mm/0.025mm=48000
1. 物理坐标（续）
②扫描图象坐标
图纸宽度 Ymax ＝ 行数 ＝ 分辨率
图纸长度 Xmax ＝ 列数 ＝ 分辨率
2.用户坐标
①地球坐标—地理经纬度 ②地图坐标—直角坐标
地图投影
我国大中比例尺地形 图坐标系的建立
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
x = a0 + a1x’ + a2y’ y = b0 + b1x’ + b2y’
最小二乘法求解
n
ii
m i1
n
n
X方向误差为△X＝ x－（ a0 + a1x’ + a2y’） Y方向误差为△Y＝ y－（ b0 + b1x’ + b2y’ ） 则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2
• MapInfo • ArcGIS
4.物理坐标与用户坐标的转换
设物理坐标系为x’o ’ y’，用户坐标系为XOY，则
y’’ y’’’
Y y’
●P
x’
θ O’ (a0,b0)
O
x’’ x’’’
X
X = x’’’ + a0 Y = y’’’ + b0
x’’’ = y’’* cos (θ) - x’’ * sin (θ)
y’’’ = x’’* cos (θ) +y ’’ * sin (θ)
y’’ = y’* Sx y’’ = y’* Sy
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
整理可得变换公式如下：
x = a0 + m * cos(θ) x’ + n * sin(θ) y’
y = b0 + m * sin(θ) x’ + n * cos(θ) y’
500km Y
X
中央经线
2.用户坐标（续）
我国小比例尺图 （圆锥投影）
MapInfo
2.用户坐标（续）
世界图
③用户自定义坐标
当我们不需要考虑地图投影变形，把制图区域
看成是一个平面时，或者当研究区域数据不与
其它数据综合使用时，用户可自定义数字化原
图的坐标，一般取左下角为（0，0）。
MapInfo
3.用户坐标定义
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
• MapInfo图像配准方法 ①从底图上采控制点 ②从数字地图上采控制点
关于配准
• 配准的目的：建立物理坐标与用户坐标的转换关系 • 配准的方法：采集一定数量的控制点 • 方法一与方法二只是输入用户坐标的方法不同 • 实习中出现的问题：
控制点分布不均匀 点位不精确 控制点坐标不能任意改动
配准结果将直接影响数字化精度
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
则距离误差为△d＝ △X2＋ △Y2
设：U＝∑△d2＝∑△X2＋∑ △Y2 U＝∑[x－( a0 + a1x’ + a2y’)]2 ＋∑ [y－( b0 + b1x’ + b分2y别’对)]未2 知数ai、bi求导，并令各导数为零，则可得：
∑x = n a0+a1∑x’+a2∑y’ ∑xx’ = a0 ∑ x’+a1∑x’2+a2∑x’y’ ∑x’y’ = a0 ∑y’ +a1∑ x’y’+a2∑y’2 ∑y = n b0+b1∑x’+b2∑y’ ∑xx’ = b0 ∑ x’+b1∑x’2+b2∑x’y’ ∑x’y’ = b0 ∑y’ +b1∑ x’y’+b2∑y’2
S U M M E R T E M P L AT E
上节课主要内容回顾
上节课主要内容回顾
• 实体型矢量数据结构
实体/对象；基本要素：点、线、面
• 拓扑型矢量数据结构
拓扑关系；基本要素：点、线、面
• 不规则三角网结构
易于表达不规则表面
第二节 空间数据的采集
一、空间数据采集的一般方法 1. 手扶跟踪数字化仪（Digitizer）数字化
4.物理坐标与用户坐标的转换（续）
•转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系 •转换的意义: 1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标 2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置 3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变形 等) •转换通过配准来实现
5.MapInfo环境下栅格图像的配准
• MapInfo所识别的栅格文件种类
工 作 原 理
•
1. 手扶跟踪数字化（续）
• 数据采集方式
点方式 时间方式 距离方式
• 数字化仪的精度
无法及时发现错误
• 手扶数字化的缺陷
作业辛苦
2. 扫描数字化
• 扫描仪简介
台式扫描仪
滚筒式扫描仪
2. 扫描数字化（续）
扫描精度：扫描分辨率用每英寸点数 DPI（Dot Per Inch）表示
例：当分辨率为300DPI时，则扫描象元的大小为 2.54cm/300=0.085mm