实验三指导书

实验三扫描矢量化

一、实验目的

1.通过投影选择了解GIS中投影的概念。

2.利用影像配准（Georeferencing）工具进行影像数据的图像配准。

3.编辑器的使用（点实体、线实体、多边形实体的数字化）。

二、实验准备

预备知识：

（1）扫描矢量化

栅格数据通常是通过扫描纸质地图或采集航空及卫星照片获得，对其进行矢量化的步骤：

①配准影像；

②新建图层；

③在ArcMap中加载已配准的影像和新建的图层；

④在ArcMap中使用“编辑器”，分层提取实体。

（2）影像配准

影像配准是为了使影像数据（栅格数据）具有参考坐标系，可以和GIS矢量数据集成。在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标，即控制点。

控制点最好选择经纬线网格的交点、公里网格的交点或者一些典型地物点。控制点的数目取决于你打算使用哪一种数学方法来实现坐标转换，本实验中控制点数目至少为4个。要尽可能使控制点均匀分布于整个栅格图像，要有较好的离散性。通常，先在图像的四个角选择4个控制点，然后在中间的位置有规律地选择一些控制点能得到较好的效果。可以在系统中增加、修改、删除控制点，并把控制点保存在工作空间中。

(3)影像配准工具条

打开ArcMap，在工具栏空白处点右键，勾选Georeferencing（“影像配准”），可调出影像配准工具条，如图2-1。

图2-1 Georeferencing 工具条

“添加控制点”按钮，可添加控制点；

“查看链接表”按钮，可查看已添加的控制点，并可对这些控制点进行修改、删除等操作。

（4）快捷键

在绘图编辑的过程中，可以通过“Z”、“X”、“C”快捷键实现图形的放大、缩小、移动。

数据准备：

仓前镇小班栅格数据：org.img；

仓前镇镇驻地Shape文件：仓前镇镇驻地.dbf，仓前镇镇驻地.shp，仓前镇镇驻地.shx，

仓前镇镇驻地.prj。

软件准备：

ArcGIS Desktop

三、实验内容及步骤

第1步影像配准－加载数据和影像配准工具

所有图件扫描后都必须经过图像配准，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，调出影像配准工具条Georeferencing，如图2-1。

●把需要进行配准的影像—org.img添加到ArcMap中，会发现“影像配准”工

具栏中的工具被激活。

图2-2 加载影像数据

第2步输入控制点

控制点应该选择已知准确实际地理坐标的点，如经纬线交点或公里网格交点。选取控制点时，应尽量将图片放大后选取，以尽量减小误差，如图2-3。

●在“影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮；

●使用该工具在图上精确地找一个控制点后点击，然后右键选择“Input X and

Y…”，调出Enter Coordinates对话框，输入其实际坐标，如图2-4。

图2-3 选取控制点

图2-4 输入实际坐标

用相同的方法，在影像上增加多个控制点（>=4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“Save”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。

图2-5 查看链接表

检查控制点的残差Residual error和总的RMS。残差(residual error)表示单个控制点坐标转换的误差，均方差RMS表示所有控制点的总误差。RMS较小，说明控制点

的选取是比较准确的。对于残差特别大的控制点，可选中后点击右侧删除按钮将其删除，然后添加新的控制点。转换方式设定为“一次多项式”。

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“Update Display”。执行菜单命令“View”－“Data Frame Properties”，弹出“数据框属性窗口”；

●“常规”选项页，将显示单位设置为“米”，如图2-6；

●“坐标系统”选项页，导入坐标系统：点击图2-7中“导入”按钮，弹出选择数据源窗口如图2-8，选择“仓前镇镇驻地.shp”。

●“更新显示”后，就变成了真实的坐标。

图2-6 设置地图显示单位

图2-7 导入坐标系统

图2-8 导入坐标系统

图2-9 设置单位和坐标系统后

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”（Rectify），对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为org1.img，如图2-10。

图2-10 图像另存

●将原始的栅格文件org.img从ArcMap中移除，并加载org1.img和仓前镇镇驻

地.shp，查看两图层中的仓前镇驻地是否重合，能够重合说明配准的准确度较高。

图2-11 查看配准结果

通过上面的操作已经完成了配准工作，下面将以org1.img为底图，分别对仓前镇的村政府（点）、乡村（面）、小班（面）进行输入，所有图层的投影坐标系应与仓前镇镇驻地图层的投影坐标系一致。

第5步分层矢量化－村政府图层

（1）新建村政府图层

●在ArcCatalog中新建点图层。在左侧的Catalog Tree中选中文件夹“实验三”，

右键->New->Shapefile,弹出新建文件窗口，如图2-12。

●填写名称“学号_村政府”，实体类型“Point”；

●设置投影坐标系。点击右下角“Edit”按钮，弹出“空间参考属性窗口”，如

图2-13，可以“选择”、“导入”或“新建”坐标系；本实验中所有图层的坐

标系应该与仓前镇镇驻地图层的相同，所以使用导入方式较好；点击“Import”

按钮，弹出窗口如图2-14，选择“仓前镇镇驻地.shp”，然后点“Add”按钮，

图2-13中会显示出当前坐标系的详细参数。