实验2 地图(或影像)配准及矢量化
GIS实验二地图(或影像)配准及矢量化
一、实验目的与要求1.利用影像配准(Georeferencing)工具进行影像数据的地理配准2.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：江苏省连云港市地形图--mapoflyg.Tif 点号经纬度文件--location.txt软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容与主要过程第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具打开ArcMap，右键单击空白工具栏处，添加“georeferncing”（影像配准）工具栏。
单击工具栏上的“add data”（增加数据）图标，选择需要进行配准的影像—mapoflyg.Tif后单击“add”。
在弹出的对话框中选择“no”即可，此时“影像配准”工具栏中的工具被激活。
单击“georeferncing”工具栏的下拉菜单，将“auto just”左侧的勾去掉。
第2步输入控制点在”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。
增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在“georeferncing”（影像配准）菜单下，点击“up date georeferncing”后再单击“fit display”。
执行菜单命令”rectify”，打开“save as ”（另存为）对话框。
设置相应的属性，完成后单击“save”（保存）按钮。
注意：在“format”一栏的下拉列表框中选择“TIFF”。
第三步编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）（1）单击工具栏上的“arccrtalog”图标打开如下图所示的对话框。
在左侧的树型区域中选择文件夹后在右边的空白区域右键单击，选择“new”\“shapefile”命令。
配准及矢量化实验报告
配准及矢量化实验报告《配准及矢量化实验报告》近年来，随着科技的不断发展，配准及矢量化技术在地图制作、遥感影像处理、地理信息系统等领域得到了广泛的应用。
为了验证这些技术的准确性和可靠性，我们进行了一系列的实验，并撰写了本报告，以期能够为相关领域的研究和应用提供参考。
首先，我们对配准技术进行了实验。
配准是指将不同数据源获取的图像或影像进行对齐，使它们在同一坐标系下具有一致的空间位置。
我们选择了不同分辨率的遥感影像进行配准实验，通过对比配准前后的影像重叠情况和特征点匹配的准确性，验证了配准技术的有效性。
其次，我们进行了矢量化实验。
矢量化是将栅格数据转换为矢量数据的过程，可以将影像中的线条、点、面等要素进行提取和转换，从而方便进行地图制作和空间分析。
我们选择了不同类型的遥感影像进行矢量化实验，通过对比矢量化前后的数据精度和几何形状的一致性，验证了矢量化技术的可靠性。
最后，我们总结了实验结果并提出了改进建议。
通过本次实验，我们发现配准及矢量化技术在地图制作和空间分析中具有重要的作用，但在实际应用中仍存在一些问题和局限性，例如在复杂地形和遮挡情况下的配准精度、矢量化过程中的数据丢失和形状失真等。
因此，我们建议在未来的研究中加强对这些问题的探讨，并探索更加精确和稳健的配准及矢量化算法。
总之，本报告通过配准及矢量化实验，验证了这些技术的准确性和可靠性，并对其在地图制作、遥感影像处理、地理信息系统等领域的应用提出了一定的指导意义。
希望本报告能够为相关领域的研究和应用提供参考，推动配准及矢量化技术的进一步发展和应用。
ArcGIS影像配准及矢量化
实验三、影像配准及矢量化一、实验目的1.利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准2.编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。
注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意保存地图文档。
二、实验准备数据：昆明市西山区普吉地形图 1:10000 地形图――70011-1.Tif，昆明市旅游休闲图.jpg (扫描图)。
软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容及步骤第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，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”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。
通过读图，我们可以得到一些控件点――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。
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●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。
空间分析实验报告
实验一 地图配准实验目的：利用误差校正工具进行影像数据的地理配准实验内容及步骤 ：地形图的配准－加载数据和影像配准工具矢量数据的误差校正。
第一步：采集较正控制点第二步：数据较正第三步 MAPGIS矢量图形批处理校正第四步 MAPGIS栅格图像镶嵌（两幅图镶嵌成一幅图）实验二 地图矢量化一、实验目的：编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。
二、实验内容及步骤1 矢量化步骤与系统环境设置矢量化步骤与系统环境设置2线、点的输入及编辑操作线、点的输入及编辑操作一定要注意，对于线的操作，要在“线编辑”中找相应的命令。
对于点的操作，要在“点编辑”中找相应的命令。
对于点的操作，要在“点编辑”中找相应的命令。
3 造区造区4 生成图框生成图框已知图的四个角的经、纬度，生成标准图框。
已知图的四个角的经、纬度，生成标准图框。
实验三 等高线自动赋值一、实验目的等高线的属性编辑和高程自动赋值。
等高线的属性编辑和高程自动赋值。
二、实验内容及步骤单击系统主界面中“图形处理”菜单下的“输入编辑”子系统单击系统主界面中“图形处理”菜单下的“输入编辑”子系统在左边的“工程管理窗口”中单击右键，弹出快捷菜单，单击“添加项目”命令命令单击“线编辑”菜单下“参数编辑”命令中的“编辑线属性结构”命令则系统弹出“编辑属性结构”对话框，给“KU6_3.WL ”线文件添加一“高程”属性字段；单击“矢量化”菜单下的“高程自动赋值”命令；然后将鼠标放在等高线的中央，按住左键拖动；然后再次单击左键，则系统会弹出“高程增量设置”对话框，假设当前的高程值为1000，高程距为-10（可以知道这个生成的地形应该为一山峰）； 然后单击“确定”按钮，即可实现等高线自动赋值；剩余部分的等高线（即上图中黑色的等高线）赋值的方法如下：先通过查询属性，查询如图中红色所示的线的高程值，直到为680；则其左侧的线就可以推断出其当前的高程值为670，所以通过“矢量化”菜单下的“高程自动赋值”命令，即可实现左侧部分的等高线赋值情况；分的等高线赋值情况；赋值后的结果；赋值后的结果；赋值后的结果；剩下的部分依照类似的方法，剩下的部分依照类似的方法，剩下的部分依照类似的方法，实现等高线实现等高线自动赋值；自动赋值；这时每个等高线就都具备了高程值，可以通过查阅线的属性来查看，如果个别线没有高程值，则可以手工输入正确的值即可；最后要记得保存赋值后的等高线文件；线文件；实验四 叠加分析与缓冲区分析实验目的实验目的矢量数据（点、线、面）的叠加分析与缓冲区分析。
配准及矢量化实验报告
配准及矢量化实验报告配准及矢量化实验报告一、引言配准和矢量化是遥感图像处理中的重要步骤，它们在地理信息系统（GIS）和遥感应用中扮演着关键的角色。
本实验旨在探索配准和矢量化的方法，并通过实际操作验证其有效性。
二、配准方法1. 影像预处理在进行配准之前，我们首先对原始遥感影像进行预处理。
预处理包括去除噪声、增强对比度和调整图像亮度等步骤，以提高影像的质量和可视化效果。
2. 特征提取特征提取是配准的关键步骤。
我们可以通过不同的算法提取图像中的特征点或特征线，常用的方法包括SIFT、SURF和ORB等。
在本实验中，我们选择了SIFT算法进行特征提取。
3. 特征匹配特征匹配是将待配准图像与参考图像中的特征进行匹配的过程。
匹配的目标是找到两幅图像中相对应的特征点或特征线。
常用的匹配算法有最近邻匹配和RANSAC等。
我们在实验中使用了最近邻匹配算法。
4. 几何变换在完成特征匹配后，我们需要根据匹配结果进行几何变换，将待配准图像与参考图像对齐。
常用的几何变换包括平移、旋转、缩放和仿射变换等。
在本实验中，我们使用了仿射变换进行配准。
三、矢量化方法1. 影像分割在进行矢量化之前，我们需要将配准后的影像进行分割，将影像划分为不同的区域。
常用的分割算法包括基于阈值的分割、基于边缘的分割和基于区域的分割等。
我们在实验中使用了基于阈值的分割算法。
2. 矢量化矢量化是将分割后的影像转化为矢量数据的过程。
在本实验中，我们将使用自动矢量化方法将影像中的区域转化为矢量多边形。
常用的自动矢量化方法包括边缘追踪、区域生长和形态学操作等。
3. 矢量数据处理在完成矢量化后，我们可以对生成的矢量数据进行进一步的处理和分析。
例如，可以计算矢量多边形的面积、周长和形状指标，或者进行空间查询和拓扑分析等。
四、实验结果与讨论我们选择了一组高分辨率航拍影像进行配准和矢量化实验。
经过预处理、特征提取、特征匹配和几何变换等步骤，我们成功地将待配准影像与参考影像对齐，并生成了配准后的影像。
GIS地图配准和矢量化
实验一：地理配准与矢量化
一、实验目的
理解栅格数据与矢量数据的差别，学会地理配准的操作，能够对影像进行数字化与矢量化的操作，将地理信息系统的理论与实际软件操作相结合，深刻理解相关知识的运运用。
二、实验步骤
1、打开arcmap软件，在文件里打开导入进行实验的影像
2、点击编辑器，开始进行编辑
3、使用地理配准工具栏中的“添加控制点”图标，在“image
图层”与“道路图层”中建立连接，重复操作，选取5至6个
控制点
实验选取的控制点如下图所示：
4、点击才“查看链接表”图标，查看残差，要保证选取的每
个控制点的残差值都小于1.若残差值不符合要求则继续选取控制点。
实验的残差值如下图所示：
5、打开arcCatalog软件，点击文件，新建shapefile文件（要
素折线，且导入image坐标）。
6、将新建的shapefile文件拖入arcmap软件中，且置于image
图层上方。
7、选择新建的shapefile文件创建要素，选择折线工具进行画图。
三、实验结果
四、实验总结
1、实验选取控制点时，需选择一点特征明显的点，如道路转折点
和交点，操作也需仔细才能保证残差符合要求。
2、画图时注意不能重复返回画，且需要仔细看图，将道路画的尽
量准确。
3、做此项实验很学要耐心。
实验二ArcMap地图矢量化
实验二ArcMap地图矢量化测绘工程专业地图学实习报告实习内容：地图矢量化班级： 2012级（2）班学号： 631201040228 姓名：党莹指导老师：李华蓉时间： 2014年10月9号目录1、实验名称 (1)2、实验内容 (1)3、运用到的程序 (1)4、实验目的 (1)5、矢量化过程 (1)5.1arcgis基本操作 (1)5.1.1ArcCatalog中要素的建立 (1)5.1.2Arcmap中矢量化前的准备工作 (5) 5.2图像的初步矢量化 (6)5.2.1矢量化要素的分析 (6)5.2.2线要素的绘制 (6)5.2.3面要素的绘制 (8)5.3对矢量图的优化 (9)5.3.1对河流线要素的优化 (9)5.3.2对道路线要素的优化 (11)5.3.3对面要素的优化 (12)6、小结 (13)1、实验名称地图的矢量化2、实验内容将所给的一副jpg 格式的扫描图转化为矢量图3、运用到的程序ArcGIS 10.1(主要运用其下的ArcCatalog 与ArcMap)、Word 、截图工具等。
4、实验目的通过对ArcGIS 的初步认识，了解ArcGIS 的基本操作，学会运用ArcCatalog 建立要素集，熟悉ArcMap 的基本界面并用其中的简单的编辑器工具绘出矢量图。
5、矢量化过程 5.1arcgis 基本操作5.1.1ArcCatalog 中要素的建立在开始编辑图像之前，要先进行文件夹的连接与要素的建立，相当于图层的建立。
1)ArcCatalog 的打开方式：开始→ 所有程序→ArcGIS →ArcCatalog10.1（见图1-1-1），进入ArcCatalog 主界面（图1-1-2）2）在左侧“目录树”里右击“文件夹连接”（图1-1-3），点击连接到文件夹，选择路径，即此后所编辑的数据保存的地方（图1-1-4）。
图1-1-1 arcgis 的打开 Arcgis 中主要运用ArcCatalog 与ArcMap图1-1-3连接到文件夹图1-1-4 路径的选择图1-1-2 ArcCatalog 主界面3）依次在所在目录下建立：a.文件地理数据库（图1-1-5）b.要素数据集（图1-1-6）填写建立数据集的名称（图1-1-7）→选择合适的坐标系（本次选用高斯投影6°带西安80坐标系）（图1-1-8）→其余参数均为默认，单击下一步直到完成。
影像配准及矢量化实验报告
影像配准及矢量化实验报告1. 实验目的学习和掌握影像配准和矢量化的基础知识，了解和掌握相关的方法和技术，并能够应用这些知识和技术，完成实际的操作和应用。
2. 实验环境在本实验中，我们主要使用了ArcGIS软件，该软件是一个非常强大的地理信息系统，可以进行地图绘制、数据处理、分析和可视化等操作。
3. 实验内容（1）影像配准影像配准是指将多幅遥感图像、地图或其他相关的图像进行空间上的对应和重叠，使它们能够准确地融合在一起。
在实际应用中，影像配准可以实现多波段、多时相和多来源图像间的精确对齐和重叠，进一步提升影像的解译和分析能力。
在ArcGIS软件中，影像配准主要可以通过以下几个步骤来完成：- 打开需要进行配准的影像和参考影像；- 点击“数据管理”菜单中的“地理处理”功能，然后选择“影像拼接”工具；- 在拼接工具中，选择需要进行配准的影像和参考影像，然后设置正确的配准方式和参数；- 点击“运行”按钮，开始进行影像配准。
完成后，可以查看配准效果并进行相关的后续分析。
（2）矢量化矢量化是指将栅格数据或其他非矢量数据转化为矢量数据的过程。
在实际应用中，矢量化可以帮助我们提取和记录图像中的空间特征和属性，进一步实现精确的测绘、地图制图和空间分析。
4. 实验结果在实际操作中，我们成功地完成了影像配准和矢量化两个实验，并得出了以下的结论和结果：- 影像配准可以大幅提升遥感图像的解译和分析能力，确保多时相和多来源图像之间的准确融合和拼接；- 矢量化可以有效提取图像中的空间特征和属性，进一步实现精确的测绘和地图制图，以及空间分析和应用；- 使用ArcGIS软件可以快速、简便地完成影像配准和矢量化，进一步提升数据处理和应用效率。
5. 实验总结影像配准和矢量化是遥感图像处理和地图制图中非常重要的技术方法，可以帮助我们更好地解析和利用空间数据。
在实际操作中，需要根据不同的应用需求和数据特征，选择合适的方法和技术，进一步提升处理和分析效果。
实验二、地图_影像_配准及矢量化
实验2 地图(或影像)配准及矢量化1.实验目的与任务：1) 理解地理配准(Georeferencing)的含义、原理和作用，并能利用GIS软件进行影像地图或影像数据的地理配准2) 点、线、面状要素文件的建立、矢量化及数据数据的录入。
2.实验准备：1）在计算机中选择一个合适的驱动器，并建立一个目录，如在D:\下建立一个名为GIS 的目录，即D:\GIS\(为与其它同学区别，所建目录也可以加上你名字的字母，如D:\zhangsanGIS\) ，该目录为后期的工作空间，除软件自带的数据外，以后所有实习提供的数据都存放在该目录下。
2）软件准备：ArcGIS 10.x3）数据准备：连云港市旅游图.tif；控制点坐标数据.xls3.实习内容、步骤和方法：本实验主要包括两部分内容，一是地图配准，分控制点坐标已知和控制点坐标未知两种情况；二是地图矢量化，包括点、线、面三种要素的矢量化及属性数据的录入。
一、地图（或影像）配准地图配准过程就是要建立待配准地图上所有点与其实际对应点之间的函数联系，一般先通过建立待配准地图坐标系中若干控制点的坐标与其实际同名点坐标之间n次多项式关系，在运用最小二乘法求得多项式的系数，由此构建了待配准地图与其实际对应点之间的函数，再将待配准地图上所有点坐标逐一代入函数式，从而求出待配准地图所有点的实际坐标值，从产生一福具有实际坐标值得新地图。
第1步启动ArcMap执行菜单命令：开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcMap 10.1第2步添加“地理配准”工具条在ArcMap窗口中点击菜单“自定义”>>工具条>> 地理配准，弹出“地理配准”工具条。
点击该工具条上的“地理配准（G）”，在显示的菜单中点击“自动校正”以取消其前的“√”第3步向ArcMap窗口添加需要配准的地图（连云港市旅游图.tif）点击ArcMap窗口中的添加数据按钮，浏览到“连云港市旅游图.tif”所在位置，点击“添加”，“连云港市旅游图.tif”将出现在ArcMap窗口中。
试验影像配准及矢量化[指南]
![试验影像配准及矢量化[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/93a46d17a7c30c22590102020740be1e650ecc81.png)
实验影像配准及矢量化一、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。
第1步、地形图的配准－加载数据和影像配准工具必要性：所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。
第2步、输入控制点必要性：在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们可以得到一些控件点――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。
利用它们同名性质列方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。
第3步、设定数据框的属性必要性：统一标准，单位m，参考坐标系统80西安坐标系（Xian 1980 Degree GK CM102E），可以求得真实坐标。
第4步、矫正并重采样栅格生成新的栅格文件必要性：矫正，和配准。
使用这些配准后的影像进行分层矢量化。
第5步、分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层第6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二、分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。
（一）、误差来源：1、数据采集：实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）2、数据输入：数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）3、数据存贮：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）空间精度不能满足4、数据操作：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）5、多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）6、各种内插引起的误差（二）、质量控制方法：1、手工方法：与原始地图或者属性数据比较；2、元数据法：元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。
3、地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量，如利用地表特征的空间分布进行分析。
影像配准及矢量化实验报告
影像配准及矢量化实验报告影像配准及矢量化实验报告引言在地理信息系统（GIS）和遥感领域，影像配准和矢量化是两项重要的技术。
影像配准是指将不同时间或不同传感器获取的影像进行对齐，以实现准确的地理位置信息。
而矢量化是将影像中的特征提取并转化为矢量数据，以便进行进一步的分析和应用。
本实验旨在探索影像配准和矢量化的方法，并评估其准确性和适用性。
实验方法1. 影像配准1.1 选择两幅不同时间拍摄的卫星影像，分别为A影像和B影像。
1.2 使用影像处理软件，如ENVI或ArcGIS，进行影像配准操作。
1.3 选择合适的配准方法，如地面控制点配准或特征点匹配配准。
1.4 根据配准方法的要求，选择地面控制点或特征点，并进行配准操作。
1.5 检查配准后的影像是否对齐准确，如有需要，可以进行微调。
2. 影像矢量化2.1 选择配准后的影像，作为矢量化的基础。
2.2 使用矢量化软件，如ArcGIS或QGIS，进行影像矢量化操作。
2.3 根据需要选择矢量化的目标，如道路、建筑物或水体等。
2.4 使用合适的工具和算法，将影像中的特征提取为矢量数据。
2.5 检查矢量化结果的准确性，并进行必要的修正和调整。
实验结果1. 影像配准经过配准操作，A影像和B影像成功对齐，准确度达到了预期的要求。
通过对比配准前后的影像，可以清晰地观察到地物位置的变化和演变。
这对于环境监测、城市规划和农业管理等领域具有重要的应用价值。
2. 影像矢量化影像矢量化操作成功地将影像中的特征提取为矢量数据。
通过对矢量化结果的分析，我们可以得到道路、建筑物和水体等地物的准确位置和形状信息。
这对于城市规划、交通管理和水资源管理等方面具有重要的意义。
讨论与总结影像配准和矢量化是GIS和遥感领域中常用的技术，其应用范围广泛且具有重要意义。
通过本实验的操作和结果，我们可以得出以下几点结论：首先，影像配准是实现不同时间或不同传感器影像对齐的重要步骤。
合适的配准方法和准确的控制点选择对于配准结果的准确性至关重要。
地图配准及矢量化
坐标变换
坐标转换的准确程度可以通过比较某一点在地图中的实际坐标与根据变换公式得到的坐标来判断。
这两个点之间的距离之差称为残差(residual error). 通过计算均方差(RMS)获取控制点总误差。
均方差(RMS) 的大小描述了变换公式在不同控制点间的一致性。
可以将残差特别大控制点删除，然后添加新的控制点。
D
在ArcMap中使用“编辑器”，分层提取要素
2、地图配准
坐标转换
输入到计算机中的图形，实际上都是通过其位置坐标(x,y)来表示，因此校正过程实质上是找一种数学关系(或函数关系)，描述变换前图形坐标(x,y)与变换后图形坐标(x′,y′)之间的换算，其数学关系一般描述为 x’=f1(x,y) y’=f2(x,y)
有三种通用的图像重采样技术 最小紧邻 双线性内插 立方卷积 Nearest neighbor assignment takes the value from the cell closest to the transformed cell as the new value. It's the fastest resampling technique and is appropriate for categorical, or thematic, data. Bilinear interpolation and cubic convolution techniques combine a greater number of nearby cells (4 and 16, respectively) to compute the value for the transformed cell. These two techniques use a weighted averaging method to compute the output transformed cell value and thus are only appropriate for continuous data such as elevation, slope, and other continuous surfaces.
实验二 地图配准
实验二地图配准地图配准是地图数据采集的一个重要步骤，它是通过参考数据集（图层）对配准数据集（图层）进行空间位置纠正和变换的过程，是配准后地图数字化结果能够与其他现有数据进行叠加分析的关键。
本章首先简单介绍地图分幅、编号、地图投影、地图要素等基础知识，再以对扫描的地形图配准为实例，介绍SuperMap GIS 6R软件的配准的基本原理及操作方法。
通过本章的学习，使读者能够理解地图配准基本原理，掌握SuperMap GIS 6R进行地图配准的方法。
2.1 地图分幅与编号我国基本比例尺的地形图包括1：5000、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万共8种不同比例尺的图框。
基本比例尺地图以经纬线分幅制作，它们以1：100万地图为基础，按规定的经差和纬差采用逐次加密划分方法划分图幅。
这样不同比例尺的图幅将1：100万的图幅划分成若干行和列，使相邻比例尺地图的经纬差、行列数和图幅数成简单的倍数，如表3.1所示。
我国的1:100万地形图的分幅按照国际1:100万的地图分幅标准进行。
每幅1:100万地图包括的范围为纬差4°、经差6°。
从地球赤道起，向两极每纬度4°为一行，依次以拉丁字母A，B，C，…，V表示；从经度180°起，自西向东每经度6°为一列，依次以阿拉伯数字1，2，3，…，60表示。
每幅1：100万地图的编号由该图幅所在的行号（字符妈）2.2 地图投影地图配准是为了使得影像数据可以和GIS矢量数据集成在一起，而为影像数据指定一个参考坐标系的过程，因此在学习如何进行地图配准之前，本节有必要对我国常用的地图投影及SuperMap GIS 6R中坐标系类型、投影设置等内容进行介绍。
2.2.1 我国常用地图投影1、高斯—克吕格投影（1）基本概念如图3.1所示，假想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线（此子午线称为中央子午线或轴子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面，如图3.2所示，此投影为高斯投影。
GIS-影像配准及矢量化
影像配准及矢量化一、实验目的1.利用arcGIS影像配准工具进展影像数据的地理配准2.arcGIS编辑器的使用〔点要素、线要素、多边形要素的数字化〕。
3.利用arcGIS软件计算矢量数据的长度、面积。
二、实验准备数据：青海省xx地形图1:50000 地形图――1-甲.Tif和1-乙.Tif，(电子版扫描图)。
软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容及步骤第1步、地形图的配准－加载数据和影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进展检查，以确保矢量化工作顺利进展。
1、翻开ArcMap，添加“地理配准〞工具栏；2、将需要进展配准的影像—1-甲.Tif添加到ArcMap中；3、在图层处点击右键，下拉菜单中点击属性，定义投影坐标系-设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_99E〞〔西安80投影坐标系，3度分带，东经99度中央经线〕。
必要性：所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进展检查，以确保矢量化工作顺利进展。
第2步、添加控制点1、在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们可以得到一些控制点，我们可以从图中选取几个较为分散的点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
2、在“地理配准〞工具栏上，点击“添加控制点〞按钮。
使用该工具在扫描图上准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，3、用一样的方法，在影像上增加多个控制点〔一般不少于三个〕，输入它们的实际坐标。
必要性：在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标，我们可以依靠它们来矫正地图。
利用其坐标数据解方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。
第3步校正并重采样栅格生成新的栅格文件1、完成控制点的添加后，点击“地理配准〞工具栏上的“查看链接表〞按钮，转换方式设定为“一阶多项式〞。
观察残差的大小，假设残差较大，可重新选取控制点，以减小误差。
如何进行矢量化处理与地图配准
如何进行矢量化处理与地图配准从古至今，地图一直是人类认知和探索世界的重要工具。
而随着科技的发展，地图制作和分析逐渐向数字化转变，矢量化处理和地图配准成为了不可或缺的技术手段。
本文将从理论和实践两个方面，探讨如何进行矢量化处理与地图配准。
一、矢量化处理的概念与原理矢量化处理是将地图或图像中的点、线、面等要素转换为矢量数据的过程。
在传统的地图制作中，使用栅格数据存储地理信息，但这种方式存在分辨率限制且不便于计算机处理。
而矢量化处理将地理要素以几何图形的形式进行存储，能够精确表示地理实体的形状、位置和属性，为地图制作和分析提供了更多的灵活性。
矢量化处理的原理包括两个主要步骤：特征提取和边界构建。
特征提取是从原始图像或地图中识别和提取有意义的信息，例如建筑物、道路、水系等地理要素。
边界构建是根据特征提取的结果，根据一定的算法和规则，将特定要素的边界以矢量形式进行表示。
这个过程需要考虑到矢量数据的准确性、完整性和拓扑关系等问题。
二、矢量化处理的方法与工具矢量化处理的方法和工具很多，其中比较常用的包括手工绘制、自动化识别和半自动化提取等。
手工绘制是最传统的方式，通过人工的方式将地理要素绘制在地图上，精度较高但效率较低。
自动化识别则是利用计算机视觉和机器学习技术，对图像进行分析和识别，实现矢量化处理。
而半自动化提取则结合了手工绘制和自动化识别的优点，既能保证一定的准确性，又提高了处理效率。
在具体操作中，可以使用地理信息系统（GIS）软件来进行矢量化处理。
常用的GIS软件包括ArcGIS、QGIS和MapInfo等，它们提供了丰富的绘制和编辑工具，可以对地理要素进行精确的编辑和处理。
此外，还有专门的矢量化处理软件，例如Adobe Illustrator、AutoCAD等，它们在绘制和编辑方面更加灵活和专业。
三、地图配准的概念与方法地图配准是将不同地图或地理数据集进行对比和匹配的过程，旨在实现不同地图之间的一致性和拼接。
配准及矢量化实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过ArcGIS软件，学习并掌握地图配准（Georeferencing）和矢量化（Vectorization）的基本操作。
通过实验，使学生了解地图配准和矢量化在地理信息系统（GIS）中的应用，提高学生对GIS数据处理的实际操作能力。
二、实验内容1. 地图配准（1）实验背景地图配准是将无空间参考信息的栅格图像（如遥感影像、纸质地图扫描件等）与具有空间参考信息的栅格或矢量数据叠加的过程。
配准后的图像可以与其他空间数据进行空间分析，实现空间信息的共享。
（2）实验步骤① 打开ArcGIS软件，选择“地理数据库”创建新的地理数据库。
② 将无空间参考信息的栅格图像导入地理数据库。
③ 打开“地理配准”工具，选择导入的栅格图像作为目标数据。
④ 设置配准控制点。
从已知的空间数据中选取与栅格图像相对应的控制点，输入控制点的坐标。
⑤ 配准图像。
根据控制点坐标，自动生成配准参数，对图像进行配准。
⑥ 检查配准效果。
将配准后的图像与已知空间数据进行叠加，观察配准精度。
2. 矢量化（1）实验背景矢量化是将栅格图像中的地理要素转换为矢量数据的过程。
矢量数据可以精确表示地理要素的位置、形状和属性，便于进行空间分析和可视化。
（2）实验步骤① 打开配准后的栅格图像。
② 选择“编辑”工具栏中的“创建要素”工具，根据地理要素类型选择相应的矢量要素类型（如点、线、多边形）。
③ 在栅格图像上绘制矢量要素。
根据地理要素的形状和位置，绘制相应的矢量要素。
④ 输入矢量要素的属性信息。
根据地理要素的类型，输入相应的属性信息。
⑤ 保存矢量化后的数据。
三、实验结果与分析1. 地图配准结果通过实验，成功将无空间参考信息的栅格图像与已知空间数据进行配准。
配准后的图像与已知空间数据的叠加效果良好，证明配准精度较高。
2. 矢量化结果实验成功将配准后的栅格图像中的地理要素转换为矢量数据。
矢量数据可以精确表示地理要素的位置、形状和属性，为后续的空间分析提供了基础数据。
影像配准及矢量化
时候除指定坐标系外，还 需要指定要素类的坐标范 围 可以从已有的数据导入或 手动指定这个范围
添加新建的图层，添加已配准的影像图层，在编 辑器中，点击“开始编辑”，并在目标图层中选 中要编辑的图层。
屏幕跟踪数字化
从“编辑器”工具栏中选中草图工具，根据扫 描地图上的内容分层提取地图要素。
选取控制点
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. 但是，过多的控制点并不一定能够保证高精度的
配准 。要尽可能使控制点均匀分布于整个格格图 像，而不是只在图像的某个较小区域 选择控制点。 通常,先在图像的四个角选择4个控制点，然后在 中间的位臵有规律地选择一些控制点能得到较好 的效果
对于纸质地图数据的获取，GIS 主要使用扫描
仪等设备对图件扫描，然后进行矢量化提取要 素 从遥感影像上直接提取专题信息，需要使用几 何纠正、光谱纠正、影像增强、 图像变换、结 构信息提取、影像分类等技术，主要属于遥感 图像处理的内容。 主要介绍 GIS 中矢量数据的采集。
手扶跟踪矢量化
控制点
在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标，即
控制点。 控制点的选取：控制点可以是经纬 线网格的 交点、公里网格的交点或者一些典型地物的坐 标。 控制点的坐标：
如果我们知道这些点在我们矢量坐标系内坐标，
则直接输入控制点的坐标值; 如果不知道它们的坐标，则可以采用间接方法获取 －从矢量数据中选取。
编辑图层中要素的属性
属性字段可以在创建图层时定义，也可以在 ArcMap中添加 字段名称：field name 数据类型：data type 字段宽度：width 精度：decimal precision
添加属性字段
利用ArcScan进行扫描矢量化实验步骤
实验二利用ArcScan进行扫描矢量化一、图像校正所有图件扫描后都必须经过扫描纠正，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。
对影像的校准有很多方法,下面介绍一种常用方法。
1、打开ArcMap，增加“地理配准”工具条。
2、把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现“地理配准”工具条中的工具被激活。
3、在校正中需要知道一些特殊点的坐标，如控制点、图廓点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
4、首先将“地理配准”工具条的“地理配准”菜单下“自动校正”不选择。
5、在“地理配准”工具条上，点击“添加控制点”按钮。
6．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：7．用一样的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。
8．增加所有控制点后，在“地理配准”菜单下，点击“更新显示（D）”。
9．更新后，就变成真实的坐标。
10．在“地理配准”菜单下，点击“纠正”，将校准后的影像另存。
二、利用ArcScan进行矢量化2.1 激活ArcScan 扩展模块ArcMap 桌面上选择“自定义”>“扩展模块”，在弹出的“扩展模块”对话框中，将ArcScan 的复选框勾上。
在激活ArcScan 后，便可以将其显示到ArcMap 桌面上。
选择“自定义”>“工具条”>ArcScan，将ArcScan 勾上。
2.2 将需要矢量化的栅格图添加到ArcMap 中如果有必要，将该栅格数据二值化。
2.3 选择目标图层，进行矢量化先添加相关的图层1、“编辑器”>“开始编辑”2、对于简单的栅格图像，可以直接点击ArcScan>“矢量化”>“生成要素”生成矢量要素。
对于较复杂的栅格图像，可以采用下列方法进行矢量化。
利用ArcScan进行矢量化有两种选择练习一显示的是怎样去设置栅格捕捉选项和环境，捕捉栅格像元并跟踪栅格像元来创建线状要素和面状要素。
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实验2、地图(或影像)配准及矢量化一、实验目的1. 利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准2. 编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。
注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意保存地图文档。
二、实验准备数据：昆明市西山区 普吉 地形图 1:10000 地形图――70011-1.Tif，昆明市旅游休闲图.jpg (扫描图)。
软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容及步骤第1步 地形图的配准－加载数据和影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，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”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。
通过读图，我们可以得到一些控件点——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：在连接表对话框中点击“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。
第5 步 分层矢量化－在ArcCatalog 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“个人Geodatabase”。
并修改该Geodatabase数据库的名称（例如test3.mdb）。
(2) 下面将为该Geodatabase 创建新的要素类，首先创建一个“等高线”要素类来存储等高线要素。
在ArcCatalog 中，鼠标右击test3 这个个人 Geodatabase,在“新建”中选择“要素类”.(3) 输入创建的要素类的名称“等高线”，点击下一步。
(4) 点击下一步。
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，空间范围，存储要素类型。
以及可以在这增加属性字段。
(5) 点击Shape 字段。
在对话框中将显示详细的选项，我们首先点击“几何类型”，并将要素类型选择为我们需要的类型（我们现在要创建等高线这个要素类，所以应该选择线）.(6) 点击“空间参考”选项后面的按钮，在“空间参考属性”对话框中的“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---àXian 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：(7) 再点击“X/Y 域”选项页，在该选项页下为我们的数据定义存储的空间范围。
该空间范围需要认真考虑，不仅要考虑你当前的纸制地图的空间范围，还要考虑到将来工作中还会出现的最大的空间范围。
为确定这个区域XY（最小值），XY(最大值)，可以切换到ArcMap 中，点击“绘制”工具栏上的“矩形框”按钮，在地图显示区中画一个矩形，使区在更大范围内包含已配准的栅格地图。
右键选中这个矩形框，设置“属性”，将填充色设置为“无”，可得到如下的效果：在矩形框属性的“大小和位置”选项页中，可获取矩形框左下角和右上角的坐标（X,Y）,将这里获取的X,Y值分别填入到上面“空间参考属性”对话框的“X/Y域”选项页“最小X”、“最小Y”、“最大X”、“最大Y”输入框中通过上面的操作我们为创建的要素类定义了正确的坐标系统和空间范围。
(8) 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。
(9) 点击完成这样，我们就创建了一个线状的要素类。
第6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(1) 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Ex3.mxd(2) 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。
(3) 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。
(4) 进一步练习线要素的其它操作，比如线段的合并、分割、编辑顶点等操作(5) 可参照以上步骤，从地图中提出多边形要素（比如居民地），并进一步熟悉多边形要素编辑的相关操作。
第7步 根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤数据：扫描地图－昆明市旅游休闲地图（YNKM.JPG）、Garmin 手持GPS野外采集数据（gpsdata.dbf）-GCS_WGS_1984 地理坐标系(1). 打开ArcMap，添加扫描地图－NKM.JPG，打开“影像配准”工具栏（在ArcMap的工具栏的空白区域点击鼠标右键，然后选择“影像配准”）（2） 参考练习2 中最后一步的内容，根据gpsdata.dbf 中的内容，将其转换为一个新的 图层：GPS.shp,并将其添加到当前数据框中。
添加gpsdata.dbf执行菜单命令<工具>－<添加X,Y 数据>, 在出现的菜单中指定坐标系统为地理坐标：GCS_WGS 1984, X坐标指定为经度（E），Y 坐标指定为纬度（N） 在TOC 面板中“显示”视图下，右键选择图层“gpsdata 事件”，从右键菜单中执行“数据”－>“导出数据”，将其导出成为一个新的Shape文件－名称为gps.shp 将GPS.shp 添加到当前的数据框中这里显示的数据就是第1个小组在野外用GPS 获取的控制点，每个控制点在纸质地图上都有一个唯一的记号。
(3) 在TOC中右键选择图层――YNKM.JPG，在出现的菜单中点击“缩放到图层”，并将其放大到某一尺度下（4）对比第一组同学在进行GPS 数据采集时所使用的纸质地图，在地图显示区中找到第1 个控制点。
点击“影像配准”工具栏上的控制点选择工具 ，在扫描地图中，采集第1个GPS 控制点的位置，点击。
（5）在TOC 中右键选择图层――GPS，在出现的菜单中点击“缩放到图层”，并将其放大到某一尺度下,并移动地图，可以方便地找到第1 个控制点（6） 在地图显示区中，我们可以看到第1 组同学在野外采集的GPS 控制点，找到与扫描地图中对应的那个GPS控制点，点击鼠标。
（7）通过以上操作我们已经完成了第1 个控制点的选择。
以类似的方法，添加至少4 个控制点。
（8）如果操作正确，在完成以上操作后，扫描地图就被配准到了GCS_WGS_1984 地理坐标系下。
当鼠标在地图显示区移动时，在ArcMap 状态栏上就会显示当前位置在GCS_WGS_1984 坐标系下的经纬度坐标。
在添加所有控制点，并检查RMS后，可使用下拉菜单“地理参考”中的“矫正”命令对栅格地图重采样。
转换方法使用“二次多项式”。
加载重采样后的栅格地图，并将原始的扫描地图从数据模框中删除。
（9） 在ArcCatalog中新建一个要素类，可命名为：Schools，（要素类型为点要素－将用于从扫描图中提取各个学校的位置，添加所需要的字段－用于存储学校的名称，坐标系统设置为WGS_1984 地理坐标系－与GPS野外数据相同）（10） 将Schools图层添加到当前数据框中。
（11）在TOC 面板中，右键选择“图层”，在出现的菜单中，点击“属性”，设定数据框的坐标系为GCS_WGS_1984(12) 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，选择要编辑的图层－Schools，确认“编辑器”工具栏中，任务为――新建要素，目标为――Schools。
（13） 将地图放大到合适的比例下，在“编辑器”中选中“草图”工具，在地图中找到图例为○文的要素，在其所在位置，点击鼠标，分层提取昆明市的各高校位置数据－（点要素）。
打开属性表，修改要素属性，比如：输入学校的名称。
（14）完成编辑后，停止编辑，并将修改结果保存到要素类－Schools中。
四、实验报告及要求1. 实验目的意义。
2. 实验成果： 配准后的地图文件及其头文件数字化后的图形文件3. 简要谈谈实验收获和体会。