ARCGIS拓扑检查方法与步骤地图屏幕数字化.docx
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ARCGIS拓扑检查方法与步骤地图屏幕数字化
ARCGIS拓扑检查方法与步骤
拓扑关系式空间分析的基础,拓扑关系的正确性事衡量空间数据质量的关键指标。
下面看一下ArcGIS中的拓扑的概念及拓扑检查的方法。
1.什么是拓扑
过去的观点认为,拓扑是一种空间数据结构,旨在保证彼此相关联的数据间能够形成一种一致而清晰简洁的空间结构。
现在的观点认为,拓扑是一组规则和关系的集合,是地理实体行为和属性的实现,是GIS中的一个语义场景;从更专业的角度上来说,拓扑是指规则和关系的集合再加上一系列的工具和技术,旨在揭示地理空间世界中的地理几何关系。
在GIS技术中,我们可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的模型,一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制。
而拓扑关系是指地理空间实体间的一种关系,这种关系不会因为地理空间实体的地理空间变换而改变,例如点在面内,经典的举例就是橡皮擦模型。
在GIS中,拓扑的主要功能就是用于保证数据质量,同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架,在这个框架中,地理实体被赋予了行为、有效性规则、属性域以及默认值。
利用这些特征,我们能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间。
2.ArcGIS中拓扑的几个基本概念:
族容限tolerance:
在ArcGIS中可分为x、y族容限和Z族容限,x、y族容限是指当两个要素顶点被判定为不重合时他们之间的最小水平距离,同一族容限内的顶点被定义为重合并且合并到一起,而Z族容限定义了高程上的最小差异,或则重合的顶点间的最小z值;在族容限范围内的顶点会被捕捉到一起。
脏区DirtyArea:
在初始拓扑校验过程以后,已被改变的要素的周围区域,且该要素还需执行额外的拓扑校验来发现错误。
拓扑规则TopologyRule:
定义地理数据库中一个给定要素内或两个不同要素类之间所许可的要素关系指令。
3.ArcGIS中拓扑关系创建的方法
(1)起动ArcCatlalog任意选择一个本地目录,"右键""新建""创建个人personalGeoDatabase";
(2)选择刚才创建的GeoDatabase,"右键""新建""数据集dataset";设置数据集的坐标系统,如果不能确定就选择你要进行分析的数据的坐标系统;
(3)选择刚才创建的数据集,"右键""导入要素类inportfeatureclasssingle",导入你要进行拓扑分析的数据;
(4)选择刚才创建的数据集,"右键""新建""拓扑",创建拓扑,根据提示创建拓扑,添加拓扑处理规则;
3.ArcGIS中拓扑关系的方法
(1)将数据集导入ARCMAP中,点击edit按钮进行编辑。
(2)打开eidt下拉菜单,选择moreeditingtoolstopology出现拓扑编辑工具栏。
(3)选择要拓扑的数据,点击打开errorinspector按钮。
(4)在errorinspector对话框中点击searchnow,找出所有拓扑的错误。
(5)对线状错误进行MarkasException。
对polygon错误逐个检查,首先选择错误的小班,点击右键选择zoomto,然后点击merge,选择合适的图班进行merge处理,这样不会丢失小班信息。
补充:
在workstation工作站下,编辑检查并修改拓扑错误的方法(要求源数据为必须coverage):
(1)把文件转为coverage格式,进去catalog,设置其各项容限值(在文件属性中tolerance项,根据精度要求设置)
(2)进入arc下修改!
启动workstation的arc环境,输入ae(注释:
arcedit),ec+(cov文件路径)
具体命令格式可以输入help,查看帮助
显示悬挂线的命令是:
dearcnodedangle;回车
nodecdangle2 回车
disp999,回车
draw,回车
这样所有的悬挂的着,为接上的线错误,都显示为红色,接下来只要用相应的命令进行处理修改就可以!
建议大家,修改前,对图层做一下build处理,这样好多细小的错误它都回自动处理掉,注意选择好参数!
ARCGIS数字化
一、对栅格数据添加投影(地理)坐标系统
利用arccatalog,找到栅格文件右键—属性—选择SpatialReference—edit—select—GeographicCoordinateSystems—Asia—Beijing1954.prj—确定
二、新建矢量文件(shapefile)
利用arccatalog,在指定文件夹里:
选择contents,在空白处右键—new—shapefile—命名(xzjx—polyline)—添加投影(地理)坐标系(同前)。
注意:
在删除shapefile的时候一定要在Arccatalog里的contents里面来删除。
一共shapefile包含了四个格式的文件:
shp、shx、dbf(数据库)、prj(坐标系统格式)
三、坐标配准
在Arcmap里面添加栅格文件和已经正确的shapefile(其坐标参考系统已经正确)。
打开工具“Georeferencing”进行配准,至少选择4-5个点
四、数字化
手动数字化(用的画笔,逐点捕捉)
1)注意先后顺序
2)要灵活处理弯曲的地方(多加点)
3)尽量少用点
4)放得越大,越准确,工作量越大。
五、检查悬挂点
新建立personalGeodatabase,在里面再新建一个FeatureDataset
将line文件转入Geodatabase和FeatureDataset
右键line文件—export—togeodatabase(single),在弹出对话框里选择。
右键featuredataset(cq)—new—topology—下一步—下一步(选择)—下一步—下一步(addrule),在弹出对话框的rule里选择:
mustnothavedangles—一直下一步到ok
六、修改有错误的地方
利用刚才生成的检查悬挂点时的文件
在arcmap里添加悬挂点文件,打开工具“Topology,选择有悬挂的线——delete—
保存(save)
将feature dataset里修改好的line文件转出来成为shapefile,在arccatalog里
七、建立拓扑
利用toolbox
1)将xzjx转成coverage
右键—export—tocoverage—ok
2)找到toolbox里的clean工具,双击打开
3)将生成的polygon转成shapefile
八、建立空间数据库
1)Arcmap里加入需要建立数据库的shapefile(xzqy)
2)右键xzqy—openattributetable—单击打开
3)在打开的对话框里—options—addfiles
注意:
以上都是zxqy不处于编辑状态的时候操作,不能startingediting
4)editor—startingediting
5)添加数据
九、成图
1)显示名称
2)设置纸张
3)添加其他的要素:
图名、指北针、图例、比例尺、制图单位和制图人、使用坐标系、网格
4)输出打印地图
地图屏幕数字化
地图数字化是目前GIS获取地图数据的主要来源,而地图屏幕数字化又是这一来源的一种常见方法,相比手扶跟踪数字化而言,它具有成本低,速度快等优点,随着电脑普及以及数字化软件功能的增强,它已成为大多数人获取地图矢量数据的首选。
那么什么是地图屏幕数字化呢?
它又有那些具体的方法步骤呢?
在数字化的过程中又该注意那些问题呢?
本文是根据本人对屏幕数字化的理解以及做过相关工作后的经验上进行总结,并没有通过专家的鉴定,因此难免有错误的地方。
首先回答的是什么是屏幕数字化?
屏幕数字化就是根据数字化(矢量化)软件(如R2V,ArcMap中Arcscan模块等),对已经进行扫描的地图分层进行矢量化的过程。
数字化的方法与步骤?
在回答这个问题之前,首先需要知道地图是地球表面现象经过投影后的到的平面图形,而地图扫描后仅仅是一张图片(从这个意义上讲它后我们通常见到的电子图片没有任何区别),当加载到软件中后所显示的坐标只是软件显示窗口的坐标,另一方面数字化的图层又必须有地图的实际平面坐标,因此这就要求我们在地图数字化之前要先进行从地图显示窗口坐标系统到实际地图坐标系统的转换,这就用到了地图配准操作,将在下面进行介绍。
为了方便说明,本文的所有截图和数字化操作过程都是基于Arcmap中的Arcscan模块(Arcscan是一个功能非常强大的矢量化模块)进行的,所用的地图数据为1:
5万地形图,分幅编号是13-52-112-丁,采用的是Beijing54坐标系,投影是6度分带的高斯—克吕格投影,从图上可以知道投影的中央经线是129°E,如图1所示(由于保密的原因,因此图面只是部分截图)。
图1 演示所用的地图范围
具体的数字化步骤如下:
1、打开ArcMap,加载ArcScan模块(在菜单栏空白处右键,选择ArcScan就可以了),然后在菜单栏上Tools/Extensions,将ArcScan前的复选框挑上钩;加载地图配准模块Georeferencing,方法同加载ArcScan一样。
图2所示:
图2 加载模块
2、为dataframe设置地图坐标系统,从前面的介绍可以知道,这里设置坐标系统是和地图的真实坐标系统一致的,也即是采用Beijing54地理坐标系统下的高斯-克吕格投影,具体的设置前面已有介绍。
如图3所示:
图3 设置地图坐标系统
3、加载地图
4、利用Georeferencing进行地图配准(建议先把Georeferencing下的AutoAdjust前的勾去掉。
点击 图标进行选取控制点。
控制点的选取原则是知道确定坐标的点(在这里是,如果是图到图的配准的话则需选取实际位置不变的点),地图的四角都有经纬度坐标,因此先分别选择这四个点(具体方法是放大地图,在经纬度相交的地方点一下,然后再在其他任何位置点一下(也许认为这样不对,别忙,下面将做解释),这就完成了一个控制点的初选取,然后在依次完成其余点的选取。
选择完成后在点击图标 ,可以看到如图4所是的一个表格。
图4 控制点坐标的LinkTable
从图中可以看到地图的Xmap,Ymap字段,先把这个放在一边,下面进行大地坐标(经纬度表示),到平面坐标的转换(平面单位,这里是米),也即使地图上的如48°50′N ,127°45′E的点投影后在地图上的平面坐标是多少的计算过程。
转换需要相应的投影参数,为了方便,可以使用一些坐标转换的小软件。
将这些点的坐标转换完成后对应输入Xmap和Ymap下的表格中。
如图5所示:
图5 修改坐标后的LinkTable
确定之后在Georeferencing下拉条中一次进行 、 、 操作进行地图输出、输出的格式自选,建议用Tif格式。
5、地图数字化
建立需要数字化的图层,如等高线层,图层的坐标系统应和之前实际地图坐标系统一致。
加载需要数字化的图层和地图文件(已经完成地图配准后的文件)和该地图文件的某一个波段栅格数据(如Band2),将该单波段栅格图像二值化,StartEditing后这时可以看到ArcScan工具条被激活。
说明:
ArcScan矢量化工具只能在二值化栅格数据的情况下使用,而加载RGB合成的地图数据是为了便于人工干涉矢量跟踪,当然也可以不加载(后果是工作量大大增加并且容易出错)。
将单波段图像不显示,这是就可以利用ArcScan矢量化地图要素同时人看到的是“真彩色”合成的“原地图”,
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