实习1空间信息的数字化采集与处理.docx

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实习1空间信息的数字化采集与处理

实习一：

空间信息的数字化采集与处理

一、目的

1．掌握地图扫描矢量化的基本原理与方法

2．熟悉GEOSCAN软件的主要绘图和编辑工具

3．了解ARCINFO软件的数据处理方法

二、实验准备

在数字化之前必须设计好数字化所采用的技术路线，它不仅直接关系到地图数字化的效率，而且也关系到数字化成果的质量。

确定数字化的技术路线包括采取何种方式进行数字化，数字化精度要求如何，选取什么样的地图作为数字化底图，对那些要素进行数字化，如何对数字化要素进行分层和分幅，以及代码的设计等等。

1．软件准备：

Photoshop,GEOSCAN,ARCINFO,ARCVIEW

2．资料准备：

（1）数字化底图：

1：

1万地形图的一部分。

地图等高距为10米。

（2）图幅控制点坐标：

图幅控制点坐标是用来进行图幅定向的，它能够确定地图的地理位置和比例大小。

本试验的控制点坐标如下：

表1图幅控制点坐标表

项目

北坐标

东坐标

左上

3857154

544744

右上

3857154

545108

右下

3856916

545108

左下

3856916

544744

（3）确定地图的分层与分幅：

GIS是以图层的方式管理地图的，将点、线、面等地力实体按其性质的不同分别归入不同的图层进行分层管理是GIS管理空间数据的基本方式。

本实习的分层及代码见下表：

表2地理要素分层及代码表

项目

层名

包括的要素

代码

等高线层

terlk

计曲线

首曲线

高程点

201

202

103

线状水系层

wtlpt

现状表示的河流

301

面状水系层

wtlnt

面状表示的河流（封闭）

湖泊（封闭）

302

303

（4）设计代码：

代码的设计非常重要，它是计算机存贮、检索、识别的基础，使之能够满足各种应用分析需求。

（5）在计算机上建立自己的实习目录，例如：

E:

\GIS\zhxm，将地图影像放入，文件格式为TIF。

三、实验内容及步骤、方法

1．地图预处理

（1）变形纠正：

纸质地图常常会有少许变形；扫描过程中由于图形倾斜，造成扫描后的地图产生变形，因此在数字化前，需要对地图进行纠正。

如果存在几何变形，可利用ERDAS的几何校正模块进行纠正；如果是扫描过程造成的图象倾斜，则可在PHOTOSHOP下进行纠正。

下图为纠正过程。

首先，利用【标尺】沿着图幅边缘画一条横线，如图所示，然后选择【图象】菜单中的【旋转画布】下的【任意角度】，在弹出的对话框中会自动计算要旋转的角度，电击【好】即可。

（2）二值化：

不少数字化软件接受的数据为二值化的数据，因为二值化后的数据量减小很多，在很大程度上提高图形的显示跟踪速度，而GEOSCAN就属于这类软件。

二值化处理也是在PHOTOSHOP下处理。

选择【图像】菜单中的【调整】下的【阈值】，移动小三角直到图像满意为止。

处理完后将图像保存为TIF格式。

2．数字化采集

（1）打开GEOSCAN，调入地图

打开GEOSCAN，在【调图】中选择【调入栅格图像】，在弹出的对话框的【文件类型】中选择TIF，找到存放地图的位置，将图打开。

选择【实用工具】中的【图像反色】。

（2）地图定向

在【地图】中选择【图形定向】，在弹出的对话框中选择【齐次方程定向（至少四点）】，点击【OK】。

将鼠标移至左上方点在角点上，在弹出的放大图上精确定位，并输入坐标，点击【接受量测】。

其他控制点按顺时针方向以此类推，并回到第一个点，把第一个点再做一遍，之后，选择【结束量测】。

（3）创建图层

在【设置】中选择【图层控制】，在这里分别创建表2所示的图层，并以不同的颜色区分开来，先设置等高线层terlk为当前图层。

（4）数字化跟踪

下图为GEOSCAN的数字化工具，其中常用的有曲线跟踪的工具，它有半自动跟踪功能，选择1表示自动跟踪，选择3表示手动跟踪。

（5）属性赋值：

赋值按钮有查询属性和赋值的双向功能。

点击要赋值的对象，在弹出的对话框中，输入高程值和代码。

（6）成果输出

数字化完成之后首先要存盘，选择【调图】中的【保存矢量图形】。

然后将成果输出，选择【调图】中的【输出外部格式】，并选择【输出到AutoCAD】。

在弹出的对话框中，选择默认值。

这时，在文件目录中会多了一个与地图名称一样的dxf文件。

3．数据后处理

数字化完的数据都不可避免的存在着错误或误差，属性数据在输入时，也难免会存在错误，因此对图形数据和属性数据进行检查、编辑和处理，是保证数据正确可用的必要条件。

本次实习的数据处理是在ARCINFO中进行。

下面以等高线层为例，将主要步骤罗列如下，其他层的处理类似。

（注：

蓝色为需要输入的操作命令，黑色为软件执行状态说明，绿色为对操作的注解）

（1）数据转入ARCINFO中

首先将dxf文件转入ARCINFO中，形成coverage文件。

打开ARCINFO，首先进入工作空间，然后进行文件转换。

命令如下：

Arc:

wE:

\gis\zhm“进入工作空间”

Arc:

dxfarc1.dxfterlk“dxf转coverage，1.dxf为dxf文件名，terlk为等高线的层名”

Enterlayernamesandoptions（typeENDor$RESTwhendone）

Enterthe1stlayerandoptions:

terlkall“将等高线层中的所有内容都包括进来”

Enterthe2ndlayerandoptions:

end

Doyouwishtousetheabovelayersandoptions（Y/N）?

y

ProcessingE:

\GIS\ZHXM\1.DXF...

ExternallingBNDandTIC...

452Arcswritten.

288Labelswritten.

0Annotationswritten.

0Annotationlevels.

Arc:

buildterlkline“创建线的拓扑关系”

Buildinglines...

Arc:

buildterlkpoint“创建点的拓扑关系”

Buildingpoints...

Arc:

joinitemterlk.patterlk.xcodeterlk.patterlk-idterlk-id“将原始文件中记录点属性的字段与arcinfo中记录点属性的PAT表连接”

Joiningterlk.patandterlk.xcodetocreateterlk.pat

Arc:

joinitemterlk.aatterlk.acodeterlk.aatterlk-idterlk-id“将原始文件中记录线属性的字段与arcinfo中记录线属性的AAT表连接”

Joiningterlk.aatandterlk.acodetocreateterlk.aat

Arc:

additemterlk.patterlk.patelev88n2“给PAT表增加高程字段（elev），并定义字段长度和类型”

Addingelevtoterlk.pattoproduceterlk.pat.

Arc:

additemterlk.patterlk.patcode33I“给PAT表增加代码字段（code），并定义字段长度和类型”

Addingcodetoterlk.pattoproduceterlk.pat.

Arc:

additemterlk.aatterlk.aatelev88n2“给AAT表增加高程字段（elev），并定义字段长度和类型”

Addingelevtoterlk.aattoproduceterlk.aat.

Arc:

additemterlk.aatterlk.aatcode33I“给AAT表增加代码字段（code），并定义字段长度和类型”

Addingcodetoterlk.aattoproduceterlk.aat.

Arc:

tables“进入表模块”

Copyright（C）1982-2000EnvironmentalSystemsResearchInstitute,Inc.

Allrightsreserved.

TABLESVersion8.0.2（TueFeb2208:

01:

14PST2000）

Tables:

selterlk.pat“选择terlk层的点表”

288RecordsSelected.

Tables:

calculateelev=dxf-elevation“将dxf-elevation字段中的高程值赋给elev字段”

Tables:

calculatecode=dxf-thickness“将dxf-thickness字段中的代码值赋给code字段”

Tables:

selterlk.aat“选择terlk层的线表”

452RecordsSelected.

Tables:

calculateelev=dxf-elevation“同上”

Tables:

calculatecode=dxf-thickness“同上”

Tables:

q“退出表模块”

LeavingTABLES...

Arc:

dropitemterlk.patterlk.patdxf-layerdxf-colordxf-thicknessdxf-type“删除terlk层PAT表中的多余字段，如dxf-layer，dxf-color，dxf-thickness，dxf-type等”

Droppingitemsfromterlk.pattocreateterlk.pat

Arc:

dropitemterlk.patterlk.patdxf-elevationdxf-handledxf-angledxf-size“同上”

Droppingitemsfromterlk.pattocreateterlk.pat

Arc:

dropitemterlk.patterlk.patdxf-textdxf-attribdxf-iid“同上”

Droppingitemsfromterlk.pattocreateterlk.pat

Arc:

dropitemterlk.aatterlk.aatdxf-layerdxf-colordxf-thicknessdxf-type“删除terlk层AAT表中的多余字段，如dxf-layer，dxf-color，dxf-thickness，dxf-type等”

Droppingitemsfromterlk.aattocreateterlk.aat

Arc:

dropitemterlk.aatterlk.aatdxf-elevationdxf-handledxf-curve“同上”

Droppingitemsfromterlk.aattocreateterlk.aat

Arc:

buildterlkline

Buildinglines...

Arc:

buildterlkpoint

Buildingpoints...

此时，