计算机地图制图实习指导书.docx
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计算机地图制图实习指导书
计算机地图制图
实习指导书
地理信息教研室
第一部分地图数字化
地图数字化是把已有地图中的图形信息变成数字信息,存储在计算机中的过程,要把一幅地形图转变成数字地图,一般分数据采集、图形编辑两大步骤,数据采集是采集地图中各元素的定位点、线坐标,图形编辑是是把上述的定位点、线按地形图图式要求以相应的符号表示出来,并经过整饰形成标准的地形图,以供用户随时绘制和调用。
下面根据地形图不同地物类型分别讲述数字化方法。
第一章制图过程简介
1、数字化仪地图定位
1、1地图定位
由于各分幅地形图具有统一的坐标系统,这样图幅之间可以拼接,数字地图也是如此。
所谓图板定位就是要把图纸坐标系和数字化仪的内部坐标系之间建立联系,把数字化仪坐标转换成地图坐标(用户坐标系)。
当用户要数字化一幅地图或对已有的数字地图进行修改需要从图纸上获取坐标时必须要进行图板定位。
图板定位命令是"TABLET"。
键入该命令后回车,屏幕提示4个选项
command:
tablet
Option(ON/OFF/CAL/CFG):
要定位图板选择"CAL",然后要求用户数字化一个已知点,并给出该点的实际坐标(用户坐标),接下来要求数字化第二个已知点和输入已知坐标,依此类推。
在此我们作如下规定,对于一张地形图我们选取图廓上的四个角点作为已知点,坐标以米为单位输入,这其中要注意两点,一是地形图中的图廓角点坐标的注记是以公里为单位的,第二是坐标输入要先输横坐标(Y)后输纵坐标(X),形式是Y,X,第三是四个角点的输入顺序一般是左下角、右上角、右下角、左上角。
当四个角点输入完毕后,回车结束第五点的输入,此时屏幕进入文本显示状态,屏幕显示采用各种纠正方法后所对应的图纸定位精度。
对一般的薄膜图来讲,定位误差在应在图上0.1毫米以内(1:
500图是0.05米),但考虑到图廓本身的精度和数字化时人眼的视觉误差及数字化仪的分辨率等,一般要求在图上0.2毫米以下,超过该值的话用户需要重新定位,仍然超限的话可能是图廓精度太低的缘故。
对于纠正方式,我们一般选择"A"方式,该方式对于图纸的均匀变型纠正效果最好。
定位完成后,用户可按F2键回到图形屏幕。
再执行"ZOOM"命令,用数字化仪给定图纸的对角范围,则屏幕的显示范围就是图纸的范围。
1.2图板菜单的的定义
图板菜单的作用是把一些常用的命令和分层编码定义成一张表格,粘贴在数字化仪上,当用户用数字化仪鼠标点某格时,CAD将自动执行该格所对应的命令,这样,就方便了用户,减少用户在数字化时经常敲键盘的麻烦,提高数字化效率。
一般图板菜单多用于分层和常用的CAD命令。
把菜单表格粘帖到数字化仪图板上的一侧,在CAD下用"TABLET""CFG"命令来配置图板菜单,CAD提示及回答如下:
Enterthenumberoftabletmenudesired(0-4):
1(图板菜单个数)
Doyouwanttorealigetabletmenuareas?
Y
(是否重新定义图板菜单)
Digituzeupperleftconerofmenuarea1:
(数字化菜单左上角)
Digitizelowerlefttconerofmenuarea1:
(数字化菜单左下角)
Digitizelowerrigtthconerofmenuarea1:
(数字化菜单右下角)
Enterthenumberofcolumnsformenuaera:
6
(菜单列数)
Entertthenumberofrowsformenuarea:
30
(菜单行数)
Doyouwanttorespecifythescreenpointingaera?
菜单定义完成后,用户可点取菜单的某格以验证其正确性。
需要说明的是,如果没有更改数字化仪的配置的话,图板菜单在CAD启动后将自动加载,不必每次都重新定义。
2、图象定位
如果我们有地图的扫描图象,则我们不必使用数字化仪,可采用图象直接定位的方法
2、1打开AutoCADR14,在“插入”下拉菜单中选“栅格图象”->“attach”,找到栅格图象的路径,插入。
2、2打开“地图数字化”下的“图象校准”,在“输入文件名”的框中输入该图的四角坐标,分别点击四角点后,按“计算”按钮,根据“command:
”命令行的提示“selectobject:
”,选图象的边界,回车即求出四角点的校正值,
关毕图象校准窗口,即完成图象定位工作。
3、比例尺的确定
在数字化一幅图时,必须首先确定其比例尺,该比例尺直接影响后期图形的符号化时符号的形状和大小,如果您想编绘一张1:
500的地形图,而原图也是1:
500比例尺的话,则比例尺输入1:
500;如果您想编绘一张1:
1000的地形图,而原图是1:
500比例尺的话,则比例尺应输入1:
1000,也就是说,比例尺是指您最终数字地图的比例尺,比例尺的确定请用鼠标点选数字化菜单的〖确定比例尺〗菜单项,屏幕弹出对话框,由用户指定。
系统默认的比例尺是1:
500,比例尺一经指定,将随图形一起存入文件中,下次调用该图时不用再输。
4、点状地物的数字化
地形图中的地形和地物按其类型可分为点状地物、线状地物、面状地物三种,其中点状地物是指用一点来定位的地形和地物,如高程点、下水井、路灯等独立符号等。
数字化是只要用数字化仪鼠标点中图板菜单的相应格,然后指定点位,该符号就显示在屏幕上,该命令可连续进行,实现符号的批量录入。
也可用鼠标点选数字化菜单的〖地图编绘〗中的〖独立符号〗菜单项进行。
,屏幕显示出各种独立符号的图标菜单,可前后翻页,用户选定符号后按屏幕提示指定点位后,符号就显示在屏幕上。
前者适合批量数字化时使用,而后者适合图形编辑时使用。
5、线状地物的数字化
线状地物是指地形图中呈线状分布,具有长度和方向属性的地形和地物,比如等高线、河流、坡坎、栅栏,管线等。
下面分别加以叙述。
A.等高线、道路、河流类:
利用CAD的PLINE命令直接取点画线,由于该类地形、地物在地图中表示为连续光滑的曲线,所以在取点时一定要取特征点,密度要合理,最后通过菜单中〖曲线拟合〗程序进行拟合。
需要注意的是对于计曲线、或公路等需要给出宽度,对于1:
500地形图讲,宽度是0.1,这样绘出来是0.2毫米宽。
对于其它曲线,宽度均定义为0。
B.栅栏、篱笆、行树、铁丝网、地面管线、地下管线等,这些地形、地物数字化时只输入其定位线,需要时可用〖曲线拟合〗程序拟合,然后在执行〖符号化〗命令进行符号化。
C.坎、围墙、挡土墙、铁路、管带类,该类定位与B类基本相同,不同的是该类地形、地物的符号具有方向性。
本软件规定的数字化方向是前进方向的左侧,既符号绘在定位线的右侧。
坎的数字化是数字化坎顶的定位线,对于墙和铁路在数字化时只输入墙或铁路的一边(左边)即可。
D.斜坡类,该类地形的定位线有两条,一是坡顶线,另一个是坡底线,要分别数字化,必要时要拟合。
E.电力、电讯线类;包括高压线、低压线、通讯线等,数字化时除两端点外其余均在电杆处取点连线。
F.虚线、点划线类;包括地类界、小路、大车路、内部道路、在建道路、在建房屋、廊房、地下管线、各种境界线(省、市、县、乡、村界)等,该类地形、地物在数字化时可沿其方向取特征点绘出连续的折线,必要时进行拟合。
5、面状地物数字化
面状地物是指那些具有面积特性的地形、地物,如房屋建筑、菜田、草地、水库等,这类地物的数字化与线状地物基本一样,在特征点处取点,所不同的是面状地物的一般是闭合的,可用PLINE命令中的"C"使其闭合。
符号化时将根据编码自动进行符号的填充。
6、其它类地形、地物数字化
对于除上述以外的地形、地物的数字化用户可参照线状和面状地形地物的数字化方法,取点画线,再用相应的符号化程序处理。
7、图幅的接边处理
在数字化地形图时和手工绘制地形图一样也必须考虑图幅的接边问题,在数字地图中接边问题是通过CAD的"插块"命令来实现的,具体方法举例说明如下:
假设图A已经数字化完成,图边均以裁剪(延伸)完毕(文件名为A.DWG),图B与图A相邻,当我们要数字化图B时,在进入CAD、图板定位、菜单定义等准备工作做完后,键入"INSERT"命令把图A以“块”的形式插入到当前图B中来,该命令的提示及回答如下:
INSERT
Blockname(or?
):
A输入图A的文件名,
Insertionpoint:
0,0输入插入点(0,0)
Xscalefactor<1>/corner/XYZ;输入X方向的缩放比例,默认为1
Yscalefactor(default=X):
Y方向的缩放比例,默认与X同
rotationangle<0>:
输入旋转角度,默认为0
则图A插入到图B中来,在数字化时,假设有一条等高线与图A接边,在数字化时该接边点时必须用CAD提供的端点捕捉(END)功能,到图A中捕捉而不是在图B数字化,这样可确保图A和图B在接边点的坐标是唯一的,从而保证了接边的正确性。
以上接边方法建立在图A与图B接边精度在允许范围内这一前提下,如果图A的接边点与图B的数字化点相差太大的话,就要分析原因,可重新对图B进行定位。
如果确保图A是正确的话,可对图B强行接边,反之该接边点以图B为准,以后编辑图A时与图B接边,如果不能确定哪幅图是准确的话,可以每幅图各改正一半。
如果当前图幅涉及到与周围多幅图接边的话,方法同上。
当接完图边后,必须把插入的图块一一删除,最好是存盘后退出,重新调入该图,马上用"purge""all"命令进行清理,用"Y"回答一切提示,以删除一切无用的层、块等,然后重新存盘,可减少文件所占的空间,提高运行速度。
8、地形图的整饰与输出
当一幅图在数字化仪上输入完成后,其工作只完成了一半,因为数字化仪采集的大都是地形、地物的定位线,还需进行图形的符号化、加套图框、注记文字、图边裁剪、图面整饰等一系列工作。
下面分别加以叙述。
A.符号化;在前面已经讲过,数字化仪采集的只是其定位线(点),必须通过专门的程序进行符号化工作,使其按标准的地形图符号绘制出来。
如果我们在数字化时是严格按要求分层的话,则可自动批量符号化,否则必须交互式逐一符号化。
具体某地形、地物的符号化方法在后面还要具体介绍,在此不在赘述。
B.套加图框;符号化完成以后要套加标准的地形图图框,以便后续的边界处理和其它的编辑工作。
地形图图框的生成是由〖绘方格网〗程序自动完成的。
运行时屏幕弹出图框,请用户输入图框的大小,左下角坐标,接图表、图名及有关注记内容,输入完毕后,程序将自动绘出标准的地形图图框。
C.图形的编辑;图形的编辑工作包括:
1、文字的注记与位置调整;文字注记因为没有点位的要求,所以可以脱离数字化仪在图形编辑中完成,文字的注记可以用CAD的"TEXT""DTEXT"命令来完成,也可以用本软件中的〖文字注记〗功能来完成。
有一些注记特别是高程点的注记可能存在压线现象,可把文字用"MOVE"命令移开,或者用"BREAK"命令把线断开,对于落入图框外的注记要移回图幅里来。
2、图边处理;图边处理包括对出图框的线条要用"TRIM"命令进行裁剪,对于没到图边的线条要用"EXTEND"命令类延伸至图边,确保图边的正确性,以便今后的接边工作。
3、图形元素的编辑与修改;在图形数字化和符号化中,都可能会出现一些错误的点、线或文字等等,比如线画重了、结点不匹配、文字写错了、图层放错了等,此时需要用户用"ERASE"(删除)、"PEDIT"(复合线编辑)、"CHANGE"(修改)、"LAYER"(图层命令)等命令来进行编辑。
4、通过上述一系列工作后,最终形成了一幅标准的地形图,但是在该图中肯定还隐藏着一些无用的图层和块等,尽管已经被删除在屏幕上看不见了,但是,它仍然保存在内存中,并随着该图形一起存盘,所以必须做一次彻底的清理,具体操作同前面讲的接边后清理图块一样,先存盘后重新调入,执行"PURGE""ALL"命令,用"Y"回答一切提示,然后重新存盘退出。
D.绘图;绘图是通过CAD的"PLOT"命令来完成的,请用户参考《CAD命令手册》,这里主要说明绘图比例尺的选择,在绘图的对话框中有两个编辑框,分别表示图上1毫米代表多少个图形单位,由于我们采用的图形单位是米,如果我们输入"1=1"的话,则输出的图纸的比例尺是1:
1000的,如果绘1:
500的地形图的话,则输入"1=0.5"或"2=1"。
第二章地图数字化菜单说明:
1、“扩展命令”下拉菜单
图1扩展命令
其中包括以下内容:
【初始化】对系统的变量及状态进行还原设置;
【确定比例尺】选择绘图的比例尺;
图2确定比例尺
【读观测数据文件】读取外业观测数据展绘坐标点;
【读坐标数据文件】读取坐标数据展绘坐标点;
【读控制点文件】读取控制点数据展绘坐标点;
【列表选择设置图层】从列表中选择设置图层;
图3设置图层
【捕捉设置当前图层】捕捉某一实体把其所在层设为当前层;
【曲线批量拟合】选择多条拟合多义线;
【更换图层】把某实体从一层换到另一层,它有两种方式,一种是单实体换层,另一种是换整个图层;
【改变曲线宽度】改变多义线的宽度;
【符号缩放】对插入的符号进行(物理尺寸)放大或缩小;
【注记缩放】对文字符号进行(物理尺寸)放大或缩小;
【汉字注记】平均间隔注记汉字;
【绘方格网】以标准图式绘制分幅图的格网,参数由对话框给出;
图4绘制格网
【绘工程图框】在当前图中插入一个工程图框,图名、比例尺、图框尺寸等在对话框中编辑,插入方向可用鼠标确定,套上该图框后,用户把图框外的实体裁剪去掉,可输出一幅标准尺寸的工程图。
图5绘工程图框
【矩形图幅裁剪】以某一矩形为裁剪窗口裁剪图形;
图6裁剪对话框
【任意多边形裁剪】绘制任意多边形裁剪图形;
【图象配准】对扫描图像进行坐标校正
图7图象配准
【文字点取】对常用文字点取注记
图8点取文字
2、“地图编绘”下拉菜单
图9地物编绘菜单
【独立地物符号化】插入固定大小及方向的独立符号;
图10点状符号
【线状地物符号化】对所有线状地物进行单独符号化;
图10线状地物符号
【面块地物符号化】对面状地物进行单选填充;
图11面块地物符号
【自动符号化】按地物所在的层及地形图的比例尺对地形图进行自动符号化;
【边长交会】、【方向交会】、【极坐标】、【线上定点】、【平行定点】、【垂直定点】
【捕捉连线】、【绘矩形】、【绘箭头】提供七种定坐标的方式。
第二部分遥感制图
第一章ERDAS84简介
ERDASIMAGINE是以模块化的方式提供给用户的,可使用户根据自已的应用要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合,对系统进行剪裁,充分利用软硬件资源,并最大限度地满足用户的专业应用要求。
ERDASIMAGINE面向不同需求的用户,对于系统的扩展功能采用开放的体系结构以IMAGINEEssentials、IMAGINEAdvantage、IMAGINEProfessional的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构,并有丰富的功能扩展模块供用户选择,使产品模块的组合具有极大的灵活性。
IMAGINEEssentials级:
是一个花费极少的,包括有制图和可视化核心功能的影像工具软件。
无论您是独立地从事工作或是处在企业协同计算的环境下,都可以借助IMAGINEEssentials完成二维/三维显示、数据输入、排序与管理、地图配准、制图输出以及简单的分析。
可以集成使用多种数据类型,并在保持相同的易于使用和易于剪裁的界面下升级到其它的ERDAS公司产品。
可扩充模块:
Vector——直接采用了GIS工业界领袖ESRI的ArcInfo数据结构Coverage,建立、显示、编辑和查询ArcInfo完成拓扑关系的建立和修改及矢量和光栅图像的双向转换等;
VirtualGIS——实时3D方式的贯穿飞行模拟和GIS分析;
Developer'sToolkit——ERDASIMAGINE的C程序接口,ERDAS的函数库,及程序设计指南。
IMAGINEAdvantage级:
是建立在IMAGINEEssential级基础之上的,增加了更丰富的图像光栅GIS和单片航片正射矫正等强大功能的软件。
IMAGINEAdvantage为您提供了灵活可靠的用于光栅分析,正射矫正,地形编辑及先进的影像镶嵌工具。
简而言之,IMAGINEAdvantage是一个完整的图像地理信息系统(ImagingGIS)。
除了Essential级扩充模块外,可扩充模块:
Radar模块——雷达影像的基本处理;
OrthoMAX——全功能、高性能的数字航测软件,立体象对、正射矫正、自动DEM提取、立体地形显示及浮动光标方式的DEM交互编辑等;
OrthoBase——区域数字影象正射纠正;
OrthoRadar——可对RadarSat,ERS雷达影像进行正射纠正;
StereoSARDEM——以立体方法从雷达图像数据中提取DEM;
IFSARDEM——以干涉从雷达图像数据中提取DEM(正处于测试中);
ATCOR2——大气校正和雾曦消除。
IMAGINEProfessional级:
是面向从事复杂分析,需要最新和最全面处理工具,经验丰富的专业用户。
Professional是功能完整丰富的地理图像系统。
除了Essentials和Advantage中图表1包含的功能以外,IMAGINEProfessional还提供轻松易用的空间建模工具(使用简单的图形化界面),高级的参数/非参数分类器,分类优化和精度评定,以及雷达分析工具。
它是最完整的制图和显示、信息提取、正射矫正、复杂空间建模和尖端的图像处理系统。
除了Essential和Advantage级扩充模块外,可扩充模块:
SubpixelClassifier——子象元分类器利用先进的算法对多光谱影像进行信息提取,可达到提取混合象元中占20%以上物质的目标;
ExpertClassifier——基于知识库的专家分类器,可提高分类的精度。
ERDASIMAGINE软件的主要特点
一、图像处理方面特点:
1、方便和直观的操作步骤使用户操作非常灵活:
ERDASIMAGINE具有非常友好、方便地管理多窗口的功能。
不论是几何校正还是航片、卫片区域正射矫正以及其它与多个窗口有关的功能,IMAGINE都将相关的多个窗口非常方便地组织起来,免去了用户开关窗口、排列窗口、组织窗口的麻烦,应用方便因而加快了产品的生产速度。
IMAGINE的窗口提供了卷帘、闪烁、设置透明度以及根据坐标进行窗口联接的功能,为多个相关图像的比较提供了方便的工具。
IMAGINE的窗口还提供了整倍的放大缩小、任意矩形放大缩小、实时交互式放大缩小、虚拟及类似动画游戏式漫游等工具,方便对图像进行各种形式的观看与比较。
2、ERDASIMAGINE为不同的应用提供了250多种地图投影系统。
支持用户添加自己定义的坐标系统。
支持不同投影间的实时转换、不同投影图像的同时显示对不同投影图像直接进行操作等。
支持相对坐标的应用。
另外有非常方便的坐标转换工具,经纬度到大地坐标,反之亦然。
3、常用的图像处理算法都可用图形菜单驱动,用户也可指定批处理方式(batch),使图像处理操作在用户指定的时刻开始执行;
4、图像的处理过程可以由图像的属性信息控制,而上层属性信息可存在于本层或任何其他数据层次。
5、图像处理过程可以用于具有不同分辨率的图像数据上,输出结果的分辨率可由用户指定。
6、支持对不同图像数据源的交集、并集和补集的图像处理。
7、图解空间建模语言,EML和C语言开发包的应用使得解决应用问题的客户化更加容易与简单。
用户可以对IMAGINE本身应用的功能进行客户化的编辑,满足自己专业的独特需求。
还可以将自己多年探索、研究的成果及工作流程以模型的形式表现出来。
模型既可以单独运行也可以和界面结合象其它功能一样运行。
更可以利用CToolkit进行新型算法及功能的开发。
8、独一无二的专家工程师及专家分类器工具,为高光谱、高分辨率图像的快速高精度分类提供了可能。
此工具突破了传统分类只能利用光谱信息的局限,可以利用空间信息辅助分类。
此工具可以将我们所积累的几乎所有数字信息应用于分类,是分类应用的一大飞越。
其功能强大且应用方便,其提供的游标功能使知识库的优化成为轻而易举的操作。
其知识库的可移动性为其它非专业人员进行分类工作提供了方便,为成熟知识库的推广应用提供了方便易行的途径。
利用专家的知识还可以建立决策支持系统,为决策人提供工具。
二、与地理信息系统的集成方面特点
ERDASIMAGINE系统已经内含了ArcInfoCoverage矢量数据模型,可以不经转换地读取、查询、检索其coverage、GRID、SHAPEFILE、SDE矢量数据,并可以直接编辑coverage、SHAPEFILE数据。
如果ERDASIMAGINE再加上扩展功能,还可实现GIS的建立拓扑关系、图形拼接、专题分类图与矢量二者相互转换。
节省了工作流程中让人头疼、费时费力的数据转换工作,解决了信息丢失问题,可大大提高工作效率,使遥感定量化分析更完善。
三、其它方面的特色
1、ERDASIMAGINE支持海量数据,如果操作系统及磁盘允许,其img图像可以达到48TB大小。
可以直接读取MrSid压缩图像以及SDE数据,为海量数据的管理及应用提供了可能。
2、ERDASIMAGINE可以让不同应用水平的人员都有充分发挥自己水平的空间,对于初级用户,其提供的缺省选项可以很好地解决问题。
对于工作多年专业知识丰富的用户可以方便地修改其中的算法及参数,进而更好地满足特殊的应用。
3、软件100%由C语言编写,并可用C++进行编译;
4、图像数据在磁盘上分块存储,加快了图像显示的速度和处理效率;
5、Imagine可充分利用多处理器的优势(如果系统有的话);
6、提供全套的手册、联机求助功能(OnlineHelp、OnlineDocument),良好方便的用户界面、充实的内容,使用户用起来十分方便。
第二章视窗操作
一、文件菜单操作
Open
AOILayer打开AOI(areaofinterest,感兴趣的区域)层
RasterLayer打开影象层(.img)
VectorLayer打开矢量数据层(ArcCoverage)
AnnotationLayer打开注记层(.ovr)
TerraModelLayer打开地形模型层(.pro)
View...SelectthisoptiontoopenanexistingView(.vue)layer.
MapComposition...打开地图(.map).
ThreeLayerArrangement...打开三波段影象层(.img).
MultiLayerArrangement...打开多波段影象层(.img)
New
AOILayer创建AOI层
VectorLayer...创建矢量数据层
- 配套讲稿:
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