ARCGIS教程第二十二章 投影变换坐标校正Word格式文档下载.docx
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（180º
00′00″E），最小值是西经180º
00′00″W），纵坐标最大值是北纬90º
（90º
00′00″N），纵坐标最小值是南纬90º
00′00″S），鼠标在地图窗口中移动时，可以看到下侧显示出经纬度坐标（图22-1）。
23-1坐标系更改前后的区别
双击World_grid层，在弹出的LayerProperties对话框中进入Source选项卡，可以看到坐标系统是GCS_WGS_1984（GCS表示GeographicCoordinateSystem），可以看到，GCS坐标系统到南北二极变形最大，南极点和北点在图上变成了和赤道平行、等长的两条线。
关闭对话框，选择菜单View/DataFrameProperties，进入CoordinateSystem选项。
当前的坐标系统显示为GCS_WGS_1984，准备定义一个新的坐标系统。
点击按钮Clear，在下面的坐标选择框中选择Predefined/ProjectedCoordinateSystem/UTM/WGS1984/WGS1984UTMZone12N。
点击按钮“应用”，图中的网格发生了变形，南极点和北极点交在一个点上，需要注意，World_grid数据源的坐标值并没有变化，仍然是GCS_WGS_1984，ArcMap只是临时（On-the-fly）改变了原始数据的坐标系，相当于前文讨论的第一种情况。
3坐标转换（Transforn）
ArcGIS有空间校正（SpatialAdjustment）功能，实现相同坐标系中要素坐标的校正，对矢量型的数据主要是三类：
坐标转换（Transform），橡皮拉伸（RubberSheeting），接边（EdgeMatching）。
在ArcMap中，用空间校正（SpatialAdjustmentToolbars）工具栏操作。
图22-2空间校正（SpatialAdjustment）工具栏
选用菜单View/Toolbars/SpatialAdjustment，添加空间校正工具条（见图22-2）。
激活Dataframe3，其中有三个图层：
Roadcenter（线）、Plan（多边形）、Design（线）。
击点目录表（TOC）栏下方的Source标签，显示出各个图层的数据源。
可以看到这三个图层的数据均在同一个Geodatabase的同一个要素集（Dataset）C1中，因此坐标参照系是相同的，但是具体的位置不一致。
Roadcenter（线）和Plan（多边形）是已经完成的某地区规划道路中心线和规划地块，相互位置基本准确。
Design（线）是别人完成的详细规划设计图，和前两者的位置有明显偏差，可以看出Design（线）需要移动、旋转才能和Roadcenter（线）、Plan（多边形）一致（见图22-3）。
在Editor编辑工具条中，选择菜单Editor/StartEditing，进入编辑状态。
图22-3Design图层需要坐标转换
3．1选择校正的对象
在SpatialAdjustment工具条中选择菜单SpatialAdjustment/SetAdjustData…，进入校正对象选择对话框：
选择Allfeaturesintheselayers.
Roadcenter
Plan
√Design勾选，Design层上的所有要素需要校正
按OK键确认。
3．2设定移位连接（DisplacementLink）
在SpatialAdjustment工具条中选择新建移位连接（Newdisplacementlink）工具
，用光标在屏幕上先用工具
确定校正图层Design上需要校正的某一特征点，单击鼠标的左键确定，在Roadcenter层上或和Plan层上找到正确位置的对应点，单击鼠标的左键确定，这就绘出了一条移位连接线（DisplacementLink）。
设置移位连接（DisplacementLink）时，尽可能使用捕捉模式。
在Editor工具条中，选择菜单Editor/Snapping，选择不同的的捕捉方式（Edge,Vertex,End）。
选用选择菜单Editor/Options，设置捕捉的距离。
捕捉方式的具体使用，可参考关于数据编辑的章节。
配合使用捕捉方式，至少应设3对移位连接，为了保证转换的精度，应多设几对，本练习建议设6对，而且都是在道路中心线的交叉点上（见图22-4）。
图22-4设置移位连接（DisplacementLink）
如果输入的移位连接的位置有差错，需要调整，选用SpatialAdjustment工具条中修改移位连接（ModifyLink）工具
，选中需要调整的移位连接。
用鼠标对准该连接线的端点，按住鼠标的左键不放，可以拖动该端点微调。
用选择元素（SelectElements）工具
，选中某个移位连接线，按键盘中的Del键，该移位连接线被删除。
在SpatialAdjustment工具条中选择察看连接表工具（ViewLinkTable）
，连接表对话框弹出：
ID
XSource
YSource
XDestination
YDestination
Residual
error
连接编号
原来X值
原来Y值
转换后X值
转换后Y值
残差
可以用鼠标直接点击连接表中的坐标值，直接输入已知坐标值，以便于精确控制转换后的位置。
3．3Transform的方式
在SpatialAdjustment工具条中选择菜单SpatialAdjustment/AdjustmentMethods/Transform–affine，就选用了仿射变换的校正方式。
选择菜单SpatialAdjustment/PreviewWindow，会弹出校正预览窗口（AdjustmentPreviewWindow），可以预览校正后的变化。
如果发现未能达到预期的效果，可以回到上一步，继续增设、调整移位连接。
选用菜单SpatialAdjustment/Adjust，完成Transform转换，将Design层经旋转、移动等等变换，校正到预定的坐标位置上（图22-5）。
图22-5经Transform处理，Design图层被校正
选择Editor工具栏中菜单Editor/StopEditing，结束编辑状态。
按系统的提示，保存校正的结果，完成坐标转换。
4坐标拉伸（RubberSheeting）
RubberSheeting俗称橡皮拉伸，和Transform不同，主要针对要素的不均匀变形。
激活dataframe3。
其中有两个图层：
Roadplan（规划道路，线）、Pipeline（地下管线，线）。
点击TOC（目录表）栏下方的Source标签，显示出各个图层的数据源。
可以看到这两个图层的数据均是存放在同一个GeodatabaseData20中，同属一个要素集DatasetC2。
Roadplan为某地区的规划道路线，而Pipeline从纸图扫描后矢量化得到设计的排水管网，两者不仅有定位偏差，而且因原始纸图加扫描处理，排水管网还有各个方向的不均匀变形（见图22-6），为此需要将Pipeline校正到和Roadplan一致的位置。
在TOC中选择图层Pipeline，Editor编辑工具条中，选择菜单Editor/StartEditing，进入编辑状态（如果无法启用StartEditing，很可能是另一个FeatureClass正在编辑，先用StopEditing关闭）。
4．1选择校正对象
在Spatialadjustment工具条中选择菜单Spatialadjustment/SetAdjustData…，进入校正对象选择对话框，在其中：
Roadplan
√Pipeline勾选，Pipeline层上的所有要素需要校正
选OK键确认。
4．2设定移位连接（DisplacementLink）
在Spatialadjustment工具条中选择新建移位连接工具
确定校正图层Pipeline上的某一特征点，单击鼠标的左键确定，然后在Roadplan层找到对应点，单击鼠标的左键后，就可以输入一条移位连接线（DisplacementLink）。
和Transform方法一样，一般也需要配合使用捕捉方式，建立多对移位连接（如图22-6）。
图22-6橡皮拉伸前，应有多个移位连接线
同样也可使用SpatialAdjustment工具条中修改移位连接工具
，调整已经输入的移位连接线。
用鼠标对准需要调整的连接线端点，按住鼠标的左键不放，用拖动方式对端点的位置进行微调。
用选择元素工具
，选中一个移位连接，按下键盘中的Del键，就可以删去不需要的连接线。
选择察看连接表工具
，就会弹出连接表对话框，在其中察看已有的连接，或者直接输入或修改已知的坐标值，达到精确地输入坐标的目的。
4．3选择校正方式
在SpatialAdjustment工具条中选择菜单SpatialAdjustment/AdjustmentMethods/RubberSheet，确定采用橡皮拉伸（Rubbersheeting）的校正方式。
选择菜单SpatialAdjustment/AdjustmentMethods/Options，进入校正特性对话框，选择General标签：
AdjustmentRubbersheet下拉选择后，单击Options键，进入下一步设置
Method
○·
NatureNeighbor○LinearRubbersheet的方式为NatureNeighbor
按“确定”键完成Rubbersheet的方式设定，在校正特性对话框再选“确定”键，结束校正方式选择。
可以选择菜单SpatialAdjustment/PreviewWindow，会弹出校正预览窗口（AdjustmentPreviewWindow），可以预览校正后的变化。
如果发现未能达到预期的校正效果，可以回到上一步，继续增设、调整移位连接。
选用菜单SpatialAdjustment/Adjust，完成橡皮拉伸（RubberSheeting），将Pipleline层，经过各个不同方向的橡皮拉伸变换，校正到正确的坐标系中。
按系统的提示，保存校正的结果，完成橡皮拉伸（图22-7）。
图22-7用RubberSheeting方法校正后的Pipeline图层
5接边（EdgeMatch）接边是另一种空间校正方法，两个图层之间相互拼接。
激活dataframe4。
Road1（线）、Road2（线）。
击点TOC栏下方的Source标签，显示出各个图层的数据源。
可以看到这两个图层的数据均是存放在同一个GeodatabaseData20中的同一个要素集（Dataset）C3中。
Road1和Road2是分图幅数字化输入的道路网。
两者的坐标均在允许误差的范围内，但由于分开输入的缘故，在两图幅的拼接处，并不严格对接（见图22-8）。
在Editor编辑工具条中，选择菜单Editor/StartEditing，进入编辑状态（如果无法启用StartEditing，很可能是另一个FeatureClass正在编辑，用StopEditing关闭）。
图22-8不同图幅上的同一条道路线相互不连接
5．1选择校正的对象
在SpatialAdjustment工具条中选择菜单SpatialAdjustment/SetAdjustData…，进入校正对象选择对话框：
选择Allfeaturesintheselayers.
Road1不勾选
√Road2勾选，Road2图层上的所有要素需要校正
5．2选择接边的方式
在SpatialAdjustment工具条中选择菜单SpatialAdjustment/Adjustmentmethods/EdgeSnap，确定采用接边校正方式。
选择菜单SpatialAdjustment/AdjustmentMethods/Options，进入校正特性对话框，选择General标签：
AdjustmentEdgeSnap下拉选择EdgeSnap，单击Options键，进入下一步设置
Smooth○Line设定接边的方式为Smooth
按“确定”键继续，在校正特性对话框选择EdgeSnap标签，继续设定接边的方式：
Sourcelayer
Targetlayer
Road2下拉选择road2为校正图层
Road1下拉选择road1为目标图层
Useattributes不选，不使用属性连接
√Onelinkforeachdestinationpoint勾选，每一目标点设一个连接
√Preventduplicatelink勾选，防止重复连接
按“确定”键完成有关接边的设置。
5．3接边处理
接边是通过使用SpatialAdjustment工具条中的接边工具
（EdgeMatch）完成。
使用接边工具
之前，还需要设置自动捕捉距离。
选择Editor工具条上的菜单Editor/Options，在其中Snapping一栏中输入：
Snapping7mapunits设定捕捉距离为7个地图单位，此处是7米
图22-9使用接边工具，自动生成接边的移位连接
按“确定”键完成。
选择使用Spatialadjustment工具条中的接边工具
，用光标在屏幕上拉出一个选择框，将需要接边的三处拼接点全部框选输入（见图22-9），系统自动生成接边的移位连接线。
选择菜单SpatialAdjustment/PreviewWindow，弹出校正预览窗口（AdjustmentPreviewWindow），可以预览接边后的变化。
如果发现未能达到预期的接边效果，可以回到上一步，继续调整。
选用菜单Spatialadjustment/Adjust，完成Road1，Road2两个图层的接边（图22-10）。
图22-10Road1，Road2两个图层的接边完成
按系统的提示，保存接边结果。
6影像配准
激活dataframe5，有3个图层：
“公路”、“县界”、“遥感影像”，公路和县界的坐标一致、符合要求，影像图的坐标有偏差，需要配准。
在目录表（TOC）中右键点击“遥感影像”层，选择菜单项ZoomToLayer，可以看到影像图的全景（见图22-11），影像图和矢量图上都有6个点，这是本教材专门为练习输入的，是配准影像用的控制点，他们是Graph（图形），不是Feature（要素），位置在公路和县界的交点，三个县的边界交汇点（见图22-12，本例仅用于教学，控制点精度不高）。
读者应先熟悉一下他们的相互对应关系，在配准过程中，影像图可能会移动，但控制点不会跟着移动。
图22-11Dataframe5的图层显示
选择菜单View/Toolbars/Georeferencing，调出Georeferencing工具栏。
如果工具栏菜单Georeferencing/AutoAdjust被勾选，应取消。
在Layer：
下拉条中选择“遥感影像”。
先放大显示影像图，便于精确定位在某个控制点上。
选择Georeferencing工具栏上的AddControlPoint
工具，用鼠标左键在影像图上选一个控制点，借助工具
（FullExtent），
（ZoomIn），
（Pan），
（ZoomOut）缩放、平移地图，在“公路”、“县界”图层上找到对应点，点击图标，在对应点上点击鼠标左键，对应链设好。
如果在工具栏菜单中勾选Georeferencing/AutoAdjust，影像图会立刻移动，否则影像图位置不变。
可以选用菜单Geoferencing/ResetTransform，Georeferencing/UpdateDisplay，使影像图在原始、配准后二种位置上显示。
按上述方法继续操作，建立起6对连接链。
如果发现连接链输错了，可以删除。
先在矢量图上移动鼠标，利用光标的位置在地图窗口底部看到连接点的坐标，点击图标
，弹出链接表（LinkTable），查看XMap，YMap的坐标值，找到对应的记录，鼠标点击该记录，改变颜色后按键盘上Del键，该连接线被删除。
图22-12配准后的影像图
选择菜单Georeferencing/UpdateDisplay，配准后的显示效果见图22-12。
可以看到，配准后的“遥感影像”和“公路”、“县界”基本上吻合。
如果已知某点的具体坐标，用工具
点击该点后，用鼠标右键，选择菜单InputXandY，用键盘输入该点坐标值。
点击图标
，弹出链接表（LinkTable），也可以修改坐标点的x，y值，字段XSource，YSource表示影像的原始坐标，XMap，YMap表示配准后的坐标。
目前的配准没有实质性改变影像图的坐标，选择用菜单Georeferencing/Rectify，再选择影像图文件格式，如GRID、TIFF、JPG、ERDASIMAGINE。
经处理后，影像图的内部坐标将实质性改变。
6本章小结
（1）地图投影（MapProjection）地球是一个近似的椭球，为了表达、量算的方便，需要将地球表面的事物
转换成平面。
这种转换对大范围、小比例的地图至关重要。
本教程仅让读者了
解GIS软件具备这一功能，在实际应用中，如何选择投影方式、相关参数，相互转换会产生什么后果，需通过其他途径学习，可参考专门的教科书。
（2）坐标转换（Transform）坐标转换是用于不同坐标系的转换，包括坐标系的平移、旋转、缩放、倾
斜等等。
在ArcGIS中有三种方式可以选择：
Affine（仿射变换）。
仿射变换可以实现四种坐标变换（非等比例缩放、倾斜、旋转、平移）。
在使用仿射变换时，至少需要设3个移位连接线。
Similarity（相似变换）。
相似变换可以实现三种坐标变换（缩放、旋转和平移），使用相似变换时，至少需要设2个移位连接线。
Projective（投影变换）。
投影变换用的更为复杂的数学公式，使用投影变换时，至少需要设4个移位连接线。
（3）坐标拉伸（RubberSheeting）
坐标拉伸（俗称橡皮拉伸）适用于校正数字化时产生的朝各个方向不均匀伸缩、变形。
在使用时，通过设置控制点，与地图上的对应点进行比较，将对应点向控制点移动，同时也移动附近的要素，在使得整个地图总体变形最小的前提下，校正原始数据的空间坐标。
使用橡皮拉伸时，如果控制点足够多，并且在图幅内均匀分布，经过ArcGIS的橡皮拉伸（RubberSheeting），可以精确校正不均匀变形的数字化地图。
在ArcGIS中，橡皮拉伸可以整体拉伸整个图层上的所有要素，也可以只拉伸选定的要素。
（4）接边（EdgeMatch）
接边是处理相邻地图之间的拼接误差。
地图往往是分图幅输入，在图幅相邻之处，双方的坐标即使符合精度要求，也会出现少量错位。
ArcGIS的接边（EdgeMatch）功能可以处理这一问题，消除拼接处的错位，主要是为了以后的空间分析，也为了显示、制图的美观。
转换（Transform）、拉伸（RubberSheeting）、接边（EdgeMatch）的处理结果都改变矢量要素的坐标。
（5）影像配准（ImagyAdjust）
Transform，RubberSheeting，EdgeMatch主要针对矢量型空间数据，影像配准的操作过程和这些处理很相似，但使用的计算方法是专门针对栅格型空间数据的，适合航空摄影、
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