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...
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