地理信息系统软件与应用实验报告影像配准及矢量化.docx
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地理信息系统软件与应用实验报告影像配准及矢量化
本科实验报告
课程名称：
地理信息系统软件与应用
实验项目：
影像配准及矢量化
实验地点：
地学楼测绘科学与技术系实验中心
专业班级：
地信1201学号：
******
学生姓名：
*******
2014年11月10日
一、实验目的
1、利用影像配准（Georeferencing）工具进行影像数据的地理配准
2、编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。
3、熟悉GRAMINGPS手持机的基本使用方法。
二、实验原理
影像配准工具用于栅格数据的空间位置匹配。
栅格数据一般来源于扫描地图、航摄及卫星影像。
地图坐标系通过地图投影来定义。
对栅格数据集进行地理匹配时，将使用地图坐标确定其位置并指定数据框的坐标系。
三、实验数据
昆明市西山区普吉地形图1:
10000地形图――70011-1.Tif
昆明市旅游休闲图.jpg（扫描图）
四、实验步骤
1、打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。
2、把需要进行配准的影像—70011-1.TIF增加到ArcMap中
3、在”Georeferencing”工具栏上，点击“添加控制点”按钮,使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。
点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮，检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点，转换方式设定为“二次多项式，保存控制点
4、在“Georeferencing”菜单下，点击“Update”。
执行菜单命令“视图”－“数据框属性”，设定数据框属性
更新后显示
5、在“Georeferencing”菜单下，点击“Rectify”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件
6、加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除
7、打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“个人Geodatabase”。
并修改该Geodatabase数据库的名称为hyb2986
8、为该数据库创建等高线要素类
9、在ArcMap中加载hyb2986数据库，点击“Editor->StartEditing”，选择“等高线要素类”，对其进行矢量化
对其进行裁剪、分割、合并等操作
合并
线的分割
10、参照以上步骤，从地图中提出一多边形要素
保存地图，退出ArcMap及ArcCatalog
11、打开ArcMap，添加扫描地图－YNKM.JPG，
打开“Georeferencing”工具栏
12、根据gpsdata.dbf中的内容，将其转换为一个新的图层：
GPS.shp,并将其添加到当前数据框中
添加gpsdata.dbf
执行菜单命令”File->AddData->AddXYData”,在出现的菜单中指定坐标系统为地理坐标：
GCS_WGS1984,X坐标指定为经度（E），Y坐标指定为纬度（N）
在TOC面板中“显示”视图下，右键选择图层“gpsdata事件”，从右键菜单中执行“数据”－>“导出数据”，将其导出成为一个新的Shape文件－名称为GPS.shp
将GPS.shp添加到当前的数据框中
13、在TOC中右键选择图层――YNKM.JPG，在出现的菜单中点击“ZoomtoLayer”，并将其放大到某一尺度下
14、对比第一组同学在进行GPS数据采集时所使用的纸质地图，在地图显示区中找到第1个控制点
15、点击“Georeferencing”工具栏上的控制点选择工具
，在扫描地图中，采集第1个GPS控制点的位置，点击后输入点坐标，以此类推输入4个点坐标
检查RMS，转换方式采用1次采样
保存控制点坐标
使用下拉菜单“Georeferencing”中的“Recify”命令对栅格地图重采样。
转换方法使用“一次多项式”。
加载重采样后的栅格地图，并将原始的扫描地图从数据模框中删除。
16、在ArcCatalog中新建一个要素类，命名为：
Schools，坐标系统设置为WGS_1984地理坐标系－与GPS野外数据相同
17、将Schools图层添加到当前数据框中。
18、在TOC面板中，右键选择“图层”，在出现的菜单中，点击“属性”，设定数据框的坐标系为GCS_WGS_1984
19、打开“编辑器”工具栏，在“编辑器”下拉菜单中执行“开始编辑”命令，选择要编辑的图层－Schools，确认“编辑器”工具栏中，任务为――新建要素，目标为――Schools。
20、将地图放大到合适的比例下，在“编辑器”中选中“草图”工具
，在地图中找到图例为
的要素，在其所在位置，点击鼠标，分层提取昆明市的各高校位置数据－（点要素）。
打开属性表，输入学校的名称。
21、停止编辑，将修改结果保存到要素类－Schools中。
四、实验总结：
1、屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。
地形图的配准－加载数据和影像配准工具
必要性：
所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢
量化工作顺利进行。
输入控制点
必要性：
在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
利用它们同名性质列方程，求待定系数来获取其在规定坐标系下的坐标。
设置数据框的属性
必要性：
统一标准，单位m，参考坐标系统80西安坐标系（Xian1980DegreeGKCM102E），可以求得真实坐标。
矫正并重采样栅格生成新的栅格文件
必要性：
矫正，和配准。
使用这些配准后的影像进行分层矢量化。
分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层
必要性：
创建要素对象
从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中
必要性：
提取所需地图要素
2、分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。
数据采集：
实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）
减少方法：
使用高精度仪器，重复测量获取多组数据
数据输入：
数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）
减少误差方法：
使用高精密仪器，操作员尽量做到小心
数据存贮：
数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）空间精度不能满足
减少办法：
取数据平均值
数据操作：
类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）
减少办法：
重复处理
多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）
处理方法：
重复处理
各种内插引起的误差
处理方法：
重复内插
3、为什么要对配准后的数据进行重采样？
由于配准是对待配准图像进行变换，将其变换到参考图像坐标参考系中，而一个图像的显示存储是以栅格形式存储，待配准图像变换到参考系中不一定在栅格点上，因此要进行重采样将其变换到栅格点上
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