地图投影和坐标转换.docx

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地图投影和坐标转换

地图投影和坐标转换

实验一地图投影和坐标转换

实验目的:

将扫描的地图从图形坐标转换到现实世界坐标（投影坐标）下，从而能够与GIS数据库集成，可以用于矢量化，也可以作为矢量数据的背景。

实验准备:

将实验数据拷贝到本地计算机上自己的工作文件夹中。

（路径和文件名字最好不要包括汉字、空格和特殊符号）

阅读地图

启动ArcMap

将提供的扫描地图添加到地图上，注意查看系统的提示内容。

放大地图浏览，查看经纬格网、标注的经纬度，检查地图的坐标。

在地图上确定将采用的控制点。

处理控制点坐标

打开Excel，

记录下控制点的编号和经纬度坐标

可以利用公式将经纬度从度分秒转换为小数度数。

如假设b2单元格中存储的是117,20,20

通过公式:

VALUE（LEFT（B2,3））+VALUE（MID（B2,5,2））/60+VALUE（RIGHT（B2,2））/3600

计算出其为117.33889度。

选择计算出的小数度数列，复制，然后在空列上进行选择性粘贴，指定只粘贴数值。

除了最后粘贴的两列经纬度数和编号列外，删除其它的列。

右键点击经度列，选择设置单元格格式。

将格式指定为数值，小数点5位。

同样设置纬

度列的格式。

将结果另存为dbase表格文件，保存到你的工作空间下。

关闭Excel。

重新打开建立的DBF文件，查看数据是否正确（很多时候由于操作不当会

导致另存为DBF文件丢失数据）。

将控制点添加到地图上

在ArcMap中，从Tools菜单下选择AddXYData。

在打开的对话框中指定使用你刚建立好的控制点坐标DBF文件。

指定X字段为经度，Y字段为纬度。

点下面的Edit按钮，打开空间参照属性对话窗口。

点Select按钮选择坐标系统。

浏览到地理坐标系统下的亚洲下的北京1954投影坐标。

Add添加坐标系统。

在空间参照属性窗口中确定所选择的坐标系统，关闭对话窗口。

在AddXYData对话框中点OK确定添加数据。

可以看到，地图上添加了一个点事件（Event）图层。

导出图层数据

在内容表中右键点击刚生成的图层，选择Data->ExportData。

在打开的对话框中指定文件保存的路径和名字。

这样就将点生成了一个点shape文件。

你也可以选择将它导出到地理数据库中。

这个文件目

前是采用经纬度坐标的。

进行投影

在ArcMap中点Show/HideArcToolbox按钮，显示出ArcToolbox来。

在ArcToolbox中选择DataManagementTools下的ProjectionsandTransformations下的

Features下的Project工具，打开Project对话框。

在Project对话框中指定对前面生成的shape文件进行投影，指定输出名字,指定输出的坐标投影方式:

Select投影坐标系统下的GaussKruger下的Beijing1954下

的Beijing_1954_GK_Zone_20N投影。

在空间参照属性窗口中查看这种投影方式的具体

内容。

在Project对话框中点OK进行投影转换。

完成后关闭弹出的信息窗口。

在ArcMap的内容表右键点击新生成的投影后图层，选择Properties。

在打开的属性窗

口中选择Source页面，再次查看投影信息是否正确。

现在已经将控制点投影到现实世界坐标中。

利用它就可以对相应的地图进行坐标转换。

上学期实验中曾经用过的方法:

将扫描地图和投影坐标的控制点图层添加到ArcMap中

右键点击扫描地图，选择ZoomtoLayer。

打开Overview窗口。

右击控制点图层，选择ZoomtoLayer。

这样当前地图窗口范围和Overview窗口范围大

致相同

打开Georeferencing工具栏。

选择Georeferencing菜单下的FittoDisplay。

这样在地图窗口中就能同时看到控制点和

扫描地图。

适当放大窗口，用AddControlPoints工具建立扫描图上的控制点到对应的控制点图层

上控制点之间的连接。

完成后ViewLinkTable，检查转换的误差效果。

选择Georeferencing下的Rectify，根据控制点将扫描图坐标转换到投影坐标下。

指定新

生成的图像的名字

另外一种方法:

在添加控制点的时候，先点击扫描地图上的控制点，然后右击鼠标，选择InputXandY。

然后输入此控制点对应的坐标即可。

因此首先你要知道这些控制点投影后的坐标值。

在ArcToolbox中选择DataManagementTools下的Features下的AddXYCoordinate工

具。

在对话框中指定对投影后的控制点图层进行操作。

OK执行操作。

现在在内容表中右键点击控制点图层，选择OpenAttributeTable。

在打开的属性表中可

以看到表格中的Point_X和Point_Y字段存储着对应点的坐标。

下面是关于ArcScan的快速入门练习。

练习1显示怎样设置栅格捕捉选项和环境，捕捉到栅格像元，跟踪栅格像元来生成线和多边形要素。

练习2教你怎样编辑栅格图层，去除不需要的像元，应用矢量化设置，预览矢量化，使用批量矢量化方式来生成要素。

每个练习需要20分钟左右来完成。

练习1:

栅格跟踪

ArcScan让从扫描的栅格图像生成新的要素变得很简单。

这个过程能显著地减少将栅格数据集成到矢量数据库所需要的时间。

本练习中，你将使用扫描的地块图通过交互跟踪栅格像元来生成要素。

首先要从启动ArcMap开始，然后调入包含栅格数据和两个shapefile的地图文档。

启动ArcMap

1.启动ArcMap。

2.点击ArcMap的标准工具栏上的Open按钮

3.浏览选择到试验数据所在的ArcScan目录下的ArcScanTrace.mxd地图文档。

4.点Open按钮打开此地图文档。

更改栅格图层的符号

要使用ArcScan的工具和命令，栅格图层必须采用二值图像符号显示。

因此，你需要把

栅格图层从扩展（Stretched）显示更改为单独值（Uniquevalue）显示。

1.在ArcMap的内容表中右击ParcelScan.img栅格图层，从右键菜单中选择Properties。

2.在打开的图层属性对话窗口中选择Symbology页面。

3.在左边的Show列表中选择使用UniqueValues显示方法。

4.OK关闭图层属性对话窗口。

定位到跟踪区域

地图文档中可以将某个范围命名保存为空间书签。

为那些经常要查看的区域建立空间书签可以节省时间。

现在我们放大到为本练习建立的空间书签区域。

1.从View菜单下点击Bookmarks，选择Tracelines空间书签，从而将放大到这个书

签对应的空间范围。

图面刷新后你就能看到实验的跟踪区域:

开始编辑

只有在编辑过程中ArcScan才能激活。

1.从Editor菜单下选择StartEditing，从而开始一个编辑过程。

设置栅格捕捉选项

栅格捕捉需要设置那些影响到跟踪行为的选项。

这些选项都在栅格捕捉选项对话框中进行设置。

1.在ArcScan工具条上点选RasterSnappingOptions按钮。

2.设置最大线宽度为7。

这个设置确保你跟踪到那些代表地块边界的栅格像元。

3.OK关闭栅格捕捉选项窗口。

4.点Editor菜单，选择Snapping打开捕捉环境对话框。

5.点Raster左边的加号以展开它。

6.勾选中心线（Centerlines）和交点（Intersection）两个选项。

7.关闭捕捉环境设置窗口。

通过跟踪栅格像元来生成线要素

设置好栅格捕捉环境后，就可以开始跟踪栅格像元了。

你将使用VectorizationTrace工具来进行:

1.在ArcScan工具栏上选择矢量化跟踪工具（VectorizationTrace）。

2.将鼠标移动到地块边界的交点处，直到它捕捉到交点。

单击以开始跟踪。

3.向下移动鼠标，点击以生成线要素。

4.继续向下移动并点击，数字化地块的外边界。

5.完成对外边界的跟踪后，按F2键结束描线。

这样就生成了一条代表地块外边界的

线要素（下图右）。

通过跟踪栅格像元生成多边形要素

前面你透过跟踪栅格像元来建立了线要素;下面你将使用矢量化跟踪工具来生成多边形要素。

1.为了能更好地查看要跟踪的区域，需要放大到标记为Tracepolygons的区域。

从主

菜单上的View菜单下选择Bookmarks->Tracepolygons。

改变编辑目标图层

为了在跟踪的时候建立多边形，你必须将目标图层从当前的线图层ParcelLines更改为多边形图层ParcelPolygons。

1.点击Editor工具条上的Target下拉箭头，选择ParcelPolygons图层作为目标图层。

2.点选ArcScan工具栏上的VectorizationTrace工具。

3.将光标移动到061地块的左下角直到捕捉到交点，点击开始跟踪。

4.将箭头指向该地块右下角，点击以开始生成多边形要素的段。

5.继续逆时针方向跟踪地块边界，

6.当光标回到了跟踪的起点后，按F2结束多边形。

结束你的编辑过程

在你完成栅格跟踪后，取消VectorizationTrace工具，你可以停止编辑，保存你所做的编辑。

1.在编辑工具栏上点Editor菜单，选择StopEditing。

2.回答Yes保存你所做的编辑。

本练习中，你学习了怎样设置栅格捕捉选项和环境，捕捉倒栅格像元，跟踪栅格像元以生成新的线或多边形要素。

这些步骤覆盖了主要的栅格跟踪处理过程。

下一练习中你将学习怎样编辑栅格图层，用批量矢量化工具来将整个栅格图层自动生成要素。

练习2:

批量矢量化

本练习中，你将编辑扫描的地块图，去除那些不属于矢量化范围的栅格元素。

清理好栅

格地图后，你将使用批量矢量化方式来生成要素。

同样，首先从启动ArcMap并调入包含实

验数据的地图文档开始。

启动ArcMap，开始编辑

1.启动ArcMap。

2.从标准工具栏上选择Open按钮。

3.浏览并选择到实验数据所在的ArcScan目录下的ArcScanBatch.mxd文档。

4.点Open打开它。

更改栅格图层符号

要使用ArcScan的工具和命令，栅格图层必须采用二值图像符号显示。

因此，你需要把栅格图层从扩展（Stretched）显示更改为单独值（Uniquevalue）显示。

1.在ArcMap的内容表中右击ParcelScan.img栅格图层，从右键菜单中选择Properties。

2.在打开的图层属性对话窗口中，点选Symbology页。

3.在Show列表中，选择UniqueValues显示方法。

4.OK关闭图层属性对话窗口。

定位到实验的清理区域

实验区域已经定义为空间书签。

1.从View菜单下选择Bookmarks->Rastercleanup，放大到该区域。

屏幕刷新后，将显示实验指定的编辑区域:

开始编辑

只有在编辑过程中才能使用ArcScan扩展模块。

1.点Editor菜单，选择StartEditing。

为矢量化清理栅格图

在执行批量矢量化前，很多时候需要预先编辑栅格图像。

这个过程被称为栅格清理，包括从栅格图像中去除那些不属于矢量化范围的多余的像元。

ArcScan提供了工具来执行栅格清理。

现在你将学习使用栅格清理（RasterCleanup）工具来清楚ParcelScan图像中的那些不需要的文本。

1.点击RasterCleanup菜单，选择StartCleanup以开始栅格清理过程。

2.点击RasterCleanup菜单，选择RasterPaintingToolbar以打开栅格描绘工具栏。

3.在栅格描绘工具栏上选择Erase工具。

4.点击并按下鼠标左键，清除地块顶部的文字。

5.继续使用Erase工具清除该文本，直到完全去除它。

除了Erase工具外，栅格描绘工具栏上还有另外一个工具是用来清除像元的。

这个

工具是MagicErase工具，它可以通过一个点击或拖处一个围绕的矩形框来清除互

相连接的像元。

6.在栅格描绘工具栏上点选MagicErase工具。

7.在地块中央的文本周围拖出一个矩形框以去除它。

使用像元选择工具来帮助清理栅格

前面的步骤中，你学习了怎样使用Erase和MagicErase工具来清除栅格图像中不需要的像元。

但是，如果你所要处理的图像中包含很多需要清理的地方，使用这些技术可能非常耗费时间。

为了促进这个处理步骤，你可以结合使用栅格选择工具。

1.为了更好看清编辑区域，你需要放大到命名为CellSelection的书签区域。

从View

菜单下选择Bookmarks->Cellselection。

图面刷新后，可以看到将要实验的区域:

2.点击CellSelection菜单，选择下面的SelectConnectedCells。

3.在打开的Selectconnectedcells对话框中，在Entertotalarea中输入500作为指定的

栅格象素数量。

这个表达式将选择到所有的那些表示文本的栅格。

4.OK确定关进行选择。

可以在地图上看到选择到的文本（像元）:

5.点击RasterCleanup菜单，选择EraseSelectedCells以删除这些选择到的像元。

删除后的栅格图如下:

使用矢量化设置

批量矢量化依赖于用户定义的设置。

这些设置影响到要生成的要素的几何性质。

根据你使用的栅格数据类型的不同，设置也会相应不同。

一旦你确定了你的栅格的适合的设置，你可以将设置与地图文档一起保存或者保存为一个单独的文件。

你将在VectorizationSetting对话框中进行设置。

1.点击Vectorization菜单，选择VectorizationSettings以打开矢量化设置对话框。

2.设置最大线宽度值为10。

3.设置压缩容限为0.1。

4.点Apply以更新这些设置。

5.关闭对话窗口。

预览矢量化结果

ArcScan提供了在真正批量矢量化生成要素前进行预览的方法。

这可以帮助你节省时间，你可以看到你所做的设置是怎样影响到矢量化的。

当修改设置后，点击设置对话框上的Apply按钮就能更新预览。

这个设计可以让你微调矢量化设置。

1.点选Vectorization菜单，选择ShowPreview。

地图上显示出矢量化预览效果:

生成要素

批量矢量化操作最后的步骤是生成要素。

GenerateFeature对话框中你可以选择用来存储将生成的要素的图层，并执行矢量化。

1.点选Vectorization菜单，选择GenerateFeatures。

2.在对话框中选择ParcelLinesBatch图层作为目标图层。

3.OK关闭对话框并开始进行矢量化。

4.在内容表中右击ParcelScan.img图层，选择ZoomToLayer以查看整个矢量化的结

果:

结束编辑过程

一旦你完成了生成要素，你可以停止编辑，保存你所做的编辑结束这个练习。

1.从Editor菜单下选择StopEditing。

2.回答Yes保存你所做的编辑。

本练习中，你学习了怎样使用栅格清理和像元选择工具来编辑栅格图层，应用矢量化设置，预览矢量化，以及生成要素，这些步骤覆盖了批量矢量化处理的主要部分。

入门练习到此结束，你已经学习了使用栅格跟踪和批量矢量化工作中最常用到的工具和命令。

本书的剩下部分将提供其它的帮助你更好地理解ArcScan扩展模块的信息。