牟乃夏ppt-第4章 空间数据的采集

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1、牟乃夏主编《ArcGIS10地理信息系统教程：从初学到精通》——教学PPT第4章空间数据采集牟乃夏第4章空间数据采集本章主要内容4.1空间数据采集基础知识4.2数据采集方式4.3矢量化步骤4.4地理配准4.5ArcScan矢量化4.6空间校正2空间数据采集是指将遥感影像、纸质地图、外业观测数据等不同来源的数据进行处理，使之成为能够识别和分析的形式，这往往是构建一个具体的GIS系统的第一步。本章首先以遥感影像和纸质地图的矢量化为例，介绍矢量化和地理配准的详细步骤，再通过实例讲解使用ArcScan进行矢量化的过程，最后介绍了空间矫正的原理与方法。4.1空间数据采集

2、基础知识建立一个GIS系统经常要用到不同类型的数据，主要包括：地图数据、遥感影像数据、统计数据、实测数据、文本资料数据。GIS可用的数据源多种多样，进行选择时应注意从以下几个方面考虑：(1)是否满足系统功能要求；(2)所选数据源是否已有使用经验；(3)系统成本；34.2数据采集方式图形数据的采集往往采用矢量化的方法，主要包括手扶跟踪矢量化和扫描跟踪矢量化两种方法。属性数据的采集主要使用键盘输入、属性数据表的链接等方式。手扶跟踪矢量化是在数字化软件的支持下应用手扶跟踪数字化仪来完成，主要利用电磁原理记录数字化仪面板上点的平面坐标来获取矢量数据。扫描跟踪矢量化法是

3、目前最常用的地图数据采集方法，其作业速度快、精度高，操作人员工作强度较低。4.3矢量化的步骤地图矢量化是把栅格数据转换成矢量数据的处理工程。(1)扫描。(2)图像预处理。(3)地理配准。4(4)数据分层。(5)图形数据追踪。(6)属性录入。4.3.1扫描扫描是纸质地图矢量化的第一步，它将纸质地图转化为计算机可以识别的数字形式，扫描时需要设定的相关参数如下：(1)扫描模式。地形图扫描一般采用二值扫描或灰度扫描，黑白航片或卫片采用灰度扫描，彩色航片或卫片采用彩色扫描。(2)扫描分辨率。根据扫描要求，地形图扫描一般采用300dpi或更高的分辨率。(3)亮度、对比度、

4、色调、GAMMA曲线等，根据需要调整。4.3.2图像预处理图像预处理是在图像分析中，对输入图像进行特征抽取、分割、匹配和识别前所进行的处理。5(1)几何校正。几何校正最常用的方法是仿射变换法。仿射变换法的特性是：直线变换后仍为直线，平行线变换后仍为平行线，不同方向上的长度发生变化。(2)投影变换。当数据源采用不同的地图投影时，需要将源数据转换为所需要的地图投影，这一过程称为投影变换，投影变换的方法有正解变换、反解变换和数值变换。4.3.3地理配准通过具有较高位置精度的控制点将扫描得到的地图数据匹配到用户指定的地理坐标系中，这个过程就叫做地理配准。地理配准中控制

5、点的选择要遵循以下原则：(1)变换公式是n次多项式，则控制点个数最少为（n+1)(n+2)/2。(2)应选取图像上易分辨且较精细的特征点。(3)特征变化大的地区应多选点。(4)图像边缘处要尽量选点。(5)尽可能满幅、均匀地选点。64.3.4数据分层数据分层是当前GIS软件处理空间数据最基本的策略，数据分层过程中一般应遵循以下原则：(1)不同类的要素分布在不同的图层。(2)不同几何形状的要素分布在不同的图层。(3)同种性质、不同类别的地物分布在不同图层；但同种类型，不同等级的地物宜放在同一图层。(4)不同时段的数据分布在不同的图层上。4.3.5图形数据追踪图形数

6、据追踪是以栅格数据为基础，用矢量化软件依次对各个图层的地物进行跟踪矢量化。点、线、面图层矢量化的方法为：(1)点的矢量化比较简单，只需将地图上的点放大到合适的大小，然后在其中心处定位即可。7(2)线的矢量化要求将线条放大到合适的宽度，按栅格图像中线条的整体走势进行矢量化，而且尽量使线条平滑，矢量化过程中通常会用到捕捉工具来捕捉结点。(3)面的矢量化比较为复杂，因为面的矢量化过程中要正确处理拓扑关系。4.3.6属性录入属性数据的录入可随矢量化几何数据同步进行，也可以在处理好几何数据以后边检查图形数据质量边录入。4.4地理配准4.41地理配准工具条介绍启动ArcM

7、ap，在主菜单中单击【自定义】--【工具条】--【地理配准】，在加载【地理配准】工具条，其对应的功能如下图：【地理配准】工具条84.4.2地理配准的步骤地理配准一般都要经过选择坐标系统、添加控制点、检查残差、选择地理配准方法以及进行地理配准等几个步骤。打开进行地理配准的地图文档如下图：打开进行地理配准的地图文档94.5ArcScan矢量化4.51ArcScan简介在ArcMap主菜单中单击【自定义】--【工具条】--【ArcScan】，加载【ArcScan】工具条，如下图：【ArcScan】工具条ArcScan是ArcGISDesktop的扩展模块，是栅格数据

8、矢量化的一套工具集。ArcScan的矢