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1、重庆交通大学地理信息系统二次开发课程课间实验报告实验项目 1：ArcEngine 开发入门实验姓 名： 学 号 班 级： 专业 级 班 指导教师： 实验日期：2014 年 10 月 11 日测量与空间信息处理实验课间实验评定标准及成绩实验项目名称： 实验日期： 实验成绩： 实验评定标准：评定标准 分值 评定理由及评语A（ ）B（ ）1）实验结果及分析是否合理C（ ）A（ ）B（ ）2）实验程序流程图是否正确C（ ）A（ ）B（ ）3）实验报告是否按照规定格式C（ ）实验 1 GIS 数据采集-屏幕跟踪矢量化目 录1 实验目的和要求 .11.1 实验目的 .11.2 实验报告要求 .12 实验准
2、备 .13 实验内容及流程 .23.1 实验内容 .23.2 实验流程 .34 屏幕跟踪矢量化操作过程 .44.1 扫描纸质地形图或其它数字影像格式地图 .44.1.1 扫描图像成果 .44.1.2 判断图像质量 .44.1.3 判断识别地图的坐标系统(配准依据) .44.2 图像预处理 .54.3 图像配准 .54.4 图像二值化 .54.5 数据分层方案 .54.6 图形追踪矢量化 .54.7 矢量化成果 .55 实验思考 .56 实验体会 .61实验 1 ArcEngine 开发入门1 实验目的和要求1.1 实验目的（1）了解 ArcGIS 的基本组成模块 ArcMap、ArcCatal
3、og 和ArcToolbox 的应用基础及一些基本的操作；（2）掌握利用影像配准（Georeferencing）工具进行影像数据的地理配准；（3）理解屏幕跟踪矢量化的原理和方法； （4）使用数字化软件 ArcScan 对栅格地形图进行屏幕跟踪数字化的操作(包括等高线、地物、居民地注记、高程点等 )的矢量化。1.2 实验报告要求做出书面报告，包括原理、过程和结果。具体内容如下：1）总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。2）分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。3）为什么要对配准后的数据进行重采样？4）总结使用数据空间范围和子类的益处。2 实验准备（1）软件准备：ArcGI
4、S Desktop 10.0 软件的 ArcMap 模块、ArcCatalog 模块。（2）硬件准备：台式或笔记本电脑。（3）数据准备：云南普吉的一幅地形图扫描图像。（4）知识预备：图像配准是给定两幅待配准图像，对其中一幅图像作变换，使2得变换后的图像与另一个图像内容在拓扑上相对应并几何上相对齐。而对于地理数据来说，可以将一幅图像作为待配准图像，将另一幅图像看作是在一定坐标系统及投影系统下的经纬网地图，我们只需要将我们待配准图像中的配准点（一般选择经纬网或方里网的交点）配准到实际坐标系统和投影系统下的坐标值，即可对待配准图像进行坐标匹配，使其配准后的图像具有实际的地理坐标值。确定所有点之间的空
5、间几何函数关系即坐标关系是很困难的，因此通常是确定足够数量的对应点，根据所采用的数学模型，进行坐标关系的计算。3 实验内容及流程3.1 实验内容利用 ArcGIS 软件进行地形图扫描屏幕跟踪矢量化，并通过实际操作学习软件的各种功能。33.2 实验流程扫描地图图像预处理地理配准图像二值化数据分层屏幕图形追踪矢量化成果图 1 实验流程一属性数据添加扫描地图图像预处理图像二值化数据分层屏幕图形跟踪坐标系统添加矢量化成果图 2 实验流程二属性数据添加实验流程一是先加坐标系统，再矢量化；实验流程二是先矢量化，最后添加坐标系统。任选一种方案即可。44 屏幕跟踪矢量化操作过程4.1 扫描纸质地形图或收集其它
6、数字影像格式地图4.1.1 扫描图像成果图 1 实验数据原图4.1.2 判断图像质量扫描图像清晰，没有扭曲变形，故不需要做图像预处理，即几何纠正。如果要做，怎么做？4.1.3 判断识别地图的坐标系统(配准依据)扫描地图比例尺是 1:10000，带号是 34 带，采用西安 1980 坐标系，因此可以判定：（1）该图是 3 度分带。5（2）中央子午线是 34*3=102 度。（3）投影方法及参数：高斯克吕格投影-基本比例尺地形图系列。4.2 图像预处理扫描图像清晰，没有扭曲变形，故不需要做图像预处理，即几何纠正。如果要做，怎么做？4.3 图像配准目的：打开 ArcMap ,加载已获取的图像数据文件
7、，进行地理配准，给地图配上真实的地理坐标。第 1 步 加载栅格影像地图数据，激活影像配准工具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。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，添加时选择“Do not build pyramids”（不建立影像金字塔） ，加载后会发现 Georeferencing（影像配准）工具栏中的工具被激活（图2-1） 。6图 4.3.1 加载影像地图数据，激活影像配准工具第 2 步 输入控制点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
8、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。1、在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。如图 4.3.2 所示。图 4.3.2 添加控制点工具2、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，如图 4.3.3 所示：7图 4.3.3 输入控制点实际地理坐标【注意】输入软件中的坐标与平常测量中的习惯相反：输入 ArcGIS 软件中的 X 坐标是地形图中的 Y 坐标（若含有带号，则可去掉带号） ，即地形图横向方里网值，也是测量中的 Y 坐标，去掉带号后是 6 位数，含带号是 8 位数。输入 ArcGIS
9、 软件的 Y 坐标是地形图中的 X 坐标，即地形图纵向方里网值，也是测量中的 X 坐标，共 7 位数。3、用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于 7 个） ，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，如图 4.3.4 所示。注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。图4.3.4 查看控制点链接表8图 4.3.5 检查控制点残差和中误差检查控制点的 Residue（残差）和 RMS，删除残差特别大的控制点（选中记录后点击删除按钮）并重新选取控制点。当Residue（残差）和 RMS 均较小时，即可点击 OK 按钮完成配准
10、，转换方式设定为“二次多项式” ，如图 4.3.5 所示。第 3 步 设定数据框的属性1、增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在”影像配准”菜单下，点击“更新显示” 。执行菜单命令“视图 ”“数据框属性”，设定数据框属性。如果 4.3.6 所示。9图 4.3.6 设置数据框的显示属性在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”10图 4.3.7 设置数据框的坐标系统在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安 80 投影坐标系， 3 度分带，东经 102 度中央经线） ，与扫描地图的坐标系一致。如图 4.3.7 所示。2、更新后，就变成真实的坐标。第 4 步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件1、在”影像配准”菜单下，点击“矫正” ，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。11图 4.3.8 矫正栅格影像地图数据图 4.3.9 选择重采样内插方法2、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。后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行二值化，然后分层矢量化。4.4
