1、城市地理信息系统实验报告1地图配准数字化一 实验目的了解 ArcGIS的基本组成模块 ArcCatalog、ArcMap 和 ArcToolbox的应用基础及一些基本的操作。 通过作图，进一步的了解 ArcGIS软件的一些基本功能。包括ArcCatalog、ArcMap 和 ArcToolbox的应用等。掌握 Aarcgis配准的基本操作，和矢量化的基本步骤掌握基于栅格数据（含遥感影像数据）生产矢量格式数据的方法和步骤，初步了解互联网空间可以获取的多种数据来源。具体实习内容如下：(1) 掌握建立 shapefile文件的基本流程与方法，理解数据文件、要素数据集与要素类的关系。(2) 利用给定的
2、河北地图栅格图像，进行栅格图像配准，并通过鼠标手工跟踪栅格图像，生产矢量地图要素；掌握矢量数据捕捉环境的设置与使用方法。(3) 掌握 shapefile文件属性结构定义域修改方法，掌握两种属性数据采集方法。(4) 熟悉常见的国内外免费数据提供网站，及其提供的数据格式。二 实验环境及数据1 数据准备：网络下载的中国地图，最好是带有经纬网格的地图（有经纬度坐标，方便配准时添加控制点）2.实验环境：arcgis10.2三 实验原理3.1 地图数字化数字化是将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。纸质图件的数字化是数据的一个重要来源。2当纸地图经过计算机图形图像系统光电转换，量化为点阵数字图
3、像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。跟踪数字化：使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的 X，Y 坐标值，获取矢量式地图数据。扫描矢量化：对地图沿 X 或 Y 方向进行连续扫描，在扫描后的处理中，需要进行栅格转矢量的运算，一般称为扫描矢量化过程。3.2 校正与配准校正与配准:把原来不含有地理坐标信息的扫描地图通过建立关联控制点，赋予地理坐标信息的过程。所有图件扫描后都必须经过扫描纠正，
4、扫描图像的坐标是基于扫描仪的坐标，没有任何地理意义，因此扫描图像（待数字化的图像）要先进行校正与配准，以确保矢量化工作顺利进行。四 实验步骤4.1 地图配准1 数据准备：网络下载的中国地图，最好是带有经纬网格的地图（有经纬度坐标，方便配准时添加控制点）2 加载数据：打开 arcgis软件，加载数据，会出现提示框“Unknown Spatial Reference”，即缺少空间参考。忽略，直接 OK即可把地图加载到窗口中。但是细心的操作者会发现，鼠标移动到地图上相应的坐标点时，状态栏3显示的坐标却与地图上的不一致。注意下图红色框内的信息！3 地图配准：对于上面 2中提到的坐标信息显示不正确的问题
5、，是否有方法解决呢？有，就是我们接下来要说的地图配准。3.1 地图配准工具条的加载：在工具栏空白处右键单击，找到“Georeferencing”菜单，点击，即可成功加载配准工具条。红色框内为添加控制点按钮，蓝色框内为控制点属性信息按钮；3.2 添加控制点：点击上述红色框内的添加控制点按钮，将地图在某一经纬度坐标点处放大，单击经纬度交线，然后右击会出现输入坐标值的对话框。提供两种形式输入坐标值，一是 x,y地理坐标，二是经度、纬度值；对于 Input X and Y: x,y值用小数表示，如 1303030应写成 130.508(=130+30.5/60)。 这种方法需要转换计算，一般不采取该种
6、方法；但是第二种方法的按钮是灰色的（下图红色框），很多人都会遇到此问题，这是因为在一开始加载地图时，该地图是缺少空间参考的，我们需要为地图加一个空间参考坐标系。43.2.1 添加空间参考信息：在“view/data frame properties”的“coordinate properties”中选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择“predefined”中的“Projected coordinate system”，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择“Geographic coordinate system”。在这里，我们选择“Geographic coo
7、rdinate system”下的“Beijing1954”坐标系，确定即可。 如下图53.2.2 添加控制点：在设置好空间参考之后，此时你再添加控制点，你会发现“Input DMS of Lon and Lat”按钮被激活，此时便可以通过输入经纬度坐标值来添加控制点的信息了。（注意红色框内的信息别选错了，操作者在这里很容易犯错，有时候默认的并不是与地图信息相匹配，一定要根据输入点的信息来选择“经度【东经和西经】”和“纬度【南纬和北纬】”）点击 OK即可，在你点击 OK之后，会发现地图消失了，此时只要点击工具条上的 “全副显示”按钮即可。按此种方法，均匀的在地图上添加控制点（至少 4个点，即地
8、图的四个角）3.2.3 查看控制点信息：点击 Georeferencing工具条的控制点信息按钮（3.1 中蓝色框内的按钮），下图给出的就是添加的控制点信息。“Transformation”:该下拉按钮，转换的方法会随着控制点数量的增加而增加，一般选择 Adjust即可满足要求。“Total RMS Error”：总误差大小值，该值尽量越小越好，所以在添加控制点时，操作者应该将地图在某一坐标点放大，这样添加的点的精度会很高，总误差也会变得非常小。6“Save”:保存控制点信息，会以 TXT文本文件存储；“Load”:打开控制点文件。如果操作者有控制点信息文件，可以不需要在地图上一个一个的添加，
9、直接通过此按钮来加载控制点文件即可。3.3 地图配准保存和更新通过点击 Georeferencing下的“Update Georeferencing”，便可以完成地图配准，这种方式是将原图直接更新为配准之后的图了，也就是说，当你再次打开原图时，鼠标在地图上移动，状态栏会实时显示与地图信息相匹配的坐标信息；7Georeferencing下的“Rectify”：通过点击此按钮，并进行相关信息的设置（如下图），会重新生成一副地图，而原图并没有被修改；在该保存窗口中，可以设置“Resample Type重采样类型”、“Output Location保存路径”、“Name保存文件名称”、“Format保
10、存类型，一般在这里选择 TIFF格式“,其它的都可以保持默认，Save 即可重新生成新的地图文件。上述“Update Georeferencing”和“Rectify”，本人喜欢采用第一种方式，因为第二种方式重新生成地图，当你加载时可能显示的全部是黑色，出现此种情况，按原有步骤，多尝试几次就可以。3.4 配准后的地图加载显示：在通过上述操作后，便可以重新加载配准后的地图，于是操作者便可以进行矢量化，开展之后的工作了。总结：对于地图配准，最主要的有如下几点：空间参考信息的设置、控制点（选取以均匀选取为标准；信息值输入一般采用经纬度值输入，注意经纬度单位）、配准地图保存！4.2 ArcGIS矢量化
11、新手教程矢量化是将栅格的扫描图或者影像变成矢量文件，很多新手使用 arcgis不知道如何矢量化，小编今天帮大家整理出来一份矢量化过程。工具/原料 arcmap arccatalog 栅格图方法/步骤1. 首先启动 arcgis的服务器，在程序-arcgis-lincense manager 中打开 license server anministrator，并且点击启动。82. 打开程序-arcgis-arccatolog，新建 shpfile，选择线文件，切记，这里选择了线文件，会为后面生成拓扑减少很多错误。93. 在 arcmap中加载刚才新建的线文件以及要矢量化的栅格图，点击编辑器菜单中的
12、开始编辑，编辑器菜单可在 arcgis工具栏空白处右键调出。4. 点击创建要素按钮，打开创建要素窗口，点击刚才创建的线文件，然后就可以在栅格图上进行划线了。5. 画好以后，点击保存编辑内容，然后就可以在图层上右键导出数据了。105实验总结对于本次试验我总结了以下两点：1.实验前一定要弄懂实验原理，这样操作时才对整体有个大体的把握； 2.要特别注意输入输出图层，所以要养成一个对输出图层命英文名的习惯。 GIS 上机实践是空间分析课程教学的重要环节，培养了我们的上机操作能力，也在一定程度上巩固和拓展课堂讲授的理论知识。 通过几个个相关的 GIS 应用专题，结合实际的案例进行练习，我们加强了对 GIS 的理解与认识，提高了对 ARCGIS 的实际操作能力、分析解决问题的能力与创新能力。
