项目一地图数据的获取与处理.

黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋[e-mail]黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋项目一地图数据的获取与处理任务1任务2地图数据获取地图数据处理黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取一、地图数据获取的目的地图数据获取与处理是将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图像、文本资料等转换成现代地图制图可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证、修改、编辑等处理。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取二、地图数据获取的主要技术（一）实测数据的获取方式1.平板测量平板测量获取的是非数字化数据。虽然现在已不是GIS野外数据获取的主要手段，但由于它的成本低、技术容易掌握，少数部门和单位仍然在使用。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取2.全野外数字测图全野外数据采集测量工作包括图根控制测量、测站点的增补和地形碎部点的测量。采用全站仪进行观测，用电子手簿记录观测数据或经计算后的测点坐标。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取二、地图数据获取的主要技术（二）遥感地图数据的获取方式1.遥感原理黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取（二）遥感地图数据的获取方式2.遥感图像的处理方法（1）遥感图像的纠正处理（2）遥感图像的增强处理3.遥感图像的信息获取（1）目视判读（2）计算机自动识别与分类黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务一地图数据的获取二、地图数据获取的主要技术（三）矢量地图数据的获取方式1.手扶跟踪数字化这种方式数字化的速度比较慢，工作量大，自动化程度低，数字化精度与作业员的操作有很大关系，所以目前已基本上不再采用。原始地图扫描栅格文件栅格编辑黄河水利职业技术学院测绘工程系矢量化矢量文件矢量编辑刘剑锋格式转换GIS数据库任务一地图数据的获取（三）矢量地图数据的获取方式2.扫描矢量化黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋三、任务实施（一）数据准备（1）数学基础选择◆选择合适的地图投影。不管在哪一种投影下进行地图编辑，最终利用制图软件都可方便地实现投影的转换，这是数字制图的优越性。◆选择坐标系坐标系可以明确制图对象的空间定位坐标，它包括一组参数，如坐标系名称、投影类型、基准面等，投影只是其中的一个参数，是坐标系的一部分。现有的许多桌面GIS软件大多提供多种不同坐标体系(基准面)供用户选择，少数软件还允许用户建立自己的坐标系。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋•（2）图像几何校正和配准主要用于在数字化地图前,对地图进行坐标和投影的校正,以使得地图坐标点准确,使得地图拼接准确。GIS软件中都提供了图像几何校正和镶嵌配准的工具。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋（二）地图校正配准1.标准分幅的影像校正单击“文件”菜单下的“打开影像”命令，打开待校正的标准分幅的栅格影像；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1.标准分幅的影像校正第一步：单击“镶嵌融合/DRG生产”菜单下的“图幅生成控制点”命令，系统弹出“图幅生成控制点”对话框；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1.标准分幅的影像校正①、单击“输入图幅信息”按钮，弹出如图所示的对话框，输入图幅号，单击“确定”；②、依次确定四个内图廓点：单击“左上角”单选按钮，然后单击标准图幅中相应的内图廓交叉点，余者依次类推；③、单击“生成GCP”按钮；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1.标准分幅的影像校正第二步：单击“镶嵌融合/DRG生产”菜单下的“顺序修改控制点”命令，依次调整每个控制点的位置，并按“空格键”确认修改；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1.标准分幅的影像校正第三步：单击“镶嵌融合/DRG生产”菜单下的“逐格网校正”命令，保存校正后的结果文件，单击“确定”按钮即可；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正单击“文件”菜单下的“打开影像”命令，打开待校正的非标准影像；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正第一步：单击“镶嵌融合”菜单下“打开参照文件/参照线文件”命令；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正第二步：单击“镶嵌融合”菜单下“删除所有控制点”命令；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正第三步：单击“镶嵌融合”菜单下“添加控制点”命令，依次添加至少四个控制点；添加方法如下：分别单击左边影像内一点和右边线文件中相应的点，并分别按“空格键”确认，系统会弹出提示对话框，单击“是”按钮，系统会自动添加一控制点；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正第四步：单击“镶嵌融合”菜单下“校正预览”命令；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.一般影像的矢量文件校正第五步：单击“镶嵌融合”菜单下“影像校正”命令，并保存校正结果；黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋（三）地图矢量化1.数据获取•（1）读图、分层一般按照地理要素进行分层。在GIS应用中，一般把同一类地理要素存放到同一文件中。从上图中，可以判读出地理要素有境界线、水系、行政区等，同时还有图幅数学基础经纬网。•（2）新建文件•根据判读的地理要素，分为不同的要素层，新建这一类对应的文件，并建立其对应的属性信息。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋读图分层分析扫描地图，进行分层，确定要数字化的信息，对图形主要结构有一个了解，然后根据一定的目的和分类指标，对地图上的图形要素进行分类。每一类作为一个图层，每一个图层赋一个图层名。成图居民点等高线方里网=++黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋（四）普通地图的编辑和制作•（3）数字化地图地图数字化是地理空间数据输入的重要途径，图形经过数字化处理后，传统的纸质地图可转换成数字地图产品。扫描数字化采用高精度扫描仪，将图形、图像扫描后形成栅格数据文件，再利用矢量化软件对栅格数据进行处理，将它转化成为矢量图形数据。原图用扫描仪原图扫描图像校正拼接子图块读图、分层装入光栅数据设置当前层和缺省参数设置矢量化参数设置矢量化范围交互矢量化矢量图合成保存文件黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋可用二值扫描、灰度扫描或彩色扫描一般情况下，先矢量化后对矢量图形数据进行校正但有时需要与已有的图形套合，这时需要先将扫图形进行校正，然后与已有的图形配准。抽稀因子就是控制线在抽稀后与原光栅中心线之间的最大偏差值，实际上就是控制线的坐标点数，要适合精度要求。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋分层矢量化对扫描图像进行分析，在新建的文件中，选择矢量化方式，取相应按钮或子菜单开始矢量化工作。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋项目一地图数据的获取与处理任务1任务2地图数据获取地图数据处理黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理一、图形坐标变换坐标变换包括数字化仪坐标和扫描影像的坐标与大地坐标的变换，以及两个不同的大地坐标系的变换。（一）相似变换（二）仿射变换黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1任务2地图数据处理一、图形坐标变换1.相似变换相似变换主要解决两个坐标系之间的变换，根据坐标变换原理如数字化仪坐标到投影坐标之间的变换，变换公式如下：XA0AxB1yYB0B1xA1y计算相似变换，至少需要对应的坐标系的两个对应控制点，计算四个变换参数。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋1任务2地图数据处理一、图形坐标变换2.仿射变换如果坐标在X,Y方向上的比例因子不一致，如图纸存在仿射变形，此时需要采用仿射变换公式。则变换公式为：XA0AxA2yYB0B1xB2y计算仿射变换，至少需要对应坐标系的三个对应控制点，计算六个变换参数。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理二、图幅拼接1.几何裂隙和逻辑裂隙几何裂隙：在对分幅地图数字化输入后进行拼接时，常常会有边界不一致的情况，由数据文件边界分开的一个地物的两部分不能精确的衔接，这种裂隙称为几何裂隙。逻辑裂隙：由于人工操作的失误，两个相邻的图幅的空间数据库在结合处可能出现逻辑裂隙。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理二、图幅拼接2.图幅拼接在对分幅标准地形图进行图幅拼接处理时，一般需要先进行投影变换，通常的做法是从地形图使用的高斯-格吕格投影转换到经纬度坐标系中，然后再进行拼接处理。在进行拼接处理时，在相邻图幅的边缘部分，常常会有边界不一致的情况，就需进行图幅数据边缘匹配处理。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋2.图幅拼接(a)(b)(c)（a）拼接前；（b）拼接中的边缘不匹配；（c）调整后的拼接结果黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理二、图幅拼接3.边缘匹配处理图幅边缘匹配处理，主要有以下四个步骤：（1）逻辑一致性的处理（2）识别和检索相邻图幅（3）相邻图幅边界点坐标数据的匹配（4）相同属性多边形公共边界的删除黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理三、拓扑生成1.点、线拓扑关系的建立点线拓扑关系的实质是建立结点-弧段，弧段-结点的关系表格，有两种方案：（1）在图形采集与编辑时自动建立。主要记录两个数据文件：一个记录结点所关联的弧段，即结点弧段列表；另一个记录弧段的两个端点（起始节点）的列表。数字化时，自动判断新的弧段周围是否已存在的结点。若有，将其结点编号登记；若没有，产生一个新的结点，并进行登记。（2）在图形采集和编辑后自动建立。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理三、拓扑生成2.多边形拓扑关系的建立1.基本多边形基本多边形黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理2.多边形拓扑关系的建立（1）基本多边形第一种是独立多边形，它与其他多边形没有共享边界，例如独立房屋，独立水塘等，这种多边形在数字化过程中直接生成，因为它仅有一条周边弧段，该弧段就是多边形的边界。第二种是具有公共边的简单多边形，在数据采集时，进采集弧段数据，然后用一种算法，自动将多边形的边界聚合起来，建立多边形文件。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理2.多边形拓扑关系的建立（1）基本多边形第三种是带岛的多边形，除了要按第二种方法自动建立多边形以外，还要考虑多变形的内岛。第四种是复合多边形，它是由两个或多个不相邻的多边形组成，对这种多边形一般是在建立单个多边形以后，在用人工或某一种规则组合成复合多边形。黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理2.多边形拓扑关系的建立（2）基本多边形拓扑关系建立建立多边形拓扑关系是矢量数据自动拓扑关系生成中最关键的部分，算法比较复杂。多边形矢量数据自动拓扑主要包括4个步骤：1）链的组织2）结点匹配3）检查多边形是否闭合4）建立多边形拓扑关系黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋无论以何种数字化方式输入数据，都会出现误差或错误，最常见的数字化错误有碎多边形、接边问题、超出结点、不达结点和错误多边形等，这些错误需要通过编辑来修正。任务2地图数据处理四、数据编辑和处理黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋在数字化后的地图上，经常出现的错误任务2地图数据处理四、数据编辑和处理黄河水利职业技术学院测绘工程系刘剑锋任务2地图数据处理