地图数字化

一、图像校正图像首先统一存储为tif格式（扫描图是彩色的，在PhotoShop中转成灰度图），并一定要进行备份。扫描图像一般是有变形，因此数字化前要先对扫描进行地理坐标配准。这就要调用ArcGIS的Georeferencing工具条，根据扫描地图上控制点的已知坐标来配准。每幅扫描的图都标注了控制点，如下图的小十字叉。找到每幅图的最左下角的控制点，其实际坐标为（0，0）。向右为x坐标正方向，向上为y坐标正方向。根据各控制点间的实际间距计算出每个控制点的实际坐标，单位取毫米。整幅图大约有20个左右的控制点，仔细审视全图，找到所有的控制点。图1控制点Georeferencing工具条界面如下所示：图2Georeferencing工具条首先将AutoAdjust（自动调整）前的勾去掉，点击放大工具，放大显示控制点（一定要足够大，最好是满屏只显示一个控制点），点击添加控制点按钮，当光标变为十字叉后，左键单击控制点的十字中心，这时图上会在这个位置标出一个彩色的十字叉，单击右键，选择“InputXandY”(输入X和Y坐标)，出现如下的对话框。在对话框中输入该控制点的X坐标和Y坐标。按此过程完成所以控制点的坐标输入。图3输入控制点坐标然后点击查看链接表按钮，出现如下界面。“Transfomation”（转换方法）选择“2ndOrderpolynomial”(二次多项式)，要求“Residual”（残差）这一列均小于0.2毫米,TotalRMSerror也小于0.2毫米。若满足这一要求，将“AutoAdjust”前的复选框勾上。点击save（保存），进行保存。（上述选项在下图红色框内）。若某个控制点不够理想需要重新确定，可以在该界面中选择该控制点对应的记录，按键盘的“delete”键删除。当图像校正结果满足要求时，可选择Rectify(校正，如图2红色框所示)，完成对图像的永久转换（该操作是不可逆的，所以再此之前一定要对图像备份）。二、矢量化矢量化利用ArcGIS的扩展模块ArcScan来完成，同时要利用ArcMap的一些编辑功能。（一）文件设置1.创建并添加Shape文件单击工具栏上的按钮,打开ArcCatalog,新建一个Shape格式的线文件。如下图：出现下面的对话框这是通过右键菜单找到的这里选择shape文件的存储位置在ArcMap中，点击工具栏上的按钮，加入这个文件（现在ArcMap中应该有两个文件了，一个是扫描图像，一个是这个Shape文件）。2.扫描图二值化扫描图像必须变为为单色才能利用ArcScan工具和命令。操作如下(图中注释的标号代表操作的先后顺序)：出现下面的界面：这里自己输入一个文件名这里选择”polyline”（1）右键单击扫描文件（2）然后选择这里“Properties”出现下面界面：（二）尝试批处理矢量化ArcScan可自动对图像进行矢量化，虽然会出出现一些错误，但仍可减少很多工作量，所以建议先尝试自动处理。(1)先选这：”Symbology”(2)再选这：”Classified”(3)这里选“2”(4)最后点这里这里输入一个0~255的数，自己试试效果，使想要保留的内容清晰，同时图面比较干净。1.添加ArcScan工具条如果ArcScan工具条没有出现，在工具条的空白处单击右键，然后选择”ArcScan”。工具条如下图。工具条是灰色的，说明还不可用。第二行工具条如果没出来，选择红框中的菜单项。2.开始编辑ArcScan扩展模块必须在编辑状态下才能激活，点击Editor工具栏中的StartEditing来开始编辑。（这个工具条如果没出来，点击），现在ArcScan工具条也不再是灰色的了。这三项分别是开始编辑、停止编辑、和保存编辑内容。3.清除不需要的图像内容当执行批处理矢量化，在生成要素之前，有时需要编辑扫描的栅格影像，清除一些杂点或不需要数字化的内容。这个过程ArcScan提供了rastercleanup工具来清理不需要矢量化的内容。点击RasterCleanup菜单并点击StartCleanup来开始清理工作。注意：一般每个图的上方都不一定是北方向，每个图的指北针都有一条线是表示北方向的，这条线不要擦掉，并要对其进行数字化。（1）橡皮擦点击在RasterPainting工具栏上的擦除工具。可擦除图像内容。（2）擦除大片内容还有一个工具可以成片的擦除图像，点击这个工具，在图上拖出一个矩形区域，里面的图就擦除掉了（这个工具在擦除时，有时有点特殊）（3）条件选择并删除点击CellSelection菜单中的SelectConnectedCells出现下面界面点击RasterCleanup菜单并且点击EraseSelectedCells来删除选择中的像元。现在选择中的像元都被删除了。这里有两种选择：选择1.根据相邻的像素的数量构造选择条件。选择2.根据相邻的像素的包络矩形的对角线长度构造选择条件3个像素相邻1个像素相邻6个像素相邻这里有4种选择：1.小于等于；2小于；3大于等于；4大于现在表示，相邻像素的个数小于等于2的像素被选择，执行后，被选择的像素的像素以蓝色显示4矢量化环境设置批处理矢量化依靠用户自定义的设置，这些设置将影响产生的要素的形状可应用VectorizationSettings对话框来设置。1、点击Vectorization下的VectorizationSettings来打开VectorizationSettings对话框。出现如下对话框：ArcScan提供了一种方式来预览批处理矢量化生成的要素，这可以帮助你来确定怎样设置将影像矢量化，当设置被改变了，预览也可以随着单击VectorizationSettings中的Apply按钮来改变。注意：这个选项速度很慢，慎重使用。这里选“median”这里表示图中线条的最大宽度（以像素为单位），可以量线宽。这个数越小，表示图像质量越好，数值过小会对图像中的许多污点也进行矢量化，数值过大会使一些本来需要的内容，没被矢量化。可使断开的线条连接上，太大矢量化的结果会出现一些杂乱的线条。其他参数取默认值。设置好后，一定要点这里。然后“Close”5.批量矢量化点这个出现GenerateFeatures对话框（三）跟踪矢量化批量矢量化的结果肯定，有漏下没有矢量化的，也有错误的。本部分是补充漏下的部分，再下一步还要更正错误的。1设置栅格捕捉选项通过这些设置可以使鼠标自动并精确的捕捉到图像中的线条。栅格捕捉设置影响跟踪过程，这些设置在RasterSnappingOptions对话框进行设置。（1）在ArcScan工具栏上点击RasterSnappingOptions按钮来打开对话框。如下：这里选择生成的矢量数据存储在哪个文件中，当有多个shape文件时要注意这里。OK之后等等就出结果了。点击Editor工具栏中Snapping来打开SnappingEnvironment对话框。出现这个：只有小于这个宽度的线条采会被捕捉到。单位：像素半径在这两个数之间的块状像素会被捕捉。单位：像素线条中的洞的包络矩形的对角线如果小于这个数，将被忽略。点击Editor工具栏中”Options”，出现下面对话框2.跟踪矢量化在ArcScan工具栏上点击VectorizationTrace按钮。选择起始点，一直点击下去。菜单（1）这五个可以全选，或选择其中几个，建议1，3必选。分别是：中线，角点，交点，端点，块状像素。注意这里，表示数字化内容存储在哪个文件。在数字化过程中，在这里点击右键出现下面的菜单（1），其他位置点击右键出现菜单（2）。捕捉容差及单位，现在显示20个像素。值大了捕捉效果明显，但鼠标就不太听你使唤了。菜单（2）（意义见上图）注意：在非中文状态下，按下“s”键，配合鼠标，可以完全手工数字化，这用于跟踪错误的情况下。（四）矢量数据编辑这一步是为了改正错误，提供数据质量。1.编辑菜单删除一个节点删除整条线，完成一条线2.几个经常用到的编辑功能选择要素双击，点击右键，弹出右键菜单停止编辑，提示保存，退出编辑状态。保存编辑，仍处于编辑状态。选择要素注意这里选择正确的文件名称。绘制要素被选中的线线的节点，可以拖动删除节点，在节点上单击右键，这个选项就不是灰色的了。插入节点撤销修改3.裁剪和延伸线：数据精度要求：1.线划（点位）整体或部分偏移的距离不超过0.3mm。2.在放大到真实比例2倍的情况下（控制点间距25厘米，屏幕上显示50厘米），曲线表现光滑。三、转换数据将刚才数字化的线状图转换为面状图，点击，出现如下界面：1.这里选“Extend/TrimFeatures”2.选中这条线。3.画这条线。CD或DE会被裁剪掉（取决于从A到B画，还是从B到A），若AB与CD的延长线相交，则CD被延伸ABCDE选择“DataManagementTools-Features-Featuretopolygon”,双击出现如下界面：另外主要下面的两个问题：这里选择要转换的线状文件，即刚刚数字化的文件。这里给出要输出的面状文件名称，存储位置。这个是容差，很关键，可使没有闭合的线闭合，但值取得太大会出现一些意外错误。所以在转换之前，应检查线状数字化文件，尽量使每个图斑的边界线不要出现太大的间隙，可以用这个工具量一量间隙的大小，容差的设置应稍大于最大的间隙。转换后要和原线状图及扫描图相对比，看看是否有错误，或内容丢失。四、添加属性内容如图一张转换之后的面状图。出现类似下面的界面：选择”Options-AddField”。注意：必须处于非编辑状态。1.这是一条河流，原图没有闭合，自己给它加一条线使之闭合2.原图中的虚线都改成实线。从右键菜单找这个选项。出现下面界面：确定后如下，多出一个字段注意：属性表中的每条记录对应图中的一个图斑。如下这三个选项统一。分别是“SoilType”“Text”“20”这两个是对应的,参考着原扫描图，将土壤类型填入表中，注意：填表时应处于编辑状态。