实验二 数据采集与处理

然后，将其 control真实投影坐标作为大地控制点 groundpoint，gcp 对栅格数据实施配准，赋予格数据进行手动矢量化，生成等高线、河流线、道路等线状要素数据和小班、林班等多边形要素数据，并将相应的属性值录入到每个要素中。正确设置好仪器类型、电台类型、电台频率、天线类型、数据端口以及基准站坐标、数据单位、尺度因子、投影参数、天线高等信息。三是要着手研究确定六个中每个数据动态采集、更新、共享、管理和使用机制的建立问题，这项工作也十分重要，否则，我们的系统建立起来，只能是死库、一次性的库，这项工作同样全新、同样复杂，工作量也很大，但必须做。

保存“Shape 格式”的文件名（File Name）后，就可利用工具栏中的“Draw Point（画点）”作图（如图 2.2 所示），在图 2.2 中的点与属性表信息通过 ID 关联。若需要记录更多有关“点”的属性信息，可通过添加表格字段完成。 ② 选择菜单中“Edit(编辑)│Add Filed (加字段)”命令，进入“Field Definition（字段定义）”对话框（如图 2.3 所示），字段定义通常包括数据宽度、类型、小数位数。宽度指为每一字段预留的位数，应满足数据中最大的或最长的字符串，符号与小数点所占位数也应包括在内。数据类型必须是 GIS 软件包所允许的类型，可以是数值型或字符型。小数的位数是实数数据类型定义的一部分。 图 2.1 选择特征创建专题 图 2.2 点与属性表关联示意 图 2.3 Field Definition（字段定义）对话框 提示 1：属性数据输入主要有键盘输入或从其他系统导入属性数据（多数 GIS 软件包可以从服务器，如 Oracle/Access/Sybase/Informix 导入 dBASE 和 ASCⅡ文件）。

具体操作可见实验三数据格式转换等。 提示 2：属性数据的输入与编辑，一般在属性数据处理模块中进行。但为了建立属性描述数据与几何图形的联系，通常需要在图形编辑系统中设计属性数据的编辑功能，主要是将一个实体的属性数据连接到相应的几何目标上，亦可在数字化及建立图形拓扑关系的同时或之后，对照一个几何目标直接输入属性数据。 提示 3：属性数据校核包括两个部分。第一部分是确保属性数据与空间数据正确关联（注意：标识码 ID 应该是唯一的，不含空值）；第二部分是检查属性数据的准确性（注意：数据校核是很难的，因为数据不准确性可能归结于很多因素，如观察错误、数据过时和数据输入错误）。 检查数据的输入错误主要有两种方法：第一种是把属性数据打印出来进行人工校对，这与用校核图来检查空间数据准确性相似mapinfo自动跟踪，第二种是编写计算机程序来检查数据准确性。请验证。 提示 4：凡是功能较强的图形编辑软件都可提供删除、修改、复制属性等功能。 （2）数字化 对于空间数据输入或编辑或更新现有地图等的数字化主要有：屏幕数字化、手扶跟踪数字化和扫描数字化等。数字化的主要步骤为：①确定几个控制点；②记录要素的位置。 若用扫描件，需要先矢量化，才能完成数字化过程。

即：对已扫描的文件需要跟踪描绘再把它转回到矢量格式。矢量化是将“栅格线”转化为“矢量线”的过程，这个过程称为“跟踪描绘”。主要有三个步骤：①线的细化；②线的提取；③拓扑关系的重建。 数字化产生的错误（如图 2.4 所示）主要有定位和拓扑错误两种。基于拓扑的 GIS 软件包（如：ArcGIS、Arc/Info、AutoCAD、MGE、ILWIS 和 SPANS 等），能发现和显示拓扑错误，并具有轻松消除拓扑错误的功能。非拓扑的 GIS 软件包虽不能发现拓扑错误和建立拓扑关系，但可用于地图要素的数字化和编辑（如 ArcView 和 MapInfo），请实验。 图 图 2.4 数据错误对图形数据的编辑是通过向系统发布编辑命令(多数是窗口菜单)用光标激活来完成的。编辑命令主要有增加数据、删除数据和修改数据 3 类。编辑的对象是点元、线元、面元及目标，编辑工作主要利用 GIS 的图形编辑功能（如表 2.1 所示）来完成。 表 2.1 GIS 的图形编辑功能 点编辑 线编辑 面编辑 目标编辑 删除 移动 复制 旋转 追加 水平对齐 垂直对齐 删除 移动 复制 追加 旋转（改向）剪断 光滑 求平行线 弧段加点 弧段删点 弧段移动 删除弧段 移动弧段 插入弧段 剪断弧段 删除目标 旋转目标 复制目标 移动目标 放大目标 缩小目标 开窗口 提示 5：数字化是将数据由模拟格式转化成数字格式的过程，需要数字化仪来完成。

使用数字化仪进行的数字化通常也称为手扶跟踪数字化。数字化仪有一个内置的电子网，用来感知游标的位置。操作者只要将游标的十字丝对准测量点后点击游标的按钮即可将点的 x,y 坐标传送到与之相连的计算机。大尺寸的数字化仪的绝对精度通常可达 0.001in（1in=2.54cm）。GIS 软件包通常含有内置的用于手扶跟踪数字化的数字化模块。基于拓扑的 GIS 软件包具有使数字化的地图建立拓扑关系的功能，具体参阅相关软件说明。 提示 6：点要素的数字化使每个点只需点击一下便可记录它的位置，线和面要素的数字化可以分点模式或流模式。在点模式中，操作者选择点进行数字化；在流模式中，按预设的时间间隔或距离间隔进行线的数字化，例如以每隔 0.01in 的间隔进行线的自动数字化。大多数 GIS 用户更喜欢用点模式，因为用点模式比用流模式建立的数据文件小，并且以直线分段来数字化简单的线要素效率更高。线或多边形要素的数字化可以分为分离模式或连续模式。在分离模式中，操作者要注意遵循弧段-节点的拓扑关系。线段会合或相交处的点作为节点数字化。在连续模式又称为未结构化数字化中，操作者在对长且连续线条数字化时，GIS软件包在数字化过程中会自动建立弧段-节点关系。

提示 7：扫描是将模拟地图转化为扫描文件的数字化方法，扫描仪是将模拟地图转换为栅格格式的扫描图像文件。地图通常被扫描为黑白地图：黑线代表地图要素，白色区域表示背景。源地图可以是纸质地图或聚酯薄膜地图，墨绘的或铅笔绘的。扫描将地图转换成栅格格式的二值扫描文件，每个像元值为 1（地图要素）或为 0（背景）。地图要素在扫描文件上表现为一系列像元相连成的栅格线。像元的大小取决于扫描的分辨率，一般设为每英寸 300 或 400 个点（dpi）代表源地图上一条细墨线的栅格线可能有 5～7 个像元宽。 提示 8：ArcView 的 Shape 文件格式可以通过其自身的实用工具创建或由其他数据转换。 章提示 9：多数情况下扫描比手扶跟踪数字化更好，因为扫描通过机器和计算机运算来做大部分工作，这样避免了由于疲劳或粗心引起的人为错误。但在实际应用时多用屏幕跟踪矢量化。 （3）数据编辑 ① 对扫描得到的图像需要进行纠正。主要是建立要纠正的图像与标准的地形图或地形图的理论数值或纠正过的正射影像之间的变换关系，消除各类图形的变形误差。 提示 10：目前，主要的变换函数包括仿射变换、双线性变换、平方变换、双平方变换、立方变换、四阶多项式变换等，具体采用哪一种，则要根据纠正图像的变形情况、所在区域的地理特征及所选点数来决定。

dom（digital orthophoto map）数字正射影像图（digital orthophoto map，缩写dom）是利用dem对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓（内、—像元坐标变换—像元灰度值重采样—输出纠正后的图像。软件主要功能都有：地理搜索、经纬度坐标转换、绘图测量、数据交互(kml文件导入导出)、等值线(等高线)生成绘制、转换数据支持cad格式、绘制地形剖面图、高程数据下载(dem)、谷歌地图影像下载(谷歌普通地图，卫星地图，地形图)、坐标偏移纠错、地图影像拼接大图。

步骤六：顺序读取由步骤二所创建的斜距校正文件中对应的扫描线数据，取相邻两条扫描线数据，同时在步骤四中所创建的扫描线端点坐标临时文件中顺序读取与该两条扫描线相对应的扫描线端点坐标，构建包含该两条扫描线的最小外接矩形，然后依据该矩形左上角点和右下角点的地理坐标和需要的重采样分辨率计算该最小外接矩形在重采样图像中对应的像素坐标，藉此获得当前待进行重采样操作的图像区块。其思路为：以二值化图像左上角顶点为图像原点，从左向右，至上而下扫描图像像素，以每一个扫描到的像素为新的原点(x0,y0)，取其水平和垂直线为横纵坐标，在以(x0,y0)为起点的对角射线line上，若连续的像素点{d0,d1,…,dn}在横纵坐标上的投影像素值均为255，以此来刻画视频窗口的边缘，且l=yn-y0≥h/2,其中yn为连续像素的终点dn的纵坐标，h为显示屏的高度，h/2为统计角度窗口高度应满足的阈值，则(x0,y0)为视频窗口的起始点，l为窗口高度，如图7所示。由经验和平时做的扫描试验知道mapinfo自动跟踪，上、下横臂外点及各硬点z坐标坐标对悬架定位参数有较大影响，但由于结构限制，上、下横臂外点不能做什么调整。

大幅面截获google map上的地图、卫星影像、地形图、混合地图，拼接并存储为tif格式的图像，同时赋上精确的投影与坐标。每单击“向下移动”按钮一次，图象框向下移动100。ii)要为手写签名选择图像，则单击“选择图像”按钮，在“选择签名图像”对话框中，查找签名图像文件的位置，选择所需的文件，然后单击“选择”按钮。

例如，经、纬度投影中的地图将以度为单位显示地图坐标。在”图象配准”对话框中，单击“单位”按钮，出现如图 2.8 所示的“单位”对话框，地图单位选择“度”，再单击“确定”按钮。 图 2.8 地图单位的选择 图 2.8 地图单位的选择 提示 15：如果没有该地图的坐标系统，那么需要把该地图数字化为非地球地图（Non_earth Map），这意味着该图象上的点只是彼此有关，而与地球上的点无关，这时可以使用其他地图单位（米、英里等）。 ④ 输入控制点。 具体操作是在图象配准对话框的图象上选择一点并单击鼠标，然后在弹出的“增加控制点（Add Control Point）”对话框中输入该点对应的实际坐标值，如图 2.9 和图 2.10 所示。 提示 16：在配准栅格图像对话框中可以增加控制点、修改控制点的坐标并且删除控制点。输入 4 个控制点（如：Pt 1 ,Pt 2 ,Pt 3 和 Pt 4 ）时应注意，其中任意 3 个点不能在一条直线上。

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为减小误差估计偏高的可能性，可增加控制点数量并且为控制点设定坐标时要尽可能精确。同时，仔细检查在图象配准对话框中是否已设定正确的投影。 提示 18：栅格图象的配准过程实际上是利用最小二乘原理实现由栅格图象坐标到实际地理坐标的转换，然后就可以在屏幕上以实际地理坐标对栅格图象上的内容进行跟踪数字化。 （3）新建数字化图层 ① 选择“文件（File）│新建表（New Table）”命令，在出现的“新建表”对话框中选择“添加到当前地图窗口”复选框，单击“创建”按钮，如图 2.12 所示。 图 2.12 创建新图层并添加到当前地图窗口 ② 在出现的“新表结构”对话框中类似“构建关系结构”方法定义新建图层的表结构，如图 2.13 所示。 图 2.13 定义新建图层的表结构 图 2.13 定义新建图层的表结构 ③ 单击“创建”按钮。完成创建“一个与配准的栅格图像具有相同数学要素的空白图层”，另保存为“fz”。

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