mapgis誤差校正

1、第六講 誤差校正 一、誤差校正子系統(tǒng)功能概述機(jī)助制圖是用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)制圖，將普通圖紙上的圖件，轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別處理的圖形文件。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)助制圖技術(shù)發(fā)展很快。機(jī)助制圖主要可分為編輯準(zhǔn)備階段、數(shù)字化階段、計(jì)算機(jī)編輯處理和分析實(shí)用階段、圖形輸出階段等。在各個(gè)階段中，圖形數(shù)據(jù)始終是機(jī)助制圖數(shù)據(jù)處理的對(duì)象，它用來描述來自現(xiàn)實(shí)世界的目標(biāo)，具有定位、定性、時(shí)間和空間關(guān)系（包含、聯(lián)結(jié)、鄰接）的特征。其中定位是指在一個(gè)已知的坐標(biāo)系里，空間實(shí)體都具有唯一的空間位置。但在圖件數(shù)字化輸入的過程中，通常由于操作誤差，數(shù)字化設(shè)備精度、圖紙變形等因素，使輸入后的圖形與實(shí)際圖形所在的位置往往有

2、偏差，即存在誤差。個(gè)別圖元經(jīng)編輯、修改后，雖可滿足精度，但有些圖元，由于位置發(fā)生偏移，雖經(jīng)編輯，很難達(dá)到實(shí)際要求的精度，此時(shí)，說明圖形經(jīng)掃描輸入或數(shù)字化輸入后，存在著變形或畸變。出現(xiàn)變形的圖形，必須經(jīng)過誤差校正，清除輸入圖形的變形，才能使之滿足實(shí)際要求。 圖形數(shù)據(jù)誤差可分為源誤差、處理誤差和應(yīng)用誤差3種類型。源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入過程中產(chǎn)生的誤差，如制圖過程中展繪控制點(diǎn)、編繪或清繪地圖、制圖綜合、制印和套色等引入的誤差，數(shù)字化過程中因紙張變形、變換比例尺、數(shù)字化儀的精度（定點(diǎn)誤差、重復(fù)誤差和分辨率）、操作員的技能和采樣點(diǎn)的密度等引起的誤差。處理誤差是指數(shù)據(jù)錄入后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的誤差，

3、包括幾何變換、數(shù)據(jù)編輯、圖形化簡(jiǎn)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差等。應(yīng)用誤差是指空間數(shù)據(jù)被使用過程中出現(xiàn)的誤差。其中數(shù)據(jù)處理誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)源的誤差，應(yīng)用誤差不屬于數(shù)據(jù)本身的誤差，因此誤差校正主要是來校正數(shù)據(jù)源誤差。這些誤差的性質(zhì)有系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差。由于各種誤差的存在，使地圖各要素的數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形時(shí)不能套合，使不同時(shí)間數(shù)字化的成果不能精確聯(lián)結(jié)，使相鄰圖幅不能拼接。所以數(shù)字化的地圖數(shù)據(jù)必須經(jīng)過編輯處理和數(shù)據(jù)校正，消除輸入圖形的變形，才能使之滿足實(shí)際要求，進(jìn)行應(yīng)用或入庫(kù)。一般情況下，數(shù)據(jù)編輯處理只能消除或減少在數(shù)字化過程中因操作產(chǎn)生的局部誤差或明顯誤差，但因圖紙變形和數(shù)字化過程的隨機(jī)誤

4、差所產(chǎn)生的影響，必須經(jīng)過幾何校正，才能消除。由于造成數(shù)據(jù)變形的原因很多，對(duì)于不同的因素引起的誤差，其校正方法也不同，具體采用何種方法應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，因此，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的情況，應(yīng)用不同的方法來實(shí)施校正。從理論上講,誤差校正是根據(jù)圖形的變形情況，計(jì)算出其校正系數(shù)，然后根據(jù)校正系數(shù)，校正變形圖形。但在實(shí)際校正過程中，由于造成變形的因素很多，有機(jī)械的、也有人工的，因此校正系數(shù)很難估算。比如說，數(shù)字化后的圖是放大了，還是縮小了，放大或縮小了多少倍，是局部變形還是整體變形，是某些圖元與實(shí)際不符還是整個(gè)圖形都發(fā)生了畸變等等。如果某個(gè)圖元本是四邊形，可由于輸入誤差，成為三角形，那么這個(gè)是不是也

5、該進(jìn)行誤差校正呢？下面簡(jiǎn)要談一談?wù)`差校正的適用范圍。 對(duì)那些由于機(jī)械精度、人工誤差、圖紙變形等造成的整幅圖形或圖形中的一塊或局部圖元發(fā)生位置偏差，與實(shí)際精度不相符的圖形，都稱為變形的圖形，象整圖發(fā)生平移、旋變、交錯(cuò)、縮放等等。發(fā)生變形的圖形都屬校正范圍之列。但對(duì)于那些由于個(gè)別因素，造成的少點(diǎn)、多邊、接合不好等局部誤差或明顯差錯(cuò)，只能進(jìn)行編輯修改，不屬校正范圍之列。校正是對(duì)整幅圖的全體圖元或局部圖元塊，而非對(duì)個(gè)別圖元而言。 圖中若發(fā)現(xiàn)僅某條弧段上的某點(diǎn)或某段數(shù)據(jù)發(fā)生偏移，則需經(jīng)編輯、移動(dòng)點(diǎn)或移動(dòng)弧段即可得到數(shù)據(jù)糾正，但若是這部分圖形都發(fā)生位置偏移，此時(shí)可以對(duì)這部分圖形進(jìn)行校正。圖中所進(jìn)行的校正示

6、意為將圖形校正到標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中。二、誤差校正的使用步驟1為了對(duì)輸入的圖元文件進(jìn)行校正，首先得確定圖形的控制點(diǎn)。那么什么是圖形的控制點(diǎn)呢？我們這里所說的圖形控制點(diǎn)，是指能代表圖形某塊位置坐標(biāo)的變形情況，其實(shí)際值和理論值都已知或可求得的點(diǎn)。如圖形中經(jīng)緯網(wǎng)交點(diǎn)，從位置上它可指示一幅圖的位置情況，其周圍點(diǎn)的位置坐標(biāo)往往是以其為依據(jù)。在一幅圖中，具體經(jīng)緯網(wǎng)點(diǎn)的理論坐標(biāo)可以經(jīng)計(jì)算或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯網(wǎng)求得，為此，經(jīng)緯網(wǎng)點(diǎn)往往作為校正用的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)的選取應(yīng)盡量能覆蓋全圖，而且均勻，至于控制點(diǎn)的多少根據(jù)實(shí)際情況，若圖件較大，要求的精度較高，要求的控制點(diǎn)越多。一般控制點(diǎn)為三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)和經(jīng)緯點(diǎn)，控制點(diǎn)越多，控制越精確

7、。2在文件菜單下，選擇<打開控制點(diǎn)>，打開或新建控制點(diǎn)文件。3裝入并顯示圖形文件，通過<設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)>功能設(shè)置控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)值類型為實(shí)際值，通過<選擇采集文件>功能選擇控制點(diǎn)所在的文件，然后通過<添加控制點(diǎn)>功能直接在圖上采集圖形中控制點(diǎn)的實(shí)際值。4直接從鍵盤輸入控制點(diǎn)的理論值或從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件中采集理論值。 5顯示或編輯校正控制點(diǎn)，檢查是否正確，輸入完畢記著進(jìn)行保存。6設(shè)置校正參數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)文件校正。 7顯示校正后的圖元文件，檢查校正效果，若未能達(dá)到要求的精度，請(qǐng)檢查控制點(diǎn)的質(zhì)量和精度。三、文件和顯示操作 文件菜單主要用來裝入校正前的圖元源文件或

8、者用來采集控制點(diǎn)的文件及保存變換后的校正圖元文件。在輸入文件名窗口中，按著Shift鍵或Ctrl鍵可以選擇多個(gè)文件同時(shí)打開，裝入工作區(qū)。在“顯示”菜單下有“還原顯示開關(guān)”和“控制點(diǎn)顯示開關(guān)”兩個(gè)開關(guān)項(xiàng)，用鼠標(biāo)點(diǎn)按對(duì)應(yīng)菜單項(xiàng)進(jìn)行打開和關(guān)閉。若菜單項(xiàng)前有“”，則表示打開。四、對(duì)圖形及其參數(shù)進(jìn)行校正1整圖變換：將所選文件進(jìn)行比例、平移和旋轉(zhuǎn)變換。參考圖形編輯。 2校正轉(zhuǎn)換：被校正文件裝入工作區(qū)中后，即可設(shè)置校正控制點(diǎn)。若校正系數(shù)也已設(shè)置完畢，即可開始校正變換操作。校正變換的操作相當(dāng)簡(jiǎn)單，選中相應(yīng)的文件校正變換項(xiàng)，選擇要校正的文件，系統(tǒng)即自動(dòng)進(jìn)行校正變換，變換后的文件分別是newlin.wl (newpnt.wt,newreg.wp) 表示的。校正變換完畢，用戶到窗口操作中可以瀏覽查看一下校正結(jié)果。若想保存校