長(zhǎng)江大學(xué)地理信息系統(tǒng)原理課程報(bào)告-實(shí)驗(yàn)三空間數(shù)據(jù)采集方法

1、實(shí)驗(yàn)三 空間數(shù)據(jù)采集方法（影像配準(zhǔn)及矢量化）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦糜跋衽錅?zhǔn)(Georeferencing) 工具進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的地理配準(zhǔn)編輯器的使用（點(diǎn)要素、線要素、多邊形要素的數(shù)字化）。熟悉GPS手持機(jī)采集的數(shù)據(jù)使用方法。注意：在基于ArcMap 的操作過程中請(qǐng)注意保存地圖文檔。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)：昆明市西山區(qū) 普吉 地形圖 1:10000 地形圖70011-1.Tif，昆明市旅游休閑圖.jpg (掃描圖)，請(qǐng)從課程網(wǎng)站下載。在開始本實(shí)驗(yàn)之前，將同學(xué)分成3-5個(gè)小組，每個(gè)小組從實(shí)驗(yàn)室借出一部GARMIN GPS手持機(jī)，利用課外時(shí)間在昆明市范圍內(nèi)采集20個(gè)GPS點(diǎn)，并在自行購買和昆明市旅游休閑圖上做好標(biāo)

2、記。數(shù)據(jù)采集回來后用MapSource 軟件通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)從GPS手持機(jī)中導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)并存儲(chǔ)為GPS.txt 文件以備使用。在借到GPS手持機(jī)后，請(qǐng)?jiān)诶蠋熤笇?dǎo)下認(rèn)真閱讀GPS手持機(jī)的說明書，掌握基本操作方法。使用完畢后請(qǐng)歸還實(shí)驗(yàn)室。外出采集數(shù)據(jù)時(shí)請(qǐng)遵守指導(dǎo)老師宣布的安全注意事項(xiàng)。軟件準(zhǔn)備：MapSource (GRAMIN GPS手持機(jī)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件)ArcGIS Desktop -ArcMap 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、 地形圖的配準(zhǔn)加載數(shù)據(jù)和影像配準(zhǔn)工具打開ArcMap，添加“影像配準(zhǔn)”工具欄。把需要進(jìn)行配準(zhǔn)的影像70011-1.TIF增加到ArcMap中，激活“影像配準(zhǔn)”工具欄中的工具。

3、圖3.1.1打開影像配準(zhǔn)工具2、輸入控制點(diǎn)在”影像配準(zhǔn)”工具欄上，點(diǎn)擊“添加控制點(diǎn)”按鈕。在掃描圖上精確到找一個(gè)控制點(diǎn)點(diǎn)擊，然后鼠標(biāo)右擊輸入該點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置。 圖3.2.1 輸入x、y坐標(biāo)用相同的方法，在影像上增加多個(gè)控制點(diǎn)（大于7個(gè)），輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)。點(diǎn)擊“影像配準(zhǔn)”工具欄上的“查看鏈接表”按鈕。轉(zhuǎn)換方式設(shè)定為“二次多項(xiàng)式”。 圖3.2.2鏈接表3、設(shè)定數(shù)據(jù)框的屬性在”影像配準(zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊“更新顯示”。執(zhí)行菜單命令“視圖”、“數(shù)據(jù)框?qū)傩浴?，設(shè)定數(shù)據(jù)框?qū)傩浴?圖3.3.1 數(shù)據(jù)框?qū)傩?常規(guī) 圖3.3.2 數(shù)據(jù)框?qū)傩?坐標(biāo)系 4、矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚碌臇鸥裎募凇庇跋衽錅?zhǔn)”菜單下，點(diǎn)擊

4、“矯正”，對(duì)配準(zhǔn)的影像根據(jù)設(shè)定的變換公式重新采樣，另存為一個(gè)新的影像文件。 圖3.4.1矯正5、 分層矢量化在ArcCatalog中創(chuàng)建一個(gè)線要素圖層打開ArcCatalog在指定目錄下，鼠標(biāo)右擊，在“新建”中，選擇“個(gè)人 Geodatabase”。為該Geodatabase創(chuàng)建一個(gè)“等高線”要素類來存儲(chǔ)等高線要素。在ArcCatalog中，鼠標(biāo)右擊個(gè)人 Geodatabase,在“新建”中選擇“要素類”. 圖3.5.1 新建等高線要素類 點(diǎn)擊Shape字段。在對(duì)話框中將顯示詳細(xì)的選項(xiàng)，點(diǎn)擊“幾何類型”，并將要素類型選擇為需要的類型線。然后選擇需要的坐標(biāo)系。 圖3.5.2選擇坐標(biāo)系 圖3.5.

5、3 新建高程屬性6、從已配準(zhǔn)的地圖上提取等高線并保存到上面創(chuàng)建的要素類中打開“編輯器”工具欄，在“編輯器”下拉菜單中執(zhí)行“開始編輯命令”，并選擇前面創(chuàng)建的“等高線”要素類，用該要素類來進(jìn)行矢量化。 圖3.6.1 等高線矢量化7、根據(jù)GPS觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)配準(zhǔn)影像并矢量化的步驟添加掃描地圖YNKM.JPG，打開“影像配準(zhǔn)”工具欄，將gpsdata.dbf中的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的圖層：GPS.shp。 圖3.7.1 GPS.shp右鍵選擇圖層YNKM.JPG，在出現(xiàn)的菜單中點(diǎn)擊“縮放到圖層”，并將其放大到某一尺度下，對(duì)比第一組同學(xué)在進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)采集時(shí)所使用的紙質(zhì)地圖，在地圖顯示區(qū)中找到第1個(gè)控制點(diǎn)。 圖

6、3.7.2 添加控制點(diǎn)點(diǎn)擊“影像配準(zhǔn)”工具欄上的控制點(diǎn)選擇工具，在掃描地圖中，采集第1個(gè)GPS控制點(diǎn)的位置，點(diǎn)擊。在TOC中右鍵選擇圖層GPS，在出現(xiàn)的菜單中點(diǎn)擊“縮放到圖層”，并將其放大到某一尺度下,并移動(dòng)地圖，可以方便地找到第1個(gè)控制點(diǎn)，找到與掃描地圖中對(duì)應(yīng)的那個(gè)GPS控制點(diǎn)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)。 圖3.7.3 添加控制點(diǎn)在ArcCatalog中新建一個(gè)要素類，可命名為：Schools，設(shè)定數(shù)據(jù)框的坐標(biāo)系為GCS_WGS_1984。 圖3.7.4 新建schools要素類在地圖中找到圖例為 eq oac(,文)的要素，在其所在位置，點(diǎn)擊鼠標(biāo)，分層提取昆明市的各高校位置數(shù)據(jù)。完成編輯后，停止編輯，將修

7、改結(jié)果保存到要素類Schools中。四、實(shí)驗(yàn)問題總結(jié)屏幕跟蹤數(shù)字化過程的基本步驟及每一步驟的必要性。答：1、選擇控制點(diǎn)，并輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)。必要性:在配準(zhǔn)中我們需要知道一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)。一般在實(shí)際中，這些點(diǎn)應(yīng)該能夠均勻分布。獲取其在規(guī)定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，完成整張圖的地理配準(zhǔn)。2、檢查控制點(diǎn)的殘差和RMS。必要性：檢驗(yàn)像控點(diǎn)的配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，剔除殘差大的像控點(diǎn)，以確保準(zhǔn)確性。3、矯正并重采樣?xùn)鸥裆尚碌臇鸥裎募匾?矯正和配準(zhǔn)。使用這些配準(zhǔn)后的影像進(jìn)行分層矢量化。4、創(chuàng)建線要素圖層，將等高線要素分層矢量化。必要性：使得圖像中的某一圖層要素更加的便于查看與管理。分析數(shù)字化過程中誤差的來源及減小誤差的相關(guān)方法。答：1、數(shù)據(jù)采集過程中的實(shí)測(cè)誤差，地圖制圖誤差，航測(cè)遙感數(shù)據(jù)分析誤差。2、數(shù)據(jù)輸入過程中數(shù)字化過程中操作員和設(shè)備造成的誤差。3、數(shù)字存貯有效位不能滿足空間精度不能滿足。4、數(shù)據(jù)操作過程中，由于操作不規(guī)范造成的誤差5、多層數(shù)據(jù)疊加誤差多邊形疊加產(chǎn)生的裂縫再精確的測(cè)量過程也會(huì)產(chǎn)生誤差，正因?yàn)檎`差的存在，