第六章：數(shù)據(jù)獲取

第六章:數(shù)據(jù)獲取§6.1概述§6.2地圖數(shù)字化§6.3野外測(cè)量§6.4攝影測(cè)量與遙感§6.5數(shù)據(jù)共享

§6.1概述數(shù)據(jù)獲取的基本任務(wù)可獲取的數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)方式一、數(shù)據(jù)獲取的基本任務(wù)數(shù)據(jù)獲取主要任務(wù):通過(guò)各種手段獲取工程需求的各種數(shù)據(jù)資料，并轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)據(jù)形式地理信息系統(tǒng)建設(shè)首先要進(jìn)行的任務(wù)，包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的獲取與輸入一、數(shù)據(jù)獲取的基本任務(wù)GIS數(shù)據(jù)獲取的5個(gè)基本步驟：任務(wù)分析：結(jié)合具體的工程需要，確定必要的功能需要和數(shù)據(jù)需求，包括：范圍、種類、內(nèi)容、精度、可靠性等資料收集與數(shù)據(jù)采集：根據(jù)任務(wù)分析的結(jié)果，有目的去搜集所需的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)驗(yàn)證：無(wú)論通過(guò)什么途徑獲取的數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，確認(rèn)觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)精度、可靠性等數(shù)據(jù)錄入：收集的資料往往來(lái)自不同的部門、參照了不同的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的形式也是多種多樣數(shù)據(jù)處理：在有些情況下，錄入數(shù)據(jù)需要進(jìn)一步的處理，才能直接應(yīng)用二、可獲取的數(shù)據(jù)源地圖數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)野外試驗(yàn)實(shí)地測(cè)量GPS多媒體數(shù)據(jù)外部數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)——通過(guò)SDE、ODBC(OpenDatabaseConnectivity，開放數(shù)據(jù)庫(kù)互連)等轉(zhuǎn)入二、可獲取的數(shù)據(jù)源測(cè)繪部門的數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)字柵格地圖（DigitalRasterGraphic，DRG）紙質(zhì)地形圖經(jīng)掃描、糾正、圖幅處理及數(shù)據(jù)壓縮處理后，形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格文件本產(chǎn)品可作為背景用于數(shù)據(jù)參照或修測(cè)其他與地理相關(guān)的信息也可與DOM、DEM等數(shù)據(jù)集成使用，派生新的可視信息還可以繪制紙質(zhì)地圖，改變地圖存儲(chǔ)和印制的傳統(tǒng)方式二、可獲取的數(shù)據(jù)源測(cè)繪部門的數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)字線劃地圖（DigitalLineGraphic，DLG）矢量化形式的地形圖或?qū)ｎ}圖其數(shù)據(jù)量小、便于分層，能快速生成專題地圖能滿足GIS進(jìn)行各種空間分析的要求，被視為帶有智能的數(shù)據(jù)，可隨機(jī)地進(jìn)行數(shù)據(jù)選取和顯示，與其他幾種產(chǎn)品疊加，便于分析、決策二、可獲取的數(shù)據(jù)源測(cè)繪部門的數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)字正射影像圖（DigitalOrthophotoMap，DOM）利用數(shù)字高程模型對(duì)掃描處理的數(shù)字化的航空相片/遙感相片（單色/彩色），經(jīng)逐象元進(jìn)行糾正，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍剪裁生成的影像數(shù)據(jù)一般帶有公里格網(wǎng)、圖廓內(nèi)/外整飾和注記的平面圖二、可獲取的數(shù)據(jù)源測(cè)繪部門的數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel簡(jiǎn)稱DEM）是在高斯投影平面上規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)平面坐標(biāo)（x,y）及其高程（z）的數(shù)據(jù)集主要用途高程分析精度分析量測(cè)坐標(biāo)、距離、面積、體積（挖填方）坡度、坡向分析通視性分析剖面圖生成等高線生成疊加相關(guān)矢量數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)二、可獲取的數(shù)據(jù)源第一手?jǐn)?shù)據(jù)第二手?jǐn)?shù)據(jù)非電子數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)全站儀、GPS數(shù)據(jù)地球物理、地球化學(xué)遙感數(shù)據(jù)地圖專題地圖統(tǒng)計(jì)圖表平板測(cè)量數(shù)據(jù)工程測(cè)量數(shù)據(jù)筆記航空、遙感相片人口普查社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查各種統(tǒng)計(jì)資料已建各種數(shù)據(jù)庫(kù)GIS數(shù)據(jù)二、可獲取的數(shù)據(jù)源地圖地面測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料航空、遙感文字?jǐn)?shù)據(jù)多媒體坐標(biāo)幾何數(shù)字化儀掃描儀攝影測(cè)量系統(tǒng)鍵盤空間數(shù)據(jù)庫(kù)編輯處理數(shù)據(jù)交換三、實(shí)現(xiàn)方式空間數(shù)據(jù)鍵盤輸入：對(duì)于數(shù)據(jù)量較小、已知地物精確坐標(biāo)的情況下，可以采用鍵盤錄入；也是錄入屬性數(shù)據(jù)的主要手段地圖數(shù)字化：數(shù)字化儀跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化攝影測(cè)量與遙感數(shù)據(jù)處理數(shù)字測(cè)量野外調(diào)查數(shù)據(jù)共享……三、實(shí)現(xiàn)方式數(shù)字化設(shè)備：數(shù)字化儀、掃描儀、攝影測(cè)量設(shè)備特點(diǎn)：范圍大，速度快使用范圍：大面積GIS數(shù)據(jù)采集、資源普查等數(shù)字化儀掃描儀數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站三、實(shí)現(xiàn)方式野外測(cè)量：大平板、全站儀、GPS、移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)特點(diǎn)：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新三、實(shí)現(xiàn)方式屬性數(shù)據(jù)

（1）與空間數(shù)據(jù)同時(shí)輸入鍵碼法直接輸入法特征碼清單法

（2）單獨(dú)輸入文本文件或數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)同一的識(shí)別符實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接屬性數(shù)據(jù)的采集-專業(yè)數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項(xiàng)目建議總表

國(guó)家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)規(guī)范在“專業(yè)數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項(xiàng)目建議總表”中，將數(shù)據(jù)分為社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境和資源與能源三大類共14小項(xiàng)，并規(guī)定了每項(xiàng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容及基本數(shù)據(jù)來(lái)源。三、實(shí)現(xiàn)方式§6.2地圖數(shù)字化一、概述二、手扶跟蹤數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化(掃描矢量化)（1）影像配準(zhǔn)（2）要素矢量化四、地圖數(shù)字化的誤差分析一、概述地圖數(shù)字化：是將地圖上的空間特征轉(zhuǎn)化成為用數(shù)字形式表示數(shù)據(jù)的過(guò)程紙地圖經(jīng)過(guò)光——電轉(zhuǎn)換量化為點(diǎn)陣數(shù)字圖像（柵格圖像）柵格圖像矢量數(shù)據(jù)（地圖矢量化）數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化（屏幕跟蹤）掃描數(shù)字化一、概述原圖預(yù)處理及掃描圖像編輯、去除噪音要素矢量化編輯、檢查坐標(biāo)轉(zhuǎn)換切邊與接邊拼圖建立拓樸關(guān)系屬性數(shù)據(jù)輸入入庫(kù)圖像配準(zhǔn)、編輯屏幕跟蹤數(shù)字化流程圖一、概述兩種方式的對(duì)比二、手扶跟蹤數(shù)字化1.通過(guò)數(shù)字化儀獲取是一種最普通的傳統(tǒng)方法利用手扶跟蹤數(shù)字化儀可以輸入點(diǎn)地物、線地物以及多邊形邊界的坐標(biāo)輸入非空間信息，如等高線的高度，地物的編碼數(shù)值等等

二、手扶跟蹤數(shù)字化操作人員在數(shù)字化儀上點(diǎn)擊一點(diǎn)或跟蹤一條線段y=10x=5坐標(biāo)被存入到GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中2.工作原理二、手扶跟蹤數(shù)字化3.工作模式點(diǎn)方式（PointMode）——當(dāng)錄入人員按下游標(biāo)(Puck)的按鍵時(shí)，向計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)狀地物要素：必須使用點(diǎn)輸入方式線和多邊形地物：可以使用點(diǎn)方式，在輸入時(shí)，輸入者可以有選擇地輸入能夠反映曲線的特征的采樣點(diǎn)

流方式（StreamMode）——當(dāng)錄入人員沿著曲線移動(dòng)游標(biāo)時(shí)，能夠自動(dòng)記錄經(jīng)過(guò)點(diǎn)的坐標(biāo)距離流方式:當(dāng)前接收的點(diǎn)與上一點(diǎn)距離超過(guò)一定閾值，記錄該點(diǎn)；時(shí)間流方式:按照一定時(shí)間間隔對(duì)接收的點(diǎn)進(jìn)行采樣二、手扶跟蹤數(shù)字化采用流方式錄入曲線時(shí)，往往采集點(diǎn)的數(shù)目要多于點(diǎn)方式，造成數(shù)據(jù)量過(guò)大一個(gè)解決的方案是對(duì)記錄的點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，即盡管系統(tǒng)接收到了點(diǎn)的坐標(biāo)，但是可以根據(jù)采樣原則確定是否記錄該點(diǎn)3.工作模式流模式原圖預(yù)處理及設(shè)備準(zhǔn)備參考點(diǎn)的選擇地圖控制點(diǎn)的選擇手扶數(shù)字化編輯、檢查坐標(biāo)轉(zhuǎn)換切邊與接邊拼圖建立拓樸關(guān)系屬性數(shù)據(jù)輸入入庫(kù)二、手扶跟蹤數(shù)字化4.手扶跟蹤數(shù)字化流程圖二、手扶跟蹤數(shù)字化5.注意事項(xiàng)(1)通訊和參數(shù)設(shè)置通訊參數(shù)，包括波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位等手扶跟蹤數(shù)字化儀是通過(guò)RS-232（串口）接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接的，為了能夠進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，需要進(jìn)行通訊參數(shù)的設(shè)置，坐標(biāo)原點(diǎn)、分辨率、采點(diǎn)方式、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)參數(shù)設(shè)置數(shù)字化儀的參數(shù)通?？梢岳脭?shù)字化板上的開關(guān)和菜單確定為了保證數(shù)據(jù)錄入的正確，必須設(shè)置數(shù)字化軟件的參數(shù)與數(shù)字化儀的一致二、手扶跟蹤數(shù)字化5.注意事項(xiàng)(2)確定需要數(shù)字化內(nèi)容大多數(shù)GIS軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)采用分層管理，所以要確定輸入哪些圖層，以及每個(gè)圖層包含的具體內(nèi)容(3)輸入?yún)⒖键c(diǎn)：由于數(shù)字化過(guò)程不可能一次完成，在兩次輸入之間地圖的位置可能相對(duì)于數(shù)字化板發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，這樣前后兩次錄入的坐標(biāo)就會(huì)偏移或旋轉(zhuǎn)在每次錄入之前，先輸入至少三個(gè)定位點(diǎn)（TickMarks），或稱為注冊(cè)點(diǎn)（RegisterPoints），這些點(diǎn)相對(duì)于地圖的位置是固定的，這樣兩次輸入的內(nèi)容就可以根據(jù)定位點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行匹配二、手扶跟蹤數(shù)字化5.注意事項(xiàng)(4)曲線的采樣簡(jiǎn)化在曲線上取有限個(gè)點(diǎn)，將其變?yōu)檎劬€，一定程度保持原有形狀Douglas-Peucker算法三、屏幕跟蹤數(shù)字化目前最常用的數(shù)字化獲取方法掃描得到的是柵格圖像掃描后處理不作任何處理（DRG）影像配準(zhǔn)矢量化主要內(nèi)容：（1）地圖掃描（2）影像配準(zhǔn)（地理配準(zhǔn)、Georeference

）（3）要素矢量化三、屏幕跟蹤數(shù)字化（1）地圖掃描由于掃描儀掃描幅面一般小于地圖幅面，因此大的紙地圖需先分塊掃描，然后進(jìn)行相鄰圖對(duì)接當(dāng)顯示終端分辨率及內(nèi)存有限時(shí)，拼接后的數(shù)字地圖還要裁剪成若干個(gè)歸一化矩形塊對(duì)每個(gè)矩形塊進(jìn)行矢量化（Vectorization）處理后生成便于編輯處理的矢量地圖，最后把這些矢量化的矩形圖塊合成為一個(gè)完整的矢量電子地圖三、屏幕跟蹤數(shù)字化（1）地圖掃描掃描儀簡(jiǎn)介：它是一種將地圖或圖像按一定的分辨率一般轉(zhuǎn)換成柵格格式數(shù)據(jù)的裝置按輻射分辨率劃分：二值掃描儀灰度掃描儀彩色掃描儀；按結(jié)構(gòu)劃分滾筒掃描儀平臺(tái)掃描儀CCD攝像機(jī)（1）地圖掃描掃描前準(zhǔn)備①原圖準(zhǔn)備：首先要選擇色調(diào)分明，線劃實(shí)在而不膨脹的地圖作為原圖；其次要在圖上精確劃定數(shù)字化的范圍，標(biāo)出坐標(biāo)原點(diǎn)最后要清理圖面，如修凈污點(diǎn)，連好線劃上的斷頭。

②記錄格式：數(shù)字格式:也就是每個(gè)網(wǎng)格記錄一個(gè)二進(jìn)制數(shù)“0”或“1”，它適用于對(duì)黑白或彩色線劃地圖數(shù)字化連續(xù)格式:每個(gè)網(wǎng)格記錄一個(gè)灰度值（0～255個(gè)灰階），這適用于對(duì)像片數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化（1）地圖掃描掃描前準(zhǔn)備③光孔孔徑選擇：孔徑有好多規(guī)格：12.5μ×12.5、25μ×12.5μ、50μ×25μ、50μ×40μ、100μ×100μ、（μ(微米)=1/1000毫米）；用來(lái)控制網(wǎng)格的大小，也就是用以控制分辨率，孔徑越小，網(wǎng)格就越小，分辨率就越高，數(shù)據(jù)量也就越大根據(jù)地圖的精度要求，應(yīng)選擇具有一定的分辨率，數(shù)據(jù)量又不致過(guò)大的孔徑，通常選擇100μ×100μ（或50μ×40μ）的孔徑，即地圖上0.1毫米粗的線劃一般只占1至2個(gè)網(wǎng)格。④坐標(biāo)差計(jì)算：當(dāng)原圖經(jīng)過(guò)定向，固定的在滾筒（或平臺(tái)）上之后，要算出掃描儀原點(diǎn)和原圖原點(diǎn)之差，以便控制記錄裝置三、屏幕跟蹤數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化（2）影像配準(zhǔn)柵格數(shù)據(jù)通常是通過(guò)掃描紙質(zhì)地圖或采集航空及衛(wèi)星照片獲得通過(guò)掃描獲取的影像不包含定義其地理空間位置所需的信息航空及衛(wèi)星照片所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)相對(duì)于通用GIS平臺(tái)軟件所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是獨(dú)立的為了能夠?qū)⑦@些影像數(shù)據(jù)與其它的數(shù)據(jù)集成，以便進(jìn)行分析，需要事先將這些數(shù)據(jù)校準(zhǔn)（配準(zhǔn)）到一個(gè)指定的地圖坐標(biāo)系（2）影像配準(zhǔn)影像配準(zhǔn)的基本過(guò)程選取控制點(diǎn)：在柵格圖像中選取一定數(shù)目的控制點(diǎn)（既有在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)又有在地圖坐標(biāo)系的坐標(biāo)）坐標(biāo)變換（求解二元多項(xiàng)式n次方程）檢查均方差（計(jì)算控制點(diǎn)誤差）重采樣－矯正（Rectify）：生成新的影像文件（三種重采樣算法）三、屏幕跟蹤數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化（2）影像配準(zhǔn) ①選取控制點(diǎn)可以是經(jīng)緯線網(wǎng)格的交點(diǎn)、公里網(wǎng)格的交點(diǎn)或者一些典型地物的坐標(biāo)數(shù)目取決于你打算使用哪一種數(shù)學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.

過(guò)多的控制點(diǎn)并不一定能夠保證高精度的配準(zhǔn)，要盡可能使控制點(diǎn)均勻分布于整個(gè)格格圖像，而不是只在圖像的某個(gè)較小區(qū)域選擇控制點(diǎn)通常先在圖像的四個(gè)角選擇4個(gè)控制點(diǎn)，然后在中間的位置有規(guī)律地選擇一些控制點(diǎn)能得到較好的效果（564000,2776000）（2）影像配準(zhǔn)①選取控制點(diǎn)對(duì)每一個(gè)控制點(diǎn)，都需要輸入其對(duì)應(yīng)點(diǎn)在地理坐標(biāo)系的坐標(biāo)如果我們知道這些點(diǎn)在地理坐標(biāo)系內(nèi)坐標(biāo)，則直接輸入控制點(diǎn)的坐標(biāo)值;如果不知道它們的坐標(biāo)，則可以采用間接方法獲取三、屏幕跟蹤數(shù)字化矢量數(shù)據(jù)配準(zhǔn)過(guò)的影像數(shù)據(jù)野外實(shí)測(cè)三、屏幕跟蹤數(shù)字化（2）影像配準(zhǔn)②坐標(biāo)變換(Transformation)一旦你選取了足夠的控制點(diǎn),你就可以將柵格數(shù)據(jù)變換（或轉(zhuǎn)換）到地圖坐標(biāo)系統(tǒng)下轉(zhuǎn)換(Transformation)運(yùn)用一種數(shù)學(xué)變換方法來(lái)重新確定柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)像元的灰度值變換方法一次多項(xiàng)式：仿射（affine）多項(xiàng)式變換(Polynomial)仿射變換（1次多項(xiàng)式）（2）影像配準(zhǔn)②坐標(biāo)變換(Transformation)仿射變換數(shù)學(xué)關(guān)系式特性只考慮到x和y方向上的變形直線變換后仍為直線；平行線變換后仍為平行線；不同方向上的長(zhǎng)度比發(fā)生變化對(duì)于仿射變換，只需知道不在同一直線上的三對(duì)控制點(diǎn)的坐標(biāo)及其理論值，就可求得待定系數(shù)；但在實(shí)際使用時(shí)，往往利用4個(gè)以上的點(diǎn)進(jìn)行糾正，利用最小二乘法處理，以提高變換的精度三、屏幕跟蹤數(shù)字化（2）影像配準(zhǔn)②坐標(biāo)變換(Transformation)多項(xiàng)式變換(Polynomial)：這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系常表示為二元多項(xiàng)式一次、二次或三次及更高次表達(dá)式.其中A、B代表二次以上高次項(xiàng)之和上式是高次變換方程，符合上式的變換稱為高次變換在進(jìn)行高次變換時(shí)，需要有6對(duì)以上控制點(diǎn)的坐標(biāo)和理論值，才能求出待定系數(shù)當(dāng)不考慮高次變換方程中的A和B時(shí)，則變成二次變換方程，稱為二次變換。二次變換適用于原圖有非線性變形的情況，至少需要5對(duì)控制點(diǎn)的坐標(biāo)及其理論值，才能求出待定系數(shù)。

三、屏幕跟蹤數(shù)字化

判斷，這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離之差稱為殘差(residualerror)總誤差，均方差(RMS)的大小描述了變換公式在不同控制點(diǎn)間的一致性RMS比較小時(shí)，說(shuō)明控制點(diǎn)的選取是比較準(zhǔn)確的，但也要注意有可能存在殘差非常大的控制點(diǎn)，但由于其它控制點(diǎn)是很精確的，所以總的RMS誤差比較小的情況。可以將殘差特別大控制點(diǎn)刪除，然后添加新的控制點(diǎn)（2）影像配準(zhǔn)③檢查均方差(RMS)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確程度可以通過(guò)比較某一點(diǎn)在地圖中的實(shí)際坐標(biāo)與根據(jù)變換公式得到的坐標(biāo)來(lái)（2）影像配準(zhǔn)④矯正柵格數(shù)據(jù)-重采樣（Rectify）你可能會(huì)認(rèn)為一旦實(shí)現(xiàn)了柵格數(shù)據(jù)到地圖坐標(biāo)變換之后，每一個(gè)像元都被轉(zhuǎn)換到了新的地圖坐標(biāo)，事實(shí)并非如此在地理配準(zhǔn)過(guò)程中，將基于地圖坐標(biāo)生成一個(gè)“空的”矩陣,矩陣中每個(gè)元素的值將通過(guò)重采樣重新計(jì)算最小緊鄰：雙線性內(nèi)插立方卷積生成一個(gè)新的已經(jīng)過(guò)地理配準(zhǔn)的柵格文件三、屏幕跟蹤數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化(3)要素矢量化全自動(dòng)矢量化（下一章講）局限性：圖上雜點(diǎn)的清除；線型、符號(hào)、字符的識(shí)別只適用于數(shù)據(jù)分類要求不高的背景圖全手工矢量化局限性：速度慢、易疲勞；分類有疏忽；分辨率與精度有矛盾適用于專項(xiàng)、局部要素的輸入半自動(dòng)手工矢量化（課外學(xué)習(xí)）結(jié)合了上述二種方法的優(yōu)點(diǎn)航空、衛(wèi)星影像既可用攝影測(cè)量方法矢量化，也可簡(jiǎn)單地人工跟蹤矢量化三、屏幕跟蹤數(shù)字化(3)要素矢量化創(chuàng)建新圖層（要素類）設(shè)置編輯環(huán)境及工具人機(jī)交互編輯要素點(diǎn)要素編輯線要素編輯多邊形要素編輯取消編輯保存編輯的結(jié)果三、屏幕跟蹤數(shù)字化(3)要素矢量化①創(chuàng)建新圖層（要素類）

ArcCatalog中可以創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)集(shape文件和地理數(shù)據(jù)庫(kù)geodatabase=“要素類”)點(diǎn)：Point線：Line多邊形：Polygon在ArcMap中提供了全面的工具，可以完成矢量數(shù)據(jù)的編輯空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)新建圖層－要素類指定要素類型：點(diǎn)？線？多邊形？三、屏幕跟蹤數(shù)字化在創(chuàng)建圖層時(shí)指定坐標(biāo)系統(tǒng)在ArcMap中指定數(shù)據(jù)框（定義地圖）的坐標(biāo)系統(tǒng)在創(chuàng)建圖層（要素類）的時(shí)候除指定坐標(biāo)系外，還需要指定要素類的坐標(biāo)范圍可以從已有的數(shù)據(jù)導(dǎo)入或手動(dòng)指定這個(gè)范圍(3)要素矢量化②設(shè)置編輯環(huán)境及工具添加已配準(zhǔn)的影像圖層添加新建的圖層編輯圖層中要素的屬性：屬性字段可以在創(chuàng)建圖層時(shí)，也可以在ArcMap中添加字段名稱：fieldname數(shù)據(jù)類型：datatype字段寬度：width精度：decimalprecision在編輯器中，點(diǎn)擊“開始編輯”，并在目標(biāo)圖層中選中要編輯的圖層三、屏幕跟蹤數(shù)字化三、屏幕跟蹤數(shù)字化(3)要素矢量化從“編輯器”工具欄中選中草圖工具，根據(jù)掃描地圖上的內(nèi)容分層提取地圖要素“編輯器”工具欄三、屏幕跟蹤數(shù)字化②設(shè)置編輯環(huán)境及工具主要編輯環(huán)境－“編輯器”工具欄捕捉環(huán)境－Snapping捕捉或懸掛操作:控制在新建或編輯要素時(shí)，要素如何排列線段之間的連接(在兩條線段連接的地方加一個(gè)結(jié)點(diǎn))避免長(zhǎng)懸線（overshoots）/短懸線undershoots避免多邊形區(qū)域的重疊或間隙捕捉環(huán)境－Snapping通過(guò)捕捉環(huán)境對(duì)話框設(shè)定在編輯時(shí)捕捉方式捕捉－線段a)點(diǎn)要素的編輯在圖層中新建、刪除、移動(dòng)一個(gè)點(diǎn)要素b)線要素的編輯懸掛功能修改線段的形狀（編輯頂點(diǎn)）分割線要素、公共頂點(diǎn)的編輯合并線要素封閉線段打斷線要素打斷工具封閉線段c)多邊形要素的編輯多邊形頂點(diǎn)編輯（改變形狀）分割多邊形公共邊的編輯要素合并（Union）：求并集，比如：由多個(gè)島嶼組成的行政區(qū)，飛地。要素聯(lián)合（Combine):中心有島嶼的湖泊要素相減（Subtract）：去除重疊部分（landuse)要素相交（Intersection):獲取多個(gè)多邊形的公共部分修改線段或多邊形的形狀拓?fù)渚庉嬓薷木€段或多邊形的形狀非拓?fù)渚庉嫹指疃噙呅畏指钜貙傩园l(fā)生變化

imagefromESRI復(fù)制字段：對(duì)共同的屬性進(jìn)行復(fù)制幾何屬性重新計(jì)算（面積，周長(zhǎng)，長(zhǎng)度）數(shù)值字段按面積比重新計(jì)算劃分（比如人口數(shù)據(jù)）多邊形融合從同一圖層中選擇多個(gè)多邊形多個(gè)多邊形被融合為一個(gè)多邊形融合屬性發(fā)生改變：與分割操作類似imagefromESRI多邊形要素合并求并集，可以將多個(gè)圖層中的要素合并多邊形要素相交取兩個(gè)多邊形空間上相交的區(qū)域求交集多邊形要素相交多邊形裁剪從一個(gè)多邊形中去除與另一個(gè)多邊形相交的部分d)撤銷編輯編輯操作可以撤銷

編輯操作可以恢復(fù)到先前保存的狀態(tài)

一旦進(jìn)行了保存操作，所做編輯和修改無(wú)法再撤銷④保存編輯成果在編輯過(guò)程中注意保存修改成果執(zhí)行以下操作時(shí)，軟件會(huì)提示進(jìn)行保存:停止數(shù)據(jù)集的編輯操作開始另一個(gè)數(shù)據(jù)集的編輯操作保存或關(guān)閉地圖文檔關(guān)閉ArcGIS三、屏幕跟蹤數(shù)字化其它的矢量化工具R2VforWindows(9X,NT,2000,ME,XP)是一款高級(jí)光柵圖矢量化軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)將強(qiáng)有力的智能自動(dòng)數(shù)字化技術(shù)與方便易用的菜單驅(qū)動(dòng)圖形用戶界面有機(jī)地結(jié)合到Windows環(huán)境中，為用戶提供了全面的自動(dòng)化光柵圖像到矢量圖形的轉(zhuǎn)換，它可以處理多種格式的光柵（掃描）圖像，是一個(gè)可以用掃描光柵圖像為背景的矢量編輯工具。由于該軟件的良好的適應(yīng)性和高精確度，其非常適合于GIS、地形圖、CAD及科學(xué)計(jì)算等應(yīng)用。三、屏幕跟蹤數(shù)字化VPMaxESRI定義了判斷錄入圖形是否正確的六個(gè)準(zhǔn)則：1）所有錄入的實(shí)體都能夠表現(xiàn)出來(lái)；2）沒(méi)有輸入額外的實(shí)體；3）所有的實(shí)體都在正確的位置上，并且其形狀和大小正確；4）所有具有連接關(guān)系的實(shí)體都已經(jīng)連上；5）所有的多邊形都有且只有一個(gè)標(biāo)志點(diǎn)以識(shí)別它們；6）所有的實(shí)體都在邊界之內(nèi)四、地圖數(shù)字化的誤差分析數(shù)字化錯(cuò)誤的具體原因遺漏某些實(shí)體；某些實(shí)體重復(fù)錄入；定位的不準(zhǔn)確數(shù)字化儀分辨率可以造成定位誤差，但是人的因素是位置不準(zhǔn)確的主要原因，如手扶跟蹤數(shù)字化過(guò)程中手的抖動(dòng)，兩次錄入之間圖紙的移動(dòng)都可以使位置不準(zhǔn)確

四、地圖數(shù)字化的誤差分析錯(cuò)誤的具體表現(xiàn)形式偽節(jié)點(diǎn)（PseudoNode）：使完整的線變成兩條懸掛節(jié)點(diǎn)（DanglingNode）：一個(gè)節(jié)點(diǎn)只與一條線相連接四、地圖數(shù)字化的誤差分析四、地圖數(shù)字化的誤差分析錯(cuò)誤的具體表現(xiàn)形式“碎屑”多邊形或“條帶”多邊形（SliverPolygon）不正規(guī)的多邊形（WeirdPolygon）四、地圖數(shù)字化的誤差分析掃描數(shù)字化過(guò)程中引起的誤差主要決定于（1）要素對(duì)象（2）軟件處理技術(shù)（3）掃描儀（4）工作人員四、地圖數(shù)字化的誤差分析（1）掃描要素對(duì)象

要素本身的寬度、復(fù)雜程度、粘連以及圖面的整潔和清晰程度都對(duì)掃描數(shù)字化誤差有一定的影響線條的粘連,結(jié)合處易出現(xiàn)較大的誤差線條發(fā)虛,會(huì)得到多個(gè)實(shí)體圖面不整潔引入了噪聲,易引起軟件誤判線條不光滑,易出現(xiàn)毛刺等四、地圖數(shù)字化的誤差分析（2）軟件處理技術(shù)在掃描數(shù)字化過(guò)程中,三個(gè)主要參數(shù):分辨率、門檻值(灰度值或?qū)Ρ榷戎?和濾波值的確定將對(duì)掃描圖的質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響;圖像處理、幾何校正和矢量化等后處理技術(shù),其功能的強(qiáng)弱、模型的優(yōu)化將直接影響掃描數(shù)字化的精度。采用合適的校正模型(仿射變換、雙線形變換、多項(xiàng)式變換等)、定向點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)中、采樣點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)中等,將有效的提高掃描數(shù)字化的精度。

（3）掃描儀：在掃描過(guò)程中,由于使用CCD掃描儀,會(huì)引入一些誤差。主要包含有:掃描儀的分辨率;光學(xué)誤差;電信號(hào)傳輸過(guò)程中造成的輻射誤差;沿導(dǎo)軌掃描過(guò)程中,由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)、速度不均或其它原因所造成的直線性誤差;線陣方向與掃描方向不垂直所引起的CCD線陣的直線性誤差;外界因素影響產(chǎn)生的誤差;隨機(jī)性誤差等等四、地圖數(shù)字化的誤差分析四、地圖數(shù)字化的誤差分析工作人員態(tài)度技術(shù)熟練程度制圖專業(yè)水準(zhǔn)所有以上這些掃描的誤差引起的幾何變形,可看成平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、仿射、彎曲以及各種更高變形的綜合作用結(jié)果。在實(shí)際操作過(guò)程中,很難對(duì)這些誤差一一進(jìn)行變形改正,只能綜合考慮它們的影響,綜合校正。

四、地圖數(shù)字化的誤差分析§6.3野外測(cè)量野外測(cè)量：大平板、全站儀、GPS、移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)特點(diǎn)：精度高、效率較低適合范圍：小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新§6.3野外測(cè)量§6.4攝影測(cè)量與遙感§6.4攝影測(cè)量與遙感遙感(RemoteSensing):利用自然界的電磁波、或人工發(fā)射電磁波、或利用地物自身的電磁波，將波譜及其幾何位置記錄下來(lái)，判讀（解譯）地表物體的分布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表遠(yuǎn)距離、非接觸的觀察。遙感的電磁輻射源：主要是太陽(yáng)的可見光和紅外線，有時(shí)也用微波雷達(dá)或地物自身的紅外線。探測(cè)、記錄電磁波的儀器稱傳感器，它可以安裝在飛機(jī)（或氣球）上，稱航空遙感，也可安裝在人造地球衛(wèi)星上，稱航天遙感航空遙感的靈活性大、針對(duì)性強(qiáng)、圖像的幾何分辨率高航天遙感的通用性強(qiáng)，衛(wèi)星可以長(zhǎng)期在太空飛行，一日數(shù)次或隔數(shù)十日一次對(duì)相同地物反復(fù)觀察。主動(dòng)遙感，被動(dòng)遙感航空遙感：大比例、更新周期長(zhǎng)，衛(wèi)星遙感（航天遙感）：小比例、大范圍、更新周期短（幾天）§6.4攝影測(cè)量與遙感遙感技術(shù)的發(fā)展國(guó)外商用衛(wèi)星影像，對(duì)地表的分辨率已經(jīng)達(dá)到1.0-0.6米，正在向0.3米邁進(jìn)?？梢灾谱?:10000-1:5000，甚至1：2000的基礎(chǔ)地圖。航空影像也在向掃描、數(shù)字成像的方向發(fā)展。美國(guó)陸地衛(wèi)星LANDSAT系列：LANDSAT-7，16天重復(fù)循環(huán)，分辨率為15米。法國(guó)SPOT衛(wèi)星：SPOT-5，26天重復(fù)循環(huán)，5m分辨率的全色影像。IKONOS衛(wèi)星：美國(guó)太空影像公司1999，2.9天重復(fù)循環(huán)，第一個(gè)提供1米分辨率的商用衛(wèi)星遙感圖像，最大成圖比例尺可達(dá)1∶2,500QuickBird（快鳥）：美國(guó)Digitalglobe公司2001，商業(yè)衛(wèi)星中分辨率最高，全色波段分辨率為0.61米，最大成圖比例尺能達(dá)到1∶1,500－1∶2,000§6.4攝影測(cè)量與遙感遙感圖像的解釋和判讀判讀、解譯：獲得遙感圖像后可以進(jìn)一步辨認(rèn)地物的空間分布、相關(guān)特征判讀、解譯的主要依據(jù)：波譜特征，物理特征，幾何特征。遙感信息在城市規(guī)劃中的典型應(yīng)用地形測(cè)繪土地使用調(diào)查建筑物調(diào)查綠化、植被調(diào)查環(huán)境調(diào)查景觀調(diào)查§6.4攝影測(cè)量與遙感遙感的局限性圖像判讀、解譯后獲得的往往是對(duì)地物的大致估計(jì)，或間接信息，和實(shí)際情況有出入。在很多情況下用計(jì)算機(jī)判讀、解譯比用熟練的人工誤差大，但全靠人工，解譯工作量很大、周期很長(zhǎng)城市規(guī)劃中需要地物的社會(huì)屬性，靠遙感只能間接獲取，主要靠實(shí)地調(diào)查遙感信息的獲取、解譯技術(shù)還比較復(fù)雜，需要多種專業(yè)人員的配合才能實(shí)現(xiàn)§6.5數(shù)據(jù)共享任何信息系統(tǒng)總要利用已有數(shù)據(jù)，以減輕信息收集、編碼、輸入的工作量。除了利用本單位、本部門的現(xiàn)成資料外，常用的、通用的數(shù)據(jù)供社會(huì)共享已成為一種趨勢(shì)特別在發(fā)達(dá)國(guó)家，有很多政府機(jī)構(gòu)或私人公司已經(jīng)開始向社會(huì)公開提供數(shù)據(jù)服務(wù)，這種服務(wù)大致有四類信息：基本數(shù)字化地圖——目前測(cè)繪部門提供中小比例尺的DRG、DLG、DOM、DEM和其它的紙質(zhì)成果；自然資源數(shù)據(jù)；遙感數(shù)據(jù)——很多遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)代理中心，可以購(gòu)買各種分辨率的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)；也有一些網(wǎng)站提供了免費(fèi)的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和其它類型的數(shù)據(jù)；與人口統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的空間、屬性、地址數(shù)據(jù)——國(guó)家及地方的統(tǒng)計(jì)部門和其它職能部門提供了多