ArcGIS栅格数据矢量化和编辑要点.docx

1、ArcGIS栅格数据矢量化和编辑要点 实验三 ArcGIS 栅格数据矢量化和编辑 一、主要内容 1、掌握 ArcMap 中地图、数据框架、组图层、数据层等基本概念 及相互关系； 2、掌握利用 ArcMap 进行地图屏幕扫描数字化的主要流程及具体 操作； 二、ArcMap 基础知识 基本概念 1) 地图Map (arcMap document) 在 ArcGIS 中，一个地图存储了数据源的表达方式(地图，图表, 表格) 以及空间参考。在 ArcMap 中保存一个地图时，ArcMap 将创 建与数据的链接，并把这些链接与具体的表达方式保存起来。当 打开一个地图时，它会检查数据链接，并且用存储的表达

2、方式显 示数据。一个保存的地图并不真正存储显示的空间数据！ 2) 数据框架Data Frame 在“新建地图”操作中，系统自动创建了一个名称为 “Layers”的数据框架。在 ArcMap 中，一个数据框架显示统一地 理区域的多层信息。一个地图中可以包含多个数据框架，同时一 个数据框架中可以包含多个图层。例如，一个数据框架包含中国 的行政区域等信息，另一个数据框架表示中国在世界的位置。但 在数据操作时，只能有一个数据框架处于活动状态。在 Data View 只能显示当前活动的数据框架，而在 LayoutView 可以同时显示 多个数据框架，而且它们在版面布局也是可以任意调整的。 3）组图层-

3、New Group Layer 有时需要把一组数据源组织到一个图层中，把它们看作 Contents 窗口中的一个实体。例如，有时需要把一个地图中的所 有图层放在一起或者把与交通相关的图层（如道路、铁路和站点 等）放在一起，以方便管理。 4）数据层 ArcMap 可以将多种数据类型作为数据层进行加载，诸如 AutoCAD 矢量数据 DWG，ArcGIS 的矢量数据 Coverage、GeoDatabase、TIN 和栅格数据 GRID，ArcView 的矢量 的栅格数据 USDS，ImageFile 的栅格数据 ERDAS，ShapeFile 数据DEM 等。注意 Coverage 不能直接编辑

4、，要编辑需要将 Coverage 转 换成 ShapeFile。 5）shape 的要素类型 point、polyline、Polygon、Multipoint、MultiPatch. 三、ArcGIS 中地形图的配准步骤 配准前：加载地形图 xu6.tif，在 ArcMap 中显示效果如下： ArcMa中添加“影像配准”工具栏把需要进行配准地形xu6.ti增加ArcMa中，会发现“影配准”工具栏中的工具被激活 第 2 步: 输入控制点-在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。一 般为控件点公里网格的交点。在这里将选取影像图的四个角点， 根据影像图的图幅号算出它的每个角点的坐标点（1145307

5、6.442 3349749.571）（11460017.3403349767.099） （11453050.1513345139.833）（11460008.577 3345104.778）。 在“影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。 使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击 入该点实际的坐标位置，如下图所示： 用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。 点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。 检查控制点的残差和 RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控 制点。转换方式设定为“二次多项式” 注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控

6、制点 保存为磁盘上的文件，以备使用。 第 3 步: 设定数据框的属性- 增加所有控制点，并检查均方差 （RMS）后，在”影像配准”菜单下，点击“更新显示”。执行菜单 命令“视图”“数据框属性”，设定数据框属性 在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米” 在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为 “Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安 80 投影坐标系，3 度分 带，东经 102 度中央经线），与扫描地图的坐标系一致 更新后，就变成真实的坐标。 第 4 步: 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件- 在”影像配准”菜 单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公

7、式重新采样， 另存为一个新的影像文件 根据上面的方法配准图。 加载重新采样后得到的栅格文件，并将原 始的栅格文件从数据框中删除。 四、手工矢量化具体内容及操作 (一)创建和打开地图 1、进入 ArcMap 时创建地图 1）运行 ArcMap,选择 StartusingArcMapWith 栏中的 ANew OK; Empty Map方式，单击 2) 运行 ArcMap,选择 Start using ArcMap With 栏中的 A template 方式，可打开地图模板框，可选择通用地图版式： LandscapeModern.mxt,在 Preview 中可预览地图版面布局。 2、ArcMa

8、p 中随时可 File/New 3、可打开已存在的地图，*.mxd; 4、Layers 的理解 在“新建地图”操作中，系统自动创建了一个名称为“Layers” 的数据框架，一个数据框架显示统一地理区域的多层信息。一个地 图中可以包含多个数据框架，同时一个数据框架中可以包含多个图 层。例如，一个数据框架包含中国的行政区域等信息，另一个数据 框架表示中国在世界的位置。但在数据操作时，只能有一个数据框 架处于活动状态。在 DataView 只能显示当前活动的数据框架，而 在 LayoutView 可以同时显示多个数据框架，而且它们在版面布局 也是可以任意调整的。 （二）新建数据层，并加载到 arcm

9、ap 中 利用 ArcCatalog 新建数据层，之后再加载到 ArcMap 中。 1、按“ToolsArcCatalog”进入 ArcCatalog 模块，在 ArcCatalog 中选择要建立的数据层所在目录后，点击右键，选择 “new”、“shapefile”，如下图： 2、如下图，输入数据层 Name，如 QsPoly，选择要素类型，如 ，点按钮“Edit”选择空间参照系。再按“OK”。Polyline 3 定义数据层的坐标 在 ArcMap 中，创建新图并向其中加载数据层时，第 1 个被加载 的数据层的坐标系统就作为该数据组默认的坐标系统，随后加载的 数据层，无论其坐标系统如何，只要

10、含有坐标信息，满足坐标转换 的需要，都将被自动的转换成该数据组的坐标系统。当然，这种转 换不影响数据层所对应的数据文件本身。 l查阅数据组织坐标 【1】在数据组上按右键打开快捷菜单； 【2】点击 Properties，打开 Data Frame Properties 对话框； 【3】点击 CoordinateSystem 标签，数据组的坐标信息 就显示在该窗口中； 查阅数据组织坐标 l变换组织坐标 【1】在数据组上按右键打开快捷菜单； 【2】点击 Properties，打开 Data Frame Properties 对话框； 【3】点击 Coordinate System 标签； 【4】点击

11、地图投影类型，选择投影类型； 【5】点击“确定”按钮，观察坐标变换情况。 如西安 1980 坐标系，如图。 4、将新建的数据层加载到 ArcMap 中的 Layers 中。在主菜单中选择 “File-AddData”,或者在 standard 工具条中选择，选择 QsPoly.shp，得到结果如图： 四、ArcScan 矢量化具体内容及操作 ArcScanARCSCAN 是 ARC/INFO 的扫描图预处理及矢量化模块， 具有噪音消除、斑点剔除、交互式线状要素跟踪、栅格到矢量的批 处理、栅格与矢量数据的一体化编辑功能。 ArcScan 是 ArcGIS 中一个把扫描栅格转化为矢量 GIS 图层

12、的工具， 这个过程可以交互式或自动进行。 ArcScan 工具可是使用使用的几个前提是: 1, ArcScan 扩展模块必须激活 2, ArcMap 中添加了至少一个栅格数据层(TIF IMG 图象等)和至少 一个矢量数据层(可以是点线面等) 3, 栅格数据必须进行过二值化处理(变为黑白图片) 4, Editor 必须启动 练习一：栅格跟踪 ArcScan 使得从扫描栅格上建立新要素变得简单，这个过程可以 减少在矢量数据库中一体化栅格数据的时间。 (一)启动 ArcMap: 在作这个练习之前你必须先启动ArcMap并导入练习数据。 1、在开始菜单中或桌面上双击 ArcMap 的快捷方式来启动

13、ArcMap。 2、单击标准工具栏上的Open按钮 3、在ArcScan目录中选择ArcScanTrace.mxd 4、点击 Open. (二)激活 ArcScan 模块: 选择 ToolsExtensions， Extensions 对话框中，将 ArcScan 的复选框勾上. 选择 ViewtoolbarsArcScan，将 ArcScan 勾上。 将 ArcScan工具条显示到桌面上，工具条出现后默认是灰色 的 (三)栅格数据二值化: 这里的二值化，其实便是将栅格图象的符号化方案设置为两种颜色 分类显示。 这个二值化操作是 ArcScan 使用的要点之一，这个操作相当于将栅 格数据划分为

14、“是”或“否”可以数字化两个种类。这时候，我们 也可以看到，完成了栅格数据二值化以后，ArcScan工具条仍然是 不可用的。 (四)开始编辑: ArcScan扩展模块必须在编辑状态下才能激活，Start Editing命令 可以 使你开始编辑工作。 点击 Editor 工具栏中的 Start Editing 来开始编辑。 此时 ArcScan 工具因该是可用的: (五)设置栅格捕捉选项: 栅格捕捉设置影响跟踪过程，这些设置在Raster Snapping Options 对话框进行设置 在 ArcScan 工具栏上点击 Raster Snapping Options 按钮来打、1 开对话框。

15、2、 设置maximum line width为7，这个设置将使得能捕捉边界的栅 格像元。 3、点击应用确定。 4、点击Editor工具栏中Snapping来打开Snapping Environment对话 框 5、点击+号展开。 6、选择 Centerlines 和 Intersection 来进行捕捉。 (六)跟踪栅格像元来建立线要素: 现在已经设置好了栅格捕捉环境了，准备开始跟踪栅格像元，这将 利用 Vectorization Trace工具。 1、在 ArcScan 工具栏上点击 Vectorization Trace 按钮。 2、移动指针到捕捉到边界交点然后点击来开始跟踪。 3、继续

16、利用 Vectorization Trace 工具来跟踪外部边缘。 4、当跟踪完成了整个边界，按 F2 完成草图。 现在一个新的线要素显示这块地的边界。 (八)完成保存编辑过程: 如果你完成了栅格像元的跟踪要屏蔽Vectorization Trace工具，可 以通过保存来停止编辑并完成此练习。 1、点击 Editor 菜单并点击 Stop Editing。 2、点击是来保存你的编辑成果。 在本练习中你学到了怎么样设置栅格捕捉选项和环境，捕捉栅格 像元并跟踪栅格像元来创建线状要素和面状要素。这几个步骤覆盖 了整个栅格跟踪的过程，在下一个练习中将显示怎么样去编辑栅格 图层并利用批处理矢量化工具来对

17、整图进行自动产生要素。 练习二：ArcScan 批处理矢量化 在本练习中，你将编辑一个扫描的地图，删除不需要矢量化范围的 像元，栅格被处理后，将利用批处理矢量化模式来生成要素。 (一)启动 ArcMap: 在作这个练习之前你必须先启动ArcMap并导入练习数据。 1、在开始菜单中或桌面上双击 ArcMap 的快捷方式来启动 ArcMap。 2、单击标准工具栏上的Open按钮 3、在ArcScan目录中选择ArcScanBatch.mxd 4、点击 Open. (二)激活 ArcScan 模块: 选择 ToolsExtensions， Extensions 对话框中，将 ArcScan 的复选框

18、勾上. 选择 ViewtoolbarsArcScan，将 ArcScan 勾上。 将 ArcScan工具条显示到桌面上，工具条出现后默认是灰色 的 (三)栅格数据二值化: 这里的二值化，其实便是将栅格图象的符号化方案设置为两种颜色 分类显示。 这个二值化操作是 ArcScan 使用的要点之一，这个操作相当于将栅 格数据划分为“是”或“否”可以数字化两个种类。这时候，我们 也可以看到，完成了栅格数据二值化以后，ArcScan工具条仍然是 不可用的。 (四)开始编辑: ArcScan扩展模块必须在编辑状态下才能激活，Start Editing命令 可以使你开始编辑工作。 点击 Editor 工具栏

19、中的 Start Editing 来开始编辑。 此时 ArcScan 工具因该是可用的: 至此以上步骤与栅格跟踪相同! 以下步骤是ArcScan批处理矢量化特有的! (五)清理矢量化的栅格 当执行批处理矢量化，在生成要素之前必须编辑栅格影像，这个过 程 ArcScan提供了raster cleanup工具来清理不需要矢量化的内容。现 在利用raster cleanup工具从ParcelScan影像上清除不想要的注记。 1、点击 Raster Cleanup 菜单并点击 Start Cleanup 来开始清理工 作。 2、点击Raster Cleanup菜单并点击Raster Painting

20、Toolbar 来打 开 Raster Painting 工具栏。 3、点击在 Raster Painting 工具栏上的擦除工具。 4、点击并按住鼠标左键来擦除地块顶上的注记。 5、继续使用擦除工具一直到完全擦除此注记。 除了擦除工具以外，Raster Painting工具栏还提供了另一个工具 叫做Magic Erase工具，允许你通过单击并画框的方式来擦除连续的 一系列像元。 6、点击在 Raster Painting 工具栏上的 Magic Erase 工具。 7、围绕着地块中间的注记画一个框来删除这个注记。 这个注记现在就被从影像上删除了 (六)利用矢量化设置。 批处理矢量化依靠用户自

21、定义的设置，这些设置将影响产生的要素 的形状，这些设置依赖你所使用的栅格数据类型，一旦为你的栅格 决定了相应的设置，你可以保存它们到地图文档或独立的文件中， 你可应用Vectorization Settings对话框来设置。 1、点击Vectorization下的Vectorization Settings来打开对话框。 现在可以修改矢量化设置来确保生成最佳的结果 2、改变Maximum Line Width为10 3、改变Compression Tolerance为0.1 4、点击Apply来保存设置。 5、点击Close. (七)预览矢量化 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Vectorization Settings 中的Apply按钮来改变，这个设 计允许你最佳的调整矢量化设置。 1、点击 Vectorization 菜单并点击 Show Preview。 地图中将预览矢量化后的结果。