课间实验报告模版.doc

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1、重庆交通大学地理信息系统二次开发课程课间实验报告实验项目1：ArcEngine开发入门实验姓 名： 学 号 班 级： 专业 级 班 指导教师： 实验日期：2014年10月11日测量与空间信息处理实验课间实验评定标准及成绩实验项目名称： 实验日期： 实验成绩： 实验评定标准：评定标准分值评定理由及评语1）实验结果及分析是否合理A（ ）B（ ）C（ ）2）实验程序流程图是否正确A（ ）B（ ）C（ ）3）实验报告是否按照规定格式A（ ）B（ ）C（ ）实验1 GIS数据采集-屏幕跟踪矢量化目 录1 实验目的和要求11.1 实验目的11.2 实验报告要求12 实验准备13 实验内容及流程23.1 实

2、验内容23.2 实验流程34 屏幕跟踪矢量化操作过程44.1 扫描纸质地形图或其它数字影像格式地图44.1.1 扫描图像成果44.1.2 判断图像质量44.1.3 判断识别地图的坐标系统(配准依据)44.2 图像预处理54.3 图像配准54.4 图像二值化54.5 数据分层方案54.6 图形追踪矢量化54.7 矢量化成果55 实验思考56 实验体会6实验1 ArcEngine开发入门1 实验目的和要求1.1 实验目的（1）了解ArcGIS的基本组成模块ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox的应用基础及一些基本的操作；（2）掌握利用影像配准（Georeferencing）工具进

3、行影像数据的地理配准；（3）理解屏幕跟踪矢量化的原理和方法； （4）使用数字化软件ArcScan对栅格地形图进行屏幕跟踪数字化的操作(包括等高线、地物、居民地注记、高程点等)的矢量化。1.2 实验报告要求做出书面报告，包括原理、过程和结果。具体内容如下：1）总结屏幕跟踪数字化过程的基本步骤及每一步骤的必要性。2）分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。3）为什么要对配准后的数据进行重采样？4）总结使用数据空间范围和子类的益处。2 实验准备（1）软件准备：ArcGIS Desktop 10.0 软件的ArcMap 模块、ArcCatalog 模块。（2）硬件准备：台式或笔记本电脑。（3）

4、数据准备：云南普吉的一幅地形图扫描图像。（4）知识预备：图像配准是给定两幅待配准图像，对其中一幅图像作变换，使得变换后的图像与另一个图像内容在拓扑上相对应并几何上相对齐。而对于地理数据来说，可以将一幅图像作为待配准图像，将另一幅图像看作是在一定坐标系统及投影系统下的经纬网地图，我们只需要将我们待配准图像中的配准点（一般选择经纬网或方里网的交点）配准到实际坐标系统和投影系统下的坐标值，即可对待配准图像进行坐标匹配，使其配准后的图像具有实际的地理坐标值。确定所有点之间的空间几何函数关系即坐标关系是很困难的，因此通常是确定足够数量的对应点，根据所采用的数学模型，进行坐标关系的计算。3 实验内容及流程

5、3.1 实验内容利用ArcGIS软件进行地形图扫描屏幕跟踪矢量化，并通过实际操作学习软件的各种功能。3.2 实验流程扫描地图图像预处理地理配准图像二值化数据分层屏幕图形追踪矢量化成果图1 实验流程一属性数据添加 扫描地图图像预处理图像二值化数据分层屏幕图形跟踪坐标系统添加矢量化成果图2 实验流程二属性数据添加实验流程一是先加坐标系统，再矢量化；实验流程二是先矢量化，最后添加坐标系统。任选一种方案即可。4 屏幕跟踪矢量化操作过程4.1 扫描纸质地形图或收集其它数字影像格式地图4.1.1 扫描图像成果图1 实验数据原图4.1.2 判断图像质量扫描图像清晰，没有扭曲变形，故不需要做图像预处理，即几何

6、纠正。如果要做，怎么做？4.1.3 判断识别地图的坐标系统(配准依据)扫描地图比例尺是1:10000，带号是34带，采用西安1980坐标系，因此可以判定：（1）该图是3度分带。（2）中央子午线是34*3=102度。（3）投影方法及参数：高斯克吕格投影-基本比例尺地形图系列。4.2 图像预处理扫描图像清晰，没有扭曲变形，故不需要做图像预处理，即几何纠正。如果要做，怎么做？4.3 图像配准目的：打开ArcMap ,加载已获取的图像数据文件，进行地理配准，给地图配上真实的地理坐标。第1步 加载栅格影像地图数据，激活影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工

7、作顺利进行。1、打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。2、把需要进行配准的影像70011-1.TIF增加到ArcMap中，添加时选择“Do not build pyramids”（不建立影像金字塔），加载后会发现Georeferencing（影像配准）工具栏中的工具被激活（图2-1）。图4.3.1 加载影像地图数据，激活影像配准工具第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。通过读图，我们可以得到一些控件点公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。1、在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。如图4.3.2所示。图4.3.2 添加

8、控制点工具2、使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如图4.3.3所示：图4.3.3 输入控制点实际地理坐标【注意】输入软件中的坐标与平常测量中的习惯相反：输入ArcGIS软件中的X坐标是地形图中的Y坐标（若含有带号，则可去掉带号），即地形图横向方里网值，也是测量中的Y坐标，去掉带号后是6位数，含带号是8位数。输入ArcGIS软件的Y坐标是地形图中的X坐标，即地形图纵向方里网值，也是测量中的X坐标，共7位数。3、用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），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，如图4.3.4所示。注意：

9、在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。图4.3.4 查看控制点链接表图4.3.5 检查控制点残差和中误差检查控制点的Residue（残差）和RMS，删除残差特别大的控制点（选中记录后点击删除按钮）并重新选取控制点。当Residue（残差）和RMS 均较小时，即可点击OK 按钮完成配准，转换方式设定为“二次多项式”，如图4.3.5所示。第3步 设定数据框的属性1、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。如果4.3.6所示。图4.3.6 设置数据框的显示属性在“

10、常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”图4.3.7 设置数据框的坐标系统在“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。如图4.3.7所示。2、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1、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式重新采样，另存为一个新的影像文件。图4.3.8 矫正栅格影像地图数据图4.3.9 选择重采样内插方法2、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。后面我们的数

11、字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行二值化，然后分层矢量化。4.4 图像二值化将矫正的影像栅格地图数据进行二值化，右键单击图层，选择属性设置，在图4.4.1所示对话框中，单击“符号系统”选项卡，显示一栏选择“拉伸”，可以看到，此时的图像颜色只有“0-255”的灰度值，单击“确定”，完成图像二值化，显示如图图4.4.2所示。 图4.4.1 栅格影像二值化 图4.4.2 二值化后的效果思考：是否需要保存二值化后的栅格影像地图？4.5 数据分层方案4.6 图形追踪矢量化4.7 矢量化成果5 实验思考1.怎样才

12、能在编辑高程点时输入高程值？2.自动追踪的设置的方法？3.为什么要对配准后的数据进行重采样？6 实验体会 3.2 打开ArcCatalog，建立个人数据库，以学号命名，并在所建立的数据库中，建立图层要素，如图12： 注：为方便起见，建立图层时，注意图层坐标系的选择应与图像坐标系选择一致图12 数据库及图层建立 在ArcMap中将已经建立的图层添加到图层列表中，右键单击“图层”，通过添加数据的方式可以加进图层，结果显示如图13：图13 图层添加 右键单击菜单栏空白处，添加编辑器工具，开始矢量化高程点，将其它图层关闭，选择“开始编辑”，编辑完成后，右键单击高程点图层，选择“打开属性表”，查看所编辑

13、的高程点，如图13：图13 高程点属性表图14 图像高程点 以同样的方法进行后面几个图层的编辑，特别注意不同图层构造要素的不同，分别显示如下：图15 等高线矢量化图16 等高线属性表图17 草地要素编辑图18 居民地矢量化图19 面状要素属性表图20 局部矢量化地形图四、实验思考1.怎样才能在编辑高程点时输入高程值？2.自动追踪的设置的方法？3.为什么要对配准后的数据进行重采样？五、实验体会 经过这次实验，我理解了地图数字化的原理和方法并且初步学会了使用数字化软件ArcGIS对栅格地形图进行屏幕跟踪数字化的操作，包括等高线、地物、居民地注记、高程点的矢量化。这次实习了解了ArcMap的用途，我认为这在现在的生活中起到非常重要的作用，极大的方便了人们的生活，也让我进一步的走近这门学科奠定了基础。