第14章 空间数据采集.pptx

"空间数据采集" 空间数据采集是将遥感影像、纸质地图、外业观测数据等不同来源的数据进行处理，使其成为GIS软件能够识别及分析的形式。本章主要介绍空间数据采集的方式，包括图形数据采集和属性数据的输入两部分。 图形数据采集方式有手扶跟踪矢量化和扫描跟踪矢量化两种方法。手扶跟踪矢量化主要利用电磁原理记录数字化仪面板上的点的平面坐标来获取矢量数据，该方法是最早采用的纸质地图矢量化的方式，但由于其对复杂地图的处理能力较弱、效率不高、精度较低，目前已基本淘汰。扫描跟踪矢量化是使用具有适当分辨率和扫描幅面的扫描仪及扫描图像处理软件将纸质地图扫描成栅格图像，然后经过几何纠正、噪声消除、线细化、配准等一系列处理，最终达到矢量化的操作步骤。扫描跟踪矢量化作业速度快、精度高，操作人员工作强度较低，是目前最常用的地图数据采集方式。 属性数据的输入通常有四种方法：键入法、使用光学的字符识别技术、在数字化或矢量化的过程中赋值以及人工编辑法。 矢量化是把栅格数据转化成矢量数据的处理过程。通常要经过图像准备及预处理、地理配准、数据分层、图形数据追踪等几个步骤。图像准备是将纸质地图矢量化的第一步，目前最常用的是对纸质地图的扫描。进行纸质地图的扫描之前，需要对相关参数进行设置，如扫描模式、分辨率、亮度、对比度、色调、GAMMA曲线等。经过扫描后的图像还要经过图像预处理才能消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检测性，从而提高特征抽取、图像分割、匹配和识别的可靠性。 图像预处理包括几何校正和投影变换等。几何校正由于受地图介质及存放条件等因素的影像，地图的纸张容易发生变形，或者遥感影像本身就存在着几何变形，通过几何校正可以在一定程度上改善数据质量。几何校正最常用的是仿射变换法，该方法可以在X轴与Y轴方向继续宁不同比例的缩放，同时进行旋转和平移。投影变换不同的地图投影文件，为了将其进行统一，就需要将源数据转换为所需要统一的地图投影，投影变换的方法有正解变换、反解变换及数值变换。数值变换是较常用的投影变换方法，常用的有三参数法和七参数法。 地理配准是将扫描得到的地图数据匹配到用户指定的地理坐标系中，这个过程需要通过具有较高位置精度的控制点。地理配准工具条在ArcMap主菜单中，单击“Customize（自定义）”|“Toolbars（工具条）”|“Georeferencing（地理配准）”，加载地理配准工具条。在地理配准的步骤中，需要启动ArcMap，加载已有的图像文件，然后按照该节前述的方法加载地理配准工具条，最后实现地理配准。 ArcScan矢量化是将栅格数据转化成矢量数据的处理过程。该方法是通过特定的算法将地图上的线条自动转化为矢量要素，工作速度快，但是由于软件只能化的局限性，后期需要大量的人工处理与编辑，因此，实际应用中一般不常采用此方法。屏幕鼠标跟踪矢量化是人工先指定一条线的起点，软件自打工跟踪至它不能判断去向的位置，然后人工指定新的位置，软件自动进行新的跟踪，直到人工结束一条线的跟踪为止。由于此方法兼顾人工对地物的判断和软件的自动化，因此矢量化速度较快，是目前普遍采用的矢量化方法。 空间校正是将不同来源的数据进行处理，使其成为GIS软件能够识别及分析的形式。空间校正的原理是通过控制点将不同来源的数据匹配到用户指定的地理坐标系中。空间校正的方法有正解变换、反解变换及数值变换等。数值变换是较常用的空间校正方法，常用的有三参数法和七参数法。