长江大学地理信息系统原理上机报告

1、 实验目的1. 利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准2. 编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。3. 熟悉GPS手持机采集的数据使用方法。二、实验准备数据：昆明市西山区 普吉 地形图 1:10000 地形图70011-1.Tif，昆明市旅游休闲图.jpg (扫描图)，请从课程网站下载。在开始本实验之前，将同学分成3-5个小组，每个小组从实验室借出一部GARMIN GPS手持机，利用课外时间在昆明市范围内采集20个GPS点，并在自行购买和昆明市旅游休闲图上做好标记。数据采集回来后用MapSource 软件通过数据线将数据从GPS手持机中导入到计算机并存储为GPS.txt 文件以备使用。在借到GPS手持机后，请在老师指导下认真阅读GPS手持机的说明书，掌握基本操作方法。使用完毕后请归还实验室。外出采集数据时请遵守指导老师宣布的安全注意事项。软件准备：MapSource (GRAMIN GPS手持机数据导入软件)ArcGIS Desktop -ArcMap 三，实验内容及步骤第1步 地形图的配准加载数据和影像配准工具第2步 输入控制点第3步 设定数据框的属性第4步 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件第5 步 分层矢量化在ArcCatalog中创建一个线要素图层第6步 从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中第7步 根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤四、实验后思考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。1） 设定数据框的属性，使其坐标系统与扫描地图的坐标系一致。该步骤 的必要性是将地图坐标放在真实的坐标系下，为后来的影像配准做准备。2） 打开 ArcMap，添加“影像配准”工具栏。输入已知点相应的真实坐标。必 要性是将配准影像，使其与地理坐标一致。 3） 检查控制点的残差和 RMS。目的是检验像控点的配准的准确性，剔除残差 大的像控点，以确保准确性。 4） 矫正并重采样栅格生成新的栅格文件。必要性是矫正和配准，使这些配准 后的影像进行分层矢量化。5） 分层矢量化。在 ArcCatalog 中创建各个要素的图层，然后分别在各个图层 中对影像进行数字化。 必要性： 将地图要素建立一个数据库使图像清晰显而易见， 并且便于查询。 6）自定义符号库。必要性：arcgis 软件中的符号不全面，这就使我们要自己做 相应的符号来数字化影像。  2) 分析数字化过程中误差的来源及减小误差的相关方法。1. 原始资料误差。由于数据采集时的测量，记录，绘制等产生的误差。数据采集 和录入过程中产生的误差，如制图过程中展绘控制点、编绘或清绘地图、制印和 套色等引入的误差， 数字化过程中因纸张变形、 变换比例尺、 数字化仪的精度(定 点误差、重复误差和分辨率)、操作员的技能和采样点的密度等引起的误差2. 答:地质图数字化误差的来源图形数据误差可分为源误差，处理误差和应用误差3种类型。数字化处理过程中，误差校正控制点的多少和分布位置直接决定了误差校正的精确度，控制点越多，分布位置越合理，误差变形就越小。地理要素图形本身的宽度、密度、复杂程度对数字化结果的质量也有显著影响，如粗线比细线更易引起误差，复杂曲线比平直线更易引起误差，密集要素比稀疏要素易引起误差。数字化的误差 可以被定义为数字化点、线对原地图，上点、线的偏差。.上述是 人工输图中不可避免的定位误差。除此以外，还有3点误差来源:3. (1)表示坐标的计算机字长有限: (2) 所有矢量输出设备包括绘图仪在内，尽管分辨率比栅格设备高，但也有一-定的步长: (3) 矢量法输入时曲线选取的点不可能太多4. 处理方法:首先，要利用MapGIS图像处理模块提供的图像镶嵌配准功能对光栅文件进行误差处理。对于国际分幅的图幅，控制点出四个点角外，还应包括南北内图廓线拐点的坐标，及图内分布均匀的公里网坐标。对于控制点的选择，图幅越大， 选取的控制点越多;比例尺越小，选取的控制点也越多。控制点数量不同时，所选取的参数也应有所不同。3) 为什么要对配准后的数据进行重采样？因为经过配准的不同栅格的像元并不总是对齐的，因为像元大小可能不同，或者像元边界之间会有相对的偏移。当进行栅格合并时，空间分析必须为每一个输出像元指定对应的输入栅格的像元，这个过程就叫做重采样。重采样的方法有最近邻发、search法、双线性内插法和立方卷积法。前两者适用于离散数据，后两者适用于连续数据。