1、段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用課件幾何糾正段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用為什么要做幾何糾正和幾何配準？為什么要做幾何糾正和幾何配準？u 前面的實驗中我們已經多次遇到前面的實驗中我們已經多次遇到“no spatial reference”的提示。這的提示。這是因為電腦無法識別數據的空間參考信息。是因為電腦無法識別數據的空間參考信息。u 地理空間數據與其他數據相比，最基礎、最重要的特征就是具有地里地理空間數據與其他數據相比，最基礎、最重要的特征就是具有地里空間參考信息。空間參考信息。u 紙質地圖雖然具有空間參考，但是掃描后，弱不經任何處理，在電腦紙質地圖雖然

2、具有空間參考，但是掃描后，弱不經任何處理，在電腦看來它與普通的圖片沒有任何區別，依然不能識別空間參考信息；原看來它與普通的圖片沒有任何區別，依然不能識別空間參考信息；原始的遙感數據也是如此。始的遙感數據也是如此。u 部分具有空間參考的數據，可能因某些原因導致空間參考信息錯誤、部分具有空間參考的數據，可能因某些原因導致空間參考信息錯誤、丟失丟失u 這些情況下，為了讓計算機系統能夠識別數據地理空間參考信息，在這些情況下，為了讓計算機系統能夠識別數據地理空間參考信息，在后續處理開展之前，首先需要做幾何糾正。后續處理開展之前，首先需要做幾何糾正。u 幾何糾正工作室空間數據處理最基礎的、必不可少的工作。

3、幾何糾正工作室空間數據處理最基礎的、必不可少的工作。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用什么是幾何糾正？什么是幾何糾正？u我們通常把一幅沒有地理空間參考信息地圖、圖片或矢量我們通常把一幅沒有地理空間參考信息地圖、圖片或矢量數據，配置一定的、數據，配置一定的、GIS系統可以識別的、系統可以識別的、。這個過程叫做。這個過程叫做幾何糾正geometric correction，u部分文獻可能會出現部分文獻可能會出現地理幾何校正、空間校正、幾何定位，含義與幾何糾正相當。含義與幾何糾正相當。u如果紙質地圖本身包含了空間參考信息，只是掃描后計算如果紙質地圖本身包含了空間參考信息，只是掃描后計

4、算機不能識別。根據地圖上的空間信息進行幾何空間信息的機不能識別。根據地圖上的空間信息進行幾何空間信息的輸入，這個過程也可以叫做輸入，這個過程也可以叫做地理注冊geo-registration。u如果是參照一張已知地理空間信息，而對某個不明不圖像如果是參照一張已知地理空間信息，而對某個不明不圖像進行幾何糾正，這個過程也可以叫做進行幾何糾正，這個過程也可以叫做幾何配準或空間配準，Spatial Matching 。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用ArcGIS中怎么做幾何糾正？中怎么做幾何糾正？uArcGIS主要提供兩個幾何糾正的模塊：主要提供兩個幾何糾正的模塊：uGeo-refe

5、rence：主要針對柵格數據的處理：主要針對柵格數據的處理uSpatial Adjustment：主要針對矢量數據的處理：主要針對矢量數據的處理u本次課程先學習基于本次課程先學習基于Geo-reference的處理，完的處理，完成柵格數據的配準，這是從柵格數據采集矢量數成柵格數據的配準，這是從柵格數據采集矢量數據的基礎。據的基礎。u結合教材我們將進行兩種類型的幾何糾正演示：結合教材我們將進行兩種類型的幾何糾正演示：u基于圖像自身信息的掃描地形圖幾何糾正基于圖像自身信息的掃描地形圖幾何糾正u參考矢量數據對未知圖片進行幾何糾正參考矢量數據對未知圖片進行幾何糾正段含明段含明 空間數據采集與應用空間數

6、據采集與應用依據圖像自身信息的掃描地形圖糾正依據圖像自身信息的掃描地形圖糾正u根據比例尺的不同，我國的地形圖上均會存在一根據比例尺的不同，我國的地形圖上均會存在一定的地理格網：定的地理格網：u1：1萬、萬、1：2.5萬、萬、1:5萬、萬、 1：10萬地形圖中，會呈萬地形圖中，會呈現公里格網，并在地圖四角給出經緯度。現公里格網，并在地圖四角給出經緯度。u1：20萬、萬、1：25萬、萬、1：50萬、萬、1：100萬地形圖中，萬地形圖中，會呈現經緯網格網。會呈現經緯網格網。u格網線的交匯點的地理坐標（大地坐標或經緯度坐標）格網線的交匯點的地理坐標（大地坐標或經緯度坐標）是確定的，可以依據這些點的坐標

7、對掃描地圖進行幾是確定的，可以依據這些點的坐標對掃描地圖進行幾何校正。何校正。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第一步：加載數據和幾何糾正工具第一步：加載數據和幾何糾正工具u本實驗是用的數據為某地區本實驗是用的數據為某地區1:10000 地形地形圖掃描件：圖掃描件：70011-1.Tif u打開打開ArcMap，建一個新的地圖文檔，建一個新的地圖文檔u在在TOC中，右擊中，右擊layers/properties/general/unit,對單位進行設對單位進行設置：置：uMap unit：muDisplay unit：m段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第一步：

8、加載數據和幾何糾正工具第一步：加載數據和幾何糾正工具u 加載用于糾正的地圖。加載用于糾正的地圖。Add datau 第一次加載某個圖片的時候，可能會詢問你：第一次加載某個圖片的時候，可能會詢問你：would you like to create pyramids?選擇選擇oku 放大觀察地圖內容，注意觀察地形圖的圖上信息：公里格網、大地坐標系、四角放大觀察地圖內容，注意觀察地形圖的圖上信息：公里格網、大地坐標系、四角經緯格網、經緯度范圍等經緯格網、經緯度范圍等u 此時移動光標，查看此時移動光標，查看ArcMap界面的右下方顯示的光標所在地理坐標，顯然不對。界面的右下方顯示的光標所在地理坐標，顯

9、然不對。u 打開打開georeferencing模塊模塊：F在在ArcMap界面工具欄的空白處右擊。會彈出擴工具選項，找到界面工具欄的空白處右擊。會彈出擴工具選項，找到georeferencing，并選中。該工具條就出現在你的界面上了。并選中。該工具條就出現在你的界面上了。F用鼠標拖動該工具條，放到合適的位置。用鼠標拖動該工具條，放到合適的位置。u 該工具條的文字此時為黑色顯示（不是灰色）表明該工具已經被激活。（如果沒該工具條的文字此時為黑色顯示（不是灰色）表明該工具已經被激活。（如果沒有任何圖層加載進來，則該工具條會是灰色顯示）有任何圖層加載進來，則該工具條會是灰色顯示）u 確保確保7001

10、1-1.Tif是當前是當前Georeferencing工具操作的目標圖層。工具操作的目標圖層。F 工具條中工具條中layer后面的對話框顯示目標圖層，通過其右的下來菜單可以修改。后面的對話框顯示目標圖層，通過其右的下來菜單可以修改。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用F點擊點擊Georeferencing工具條中的工具條中的控制點輸控制點輸入工具入工具：地形圖中某一公里格網線交叉的地方，地形圖中某一公里格網線交叉的地方，該處出現一個十字叉的圖標該處出現一個十字叉的圖標F然后然后，選擇，選擇input x and y。輸入公里。輸入公里格網點的坐標。比如輸入：格網點的坐標。比如輸入

11、：uX：34564000uY：2776000第二步：輸入控制點第二步：輸入控制點 段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第二步：輸入控制點第二步：輸入控制點輸入大地坐標的時候需要注意：輸入大地坐標的時候需要注意：u 添加控制點的過程中，要靈活使用添加控制點的過程中，要靈活使用tools工具條中的放大、縮小、移動等工具，工具條中的放大、縮小、移動等工具，以找到合適的控制點，并放大到合適的倍數，以確保控制點位置的準確。以找到合適的控制點，并放大到合適的倍數，以確保控制點位置的準確。u 大地坐標的讀數：大地坐標的讀數：u 根據其格網線的延伸，找到圖框礦上對應的讀數根據其格網線的延伸，找到

12、圖框礦上對應的讀數u 我們使用的是我們使用的是m為單位的大地坐標，而地圖上的格網線是為單位的大地坐標，而地圖上的格網線是km，所以輸入坐標值時，所以輸入坐標值時要加要加3個個0。u 自動糾正狀態的調用：自動糾正狀態的調用：u Georeferencing工具條的下拉菜單中，有一個工具條的下拉菜單中，有一個auto adjust選項。如果選選項。如果選中，則自動校正開啟。中，則自動校正開啟。u 當輸入了當輸入了3個以上的點坐標以后，系統會自動根據前面輸入的點的坐標建個以上的點坐標以后，系統會自動根據前面輸入的點的坐標建立數學方程，以推測后面選中點的坐標。立數學方程，以推測后面選中點的坐標。u 根

13、據需要，有時我們可以選擇不啟動自動校正。根據需要，有時我們可以選擇不啟動自動校正。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第二步：輸入控制點第二步：輸入控制點u控制點的多少：控制點的多少：u控制點的多少根據糾正方法來確定，常見的一控制點的多少根據糾正方法來確定，常見的一次多項式糾正，至少要求用次多項式糾正，至少要求用4個點。二次多項個點。二次多項式要求至少式要求至少6個點。個點。u習慣上，我們采用二次多項式糾正時，要求控習慣上，我們采用二次多項式糾正時，要求控制點超過制點超過17個。個。u控制點要注意均勻分布在全圖，不要集中控制點要注意均勻分布在全圖，不要集中在某個區域。在某個區域。

14、段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第二步：輸入控制點第二步：輸入控制點uLink table的使用：的使用：u默認狀態下當輸入第默認狀態下當輸入第4個點的時候，系統自動計算幾何糾正的誤差個點的時候，系統自動計算幾何糾正的誤差u打開控制點連接表打開控制點連接表link table，可以看到各點在源圖上的坐標、參，可以看到各點在源圖上的坐標、參考坐標、以及殘差。根據需要可以在考坐標、以及殘差。根據需要可以在link table中修改個點的坐標。中修改個點的坐標。通常會選擇刪除殘差加大的點。通常會選擇刪除殘差加大的點。u可以對連接表進行保存、加載（事先做好的控制點及對應坐標可以對連接

15、表進行保存、加載（事先做好的控制點及對應坐標表）、選擇幾何糾正的方式表）、選擇幾何糾正的方式u幾何糾正方式改變后，殘差幾何糾正方式改變后，殘差Residual和均方根誤差會有變化。幾何糾和均方根誤差會有變化。幾何糾正的精度通常通過正的精度通常通過RMS error的大小來表示，當其達到某一程度時，可的大小來表示，當其達到某一程度時，可以不再添加或修改控制點。以不再添加或修改控制點。u控制點輸入完成、檢查無誤后，保存控制點輸入完成、檢查無誤后，保存link table并關閉之。并關閉之。然后在幾何糾正工具條然后在幾何糾正工具條georeferencing的下拉菜單中選的下拉菜單中選擇擇updat

16、a display(更新顯示更新顯示)。殘差殘差均方根誤差均方根誤差糾正方法的選擇糾正方法的選擇段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第三步：設定數據框的屬性u右擊右擊右擊右擊layers/properties/coordinate systemu你會發現當前狀態下，下方的你會發現當前狀態下，下方的coordinate system提示為提示為unkown，這是因為我們加載的是一個沒有空間參考信息的圖片，而且也沒這是因為我們加載的是一個沒有空間參考信息的圖片，而且也沒有進行投影定義有進行投影定義u在在select a coordinate system對話框中，通過對話框中，通過p

17、redefined/project，對圖像的投影進行預定義，選擇，對圖像的投影進行預定義，選擇gauss k/ xian 1980/ Xian_1980_3 Degree_GK zone 34u 為什么要選這個帶呢？為什么要選這個帶呢？ 因為我們的地圖已經說明了是因為我們的地圖已經說明了是xian1980 xian1980坐標系；坐標系；而且而且1 1：1 1萬的地圖都是萬的地圖都是3 3度分帶；而且根據地圖的橫坐標我們發現是帶號度分帶；而且根據地圖的橫坐標我們發現是帶號是是3434帶帶u點擊確定后，查看點擊確定后，查看ArcMap右下角現實的坐標與圖上坐標右下角現實的坐標與圖上坐標是否一致？

18、是否一致？段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用第四步：校正并重采樣生成新的柵格文件第四步：校正并重采樣生成新的柵格文件 u在幾何糾正工具條的下拉菜單中選中在幾何糾正工具條的下拉菜單中選中Rectify，打，打開校正對話框開校正對話框,對以下選項進行設置對以下選項進行設置uResample type:設置重采樣方法設置重采樣方法uOutput location:輸出文件地址輸出文件地址uName：輸出文件名稱：輸出文件名稱uFormat：輸出格式：輸出格式uSave：點擊此鍵則將進行重采樣運算并輸出結果，：點擊此鍵則將進行重采樣運算并輸出結果，可能需要一定的時間可能需要一定的時間段

19、含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用u至此，掃描地圖的幾何糾正工作就完成了。至此，掃描地圖的幾何糾正工作就完成了。u新建一個新建一個ArcMap，打開剛才輸出的文件，就會，打開剛才輸出的文件，就會發現他已經有了空間參考信息了。發現他已經有了空間參考信息了。u但是注意，某些時候因為未知原因，新的柵格文但是注意，某些時候因為未知原因，新的柵格文件可能仍然沒有空間參考信息：顯示大地坐標是件可能仍然沒有空間參考信息：顯示大地坐標是正確的，當正確的，當display的單位設為經緯度時顯示就不的單位設為經緯度時顯示就不正確。此時需要在正確。此時需要在catalog下面，下面，edit柵格數據的

20、柵格數據的投影信息。設置的內容與前面第三步一致。投影信息。設置的內容與前面第三步一致。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用查看幾何糾正的效果查看幾何糾正的效果uArcMap下方會動態顯示光標所在的坐標。下方會動態顯示光標所在的坐標。u如果如果layers/properties/general/unit/display中中設置的坐標是米，則顯示大地坐標；如果是經緯設置的坐標是米，則顯示大地坐標；如果是經緯度就顯示經緯度坐標。度就顯示經緯度坐標。u可以將光標移動到功力格網線的交叉點或四角的可以將光標移動到功力格網線的交叉點或四角的經緯格網交叉點，核對經緯格網交叉點，核對ArcMap顯示的坐標和涂顯示的坐標和涂上的坐標是否一致。上的坐標是否一致。段含明段含明 空間數據采集與應用空間數據采集與應用參照矢量數據對柵格圖像進行幾何糾正參照矢量數據對柵格圖像進行幾何糾正u