實(shí)例數(shù)據(jù)：https://pan.baidu.com/s/1vsUP8QLpVUv_OKtdMicciA? ? ?密碼：t9rt

第6章 空間數(shù)據(jù)獲取

空間數(shù)據(jù)獲取是指利用CAD數(shù)據(jù)、遙感影像、紙質(zhì)地圖、外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)等不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成為GIS軟件能夠識(shí)別和分析的數(shù)據(jù)格式。隨著測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步，盡管遙感和數(shù)字化地形圖的成果已經(jīng)是數(shù)字形式，但這些數(shù)據(jù)還需要進(jìn)一步處理才能被GIS軟件應(yīng)用。本章主要講解ArcGIS進(jìn)行地圖矢量化、遙感影像地理配準(zhǔn)、CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)等的原理及實(shí)際操作過程。

6.1空間數(shù)據(jù)獲取形式

6.1.1空間數(shù)據(jù)類型

GIS系統(tǒng)中經(jīng)常用到的數(shù)據(jù)類型包含以下幾種：

（1）地圖數(shù)據(jù)。包含各種類型的地圖，要求內(nèi)容豐富、圖上實(shí)體間空間關(guān)系直觀。實(shí)體的類別、屬性可以用各種不同的符號(hào)加以識(shí)別和表示。以前的時(shí)候主要是對(duì)紙質(zhì)地圖進(jìn)行矢量。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展之后數(shù)字化地圖是其主要來源。

（2）遙感影像數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)的發(fā)展使遙感影像數(shù)據(jù)成為GIS數(shù)據(jù)重要的來源。通過遙感影像可以快速準(zhǔn)確的獲取大范圍內(nèi)的各種專題信息。

（3）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是GIS屬性數(shù)據(jù)的主要來源，各種人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、GDP等，是總體規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃、空間決策的重要依據(jù)，為空間分析提供數(shù)據(jù)支撐。

（4）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是通過各種野外實(shí)地測(cè)量所得的數(shù)據(jù)，是GIS數(shù)據(jù)的重要補(bǔ)充。

（5）文本資料。文字資料對(duì)GIS數(shù)據(jù)屬性信息是有利的補(bǔ)充。

6.1.2空間數(shù)據(jù)獲取方式

空間數(shù)據(jù)獲取是將地理實(shí)體的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入或轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)的過程。圖形數(shù)據(jù)的獲取常采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和地圖矢量化的形式。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是把其它格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為ArcGIS能夠利用的數(shù)據(jù)格式，通常是把CAD數(shù)據(jù)（dwg、dgn）轉(zhuǎn)換為shape、Geodatabase格式。地圖矢量化包括手扶跟蹤矢量化和掃描跟蹤矢量化兩種方法。屬性數(shù)據(jù)的獲取主要采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、鍵盤輸入和屬性數(shù)據(jù)表連接的方式。

6.1.2.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

ArcGIS經(jīng)常應(yīng)用到非原生的空間數(shù)據(jù)，在進(jìn)行空間分析時(shí)需要轉(zhuǎn)換為ArcGIS支持的格式才能進(jìn)行。ArcGIS利用Data Interoperability擴(kuò)展模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。Data Interoperability擴(kuò)展模塊利用加拿大Safe Software公司開發(fā)的FME空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解決方案。主要功能有數(shù)據(jù)讀取、互操作連接、空間ETL工具等。能直接讀取100多種空間數(shù)據(jù)格式，例如GML、XML、WFS、Autodesk DWG/DXF、MicroStation DGN、MapInfo MID/MIF 等。互操作連接是指向在目錄樹中作為一個(gè)直接讀取數(shù)據(jù)集來管理的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源的用戶創(chuàng)建的鏈接。連接中會(huì)指定數(shù)據(jù)源和 FME 閱讀器以及所選格式支持的任何參數(shù)。空間 ETL 工具是用戶創(chuàng)建的地理處理工具，可在不同數(shù)據(jù)模型和不同文件格式之間變換數(shù)據(jù)。使用 FME Workbench 在轉(zhuǎn)換工作空間中創(chuàng)建空間 ETL 工具，然后將其保存在工具箱中。

6.1.2.2矢量化

矢量化是紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)常用的方法之一。矢量化方法中現(xiàn)在常用的是掃描跟蹤矢量化，具有作業(yè)速度快、精度高、操作人員工作強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。其基本工作原理是：利用具有適當(dāng)分辨率和掃描幅面的掃描儀及相關(guān)掃描圖像處理軟件對(duì)紙質(zhì)地圖掃描生成柵格圖，經(jīng)過幾何糾正、噪聲消除、線細(xì)化、配準(zhǔn)等一系列處理過程后進(jìn)行矢量化。

掃描跟蹤矢量化常見的兩種方式：

（1）軟件自動(dòng)矢量化。通過軟件一定的算法將柵格圖上的線條自動(dòng)轉(zhuǎn)換為矢量要素，具有速度快、效率高特點(diǎn)，但存在限于軟件智能化的局限，后期需要大量的處理與編輯工作，實(shí)際應(yīng)用中不推薦采用這種方法。

（2）屏幕鼠標(biāo)跟蹤矢量化。屏幕鼠標(biāo)跟蹤矢量化又分為全手工矢量化和半自動(dòng)矢量化。全手工矢量化是操作人員在屏幕上逐點(diǎn)跟蹤目標(biāo)物體完成矢量化。半自動(dòng)矢量化是由操作人員首先指定一條線的起點(diǎn)，軟件自動(dòng)跟蹤至其不能判斷去向的位置（交叉點(diǎn)、斷裂處、文字標(biāo)記處）然后由人工指定新的走向，軟件再次進(jìn)行跟蹤，直至矢量化完成。此方法較好的兼顧了全手工矢量化和軟件自動(dòng)矢量化的優(yōu)點(diǎn)，矢量化速度快，后續(xù)編輯工作量小，是目前最常采用的辦法。

ArcGIS利用ArcScan擴(kuò)展模塊進(jìn)行矢量化操作。

6.1.2.3屬性數(shù)據(jù)獲取

屬性數(shù)據(jù)的獲取可以通過以下的方式獲得：

（1）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式直接獲取所需的屬性數(shù)據(jù)。此方法對(duì)于原始數(shù)據(jù)包含屬性數(shù)據(jù)時(shí)非常有用。

（2）鍵盤輸入。通過鍵盤輸入的方式得到所需的屬性數(shù)據(jù)。此方法對(duì)于少量數(shù)據(jù)的錄入非常方便，但面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)話費(fèi)時(shí)間巨大，效率低下。

（3）表連接。如今大多數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以文本形式（txt、xls）存儲(chǔ)，利用空間連接和空間關(guān)聯(lián)操作可以很方便的把屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)連接或關(guān)聯(lián)到一起。此方法具有快速、高效、花費(fèi)小等優(yōu)點(diǎn)。

6.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是通過FME空間數(shù)據(jù)引擎完成的。FME引擎被集成到Data Interoperability擴(kuò)展模塊中。在Data Interoperability下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換主要有以下的幾種方法：

6.2.1直接轉(zhuǎn)換

直接轉(zhuǎn)換在ArcMap中首先加載數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換所需的要素即可。具體步驟如下：

（1）定位到“\ch6\直接轉(zhuǎn)換”，打開“Ex01.mxd”，文檔中加載“CAD.dwg”文件。

（2）CAD數(shù)據(jù)在ArcGIS是以組的形式存儲(chǔ)的，分為Annotation（注記）、Point（點(diǎn)）、Polyline（線）、Polygon（面）、MultiPatch（多面片）的形式存在的。其在ArcMap和ArcCatalog的顯示如圖所示。

（3）在ArcMap內(nèi)容列表中“CAD.dwg Point”圖層上右鍵單擊選擇【數(shù)據(jù)】----【導(dǎo)出數(shù)據(jù)】，打開【導(dǎo)出數(shù)據(jù)】對(duì)話框。在【導(dǎo)出數(shù)據(jù)】對(duì)話框中設(shè)置如下：導(dǎo)出：“所有要素”，勾選“次圖層的數(shù)據(jù)源”，輸出要素類：“\ch6\直接轉(zhuǎn)換\ Result\Point.shp”。如圖所示。此種方式只能導(dǎo)出CAD數(shù)據(jù)中某一類的記錄數(shù)據(jù)。

（4）在目錄列表“默認(rèn)工作目錄----Ch6”下“直接轉(zhuǎn)換\Data”目錄“CAD.dwg”文件上右鍵單擊選擇【導(dǎo)出】----【轉(zhuǎn)為Shapefile（批量）】，打開【要素類轉(zhuǎn)Shapefile（批量）】對(duì)話框。在對(duì)話框中設(shè)置如下：輸入要素：CAD.dwg組下的所有類型。輸出文件夾“ch6\直接轉(zhuǎn)換\Result\”。如圖6.4所示。此方法可以把CAD數(shù)據(jù)整體轉(zhuǎn)換為Shapefile文件。

6.2.2數(shù)據(jù)互操作

互操作連接是指向在目錄樹中作為一個(gè)直接讀取數(shù)據(jù)集來管理的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源的用戶創(chuàng)建的鏈接。

（1）定位到“\ch6\數(shù)據(jù)互操作”，打開“Ex02.mxd”，文檔中加載“CAD.dwg”文件。

（2）在目錄列表中，雙擊【Interoperbility Connections】----【Add Interoperbility Connections】，打開【Interoperbility Connections】對(duì)話框，如圖所示。

（3）在【Interoperbility Connections】對(duì)話框中，點(diǎn)擊【Format】后的按鈕，打開【FME Reader Gallery】對(duì)話框。里面列出了FME支持的數(shù)據(jù)格式。在其中選擇“Autodesk AutoCAD DWG/DXF”選項(xiàng)。如圖所示。

（4）在【Interoperbility Connections】對(duì)話框中，設(shè)置Dataset：“\ch6\數(shù)據(jù)互操作\Data\CAD.dwg”。

（5）完成后的結(jié)果如圖所示。在這里看以看到每個(gè)圖層里面所存儲(chǔ)的內(nèi)容，與CAD中存儲(chǔ)形式類似。

6.2.3快速工具

快速工具位于ArcToolbox下的Data Interoperability Tools，包含快速導(dǎo)入和快速導(dǎo)出兩個(gè)工具。快速轉(zhuǎn)換工具可執(zhí)行簡(jiǎn)單的一對(duì)一轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換期間不修改要素幾何。

（1）定位到“\ch6\快速工具”，打開“Ex03.mxd”，文檔中加載“CAD.dwg”文件。

（2）在目錄列表下找到【系統(tǒng)工具箱】-----【Data Interoperability Tools】，雙擊其下的【快速導(dǎo)入】，打開【快速導(dǎo)入】對(duì)話框。在對(duì)話框里設(shè)置如下：Input Dataset：?jiǎn)螕?/p>

按鈕，打開【Specify Data Source】對(duì)話框，F(xiàn)ormat：“Autodesk AutoCAD DWG/DXF”，Dataset：“\ch6\快速工具\(yùn)Data\CAD.dwg”，設(shè)置完成后關(guān)閉；Output Staging Geodatabase：“\ch6\快速工具\(yùn)Result\Data.mdb”。如圖所示。

導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫路徑不能包含中文字符，由于CAD數(shù)據(jù)文件圖層名稱包含中文名稱，所以導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫后數(shù)據(jù)文件顯示有亂碼。建議采用此種方式導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)位置和CAD圖層中都不能包含中文字符。

6.2.4 ETL工具

空間ETL工具是用戶創(chuàng)建的地理處理工具，可在不同數(shù)據(jù)模型和不同文件格式之間變換數(shù)據(jù)。空間 ETL 工具能夠提供的流程和數(shù)據(jù)流范圍很廣，它可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的格式轉(zhuǎn)換，也可以實(shí)現(xiàn)重新構(gòu)建幾何和屬性的復(fù)雜轉(zhuǎn)換，可以將其用作獨(dú)立的地理處理工具。此方法是使用 FME Workbench 在轉(zhuǎn)換工作空間中創(chuàng)建空間 ETL 工具，然后將其保存在工具箱中。

（1）定位到“\ch6\ETL\”，打開“Ex04.mxd”，文檔中加載“CAD.dwg”文件。

（2）在目錄列表中定位到【工具箱】-----【我的工具箱】，右鍵單擊【我的工具箱】選擇【新建】----【工具箱】，建立一個(gè)新的工具箱。

（3）在新建的【工具箱】上右鍵選擇【新建】----【Spatial ETL Tool】，如圖所示。打開【Create Translation Workspace Wizard】向?qū)?duì)話框。

（4）在【Create Translation Workspace Wizard】向?qū)?duì)話框中設(shè)置數(shù)據(jù)格式為：“Autodesk AutoCAD DWG/DXF”，如圖所示。單擊下一步。

（5）在【Locate Source Data】 中選擇“\ch6\ETL\Data\CAD.dwg”作為數(shù)據(jù)源，如圖所示。單擊下一步。

（6）在【Select Destination Format】中選擇：“Esri Shape”作為轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)格式，如圖所示。單擊下一步。

（7）在【Spectify Writer Parameters】中保持默認(rèn)，如圖所示。單擊下一步。

（8）在【Spectify Workflow Options】中選擇【Static Schema】，選擇此選項(xiàng)可以手動(dòng)設(shè)置需要轉(zhuǎn)換的字段。如圖所示。單擊下一步。

（9）在【Create the Workspace】中單擊“Finish”完成設(shè)置。

（10）設(shè)置完成后會(huì)打開【ArcGIS Spatial ETL Tool】程序窗口，如圖所示。在程序中出現(xiàn)【Select Feature Types】對(duì)話框選擇需要轉(zhuǎn)換的圖層名稱。取消“管線層”前的對(duì)勾，單擊“OK”。

（11）設(shè)置完成后如圖所示。在【Main】主窗口中顯示的是需要轉(zhuǎn)換的圖層及其轉(zhuǎn)換類型。在此手工可以有選擇的設(shè)置轉(zhuǎn)換屬性。

（12）單擊主工具條上的【運(yùn)行】按鈕，打開【Translation Parameters】對(duì)話框，設(shè)置轉(zhuǎn)換后文件存儲(chǔ)位置：“\ch6\ETL\Result\”，路徑中不能包含中文字符。如圖所示。單擊下一步完成轉(zhuǎn)換工作。

6.3地圖矢量化

地圖矢量化是重要的地理數(shù)據(jù)獲取方式之一。地圖矢量化，就是把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)的處理過程。

6.3.1矢量化步驟

（1）掃描

掃描是將紙質(zhì)地形圖轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字圖像形式。掃描時(shí)主要考慮色彩模式和分辨率。掃描時(shí)一般先進(jìn)行彩色掃描，然后在圖像處理軟件（如Photoshop）中對(duì)圖像降噪、細(xì)化、二值化等處理。掃描分辨率一般采用300dpi或更高分辨率。

（2）圖像預(yù)處理

經(jīng)過掃描后的圖像存在變形、噪點(diǎn)、模糊等缺點(diǎn)，不能直接使用，需要經(jīng)過預(yù)處理之后才能應(yīng)用。圖像預(yù)處理是對(duì)圖像進(jìn)行特征提取、分割、匹配等操作，消除圖像中的無關(guān)信息，恢復(fù)有用的真實(shí)信息，提高特征提取、圖像分割、匹配和識(shí)別的可靠性。

（3）地理配準(zhǔn)

掃描后的圖像通常不包含空間參考信息，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要利用精度較高的控制點(diǎn)將圖像匹配到實(shí)際的地理坐標(biāo)。地理配準(zhǔn)既是通過建立數(shù)學(xué)函數(shù)將圖像中的各點(diǎn)位置與標(biāo)準(zhǔn)空間參考中已知坐標(biāo)點(diǎn)建立連接，達(dá)到確定圖像中任一點(diǎn)地理坐標(biāo)的目的。

紙質(zhì)地圖容易發(fā)生幾何變形，通過地理配準(zhǔn)可以更正。通常采用仿射變換法，此方法可以在X、Y方向進(jìn)行不同比例縮放、旋轉(zhuǎn)和平移。優(yōu)點(diǎn)是直線變換后仍為直線，平行線變換后仍為平行線。

（4）追蹤矢量化

追蹤矢量化以柵格圖像為基礎(chǔ)，利用矢量化軟件依次對(duì)各個(gè)圖層的地物進(jìn)行跟蹤矢量化。

（5）屬性錄入

屬性數(shù)據(jù)的錄入可隨追蹤矢量化同時(shí)進(jìn)行，也可以在處理好幾何數(shù)據(jù)以后再錄入。

6.3.2掃描與圖像預(yù)處理

（1）定位到“ch6\地圖矢量化\Data\”目錄下的“地形圖.tif”，Photoshop中加載該圖像，可以看到改圖為彩色圖像。ArcGIS Scan矢量化擴(kuò)展模塊中能夠處理的是二值化圖像，因此需要將其轉(zhuǎn)換為二值化圖。

（2）若圖像中對(duì)比度不高或者區(qū)分度不高，可以首先進(jìn)行銳化操作。【濾鏡】----【銳化】----【銳化】操作，直至對(duì)比度合適為止。

若經(jīng)過銳化操作后，圖像上出現(xiàn)較多的噪點(diǎn)，則需要進(jìn)行降噪操作。【濾鏡】----【雜色】-----【去斑】，直至合適為止。

（3）上述操作完成后就可以進(jìn)行二值化處理。

【圖像】----【模式】----【灰度】，首先把彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，圖形由三個(gè)RGB圖層轉(zhuǎn)換為一個(gè)圖層，但是仍然有256色，而非0和1二值。

【圖像】----【模式】----【位圖】，可以把灰度圖二值化為位圖。

（4）存儲(chǔ)二值化位圖。結(jié)果位于：“ch6\地圖矢量化\Data\地形圖（二值化）.tif”。

二值化前與二值化后的圖像如圖所示。

6.3.3地理配準(zhǔn)

地理配準(zhǔn)是把遙感影像圖像配準(zhǔn)到正確的坐標(biāo)系上。

6.3.3.1地理配準(zhǔn)工具條

在ArcMap主菜單中單擊【自定義】----【工具條】----【地理配準(zhǔn)】，加載【地理配準(zhǔn)】工具條，具體功能如圖所示。

6.3.3.2地理配準(zhǔn)步驟

地理配準(zhǔn)一般經(jīng)過添加控制點(diǎn)、檢查殘差、選擇地理配準(zhǔn)方法、地理配準(zhǔn)等幾個(gè)步驟。

（1）定位到“\ch6\地圖矢量化\”，打開“Ex05.mxd”，文檔中加載“地形圖（二值化）.tif”文件。加載【地理配準(zhǔn)】工具條。如圖所示。

（2）在【內(nèi)容列表】中“地形圖（二值化）.tif”圖層上右鍵單擊選擇【屬性】----【符號(hào)系統(tǒng)】，顯示選項(xiàng)里面選擇【唯一值】，如圖所示。

（3）【地理配準(zhǔn)】工具條上單擊【地理配準(zhǔn)】，取消“自動(dòng)校正”的選擇。勾選“自動(dòng)校正”選項(xiàng)，輸入每一個(gè)控制點(diǎn)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算匹配結(jié)果，圖像文件會(huì)發(fā)生變形，不利于操作。取消“自動(dòng)校正”，圖像輸入控制點(diǎn)過程中不發(fā)生變化，控制點(diǎn)輸入完成后可以選擇【地理配準(zhǔn)】----【更新地理匹配】完成地理配準(zhǔn)。

（4）ArcMap主菜單【書簽】----【書簽1】。【配準(zhǔn)工具條】上單擊【添加控制點(diǎn)】，主窗口中點(diǎn)擊坐標(biāo)格網(wǎng)交點(diǎn)，點(diǎn)擊完成后右鍵單擊選擇【輸入X和Y】，打開【輸入坐標(biāo)】對(duì)話框。對(duì)話框中輸入：X坐標(biāo)：396000，Y坐標(biāo)：4073000。陸續(xù)添加其它的點(diǎn)。

（5）【配準(zhǔn)工具條】上單擊

【查看鏈接表】，打開【鏈接】對(duì)話框。單擊【鏈接】對(duì)話框上【打開】對(duì)話框，定位到：“\ch6\地圖矢量化\Result\GCP.txt”，打開已經(jīng)設(shè)置好的控制點(diǎn)，如圖所示。

（6）【鏈接】對(duì)話框中，變化方法選擇“一階多項(xiàng)式（仿射）”，并勾選“自動(dòng)校正”。完成設(shè)置后如圖所示。

可選擇的變換方式有多項(xiàng)式變換、樣條函數(shù)變換、糾正變換或投影變換來為柵格中的每個(gè)像元確定正確的地圖坐標(biāo)位置。

多項(xiàng)式變換使用最小二乘擬合(LSF)算法和控制點(diǎn)構(gòu)建的多項(xiàng)式。它在全局精度方面得到優(yōu)化，但并不保證局部精度。多項(xiàng)式變換會(huì)用到兩個(gè)公式：一個(gè)用于為輸入的 (x,y) 位置計(jì)算輸出的 x 坐標(biāo)，另一個(gè)用于為輸入的 (x,y) 位置計(jì)算 y 坐標(biāo)。最小二乘擬合算法的目標(biāo)是獲得可適用于所有點(diǎn)的通用公式，這通常以控制點(diǎn)的位置發(fā)生輕微移動(dòng)為代價(jià)。此方法所需的非相關(guān)控制點(diǎn)數(shù)量必須為：零階平移 1 個(gè)，一階仿射變換 3 個(gè)，二階變換 6 個(gè)和三階變換 10 個(gè)。較低階多項(xiàng)式容易出現(xiàn)隨機(jī)型誤差，而較高階多項(xiàng)式容易出現(xiàn)外推誤差。

一階多項(xiàng)式變換常用于對(duì)影像進(jìn)行地理配準(zhǔn)。使用仿射（一階）多項(xiàng)式變換對(duì)柵格數(shù)據(jù)集進(jìn)行變換。如圖所示。可看到六個(gè)參數(shù)定義將柵格的行和列變換至地圖坐標(biāo)。

一階仿射變換公式為：

其中：x為影像空間的列數(shù)，y為影像空間的行數(shù)，x’為坐標(biāo)空間中水平值，y’為坐標(biāo)空間中豎直值；A、E為以地圖單位計(jì)的像元寬度和像元負(fù)高度，B、D為旋轉(zhuǎn)項(xiàng)，C、F為左上角像元中的x’和y’值。

零階多項(xiàng)式用于平移數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)已進(jìn)行地理配準(zhǔn)但通過微小的平移可以更好的排列數(shù)據(jù)時(shí)，通常使用該多項(xiàng)式。執(zhí)行零階多項(xiàng)式平移只需要一個(gè)連接線。最佳方法可能是創(chuàng)建一些鏈接，然后選擇看似最準(zhǔn)確鏈接。

使用一階（或仿射）變換來平移、縮放和旋轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù)集。這通常會(huì)在柵格數(shù)據(jù)集上得到直線，這些直線在扭曲的柵格數(shù)據(jù)集中映射為直線。因此，柵格數(shù)據(jù)集上的正方形和矩形通常會(huì)變?yōu)榫哂腥我獗壤徒嵌确较虻钠叫兴倪呅巍?/p>

通過使用最少三個(gè)鏈接，采用一階變換的數(shù)學(xué)方程可將每個(gè)柵格點(diǎn)準(zhǔn)確映射至目標(biāo)位置。任意三個(gè)以上的鏈接會(huì)都產(chǎn)生誤差或殘差，它們會(huì)遍布在所有的鏈接上。不過，應(yīng)該添加三個(gè)以上的鏈接，因?yàn)槿绻骋粋€(gè)鏈接的定位出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)變換造成更大的影響。所以，即使在創(chuàng)建更多鏈接時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的數(shù)學(xué)變換誤差，變換的總體精度還是會(huì)提高。

變換的階次越高，可校正的畸變就越復(fù)雜。不過，極少會(huì)需要三階以上的變換。高階變換需要更多的鏈接，因此處理時(shí)間將逐漸增多。一般來說，如果柵格數(shù)據(jù)集需要進(jìn)行拉伸、縮放和旋轉(zhuǎn)，使用一階變換。而如果必須彎曲柵格數(shù)據(jù)集，使用二階或三階變換。，如圖所示。

樣條函數(shù)變換實(shí)際上是一種橡皮頁變換方法，并對(duì)局部精度（而非全局精度）進(jìn)行優(yōu)化。它基于樣條函數(shù)-一種可維護(hù)相鄰多項(xiàng)式之間的連續(xù)性和平滑度的分段多項(xiàng)式。樣條函數(shù)可將源控制點(diǎn)準(zhǔn)確地變換至目標(biāo)控制點(diǎn)；但不能保證距控制點(diǎn)的像素距離是準(zhǔn)確的。當(dāng)控制點(diǎn)很重要并且需要進(jìn)行精確配準(zhǔn)的時(shí)候就會(huì)用到此變換。添加更多的控制點(diǎn)會(huì)提高樣條函數(shù)變換的總體精度。樣條函數(shù)至少需要 10 個(gè)控制點(diǎn)。

???換對(duì)全局LSF和局部精度都進(jìn)行優(yōu)化。它基于結(jié)合多項(xiàng)式變換和不規(guī)則三角網(wǎng) (TIN) 插值技術(shù)的算法而構(gòu)建。校正變換可使用兩組控制點(diǎn)執(zhí)行多項(xiàng)式變換，并使用 TIN 插值技術(shù)來局部校正控制點(diǎn)以與目標(biāo)控制點(diǎn)更好地匹配。校正至少需要 3 個(gè)控制點(diǎn)。

????能夠扭曲線，以使它們保持平直。進(jìn)行變換時(shí)，之前平行的線可能不再保持平行。投影變換尤其適用于傾斜的影像、掃描的地圖和一些影像產(chǎn)品，如Landsat和 Digital Globe。執(zhí)行投影變換至少需要四個(gè)鏈接。只使用四個(gè)鏈接時(shí)，RMS 誤差為零。使用更多的點(diǎn)時(shí)，RMS 誤差會(huì)略高于零。

（7）通過圖可以看到各個(gè)點(diǎn)的殘差和RMS總誤差，其值越小精度越高。

（8）“地形圖（二值化）.tif”在主窗口已經(jīng)不再顯示，在圖層上右鍵單擊選擇【縮放至圖層】，經(jīng)過配準(zhǔn)后的圖層全圖顯示出來。

（9）【地理配準(zhǔn)】下拉菜單下有兩個(gè)保存選項(xiàng)。【更新地理配準(zhǔn)】保存配準(zhǔn)結(jié)果到當(dāng)前圖像，【校正】保存配準(zhǔn)結(jié)果到新的圖像。

【地理配準(zhǔn)】下拉菜單下選擇【校正】，打開【另存為】對(duì)話框。

設(shè)置如下：輸出位置：“\ch6\地圖矢量化\Result\”，格式：“IMAGE Image ”，名稱：“地形圖（配準(zhǔn)）.img”，其它設(shè)置默認(rèn)。如圖所示。

重采樣類型有三種：

?最鄰近（用于離散數(shù)據(jù)）：重采樣時(shí)，使用最鄰近像元的值將為輸出像元分配值，是默認(rèn)設(shè)置。

?雙線性（用于連續(xù)數(shù)據(jù)）：根據(jù)四個(gè)最鄰近輸入像元中心的加權(quán)平均距離確定像元新值。

?雙三次卷積（用于連續(xù)數(shù)據(jù)）-：通過擬合穿過 16 個(gè)最鄰近輸入像元中心的平滑曲線確定像元的新值。

6.3.4追蹤矢量化

6.3.4.1 ArcScan工具條

ArcScan是ArcGIS forcDesktop擴(kuò)展模塊，是柵格矢量化工具。ArcScan和ArcMap編輯功能集成在一起，能夠提高處理效率，減少后期處理工作。

ArcScan矢量化方法分為交互式矢量化和自動(dòng)矢量化。交互式矢量化又稱為柵格追蹤矢量化，具有半自動(dòng)矢量化功能，可以在柵格圖像上分別單擊某條線上的兩個(gè)點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跟蹤并矢量化兩點(diǎn)間的線段。自動(dòng)矢量化又稱為批處理矢量化，通過執(zhí)行某一命令來自動(dòng)生成矢量要素。

ArcScan矢量化需要滿足的條件：柵格圖像必須進(jìn)行二值化處理；ArcMap中至少添加一個(gè)柵格圖層和至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的矢量圖層；必須在編輯狀態(tài)下進(jìn)行矢量化操作。

ArcMap主菜單中單擊【自定義】----【工具條】----【ArcScan】，加載【ArcScan】工具條，具體功能如圖所示。

6.3.4.2追蹤矢量化實(shí)例

（1）定位到“\ch6\地形圖矢量化\”，打開“Ex06.mxd”，文檔中加載“地形圖（配準(zhǔn)）.tif”文件和“DGX.shp”。加載【地理配準(zhǔn)】工具條和【編輯器】工具條。

（2）【編輯器】工具條上單擊【編輯器】----【開始編輯】，在打開的【開始編輯】對(duì)話框中選擇“DGX.shp”作為編輯圖層。

（3）ArcMap主菜單上單擊【書簽】----【書簽1】。

（4）在出現(xiàn)的【創(chuàng)建要素】對(duì)話框里單擊DGX圖層，使其處于繪圖狀態(tài)。然后在【ArcScan】工具條上單擊【矢量化追蹤】按鈕，開始追蹤矢量化。

（5）選擇主窗口中靠近1124數(shù)字的等高線，在上面首先單擊，然后沿著等高線走向上再次單擊，軟件會(huì)自動(dòng)追蹤。如圖所示。

（6）軟件在遇到有相交線段的時(shí)候不能自主判斷等高線走向，需要手工指定走向完成追蹤矢量化。中間若出現(xiàn)斷點(diǎn)或不能追蹤的情況，可以在持續(xù)按著“S”鍵的同時(shí)，鼠標(biāo)左鍵單擊人工添加追蹤點(diǎn)。一根等高線矢量化完成后，雙擊或按F2鍵結(jié)束跟蹤矢量化。如圖所示。

（7）在右側(cè)【屬性窗口】中，Elevation字段輸入高程值：1120。如圖所示。本幅地形圖基本等高距20m。

（8）【ArcSacan】工具條上單擊

【區(qū)域內(nèi)部生成要素】按鈕，在主窗口中繪制多邊形區(qū)域，繪制完成后雙擊，出現(xiàn)【在區(qū)域內(nèi)部生成要素】對(duì)話框，設(shè)置要素模板為：“DGX”。設(shè)置完成后區(qū)域內(nèi)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)矢量化操作，如圖所示。

自動(dòng)矢量化在等高線上沒有文字注記或者斷開的情況下具有很好的效果，但是一旦出現(xiàn)上述問題，自動(dòng)矢量化的結(jié)果在后期的處理過程中工作量會(huì)較大。

（9）經(jīng)過追蹤矢量化和自動(dòng)矢量化后，最終的矢量化結(jié)果如圖所示。

（10）高程賦值。DGX.shp圖層中高程賦值在Elevation字段中，等高線的Shape.Z屬性值為0，需要為Shape.Z賦高程值。

【工具箱】中選擇【系統(tǒng)工具箱】----【3D Analyst Tool】----【3D要素】----【依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3D】，打開【依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3D】對(duì)話框。對(duì)話框中設(shè)置如下：輸入要素：“DGX.shp”，輸出要素：“\ch6\地圖矢量化\ Result\DGX(賦值).shp”，高程字段：“Elevation”。如圖所示。

（11）等高線簡(jiǎn)化。

追蹤矢量化的等高線點(diǎn)數(shù)量過多，存儲(chǔ)量大。必要的時(shí)候需要減少點(diǎn)的數(shù)量。

【編輯器】工具條單擊【編輯器】選擇【更多編輯工具】----【高級(jí)編輯】，打開【高級(jí)編輯】工具條，選擇

【概化】命令，最大允許偏移量：1。簡(jiǎn)化形狀，減少點(diǎn)數(shù)量。概化前與概化后如圖所示。

6.4屬性數(shù)據(jù)連接

表是空間數(shù)據(jù)重要的組成部分之一。屬性數(shù)據(jù)通常以表格的形式存在。表格信息是地理要素的基礎(chǔ)，可用于顯示、查詢和分析數(shù)據(jù)。表是由行和列組成的，且所有行都具有相同的列。ArcGIS中，行和列分別成為記錄和字段。每個(gè)字段可存儲(chǔ)一個(gè)特定的數(shù)據(jù)類型。

ArcGIS中的表格數(shù)據(jù)類型眾多，表格信息可以存儲(chǔ)在文件夾、數(shù)據(jù)庫、文本文件、查詢中等。ArcGIS中常用的表格數(shù)據(jù)類型如下所示：

．dBASE表，與 shapefile 配合使用的格式

．INFO表，與 coverage 配合使用的格式

．文本文件，例如，創(chuàng)建于文本編輯器中并以逗號(hào)或制表符隔開的文件

．許多其他類型的表，諸如Microsoft Excel之類的其他程序生成的表，可在 ArcGIS 中直接查看。

6.4.1 Excel表

在日常的工作中用于屬性數(shù)據(jù)記錄最多的就是Microsoft Excel表格。Microsoft Office Excel 表可直接在 ArcGIS 中打開。可以向 ArcMap 中添加Excel 表、在 ArcCatalog 中Excel 表，并可將Excel 表作為地理處理工具的輸入數(shù)據(jù)。

通過【添加數(shù)據(jù)】對(duì)話框向ArcMap添加 Excel 文件時(shí)，需選擇要打開的表。例如，在名稱為“統(tǒng)計(jì)表.xlsx”的Excel工作簿，此工作簿中包含兩個(gè)名稱為GDP和人口的工作表，每個(gè)工作表在 ArcGIS 中都是一個(gè)單獨(dú)的表。在 ArcGIS 中，會(huì)保留 Excel 中所定義的對(duì)單元格或范圍的所有名稱引用。

通過ArcGIS訪問Excel表時(shí)，工作表將顯示為一個(gè)名稱末尾帶有美元符號(hào) $ 的表，但命名區(qū)域?qū)⒉话涝?hào)。名稱中包含空格的工作表或命名區(qū)域在表名稱周圍括有單引號(hào)。

將表添加到ArcMap后，可以從內(nèi)容列表的“源”視圖中打開該表。但無法編輯該表或?qū)⒂涗泴?dǎo)出為 Excel 格式。若需要編輯表格內(nèi)容，需要把Excel表轉(zhuǎn)換成ArcGIS能夠編輯的格式（dBase表）。如圖所示。

6.4.2連接與關(guān)聯(lián)

大多數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針都傾向于將數(shù)據(jù)組織成多個(gè)表，每個(gè)表關(guān)注一個(gè)特定的主題，而非一個(gè)包含所有必要字段的大型表。設(shè)置多個(gè)表可以避免數(shù)據(jù)的信息發(fā)生重復(fù)，因?yàn)橹粫?huì)將信息在一個(gè)表中存儲(chǔ)一次。當(dāng)需要當(dāng)前表中未包含的信息時(shí)，可以將兩個(gè)表連接或關(guān)聯(lián)起來。

ArcGIS允許您通過一個(gè)公用字段（也稱為鍵）將一個(gè)表中的記錄與另一個(gè)表中的記錄相關(guān)聯(lián)。可通過多種方式進(jìn)行此類關(guān)聯(lián)，其中包括在地圖中臨時(shí)連接或關(guān)聯(lián)表，或者在地理數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建可以保持更長(zhǎng)久關(guān)聯(lián)的關(guān)系類。

當(dāng)對(duì)兩表進(jìn)行連接時(shí)，基于兩個(gè)表的公用字段可以將屬性從一個(gè)表追加到另一個(gè)表上。關(guān)聯(lián)表也用于定義兩個(gè)表間的關(guān)系，這也基于公用字段，但并不把屬性從一個(gè)表追加到另一個(gè)表。

連接操作是有方向的，當(dāng)把一個(gè)表中的信息追加到另一表中時(shí)，包含要追加信息的表稱為源表（Source Table），接受追加信息的表稱為目標(biāo)表（Destination Table）。如圖6.39所示，目標(biāo)表是山東省17地市行政區(qū)劃圖，是一張屬性表。源表是包含17地市GDP統(tǒng)計(jì)值的獨(dú)立表。當(dāng)對(duì)兩表進(jìn)行連接時(shí)，GDP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)被追加到17地市行政區(qū)劃圖的屬性表中。

連接與關(guān)聯(lián)是基于多個(gè)表之間的關(guān)系確定的。表之間的關(guān)系包括一對(duì)一關(guān)系、多對(duì)一關(guān)系、一對(duì)多關(guān)系、多對(duì)多關(guān)系。

（1）一對(duì)一關(guān)系

第一個(gè)表中的單個(gè)行只可以與第二個(gè)表中的一個(gè)行相關(guān)，且第二個(gè)表中的一個(gè)行也只可以與第一個(gè)表中的一個(gè)行相關(guān)。

例如山東省市行政區(qū)劃圖中，圖層屬性表存儲(chǔ)的是山東省17個(gè)地市的名稱；獨(dú)立的面積統(tǒng)計(jì)表中按照地區(qū)名稱記錄了其面積。即一個(gè)地區(qū)對(duì)應(yīng)著一個(gè)面積。如圖所示。

（2）多對(duì)一關(guān)系

第一個(gè)表中的一個(gè)行只可以與第二個(gè)表中的一個(gè)行相關(guān)，但第二個(gè)表中的一行可以與第一個(gè)表中的一個(gè)或多個(gè)行相關(guān)。

例如，山東省縣行政區(qū)劃圖中，圖層屬性表中包含縣和市的名稱；各個(gè)地市歷年GDP統(tǒng)計(jì)表中含有市的名稱，構(gòu)成了多對(duì)一的關(guān)系。如圖所示。

（3）一對(duì)多關(guān)系

第一個(gè)表中的單個(gè)行可以與第二個(gè)表中的一個(gè)或多個(gè)行相關(guān)，但第二個(gè)表中的一個(gè)行只可以與第一個(gè)表中的一個(gè)行相關(guān)。

例如山東省市行政區(qū)劃圖中，圖層屬性表記錄了17個(gè)市的名稱；而縣統(tǒng)計(jì)表中包含了縣的名稱和所屬市的名稱，構(gòu)成了一對(duì)多的關(guān)系。如圖所示。

（4）多對(duì)多關(guān)系

第一個(gè)表中的一個(gè)行可以與第二個(gè)表中的一個(gè)或多個(gè)行相關(guān)。第二個(gè)表中的一個(gè)行也可以與第一個(gè)表中的一個(gè)或多個(gè)行相關(guān)。

例如，每個(gè)城市有多種不同的產(chǎn)業(yè)，而同一種產(chǎn)業(yè)有存在于不同的城市。這樣當(dāng)存在兩張表時(shí)，城市與產(chǎn)業(yè)之間就是多對(duì)多的關(guān)系。

表連接與關(guān)聯(lián)的基本原則為：

．當(dāng)兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)存在一對(duì)一或多對(duì)一的關(guān)系時(shí)，則可以連接這兩個(gè)表。

．當(dāng)兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)存在一對(duì)多或多對(duì)多的關(guān)系時(shí)，則可以關(guān)聯(lián)這兩個(gè)表。

6.4.3連接與關(guān)聯(lián)實(shí)例

（1）定位到“\ch6\表關(guān)系\”，打開“Ex07.mxd”，文檔中加載“市.shp”圖層。

（2）在ArcMap主工具條上單擊【添加數(shù)據(jù)】按鈕，打開【添加數(shù)據(jù)對(duì)話框】，定位到“\ch6\表關(guān)系\Data”目錄下，加載“統(tǒng)計(jì)表.xlsx”，選擇其下的“GDP$”工作表。如圖所示。

（3）添加工作表后，ArcMap內(nèi)容列表的現(xiàn)實(shí)方式就會(huì)由【按繪制順序列出】變?yōu)椤景丛戳谐觥俊?/p>

（4）在“GDP$”工作表上右鍵單擊選擇【數(shù)據(jù)】----【導(dǎo)出】，打開【導(dǎo)出數(shù)據(jù)對(duì)話框】，輸出表：“ch6\表關(guān)系\Result\GDP.dbf”，如圖所示。表導(dǎo)出結(jié)果如圖所示。

（5）在【內(nèi)容列表】中“市”圖層上右鍵單擊選擇【連接和關(guān)聯(lián)】----【連接】，打開【連接數(shù)據(jù)】對(duì)話框。在對(duì)話框中設(shè)置如下：

要將哪些內(nèi)容連接到該圖層：“某一表的屬性”；

選擇該圖層中連接將基于的字段：“NAME”，；

選擇要連接到次圖層的表：“GDP”，勾選“顯示此列表中的圖層的屬性表”；

選擇此表中要作為連接基礎(chǔ)的字段：“NAME”；

連接選項(xiàng)：“保留所有記錄”。

具體設(shè)置如圖所示。

設(shè)置完成后單擊【驗(yàn)證連接】按鈕，將會(huì)驗(yàn)證此連接的正確性，驗(yàn)證完成后出現(xiàn)如圖所示的對(duì)話框。驗(yàn)證正確后，即可進(jìn)行連接操作。

（6）連接操作前后的表如圖所示。

6.5空間校正

當(dāng)GIS數(shù)據(jù)來源于多個(gè)部門時(shí)，數(shù)據(jù)可能基于不同的坐標(biāo)系下。有些數(shù)據(jù)會(huì)在幾何形狀上發(fā)生變形，描述同一地理位置的數(shù)據(jù)源之間存在不一致。通過空間校正可以把數(shù)據(jù)校正到統(tǒng)一的形狀上。空間校正的典型應(yīng)用是對(duì)矢量化的結(jié)果進(jìn)行處理，常用于把數(shù)據(jù)從數(shù)字化儀或掃描儀單位轉(zhuǎn)換到真實(shí)世界的坐標(biāo)。

空間校正的對(duì)象是矢量數(shù)據(jù)，而地理配準(zhǔn)的對(duì)象是柵格數(shù)據(jù)。

空間校正轉(zhuǎn)換函數(shù)基于源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)的比較，目標(biāo)點(diǎn)也稱為控制點(diǎn)，在特定的圖形元素中稱為偏移鏈接。可以交互地創(chuàng)建這些鏈接，如點(diǎn)擊已知的源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)位置，或者加載鏈接文本文件或控制點(diǎn)文件。

6.5.1空間校正工具條

在ArcMap主菜單中，單擊【自定義】----【工具條】-----【空間校正】，打開【空間校正】工具條。其具體功能如圖所示。

6.5.2空間校正步驟

空間校正一般步驟為：

（1）加載【空間校正】工具條；

（2）開始要素編輯；

（3）選擇要進(jìn)行空間校正的輸入數(shù)據(jù)，選擇空間校正方法；

（4）創(chuàng)建位移鏈接；

（5）執(zhí)行空間校正并保存校正后結(jié)果。

6.5.3空間校正方法

在ArcGIS 10中常見的空間校正方法包含：空間校正變換、橡皮頁變換、邊匹配和屬性傳遞。

（1）空間校正變換

ArcGIS提供了3種空間校正變換的方法：仿射變換、相似變換、投影變換。

1）仿射變換

仿射變換可以有差異地縮放、扭曲、旋轉(zhuǎn)和平移數(shù)據(jù)。如圖所示。

仿射變換函數(shù)為：

x’ = Ax+By+C

y’ = Dx+Ey+F

其中：x和y為輸入層坐標(biāo)，x’和y’為轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)。A、E為縮放系數(shù)（比例系數(shù)），B、D為旋轉(zhuǎn)系數(shù)，C、F為平移系數(shù)，A、B、C、D、E和F是通過比較源點(diǎn)和目標(biāo)控制點(diǎn)來確定。用于縮放、扭曲、旋轉(zhuǎn)和平移圖層坐標(biāo)。

幾何仿射轉(zhuǎn)換最少需要三個(gè)偏移鏈接。

2）相似變換

相似變換可以縮放、旋轉(zhuǎn)和平移數(shù)據(jù)，它既不獨(dú)立地縮放坐標(biāo)軸，也不引入任何扭曲。該變換保持轉(zhuǎn)換要素的方位比率。

x’ = Ax+By+C

Y’ = -Bx+Ay+F

其中：A = s.cost，B = s.sint，C = x方向上的平移， F = y方向上的平移

并且：s =縮放變化（x和y方向相同），t = 旋轉(zhuǎn)角，從x軸按順時(shí)針測(cè)量

相似變換最少需要兩個(gè)偏移鏈接。

3）射影變換

射影變換基于更復(fù)雜的公式，最少需要四個(gè)偏移鏈接：

x’ = (Ax+By+C)/(Gx+Hy+I)

y’ = (Dx+Ey+F)/(Gx+Hy+I)

此方法可用于對(duì)從航空像片中采集的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行變換。

上述三種變換方法都需要考慮轉(zhuǎn)換前后坐標(biāo)精度的問題，用殘差和均方差（RMS）表示精度高低。

坐標(biāo)變換參數(shù)是源控制點(diǎn)和目標(biāo)控制點(diǎn)之間最好的擬合。如果使用坐標(biāo)變換參數(shù)來轉(zhuǎn)換實(shí)際的源控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)換輸出的位置不會(huì)與真實(shí)的輸出控制點(diǎn)位置相匹配叫做殘差，它是對(duì)真實(shí)位置和轉(zhuǎn)換輸出的控制點(diǎn)位置之間擬合度的衡量。每個(gè)偏移鏈接都會(huì)產(chǎn)生此誤差。

每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換都要計(jì)算RMS誤差。它指示轉(zhuǎn)換的優(yōu)良程度。

RMS誤差用來衡量目標(biāo)控制點(diǎn)和轉(zhuǎn)換后的源控制點(diǎn)位置之間的誤差。轉(zhuǎn)換采用最小二乘方導(dǎo)出，所以要給出比必需鏈接更多的鏈接。

（2）橡皮頁變換

橡皮頁變換又稱為彈性伸縮。幾何變形通常在源地圖上出現(xiàn)。這些變形可能由下面的情況引起：地圖編輯中的不恰當(dāng)?shù)嘏錅?zhǔn)、源數(shù)據(jù)中缺少測(cè)量控制或其他各種原因。橡皮頁變換通過坐標(biāo)的幾何配準(zhǔn)來糾正這些缺陷。

在橡皮頁變換期間，表面實(shí)際是被拉伸了，采用保持直線的分段坐標(biāo)變換來移動(dòng)要素。與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換相似，偏移鏈接在橡皮頁變換中用于確定要素要移向何處。

橡皮頁變換通常采用的方法有兩種：線性法和自然鄰域法。

（3）邊匹配

邊匹配過程將一個(gè)圖層的邊界要素和相鄰圖層的要素對(duì)齊。配準(zhǔn)要素精確差的圖層至精確的圖層，另一相鄰圖層用作控制圖層。如圖6.52所示。

（4）屬性傳遞

屬性傳遞通常用于復(fù)制準(zhǔn)確度較低的圖層屬性到一個(gè)準(zhǔn)確度較高的圖層。例如，可將數(shù)字化的比例尺為1:500000的概略地圖傳遞水文要素名稱到比例尺為1:25000的詳細(xì)地圖。

6.5.4空間校正實(shí)例

6.5.4.1空間校正變換

（1）設(shè)置校正數(shù)據(jù)

定位到“\ch6\空間校正\空間校正變換”，打開“Ex08.mxd”，文檔中加載“坐標(biāo)格網(wǎng)地圖.shp”和“矢量化地圖.shp”圖層。加載【空間校正】工具條和【編輯器】工具條。

【編輯器】工具條上，單擊【編輯器】----【開始編輯】，啟動(dòng)數(shù)據(jù)編輯。

【空間校正】工具條上，單擊【空間校正】----【設(shè)置校正數(shù)據(jù)】，打開【選擇要校正的輸入】對(duì)話框。對(duì)話框中勾選：“以下圖層中的所有要素”，勾選“矢量化地形圖”，如圖所示。

（2）選擇變換方法

【空間校正】工具條上，單擊【空間校正】----【校正方法】----【變換—仿射】，如圖所示。

（3）建立位移鏈接

【編輯器】工具條上，單擊【編輯器】----【捕捉】----【捕捉工具條】，打開【捕捉】對(duì)話框，選擇“折點(diǎn)捕捉、端點(diǎn)捕捉、交點(diǎn)捕捉”。

單擊【空間校正】工具條上的【新建位移鏈接工具】，單擊被校正要素圖層“矢量化圖層”上的某點(diǎn)，再單擊基準(zhǔn)要素圖層上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，建立一個(gè)位移鏈接，起點(diǎn)是被校正要素上的點(diǎn)，終點(diǎn)是基準(zhǔn)要素圖層上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。用相同的方法建立足夠的鏈接，如圖所示。

理論上有3個(gè)鏈接就能進(jìn)行仿射變換，但是實(shí)際使用中應(yīng)盡可能多的建立鏈接，尤其是在拐點(diǎn)位置等特殊點(diǎn)上，且點(diǎn)要分均勻。【空間校正】工具條上，單擊【查看鏈接表】。單擊【空間校正】----【鏈接】----【打開鏈接文件】，定位并打開“ch6\空間校正\Result\GCP.txt”文件。鏈接表如圖所示。查看各個(gè)鏈接的殘差值和RMS誤差值，對(duì)殘差值較大的鏈接修改或刪除，提高校正效果。

（4）單擊【空間校正】----【校正預(yù)覽】，打開【校正預(yù)覽】對(duì)話框查看校正效果。如果校正效果滿足要求，便可執(zhí)行【空間校正】----【校正】操作；如果不能滿足要求，則需返回到第（3）步，檢查位移鏈接的設(shè)置，刪除RMS誤差較大的鏈接，并重新建立位移鏈接。

（5）空間校正完成后的結(jié)果如圖所示。

6.5.4.2橡皮頁變換

（1）設(shè)置校正數(shù)據(jù)

定位到“\ch6\空間校正\橡皮頁變換”，打開“Ex09.mxd”，文檔中加載“坐標(biāo)格網(wǎng)地圖.shp”和“矢量化地圖.shp”圖層。加載【空間校正】工具條和【編輯器】工具條。

【編輯器】工具條上，單擊【編輯器】----【開始編輯】，啟動(dòng)數(shù)據(jù)編輯。

【空間校正】工具條上，單擊【空間校正】----【設(shè)置校正數(shù)據(jù)】，打開【選擇要校正的輸入】對(duì)話框。對(duì)話框中勾選：“以下圖層中的所有要素”，勾選“矢量化地形圖”。

（2）選擇變換方法

【空間校正】工具條上，單擊【空間校正】----【校正方法】----【橡皮頁變換】；單擊【空間校正】----【選項(xiàng)】，打開【校正屬性】對(duì)話框。在對(duì)話框中設(shè)置：常規(guī)選項(xiàng)卡中的校正方法選擇：“橡皮頁變換”，單擊右側(cè)的“選項(xiàng)”按鈕，打開【橡皮頁變換】對(duì)話框，選擇“自然鄰域法”。如圖所示。

（3）建立位移鏈接

【編輯器】工具條上，單擊【編輯器】----【捕捉】----【捕捉工具條】，打開【捕捉】對(duì)話框，選擇“折點(diǎn)捕捉、端點(diǎn)捕捉、交點(diǎn)捕捉”。

單擊【空間校正】工具條上的【新建位移鏈接工具】，單擊被校正要素圖層“矢量化圖層”上的某點(diǎn)，再單擊基準(zhǔn)要素圖層上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，建立一個(gè)位移鏈接，起點(diǎn)是被校正要素上的點(diǎn)，終點(diǎn)是基準(zhǔn)要素圖層上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。用相同的方法建立足夠的鏈接，如圖所示。

（4）單擊工具條上的【多位移鏈接】，單擊 “矢量化地形圖”中部的一側(cè)河流，然后再單擊“坐標(biāo)格網(wǎng)地圖”中相應(yīng)的河流要素，出現(xiàn)鏈接數(shù)輸入對(duì)話框，默認(rèn)值為10，此處輸入30，回車確認(rèn)，地圖中添加多個(gè)鏈接。

（5）單擊【空間校正】----【校正預(yù)覽】，打開【校正預(yù)覽】對(duì)話框查看校正效果。如果校正效果滿足要求，便可執(zhí)行【空間校正】----【校正】操作；如果不能滿足要求，則需返回到第（3）步，并重新建立位移鏈接。

（6）空間校正完成后的結(jié)果如圖s所示。