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ArcGIS屏幕跟踪矢量化

GIS数据包括空间数据和属性数据,建立GIS采集数据的来源途径有多种,其中地图的矢量化是最基本的数据采集方法。它是把传统纸质或其他材料上的地图(信息)转换为计算机能识别的数字信号的过程,以便计算机进行存贮、分析和输出。矢量化分为手扶跟踪矢量化和屏幕跟踪矢量化。       对于纸质地图数据的获取,GIS主要使用扫描仪等设备对图件扫描,然后进行矢量化提取要素。从遥感影像上直接提取专题信息,需要使用几何纠正、光谱纠正、影响增强、图像变换、结构信息提取、影响分类等技术,主要属于遥感图像处理的内容。       屏幕跟踪矢量化分为扫描图像、栅格图像配准、屏幕跟踪矢量化等几个步骤。而扫描图像不属于ArcGIS上机的范畴,故在此不做详述。       以Google地图配准河南省行政区划图为例进行演示。
工具/原料
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ArcGIS 9.x

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ArcGIS 10.x

配准影像
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首先,获取一张河南省行政区划栅格图像。如下图所示——

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然后,通过ArcMap的(Add Data)将该栅格图像加载到地图视图中。其中在弹出的Create pyramids…对话框中选择No。

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接着,在地图视图中单击鼠标右键,选择Data Frame Properties。在弹出的窗体的General选项卡中将Units中的Map设置成Decimal Degrees(也可以选择其他,本书以Google Earth为坐标基准,故做此选择)。按照所选地图的比例尺设置Reference Scale选项,其中,可以按照需要添加比例尺数据(如图所示)。

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然后,将Data Frame Properties窗体切换到“Coordinate System”栏,选择地理坐标系,本书采用西安1980坐标系。       在工具条中选择“Georeferencing”,将其移动到ArcMap窗体中。打开Google Earth桌面客户端,在“工具”-“选项”中将“显示经度/纬度”一栏设置为“小数度数”。然后利用ArcMap的Georeferencing工具条的(Add control points),利用加载到ArcMap中的河南省政区图以及Google Earth的河南政区图,选择适当数目的公共点,进行图像校正。具体操作如下——       先点击(Add control points)按钮,在地图上点选控制点,再单击鼠标右键,选择“Input X and Y”选项,在弹出的菜单中输入对应的经纬度(如第一个图所示)。注意,ArcMap中的X代表经度,Y代表纬度,而Google Earth中左边显示的是纬度,右边显示的是经度。选择控制点应大致分布整个地图的四个方位,最少应该选择4个控制点。选择好控制点并输入完相应的坐标之后,点击“Georeferencing”,在下拉菜单中选择“Update Georeferencing”就完成地图的校正了(如第二个图所示)。

新建要素类
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首先,打开ArcCatalog,将存储位置选择到存储数据的文件夹中。在文件区空白处单击鼠标右键,选择“New”-“Shapefile”(如下图所示)。

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然后,再弹出的“Create New Shapefile”对话框中创建矢量文件,由于本书采用的是河南省政区图,其中包括了地名、铁路、区界3种属性,故分别设置了3个矢量文件,它们分别是:点类型(Point)的“地名”,线类型(Polyline)的“铁路”,面类型(Polygon)的“区界”。       最后,在“Spatial Reference”的“Description”中输入和原图一样的坐标系(西安1980),下面的包含M和Z值可根据需要选择是否点选(如下图所示)。

加载新建的图层并设置样式
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在ArcMap中点击(Add Data)按钮,在对话框中将所建立的图层加载到图层当中(如下图所示)。

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然后单击图层下的标识,会弹出“Symbol Selector”对话框,在其中选择合适的标识,并设置颜色和大小(如下图所示)。

分层提取要素
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下面进行屏幕跟踪矢量化的最后一个步骤,也是需要技巧的一个步骤——“矢量化”。首先,在基本工具中选择“Editor”工具,在工具栏中选择“Editor”-“Start Editing”,在“Task”中选择“Create New Feature”,在“Target”中选择所要矢量化的图层(如下图所示)。

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然后,点击(Sketch Tool)按钮,开始进行提取要素。提取要素的过程中,应该注意的是要沿着原图上面的点、线的轨迹来进行提取,一般地,为了提取的方便起见,可以在图层界面选择已经提取好的面图层,单击鼠标右键,选择Properties-Display,将其中的Transparent(透明度)设置为50%(也可以适当提高)。当完成提取要素后,要记得将Transparent还原成0%。提取完成之后,点击“Editor”-“Save Edits”。点击“Editor”-“Stop Editing”,再用鼠标右键单击图层名,选择“Open Attribute Table”(如下图所示)。

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在属性表中选择“Option”-“Add Field”,在弹出的“Add Field”对话框中输入字段名、类型和长度等数据(如下图所示)。然后,再选择“Editor”-“Start Editing”,此时,在图层的属性表中就可以对新增的字段进行编辑了。编辑完成之后,选择“Editor”-“Save Edits”保存后,再选择“Editor”-“Stop Editing”即完成整个提取任务。

矢量化成果

下图就是本次河南省政区图的简单的矢量化成果——

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