GIS和CAD和CASS配准方法.doc

地图数字化的两种作业模式：
1.数字化仪进行地图数字化。
2.扫描获取栅格图像后进行矢量化。

你说的是应该是第二种扫描矢量化。基本过程如下：
1. 扫描图件：使用扫描仪对纸质地形图进行扫描，获取黑白栅格图像（tiff格式图像）
2. 校正图像：使用CAD绘制好地形图对应的坐标网格图框，使用imageattach命令将栅格图像插入CAD，然后使用ALIGN命令，依次拾取四点源坐标（栅格图像坐标）和目标坐标（图框实际坐标），将栅格图像的坐标方格与CAD绘制的实际坐标方格对齐。
3.图像矢量化：以校正好的栅格图像为底图，使用CAD绘图命令，将底图中的各种地物、地貌和注记符号绘制出来。

GIS（ArcGIS\MAPGIS\MapInfo）和CAD和CASS配准方法
本文介绍常见一些软件配准方法，包括ARCGI、MAPGIS、MAPINFO、CAD配准方法等。 常见一些软件配准方法介绍.
1.ARCGIS软件配准
1.1.栅格图像配准
   1>.打开ArcMap，增加Georeferencing工具条。
   2>. 把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferencing工具条中的工具被激活。在view/data frame properties的coordinate properties中选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择predefined中的Projected coordinate system，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择Geographic coordinate system。
3>.纠正前可以去掉“auto adjust”前的勾。在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。如公里网格的交点，我们从图中均匀的取几个点，不少于7个。在实际中，这些点要能够均匀分布在图中。
4>.首先将Georeferencing工具条的Georeferencing菜单下Auto Adjust不选择。
5>.在Georeferencing工具条上，点击Add Control Point按钮
6>.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击，Input X and Y输入该点实际的坐标位置。采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表示，如110°30'30'应写成 110.508(=110+30/60+30/60/60)。
7>.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。
8>.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。
9>.更新后，就变成真实的坐标。
10>.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。
1.2.
    矢量矫正空间校正（spatial adjustment）是个常用的工具，但许多新手不太明白如何使用它，下面简单说一下它的使用方法。
1>、将已经具有坐标系的要素类和需要校正的要素类加进arcmap中，调出spatial adjustment工具条，开始编辑。
2>、在spatial adjustment工具条菜单里设置要校正的数据，把要校正的要素类打钩
3>、设置校正方法
   每种校正方法的适用范围和区别可看帮助文件。仿射变换是最常用的方法，建议新手使用。
4>、设置结合环境，以便准确地建立校正连接
5>、点置换连接工具
6>、点击被校正要素上的某点，然后点基准要素上的对应点，这样就建立了一个置换链接，起点是被校正要素上的某点，终点是基准要素上的对应点。用同样的方法建立足够的链接。理论上有三个置换链接就能做仿射变换，但实际上一般是是不够用的。实际使用中要尽量多建几个链接，尤其是在拐点等特殊点上，而且要均匀分布。
7>、点spatial adjustment工具条菜单下的adjust
当你熟悉整个过程后，可以试试其他几种变换（相似、投影、橡皮拉伸等）。
上面的方法是将一个没有坐标系的要素类校正到一个有坐标系的要素类，简单说是图对图校正。如果只有一个没有坐标系的要素类，但知道它上面关键点的真实坐标，上面的4、5、6步用下面方法代替：
4>、读出原图上关键点的屏幕坐标，找到和它对应的真实坐标
5>、建立连接链接文件，格式为文本文件，第一列是关键点的屏幕x坐标，第二列是关键点的屏幕y坐标，第三列是关键点真实的x坐标，第四列是关键点真实的y坐标，中间用空格分开，每个关键点一行。
6>、在spatial adjustment菜单中打开链接文件，选刚才建立好的链接文件
其它步骤与前面的相同。
2. MAPGIS图像配准
2.1.    栅格图像
1>.打开MapGIS主界面，点击“图像处理”----“图像分析”模块。
2>.点击“文件”--“数据输入”，将其他栅格图像(bmp,jpg,tif等)转换为msi格式，选择转换数据类型，点击添加文件，添加要转换的文件到转换文件列表中，点击转换即可。
      以下操作是在镶嵌融合菜单下进行
2>.打开参照图像或者是点、线、面文件
3>.统会自动显示4个控制点，可以对控制点进行修改，也可以删除控制点后自己添加
4>.开始添加控制点。
    选添加控制点命令。利用右键切换放大和指针，左键选控制点位置，左右键来回切换进行选点，确保精度，用空格确定；然后在参照文件上选与控制点相对应的位置，方法同上，用空格确定，将有对话框提示，确定即可。
5>.用以上方法继续添加其它的控制点，控制点数至少四个。可以选控制点预览命令，浏览控制点，保存控制点文件。
6>.选中校正预览命令
7>.选校正参数命令进行设置，默认即可
8>.选影像精校正命令，即可生成所需文件。
2.2.    矢量矫正
1>.打开MapGIS主界面，打开误差校正模块。
2>.打开需要配准的图层
3>.打开菜单“控制点”->“设置控制点参数”，设置参数，可以选择完控制点之后统一输入理论坐标。
4>.打开菜单“控制点”->“选择采集文件”，即控制点从所选择的图层文件中选取。
5>.打开菜单“控制点”->“添加校正控制点”，弹出是否新建控制点文件的对话框，选择“是”
6>.然后在工作区中添加控制点（一般选择坐标格网交叉点或者道路交叉点，水系交叉点等显著地物），如此重复添加控制点，一般不少于4个控制点。
7>.打开菜单“控制点>“编辑校正控制点”，弹出如下对话框，在理论X,理论Y值中输入对应控制点的理论值
8>.点击7步骤中的“保存”按钮，将上面的配准坐标文件保存下来以备以后使用。
9>.点击7步骤中的“校正”按钮，弹出如下对话框，然后选择所有要配准的图层。
10>.然后右键点击工作区，复位窗体，可以看到新坐标的图幅范围。
11>.保存所有图层即完成。
3. MAPINFO软件
3.1.    栅格配准
1>. 打开正在编辑的文件.
2>. 文件菜单的打开，选择栅格图象格式（raster image），选择jpg图像文件.
3>. 出现mapinfo对话窗，其显示有两个按钮，选择配准图像按钮（register）.
4>.在预览的jpg图像的左上角点击，然后直接确认弹出的对话框。点击添加按钮，点击右上角，直接确认弹出窗口。添加，其余两角点。
5>. 在mapinfo窗口的对话窗上选中其中一个配准点，不要关闭该对话框。选mapinf主窗口的表（table）菜单的raster子菜单的从地图上选定控制点。依次完成其它点的定位。
3.2.    矢量配准
参考资料
4. CAD软件
    Cad不存在矢量矫正的说法，cad记录的是数据的真实坐标；但无法定位显示栅格图的坐标，故需要进行栅格的矫正。对精度要求不是很高的话，可以进行粗矫正。过程如下：
1、插入栅格
工具--插入光栅
2、将栅格显示置于底图
工具--显示顺序--后置
3、配准
输入命令al 进行三点配准
5. CASS软件
1.点击菜单栏，选择菜单项“光栅图像”
2.点击“纠正”
3.弹出纠正对话框后，在光栅图像的边缘点击一下
4.拾取地图上的坐标点，并输入真是坐标，北坐标7位，东坐标8为（前两位为高斯投影带代号）
5.选择变换的方式，线性变换要5个控制带点，仿射变换要4个控制点，二次变换7个控制点（均包括1个多余点）
6.点击“误差”，查看误差大小，若误差超出容许值，则重新选取控制点。
注意。cass中图像纠正会使原图形被纠正。所以，纠正前建议备份原图
ArcMap中Georeferencing地图配准及ArcScan地图数字化
   关于这个话题，在前面有篇博客里也写过，但是始终感觉有些瑕疵，又不想修改，因此就斗胆在这里老生常谈了，希望能和各位大虾们多多交流经验。这里，我将自己在ArcGIS环境下进行地图数字化的过程简单地叙述一下，这里的地图是指纸质扫描图片。主要做了两个步骤：地图配准和对配准地图进行数字化。
一、         地图配准
1、 加载模块
打开ArcMap，在菜单栏或工具栏中的空白处单击右键，在打开的工具列表中选中Georeferencing；
2、 加载地图图片
在ArcMap中将需要进行配准的扫描地图图片加载到ArcMap工作区中，图1所示。

图1 加载Georeferencing及加载图片
3、 选择控制点并输入正确地理坐标
这是最要的步骤，需要详细说明一下。我们所数字化地图不外乎有两种：地形图和专题地图。如果是地形图，一般都有方里网格和经纬网廓线，我们常常选择这些方里网的交点作为控制点，因为这些点的真实地图坐标可以直接读取；如果是专题地图，则通常不会在图面上有方里网，但是一般有经纬网，同时我们也应该根据具体的地图判断出该专题地图的数学法则，坐标系及投影，然后选择这些经纬网的交点为控制点，控制点的真实地图坐标则需要通过已知的数学法则和已知的经纬度反推出该点的地图坐标，有很多软件可以帮助完成这一步（例如COORD）。
（1）       将Georeferencing下的Auto Adjust前的选中状态取消；
（2）       添加控制点，按照上面的原则选择控制点。在Georeferencing工具栏中点击，然后在地图中选择一个控制点，右键Input X and Y，输入正确的地图坐标，如图2所示。

图2 选择控制点并输入地图坐标
（3）       同上，选择合适数量的控制点，个数根据情况而定，一般要求均匀分布于整个地图有效图面上。如果要编辑控制点的参数，可以在Link Table中进行编辑。
4、 地图输出
点击Georeferencing下的Auto Adjust,然后点击Georeferencing下Rectify…，选择输出配准的文件的路径及文件格式。
二、         配准地图数字化
1、 加载ArcScan模块及激活
打开ArcMap，在菜单栏或工具栏中的空白处单击右键，在打开的工具列表中选中ArcScan；在菜单栏中点击Tools菜单列表，选择Extensions，在打开的对话框中将ArcScan前的复选框选中，然后关闭。这是为了确保ArcScan的license被启用。
2、 加载地图并二值化
在加载配准好的地图时，首先加载该地图的单波段文件，这里的单波段是针对原始地图的彩色图像而言的，在加载文件的窗口中双击所需的地图，则会出现3个单波段文件，选择其中的一个即可，这里我选择的是Band2。这一步主要是为了进行二值化做准备，因为ArcScan数字化的对象是二值化图像。
对该短波段图像进行二值化处理，右键加载的文件，选择Properties，在打开的窗口中选择Symbology选项卡，选择Classfied，分类数为2，确定即可。可以观察二值化效果，原则是尽量使得需要数字化的要素连接在一起，比如说等高线无过多断开，如果效果不好，可以进一步修改二值化阈值，如图3所示。

图3 二值化图
    完成后，还需将该配准地图的彩色图片文件加载进来，这是为了在数字化的过程中人机交互时方便操作人员操作，毕竟彩色的图像信息量大，方便人判断。同时将单波段图像不显示，图4所示。

图4 彩色图像和单波段黑白图像
3、 创建数字化图层并数字化
建立一个新的矢量图层，这根据具体需要建立，例如这里我建立一个名为ElV.shp的线层矢量文件。同时注意，在建立矢量文件中选择坐标系统时应该选择和要进行数字化的地图本身所具有的坐标系统一致。这里是Beijing54坐标系下，Gauss Kruger投影，参数是6度分带，带号是22，图5所示。

图5 新建矢量文件坐标系统配置
    将新建图层加入到ArcMap中，忽略警告信息。添加必要的属性字段（如elevation），启动编辑，发现ArcScan工具条被激活了。可以在ArcScan中配置一些参数，这里就用默认的吧。
    利用ArcScan工具条中进行数字化。可以看到，它的自动化程度还是相当高的，只是在遇到交叉点或者断线处会停止，这时就需要人工识别了，完成一个要素后，可以为其添加属性，图6所示。这个过程看似简单，但需要有大量的实践，里面也有很多小的技巧，在这里就不多说了，在实践当中慢慢总结吧。

图6 人机交互的ArcScan数字化场景
1.打开ArcMap，增加Georeferncing工具条。
2.把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferncing工具条中的工具被激活。
3.在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们知道坐标的点就是公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
4.首先将Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下Auto Adjust不选择。
5.在Georeferncing工具条上，点击Add Control Point按钮。
6.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置.
7.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。
8.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。
9.更新后，就变成真实的坐标。
10.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。
所有图件扫描后都必须经过扫描纠正，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。