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丛书名:地理信息技术实训系列教程
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- 作者:李发源等编著
- 出版时间:2013/3/1
- ISBN:9787030369055
- 出 版 社:科学出版社
适用读者:地理信息系统专业、测绘专业、地理学专业的本科生、研究生,以及从事数字高程模型研究的开发人员
- 中图法分类:P231.5
- 页码:127
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16开
- 字数:(单位:千字)
DEM是地理数据库中的核心数据,是进行地形分析的基础,被广泛应用于测绘、遥感、资源、环境、城市规划、农林、灾害、水电工程及军事等领域。
本书作为“数字高程模型”课程的配套实验教材,紧扣课程教学大纲,以实验为核心组织内容,设计了多个专题实验和综合实验,其中专题实验又包括基础实验和自主实验两部分。各部分的实验由浅及深,具有一定的层次性,便于教师组织教学。
本书可作为高等院校地理、地质、海洋、气象、测绘、环保等专业本科生和研究生的教材,也可供其他相关学科的各类专业技术者阅读参考。
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1 实验一 DEM 数据采集
实验目的:了解基于不同数据源的DEM 数据采集过程
实验要求:练习基于等高线的数据采集方法,掌握地图预处理、地图数字化
及后处理的相关方法
实验数据:1∶1万地形图(局部)
1.1 基础实验:基于等高线的数据采集
等高线是地形图的基本要素之一,地形图主要通过等高线来表达地物高度和
地形起伏。已有地形图数据由于覆盖范围广、比例尺系列齐全、获取较为经济等
而成为各种尺度DEM 建立的主要数据源。
由地形图到等高线的第一个步骤即是地形图的数字化。在数字化之前必须设
计好数字化所采用的技术路线,它不仅直接关系到地图数字化的效率,而且也关
系到数字化成果的质量。确定数字化的技术路线包括采取何种方式进行数字化,
数字化精度要求如何,选取什么样的地图作为数字化底图,对哪些要素进行数字
化,如何对数字化要素进行分层和分幅,以及代码的设计等。
本实验采用的数字化软件包括Photoshop、GeoScan、ArcGIS和ArcInfo;
数字化底图为一幅1∶1万地形图的一部分,地形图等高距为5m。
图幅控制点坐标:图幅控制点坐标是用来进行图幅定向的,它能够确定地图
的地理位置和比例大小。本实验的控制点坐标见表1G1。
地图的分层与分幅:GIS是以图层的方式管理地图的,将点、线、面等地理
实体按其性质的不同分别归入不同的图层进行分层管理是GIS管理空间数据的
基本方式。本实验的分层及代码见表1G2。
具体实验步骤如下。
1. 地图预处理
1)变形纠正
纸质地图常常会有少许变形;扫描过程中由于图形倾斜,造成扫描后的地图
产生变形,因此在数字化前,需要对地图进行纠正。如果存在几何变形,可利用
ERDAS的几何校正模块进行纠正;如果是扫描过程造成的图像倾斜,则可在
Photoshop下进行纠正。首先,利用【标尺】沿着图幅边缘画一条横线(图1G
1),然后选择【图像】菜单中的【旋转画布】下的【任意角度】,在弹出的对话
框中会自动计算要旋转的角度,点击【好】完成图像校正(图1G2)。
2)二值化
不少数字化软件接受的数据为二值化的数据,因为二值化后的数据量减小很
多,在很大程度上提高了图形的显示跟踪速度。二值化处理也是在Photoshop下
处理。选择【图像】菜单中的【调整】下的【阈值】,移动小三角直到图像满意
为止(图1G3)。处理完后将图像保存为TIF格式。
2. 数字化采集
(1)打开GeoScan,调入地图,在【调图】中选择【调入栅格图像】,在弹
出的对话框的【文件类型】中选择TIF,找到存放地图的位置,将图打开。选择
【实用工具】中的【图像反色】。
(2)地图定向:在【地图】中选择【图形定向】,在弹出的对话框中选择
【齐次方程定向(至少四点)】,点击【OK】。将鼠标移至左上方点在角点上,
在弹出的放大图上精确定位,并输入坐标,点击【接受量测】。其他控制点按顺
时针方向以此类推,并回到第一个点,把第一个点再做一遍,之后,选择【结束
量测】(图1G4)。
(3)创建图层:在【设置】中选择【图层控制】,在这里分别创建表1G2所
示的图层,并以不同的颜色区分开来,先设置等高线层terlk 为当前图层
(图1G5)。
(4)数字化跟踪:选择GeoScan的数字化工具,其中按钮有半自动跟
踪功能,选择1表示自动跟踪,选择3表示手动跟踪。
(5)属性赋值:赋值按钮有查询属性和赋值的双向功能。点击要赋值
的对象,在弹出的对话框中,输入高程值和代码(图1G6)。
(6)成果输出:数字化完成之后首先要存盘,选择【调图】中的【保存矢量
图形】。然后将成果输出,选择【调图】中的【输出外部格式】,并选择【输出到
AutoCAD】,在弹出的对话框中,选择默认值(图1G7)。这时,在文件目录中会
多一个与地图名称一样的dxf文件。
3. 数据后处理
数字化完的数据都不可避免地存在着错误或误差,属性数据在输入时,也难
免会存在错误,因此对图形数据和属性数据进行检查、编辑和处理,是保证数据
正确可用的必要条件。本实验的数据处理在ArcInfo中进行。
下面以等高线层为例,将主要步骤罗列如下,其他层的处理类似。
首先将dxf文件转入ArcInfo中,形成coverage文件。打开ArcInfo,首先
进入工作空间,然后进行文件转换。命令如下:
Arc:wE:\gis\zhm “进入工作空间”
Arc:dxfarc1.dxfterlk “dxf转coverage,1.dxf为dxf文件名,
terlk为等高线的层名”
Enterlayernamesandoptions(typeENDor$RESTwhendone)
Enterthe1stlayerandoptions:terlkall “将等高线层中的所有内容都
包括进来”
Enterthe2ndlayerandoptions:end
Doyouwishtousetheabovelayersandoptions(Y/N)?y
ProcessingE:\GIS\ZHXM\1.DXF...
ExternallingBNDandTIC...
452Arcswritten.
288Labelswritten.
0Annotationswritten.
0Annotationlevels.
Arc:buildterlkline “创建线的拓扑关系”
Buildinglines...
Arc:buildterlkpoint “创建点的拓扑关系”
Buildingpoints...
Arc:joinitemterlk.patterlk.xcodeterlk.patterlkGidterlkGid “将原始文
件中记录点属性的字段与ArcInfo中记录点属性的PAT表连接”
Joiningterlk.patandterlk.xcodetocreateterlk.pat
Arc:joinitemterlk.aatterlk.acodeterlk.aatterlkGidterlkGid “将原始文
件中记录线属性的字段与ArcInfo中记录线属性的AAT表连接”
Joiningterlk.aatandterlk.acodetocreateterlk.aat
Arc:additemterlk.patterlk.patelev88n2 “给PAT 表增加高程字段
(elev),并定义字段长度和类型”
Addingelevtoterlk.pattoproduceterlk.pat
Arc:additemterlk.patterlk.patcode33I “给PAT 表增加代码字段
(code),并定义字段长度和类型”
Addingcodetoterlk.pattoproduceterlk.pat
Arc:additemterlk.aatterlk.aatelev88n2 “给AAT 表增加高程字段