1、本章具体介绍了矢量数据空间校正、栅格数据地理配准、影像裁剪、数据转换和地图数字化，并结合实际应用加深对空间数据处理的理解，具体内容包括：7.1 矢量数据空间校正 7.5 地图矢量化 7.1.1 坐标转换 7.5.1 彩色等高线矢量化 7.1.2 橡皮拉伸 7.5.2 宗地全自动矢量化 7.1.3 接边 7.2 栅格数据地理配准7.3 影像裁剪 7.3.1 按掩摸提取进行裁剪 7.3.2 利用栅格处理中的裁剪工具进行裁剪7.4 数据转换 7.4.1 几何类型转换 7.4.2 格式转换2由于GIS系统数据来源的多样化，描述同一地理位置的数据会在几何上出现一些变形或旋转，这时可以通过空间校正进行数据
2、整合。空间校正的一个典型应用是对矢量化后的结果进行处理。37.1.1 坐标转换7.1.2 橡皮拉伸7.1.3 接边空间校正变换用于将图层的坐标从一个位置转换到另一位置,此过程涉及基于用户定义的位移链接来缩放、平移和旋转要素。实例操作：以“第七章矢量数据空间校正坐标转换数据”路径下的地图文档“空间校正变换.mxd”为例进行坐标转换，了解如何通过使用【空间校正】工具条对数据进行坐标转换。4操作步骤如下：（1）启动ArcMap，打开“第七章矢量数据空间校正坐标转换数据”路径下的地图文档“空间校正变换.mxd”。（2）在ArcMap窗口主菜单、工具栏等空白处单击右键，在快捷菜单里勾选【编辑器】和【空间
3、校正】工具条，如图7.1所示。5图7.1 快捷菜单中打开空间校正工具条（3）点击【编辑器】下拉菜单中【开始编辑】，启动编辑会话，如图7.2所示。6图7.2 启动开始编辑（4）在【空间校正】工具条中选择【空间校正】【设置校正数据】，如图7.3（a）所示，打开对话框，设置参与校正的数据，选中【以下图层中的所有要素】单选按钮，钩选“待校正数据”复选框，单击【确定】按钮，如图7.3（b）所示。7（a）（b）图 7.3 校正数据设置（5）在【空间校正】工具条中选择【空间校正】【校正方法】【变换-仿射】，设置校正方法，如图7.4所示。8图 7.4 选择校正方法ArcGIS中提供三种空间校正变换的方法：中提
4、供三种空间校正变换的方法：9表7.1 校正变换方法对比变换名称变换名称最少位移最少位移链接链接数数功能功能描述描述仿射变换仿射变换3缩放、旋转、平移、倾斜对数据不同程度的缩放、旋转、平移和倾斜变换相似变换相似变换2缩放、旋转、平移可对数据缩放、旋转和平移，但不会对轴进行缩放，也不会产生任何倾斜。变换前后要素保持原有的横纵比（若要保持要素相对形状，这一点非常重要）投影变换投影变换4缩放、旋转、平移、倾斜变换前后共点、共线、交比、相切、拐点以及切线的不连续性保持不变（6）在【编辑器】工具条上，单击【编辑器】【捕捉】【捕捉工具条】，打开【捕捉】工具条，单击折点捕捉工具，以便准确建立校正链接。单击【空
5、间校正】工具条上的新建链接位移工具，单击“待校正数据”图层上的一个点，再单击“基础数据”图层上的对应点，建立一个链接，按此方法建立至少6个链接，如下图所示。1011建立好的位移连接（7）查看链接表。在【空间校正】工具条上单击查看链接表工具，如图7.5所示。12图 7.5 查看链接表（8）单击【空间校正】【校正】，执行空间校正，校正结果如下图所示。13校正结果橡皮拉伸常用于两个或多个图层进行几何校正，使一个图层与另外一个空间位置相近的图层对齐，调整源图层以适应更精确的目标图层。在橡皮拉伸中，表面被逐渐拉伸，并使用保留直线的分段变换来移动要素。对于一些已经对齐的要素，通过添加【标识链接】保持所在位
6、置不变。实例：利用矢量数据地图文档“橡皮页变换.mxd”为例进行橡皮拉伸，了解如何通过使用【位移链接】、【多重位移链接】和【识别链接】对数据执行橡皮拉伸，实现对实验数据的几何校正。1415操作步骤如下：（1）启动ArcMap，打开“第七章矢量数据空间校正橡皮拉伸数据”路径下的地图文档“橡皮页变换.mxd”，启动数据编辑。（2）单击【编辑器】下拉菜单中【开始编辑】，启动编辑会话。（3）打开【捕捉】工具条单击【折点捕捉】，设置节点捕捉。（4）选择【空间校正】【设置校正数据】，选择“待校正数据”，单击【确定】。（5）选择菜单【空间校正】【校正方法】【橡皮页变换】，如图7.6所示。16图 7.6 橡皮
7、页变换校正方法（6）选择【空间校正】【选项】，设置校正方法的属性。打开对话框，进入【常规】选项卡，选择【橡皮页变换】；单击【选项】按钮，打开对话框，选择【自然邻域法】，如图7.9所示，单击【确定】按钮，完成设置。17图 7.7 橡皮页变换属性设置表7.2 橡皮页变换方法对比18方法名称方法名称特点特点线性法线性法1.用于快速创建TIN表面，但并不真正考虑邻域。2.线性法选项执行速度稍快。3.当许多链接均匀分布在校正数据上时可以生成不错的效果。自然邻域法自然邻域法1.执行速度稍慢。2.当位移链接不是很多并且在数据集中较为分散时，得出的结果会更加精确。3.应在存在一些间距很远的链接时使用自然邻域法
8、。（7）单击【空间校正】工具条中的新建位移链接工具，在两图层关键的交叉点创建位移链接，如图7.8（a）所示。（8）单击【空间校正】工具条中的多位移链接工具，依次选择待校正要素和目标要素，设置链接数为10，按Enter键，如图7.8（b）所示，该功能多用于对曲线的校正。19（a）（b）图 7.8 添加位移链接（9）单击【空间校正】工具条中新建标识链接工具，在不需要进行移动的关键点处创建标示链接，如图7.9所示。20图 7.9 添加标识链接（10）选择【空间校正】【校正预览】预览校正结果，如果校正结果不满足要求，可通过修改链接提高校正精度。（11）选择【空间校正】【校正】，执行空间校正，校正结果如
9、图7.10所示。（12）在ArcMap主菜单中选择【编辑】【选择所有元素】，然后按Delete键，删除校正后的所有链接，保存编辑结果并停止编辑。2122图 7.10 校正结果接边接边可用于创建两个相邻图层边的位移链接，沿相邻图层的边缘将要素对齐。通常包含对较低精度的要素图层进行调整，而精度较高的要素图层用作目标图层。实例操作：以“第七章矢量数据空间校正接边数据”路径下的地图文档“接边.mxd”为例进行接边操作，了解如何使用【边匹配】工具和设置【边捕捉】属性，实现基于位移链接的空间校正。操作步骤如下。23操作步骤如下：（1）启动ArcMap，打开“接边.mxd”，启动编辑。（2）在【空间校正】工
10、具条中，单击【空间校正】【设置校正数据】，选中【所选要素】单选按钮，如图7.11所示，单击【确定】按钮。2425图 7.11 设置校正数据（3）单击【空间校正】【校正方法】【边捕捉】，完成校正方法的选择。（4）单击【空间校正】【选项】，打开【校正属性】对话框，单击【常规】选项卡，在校正方法中选择【边捕捉】，在方法中选择【平滑】。单击【边匹配】选项卡，在【源图层】下拉框中选择“公路1”，在目标图层下拉框中选择“公路2”，选中【避免重复链接线】复选框，单击【确定】按钮，完成边匹配校正方法属性的设置，如图7.12所示。2627图 7.12 设置校正方法属性（5）单击【空间校正】工具条中【边匹配】工具
11、，按钮进行边匹配。在要素端点的周围拖出一个选框。【边匹配】工具将根据位于选框内的源要素与目标要素来创建多个位移链接，完成位移链接的添加，如图7.13所示。28图 7.13 边匹配操作（6）单击【编辑器】工具条上的【选择要素】按钮，选中边匹配区域要素。（7）单击【空间校正】【校正】，执行校正，校正结果如图7.14所示。（8）在ArcMap主菜单中选择【编辑】【选择所有元素】，所有链接元素被选中，然后按键【Delete】，删除链接元素，保存结果并停止编辑。2930图 7.14 接边操作结果图栅格数据一般来自地图扫描、航空影像和卫星影像。经过扫描得到的地图通常不包含空间参考信息，而航空和遥感影像的位
12、置信息并不重复，无法与现有数据完全对齐。因此需要【地理配准】工具将栅格数据的空间位置与现有数据集进行空间位置匹配，这个过程就是栅格数据的地图配准。31实例操作：利用矢量数据地图文档“地图配准.mxd”为例进行矢量与影像的配准，了解如何通过使用【地理配准】工具条将影像中各点的位置与矢量数据中已知地理坐标点的位置相链接，从而实现矢量数据与影像数据的配准。32操作步骤如下：（1）启动ArcMap，打开打开“第七章地图配准矢量与影像配准数据”路径下的地图文档“地图配准.mxd”。（2）在ArcMap窗口的主菜单、工具条的空白处单击右键，勾选【地理配准】，启动【地理配准】工具条，如图7.15所示。33图
13、 7.15【地理配准】工具条（3）在【地理配准】工具条中，取消钩选【自动校正】选项，单击【图层】下拉选项中选择要进行地理配准的栅格图层。（4）在【地理配准】工具条中，点击图标【添加控制点】按钮来添加链接，在栅格数据中单击某个已知位置，然后单击采用地图坐标的数据上的对应已知位置（或单击鼠标右键，在弹出【输入X和Y】对话框中输入该点的实际坐标位置）。用相同的方法，在影像上增加多个控制点，形成链接，如下图所示。3435控制点链接（5）单击菜单【地理配准】【更新地理配准】。更新后，栅格数据的位置和大小发生了变化，可以看见矢量与栅格数据中的青海湖重合在一起。（6）单击【地图配准】工具条中【查看链接表】工
14、具，打开链接表，查看配准结果，如图7.16所示。删除残差较大的链接，重新添加满足精度要求的点位，直至结果满意为止。36图 7.16 链接表(7)单击【地理配准】【校正】，弹出【另存为】对话框，设置【格式】为“IMAGINE Image”格式，如图7.17所示。37图 7.17 另存为窗口（8）单击【保存】按钮，执行校正，完成地理配准，配准结果如图7.18所示。38图7.18 地理配准结果影像裁剪影像裁剪是根据实际工作或者研究区域的范围，把影像裁剪出一个或多个新的影像文件。ArcGIS中的影像裁剪通过输入含盖研究区的图形或图像（掩膜）裁剪出新的影像文件，其范围大小和掩膜一致。例如，可以使用区县行
15、政范围裁剪遥感影像，并制作出该区县行政范围的遥感影像专题图。影像数据的裁剪有多种方法，如用圆形、点、多边形、矩形以及利用现有数据裁剪。在ArcGIS中最常用的方法有：按掩膜提取进行裁剪和利用栅格处理中的裁剪工具进行裁剪。下面以这两种方法为例进行说明。39掩膜是用选定的图像、图形或物体、对待处理的图像(全部或局部)进行遮挡来控制图像处理的区域或处理过程。利用掩膜可识别分析范围内的区域，效果示意图，如图7.19所示。407.19 掩摸效果示意图实例：以“第七章影像裁剪按掩膜提取进行裁剪数据”路径下的“南昌市.shp”矢量数据为研究范围，对“江西省影像.tif”（主要是包含了江西省各个地方的高程数据
16、）按膜提取进行裁剪。本节主要介绍ArcToolbox工具箱中【按掩膜提取】工具的使用方法，实现对影像数据的裁剪，并利用裁剪所得的“南昌市影像”数据制作南昌市高程分布图。操作步骤如下：41打开ArcMap，添加“南昌市.shp”数据和“江西省影像.tif”数据，如图7.20所示。42图7.20 添加数据（2）在ArcToolbox工具箱中双击【Spatial Analyst工具】【提取分析】【按掩膜提取】，如图7.21所示，弹出【按掩膜提取】对话框，如图7.22所示。43图7.21 按掩膜提取工具（3）在【输入栅格】下拉列表中选择需要裁剪的栅格数据，即“江西省影像.tif”数据。在【输入栅格数据
17、或要素掩膜数据】下拉列表中选择的数据可以是栅格，也可以是要素数据集。如果分析掩膜是栅格，则定义掩膜时将考虑所有具有值的像元。掩膜栅格中的NoData像元将视为位于掩膜之外，并且在输出中将为 NoData。如果分析掩膜是一个要素数据集，则在执行时它将内部转换为栅格。因此一定要设置适当的像元大小和捕捉栅格。这里，在【输入栅格数据或要素掩摸数据】下拉列表中选择“南昌市”数据。在【输出栅格】中可以指定输出栅格的保存路径与名称，如图7.22所示。4445图7.22【按掩膜提取】对话框（4）单击【确定】按钮，即可得到按掩膜提取的结果。（5）可以利用掩膜之后的南昌市栅格数据，制作南昌市高程分布图。4647南
18、昌市的高程分布图实例：以“第七章影像裁剪利用栅格处理中的裁剪工具进行裁剪数据”路径下的矢量图层“山东省.shp”为基准对“中国影像”进行利用栅格处理中的裁剪工具进行裁剪，了解ArcToolbox工具箱中【裁剪】工具的使用方法，实现对影像数据利用栅格处理中的裁剪工具进行裁剪。操作步骤如下：（1）打开ArcMap，添加“南昌市.shp”数据和“江西省影像.tif”数据，结果如下图所示。4849实例数据（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【栅格】【栅格处理】【裁剪】，如图7.23所示，弹出【裁剪】对话框，如图7.24所示。50图7.23【裁剪】工具51图7.24【裁剪】对话框（3
19、）在【输入栅格】下拉列表中选择需要裁剪的栅格数据，即“江西省影像.tif”数据。在【输出范围（可选）】下拉列表中选择用作范围的栅格数据集或要素类，即“南昌市”数据。在【矩形】区域中可以设置裁剪栅格时所使用的边界范围的四个坐标，也可以单击【清除】按钮将矩形范围重置为输入栅格数据集的范围。勾选【使用输入要素裁剪几何（可选）】复选框，说明使用选定要素类的几何裁剪数据；如果没有选中，就使用最小外接矩形裁剪数据。在【输出栅格数据集】中指定输出栅格的保存路径与名称，其他参数默认，如图7.25所示。5253图7.25 裁剪对话框选项设置（4）单击【确定】按钮，完成影像裁剪。裁剪结果如下图所示。54裁剪结果本
20、节的数据转换主要是指几何类型转换和格式转换。在数据处理过程中，为了得到符合需求的数据，通常会进行点、线和面数据之间的转换，例如，将闭合的线状房屋数据转换为面状数据。而在GIS数据处理与建库时，通常需要将测量得到的CAD数据或其他格式的数据转换为ArcGIS数据格式，有时候也需要将ArcGIS格式的数据转换成其他格式，例如，若要在Google Earth中显示ArcGIS中的Shapefile数据，就需要将shp格式数据转为KML格式的数据。551.1.转换成点状数据类型转换成点状数据类型在ArcGIS中，主要有要素转点和要素折点转点两种方法。要素转点是将线、面的几何中点转到点状数据。要素折点转
21、点就是将线、面的节点转到点状数据。要素转点要素转点实例：利用“第七章数据转换几何类型转换转换成点状数据类型数据”路径下的“建筑.shp”面状数据转换为点状数据，了解ArcToolbox工具箱中【要素转点】工具的使用方法，实现面状数据到点状数据的几何类型转换。操作步骤如下：（1）打开ArcMap，添加“建筑.shp”数据，如图7.26所示。5657图7.26 添加数据58（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【要素】【要素转点】，如图7.27所示，弹出【要素转点】对话框，如图7.28所示。图7.27 要素转点工具59图7.28 要素转点对话框60（3）在【输入要素】下拉列表中选
22、择“建筑”数据。在【输出要素类】文本框中指定输出要素保存的路径和名称。勾选【内部（可选）】复选框，表示使用包含在输入要素中的位置作为输出点位置；不勾选【内部（可选）】复选框，表示使用输入要素的代表中心作为输出点位置。61（4）单击【确定】按钮，完成操作，转换完成的结果如图7.29所示。图7.29 转换结果62要素折点转点实例：将“第七章数据转换几何类型转换转换成点数据类型数据”路径下的“建筑.shp”面数据转换为点数据（模拟由宗地面生成界址点）。这里主要介绍ArcToolbox工具箱中【要素折点转点】工具的使用方法，实现面数据到点数据的转换。操作步骤如下。（1）打开ArcMap，添加“建筑.s
23、hp”数据。（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【要素】【要素折点转点】，如图7.30所示，弹出【要素转点】对话框，如图7.31所示。63图7.30【要素折点转点】工具64图7.31【要素折点转点】对话框（3）在【输入要素】下拉列表中选择“建筑”数据。【输出要素类】文本框中指定输出要素保存的路径和名称。在【点类型（可选）】下拉列表中选择“ALL”。65（4）单击【确定】按钮，效果如图7.32所示。66图7.32 要素折点转点转换效果图 2.2.转换成线状数据转换成线状数据在ArcGIS中，主要有要素转面和面转线两种方法。要素转面是将面边界转换为线，或者分割线、面或在两要素的
24、相交处对两要素进行分割。面转线是由面边界转换而来的线，其实，要素转面和面转线两种方法结果相似；但是，当输入要素包含相邻面时，要在输出中将具有左右面要素 ID 的共享边界线作为属性，需使用面转线工具替代。要素转线要素转线实例：将“第七章数据转换几何类型转换转换成线状数据类型数据”路径下的“大河、湖泊.shp”面状数据转换为线状数据，了解ArcToolbox工具箱中【要素转线】工具的使用方法，实现面状数据到线状数据的几何类型转换。操作步骤如下。67操作步骤如下：（1）打开ArcMap，添加“大河、湖泊.shp”数据。（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【要素】【要素转线】，如图
25、7.33所示，弹出【要素转线】对话框，如图7.34所示。6869图7.33 【要素转线】工具图7.34 【要素转线】对话框（3）在【输入要素】下拉列表中选择“大河、湖泊”数据。在【输出要素类】文本框中指定输出要素保存的路径和名称，并勾选【保留属性】选项。（4）单击【确定】按钮，完成操作。70面转线（1）打开ArcMap，添加“大河、湖泊.shp”数据。（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【要素】【面转线】，弹出【面转线】对话框，如图7.35所示。71图7.35【面转线】对话框（3）在【输入要素】下拉列表中选择“大河、湖泊”数据。在【输出要素类】文本框中指定输出要素保存的路径
26、和名称。（4）单击【确定】按钮，完成操作，转换完成的结果如图7.36所示。72图7.36 转换结果注意：注意：要素转线和面转线两种方法均是针对于将面状数据转换为线状数据的，两种方法操作结果相似，但是属性表会有区别，如图7.37和图7.38所示。当输入要素包含相邻面时，使用面转线方法的输出结果中将记录以该折线为共享边界线的左右面要素的 ID号。7374图7.37 要素转线工具生成的要素属性表图7.38 面转线工具生成的要素属性表3.3.转换成面状数据类型转换成面状数据类型实例：将“第七章数据转换几何类型转换转换成面状数据类型数据”路径下的“roadline.shp”线状道路数据转换为面状道路数据
27、。了解ArcToolbox工具箱中【要素转面】工具的使用方法，实现线状数据到面状数据的几何类型的转换。75操作步骤如下：（1）打开ArcMap，添加“添加“roadline.shp”数据”数据，如图7.39所示。76图7.39 添加数据（2）在ArcToolbox工具箱中双击【数据管理工具】【要素】【要素转面】，弹出【要素转面】对话框，如图7.40所示。77图7.40 要素转面对话框（3）在【输入要素】下拉列表中选择“roadline”数据。在【输出要素类】文本框中指定输出要素保存的路径和名称，勾选【保留属性】选项。（4）单击【确定】按钮，完成操作，转换完成的结果如图7.41（a）所示，最终经
28、过删除部分非道路要素处理后的面状道路数据如图7.41（b）所示。7879（a）要素转面结果80（b）删除处理后的面状道路数据图7.41 线数据转面数据1.1.将将CADCAD数据转换为数据转换为ShapefileShapefile数据格式数据格式CAD数据是一种常用的数据类型，例如大多数的工程图和规划图，它们都是CAD数据格式。在很多情况下，为了在ArcGIS中对数据进行处理编辑，往往会将工程图和规划图的CAD数据转化为为ArcGIS格式数据。将CAD数据转换为Shapefile数据有两种方法：一是在地理数据库中直接导入CAD数据，二是将CAD数据导出到地理数据库中。81方法一：（1）打开Ar
29、cCatalog，在左侧的目录树展开“第七章数据转换格式转换将CAD数据转换为Shapefile数据格式数据”路径下的“山东理工大学地形图完整图.dwg”数据，右击“将CAD数据转换为Shapefile数据格式”文件夹，弹出【新建】菜单，单击【新建】【文件地理数据库（O）】，在目录树中生成一个文件地理数据库，命名为“山东理工大学”，如图7.42所示。8283图7.42 生成文件地理数据库然后右击“山东理工大学.gdb”，弹出【新建】菜单，单击【新建】【要素数据集（D）】，在目录树中生成一个要素数据集，命名为“山东理工大学”，如图7.43所示；8485图7.43 使用要素数据集工具（2）右击“山
30、东理工大学”数据集，单击【导入】【要素类（多个）】，弹出【要素类至地理数据框（批量）】对话框，如图7.44所示。86图7.44 要素类至地理数据库（批量）对话框（3）在【输入要素】中，单击 按钮，弹出【输入要素】对话框，添加“山东理工大学地形图完整图.dwg”数据，包括“point”、“MultiPatch”、“Polygon”、“Polyline”和“Annotation”，如图7.45所示。87图7.45 输入要素对话框（4）单击【添加】按钮，在要素类至地理数据库（批量）对话框中单击【确定】按钮，最终的转换效果如图7.46所示。88图7.46 转换为Shapefile数据格式结果（5）将转
31、换的数据，添加到ArcMap中，效果如图7.47所示，并可以对转化好的数据用编辑器进行编辑。89图7.47 转换后添加到ArcMap中的效果图方法二：（1）同方法一的步骤（1）（2）在目录树中选择“山东理工大学地形图完整图.dwg”数据的“Annotation”（CAD注记要数类），右击“Annotation”数据，弹出【导出】菜单，单击【导出】【转出至地理数据库（单个）】，弹出【要素类至要素类】对话框，如图7.48所示。9091图7.48 CAD数据导出到地理数据库（3）弹出【要素类至要素类】对话框。在【输出位置】中选择“第七章数据转换格式转换将CAD数据转换为Shapefile数据格式结果
32、山东理工大学.gdb山东理工大学”路径为存储位置。在【输出要素类】文本框中指定输出要素类的名称为“Annotation”，【表达式（可选）】默认为空，在【字段映射（可选）】区域中，可以全部保留这些字段，如图7.49所示，也可以将不需要的字段删除，例如，右击“Entity(文本)”字段，弹出菜单，单击【删除】菜单即可。9293图7.49【要素类至要素类】对话框（4）单击【确定】按钮。（5）重复（2）、（3）、（4）步骤，将“point”、“MultiPatch”、“Polygon”和“Polyline”，转到“第七章数据转换格式转换将CAD数据转换为Shapefile数据格式山东理工大学.gdb
33、山东理工大学”下的路径，即完成CAD数据转换为Shapefile数据格式。942.2.将将ShapefileShapefile数据格式转换为数据格式转换为KMLKML数据格式数据格式Keyhole 标记语言(KML)是一种基于 XML 的格式，用于存储地理数据和相关内容，是一种官方的开放地理空间联盟(OGC)标准。KML 格式便于在 Internet 上发布并可通过 Google 地球和 ArcGIS Explorer 等许多免费应用程序进行查看，因此常用于与非 GIS 用户共享地理数据。KML 文件要么以.kml 为扩展名，要么以.kmz（表示压缩的 KML 文件）为扩展名。因此，将Shap
34、efile数据格式转换为KML数据格式是非常必要的，将转换好的的KML数据，添加在Google Earth中显示。95操作步骤如下：（1）在ArcMap中，打开“第七章数据转换格式转换将Shapefile数据格式转换为KML数据格式数据”路径下的“山东省.shp”数据。（2）在ArcToolbox工具箱中双击【转换工具】【转为KML】【图层转KML】，弹出【要素转面】对话框，如图7.50所示。9697图7.50 图层转KML对话框（3）弹出【图层转KML】对话框，在【图层】下拉列表中，单击“山东省”数据；在【输出文件】中指定文件保存的路径和名称；勾选【紧贴地面的要素（可选）】复选框；其它项选择
35、默认设置。如图7.51所示。9899图7.51 图层转KML对话框（4）单击【确定】按钮，即可将Shapefile数据格式转换为KML数据格式。（5）在保存的路径中找到已转换的“山东省_LayerToKML.kmz”数据，右击该数据，单击【打开方式】菜单，选择用Google Earth打开该数据，“山东省_LayerToKML.kmz”数据就被加载到Google Earth应用上了，效果如下图所示。100101数据加载到Google Earth的效果图地图矢量化是重要的地理数据获取方式之一。所谓地图矢量化，就是把栅格数据转换成矢量数据的处理过程。ArcScan是ArcGIS Desktop的扩
36、展模块，是栅格数据矢量化的一套工具集，利用这些工具可以创建要素，将栅格影像矢量化为Shapefile格式数据或地理数据库要素类。它还提供简单的栅格编辑工具，可以在进行批量矢量化前，擦除和填充栅格区域，以提高处理效率，减少后处理工作量。ArcScan的正常使用有四个前提条件：102（1）ArcScan扩展模块必须被激活。在ArcMap中，单击主菜单栏中【自定义】【扩展模块】，如图7.52所示，弹出【扩展模块】对话框，勾选ArcScan复选框，单击【关闭】按钮，ArcScan扩展模块被激活。103图7.52 扩展模块菜单（2）ArcMap中添加了至少一个栅格数据图层和至少一个对应的矢量数据图层，是
37、为了将变换后的矢量化数据输出结果保存到Shapefile格式或地理数据库要素类文件。（3）栅格数据要进行二值化处理。在数字图像处理中，二值图像占有非常重要的地位，图像的二值化有利于图像的进一步处理，使图像变得简单，而且数据量减小，能凸显出感兴趣的目标的轮廓。（4）在编辑器中必须启动开始编辑。104实例操作：实例：利用ArcScan、地图编辑等工具对“第七章地图矢量化等高线数字化数据等高线”路径下的“等高线.bmp”数据进行数字化。操作步骤如下：105（1）在目录中连接到文件夹“第七章地图矢量化等高线数字 化 数 据”，右 键 单 击 该 文 件 夹，选 择【新 建】【Shapefile(S)】
38、，在弹出的【创建新Shapefile】对话框中，进行如图7.53设置，单击【确定】按钮。106图7.53 创建新Shapefile对话框（2）在目录中，右键单击新建的矢量图层“contour.shp”，单击【属性】，在弹出的【Shapefile属性】对话框中单击【字段】选项卡，添加“Elevation”字段，对应的数据类型为“浮点型”，如图7.54所示。单击【应用】按钮，关闭【Shapefile属性】对话框。107108图7.54 Shapefile属性对话框（3）打开ArcMap，添加“等高线.bmp”数据中的波段2数据（在【添加数据】对话框中双击“等高线.bmp”会出现Band_1、Ban
39、d_2、Band_3图层，在此选择Band_2进行添加），结果如图7.55所示。109图7.55 添加数据（4）为了实现图像的二值化，需要将“等高线.bmp-Band_2”数据导出为IMAGINE格式。方法如下，在内容列表中右键单击“等高线.bmp-Band_2”，在弹出的菜单中选择【数据】【导出数据】，弹出【导出栅格数据】的对话框，设置数据格式、文件名称及位置等，具体如图7.56。单击【保存】按钮，并将“等高线.img”图层添加到ArcMap中，移除之前的“等高线.bmp-Band_2”图层。110111图7.56 导出栅格数据112（5）对“等高线.img”图层进行二值化处理：右击该图层的
40、属性，在弹出的【图层属性】对话框中，单击【符号系统】选项卡，在左侧列表中选择“已分类”，右侧【类别】列表框中选择2，单击【分类】按钮，弹出【分类】对话框，将【中断值】列表框中的第一个数值改为210（即使得原图像中灰度小于等于210的像元值归为一类，该值通常需要），然后单击【确定】按钮，在【图层属性】对话框中的【色带】列表框中选择从黑到白变化的色带，如图7.57，单击【确定】按钮，二值化后的效果如图7.58。113图7.57 图像二值化114图7.58 图像二值化分类结果115（6）在ArcMap中添加“contour.shp”图层。若主窗体中没有ArcScan工具条，则右键单击工具栏的空白处，
41、在弹出的菜单中单击【ArcScan】菜单。在【编辑器】工具条中单击菜单【编辑器】【开始编辑】，【ArcScan】工具条亮起变为有效，如图7.59。图7.59【ArcScan】工具条（7）单击【ArcScan】工具条中的【矢量化】【生成要素】，弹出【生成要素】对话框，如图7.60。单击【确定】按钮，在“contour”图层中会自动生成出许多线要素，有些是等高线，有些是由其它噪声（比如图幅线、注记等）生成的线要素，效果如图7.61。116图7.60【生成要素】对话框117图7.61 等高线自动矢量化的结果（8）等高线自动矢量化的结果还存在诸多不足，比如有很多生成的等高线不完整或断开、注记被矢量化、
42、等高线不光滑以及噪声引起的错误的等高线等，这些还需要人工进行图形编辑、拓扑检查等处理。（9）在等高线图形处理结果满意后，对每条等高线赋予高程值。方法如下：选择某条等高线，在【编辑器】工具条中单击【属性】按钮 ，弹出【属性】窗口，在字段“Elevation”文本框内输入高程值。118（10）检查无误之后，保存编辑内容并停止编辑。最终部分等高线矢量化及处理后结果如图7.62所示。119图7.62 部分等高线矢量化结果当栅格地图中各要素不重叠、不相交时，通常可实现栅格地图的全自动矢量化，下面给出实例。实例：利用“第七章地图数字化栅格地图数字化数据”路径下的栅格图像“ParcelScan.img”实现
43、宗地块的全自动提取。操作步骤如下：（1）在ArcMap主菜单中单击【自定义】【工具条】【ArcScan】，加载【ArcScan】工具条。120121（2）在目录中连接到文件夹“第七章地图矢量化栅格地图矢量化数据”，右键单击该文件夹，选择【新建】【Shapefile】，弹出【创建新Shapefile】对话框，在对话框中设置名称为“parcel”，要素类型设置为“折线”，然后单击【确定】按钮即可。（3）将栅格地图“ParcelScan.img”和线要素类“parcel.shp”加载到ArcMap中，如图7.63所示。122图7.63 输入数据（4）在批处理矢量化前进行栅格清理，即从栅格图像中移除不
44、在矢量化范围内的多余像素单元。操作步骤如下：启动【编辑器】【开始编辑】，在ArcScan工具条中单击【像元选择】【选择相连像元】，在弹出的【选择相连像元】对话框中，【输入总面积】文本框中输入值 500，此表达式将选中表示该栅格图层中的文本（图中的数字）的所有单元，如图7.64所示,单击【确定】按钮，则栅格图层中表示文本的单元已被选中，如图7.65所示。123124图7.64 选择相连像元对话框125图7.65 栅格图层中表示文本的单元全被选中在【ArcScan】工具条中依次单击【栅格清理】【开始清理】【擦除所选像元】，则所选像元被擦除，如图7.66所示。126图7.66 栅格清理结果（5）在【
45、ArcScan】工具条中单击【矢量化】【生成要素】，将弹出【生成要素】对话框，单击【确定】按钮，生成的新要素如图7.67所示。127图7.67 生成的新要素（6）在【编辑器】工具条中单击【编辑器】【保存编辑内容】，此时会提示是否保存栅格清理编辑，单击【否】按钮，然后单击【停止编辑】，完成操作。1287.6.1 7.6.1 背景与目的背景与目的栅格地图矢量化是地理信息数据采集的常用手段，是读者在今后的学习与工作中极有可能遇到的一项工作。栅格地图矢量化涉及的流程相对复杂，涉及的知识面广，在栅格地图矢量化与处理工作中可能会遇到各种问题，如地物缺失（没画或不完整）、水系边缘呈锯齿状、内部存在小洞、道路
46、线未闭合、相邻区域有重叠、属性缺失、图层命名不规范、字段命名不一致等。这些问题一部分是由于工作过程中不够仔细认真，另一方面是由于没有足够重视数据制作要求或标准，以及组员及团队相互之间的沟通协调。通过该综合练习的训练不仅可提升综合运用ArcGIS的能力，加深对专业理论知识的理解，而且可提高项目分工、管理与协作能力，并使日后更加注重技术标准与规范。1297.6.2 7.6.2 任务任务老师选择某城区的栅格地图，让学生分组进行地图矢量化。老师在课堂上进行任务分工和技术指导，学生课外完成主要工作。1307.6.3 7.6.3 综合练习实施的主要步骤综合练习实施的主要步骤131通过本章学习，可了解到空间数据处理分为五种：(1)矢量数据空间校正。对矢量数据进行坐标转换、橡皮拉伸、接边等处理。(2)栅格数据地理配准。将缺少空间参考信息的栅格数据与现有矢量数据进行配准。(3)影像裁剪。对影像数据进行基于栅格数据的裁剪和基于矢量多边形的裁剪。132(4)数据转换。对空间数据进行几何类型的转换和格式的转换。(5)地图数字化。利用ArcScan工具进行等高线的数字化和栅格地图的数字化。133
