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自动化和半自动矢量化提取地物矢量轮廓

小助手 GIS前沿 2022-12-04


假期愉快(这个假期加班了没?!今天小助手来分享关于自动化和半自动化的矢量提取,使用的软件都是我们常用的软件。一是使用Global Mapper对遥感影像或矢量底图进行自动提取,二是基于天地图矢量底图使用ArcGIS半自动矢量化提取地物矢量轮廓。这个两个小技巧还是挺有趣的,有空的小伙伴可以学习操作一番。

Global Mapper

对遥感影像或矢量底图进行自动提取

先说下Global Mapper中图像提取矢量的原理,比较简单粗暴:直接是提取影像中的像素RGB,然后根据像素颜色提取,类似于Photoshop的魔棒工具,下面我们来看看Global Mapper中如何操作。
本次测试是0.5的遥感影像中提取不规则水域矢量。
软件:Global MapperV22(21版本后都带此功能)
数据:0.5m遥感影像
在影像中找了一圈,我们专门找了一个不规则的水塘进行测试。

Global Mapper菜单栏中layer→Create Area Features from Equal Values...


Maximum Match设置30(这个类似PS中的容差,可根据自己的影像情况来设定)点击Only Selected Color(S)选中提取区域的颜色。



然后再点击Area Bounds,选择All Loaded Dat 画个你所提取的区域。

来看
下效果。


最后移除不必要的矢量。可按面积来选择,一键全部选中删除。

最后看成果!
当然除了遥感影像,矢量地图更容易提取。



同样的操作步骤,矢量地图操作起来效果会更好。下面来看下提取的效果


提取后可直接导出.Shp/Kml等常用矢量格式,最后是套合卫星影像后效果。




ArcGIS

半自动矢量化提取地物矢量轮廓


一、加载矢量底图


网站搜索【天地图-在线地图】。

 

打开网站,点击左上角的三道杠 -> 添加图层,选择矢量底图服务。

 
选取想要矢量化的地方,利用截屏工具截取下来,这里为什么不用遥感影像作为底图,主要是因为像元太过多样,太过复杂,不好做二值化处理。

 

二、栅格类二值化


1.改变符号系统
将截图加载至ArcMAP中,右键图层选择属性 -> 符号系统,将显示方式由RGB合成变为拉伸。

 
2.识别像元
利用识别工具,探查不同地物的像元值,这里发现建筑物的像元值为251,道路的像元值为253。

 
3.类二值化处理
利用重分类工具,将其分为其它地物、建筑物和道路三类,点击分类可设置类别和中断值。

工具位置:Spatial Analyst工具 -> 重分类 -> 重分类

 
二值化正常应为两个值,分别为0和1,一般1为要提取的地物,0为其它地物,这里我们把道路也一起进行矢量化,就设定为3个值。

 
相比较来说处理的还是非常不错的,但若是原图层有很多标注的话,是非常影响处理的。



三、工具矢量化


1.矢量化面
调用栅格转面工具,将栅格图层转化为矢量面图层。

 
观察属性表会发现gridcode字段记录了类别信息,此处0为建筑物,1为其它地物,2为道路。

 
仔细观察图层会发现有很多属于建筑物的小图斑,可以将它们找出来以后删掉。

 
可以利用识别工具探查最小建筑物的面积,再利用按属性选择工具将小于这一面积且同属建筑物的图斑找出来,这里在按属性选择工具中输入gridcode = 0 AND Shape_Area <  271。

 
打开编辑器,使其处于编辑状态,删掉即可。

2.矢量化线
打开矢量面属性表,利用按属性选择工具选取属于道路的图斑。

 
调用要素转线工具,将选中的道路图斑转为矢量线,看起来还行,不过基本就是提取的轮廓线。


 

四、ArcScan矢量化


1.添加ArcScan扩展模块
添加ArcScan扩展模块只需点击软件上方的【自定义】,选择【扩展模块】,勾选【ArcScan】即可。

 
里面除了ArcScan扩展模块,还有关于网络分析、3D分析等其它的扩展模块。建议全部勾选,说不定某天在使用工具时用到了某一个扩展模块,但此时并没有勾选的话,使用工具时很有可能会报错,到时候到底是哪里出了问题都不知道。

2.添加ArcScan和编辑器工具条


右键工具栏空白处,在弹出的菜单栏中勾选位于上方的ArcScan和中间偏上的编辑器。

 
3.创建图层
在自己想要存储的目录中创建点图层,若是普通文件夹就新建ShapeFile,若是地理数据库就新建要素类,这里仅介绍后者。

 
在第一页设置名字及要素类型,第二页这里作者就不设置坐标系了,怪麻烦的[(* ̄3 ̄)╭],其它页皆为默认选项即可。

 
这里注册矢量面和矢量线两个图层。

4.二值化处理
像之前类二值化处理过的图层是没办法用的,ArcScan工具条上的工具都是灰色的。

 
我们可以在之前处理的基础上进行二值化,右键之前重分类的结果图层名称,选择属性 -> 符号系统,将显示方式变为【已分类】,类别设置为2,颜色随便,个人感觉建筑物设为黑色其它为白色更能凸显建筑物的轮廓,点击分类设置中断值为0和1。

 
此时可以看到工具条上已经有了二值化处理结果的图层了,但是工具还是黑色的,这主要是因为矢量化时要改变矢量图层的内容,需要使编辑器处于编辑状态才行。

 
5.矢量化
使编辑器处于编辑状态。

 
点击ArcScan工具条上的【矢量化】,选择【选项】。

 
设置矢量化方法选择为轮廓,前景颜色为黑色,背景颜色为白色。

 
勾选显示预览可是预览下矢量化效果,点击生成要素可以导出至矢量图层。

 
在矢量化道路时,需要重新设置符号系统,将中断值改为1和2即可。

 
矢量化选项更改矢量化方法为中心线,其它不变。

- END -

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