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巧用ArcGIS矢量化天地图影像

协同驱动 2023-01-11
天地图节点地图主要包括矢量电子地图、矢量地图注记、影像电子地图和影像地图注记,其中矢量电子地图内容最为丰富。但天地图的建筑轮廓、道路、水系数据为图片瓦片格式,而在某些工程项目GIS系统中使用时,一般需要的是矢量数据格式。下面,介绍用ArcGIS对图片瓦片进行分析提取矢量数据的具体方法。

一、下载天地图电子地图
打开水经微图,选择下载“天地图 WGS84 坐标系”电子地图,注意在新建任务对话框内地图类型选择“仅下载影像”,下载级别选择19级,其余按照默认设置即可。


二、提取单波段
通常影像是由红绿蓝RGB三个波段组合,它可以形成复合色的白色(255.255.255)或黑色(0.0.0),通过影像分析可以提取出单波段。将下载的天地图电子地图加载到ArcGIS内,点击菜单栏上的“窗口”→“影像分析”。

在显示的“影像分析”对话框内选择上需要提取单波段的图片,点击“添加函数”。

在“函数模板编辑器”对话框内,在需要处理的图片上点击右键→“插入”,选择“波段提取函数”。调整“γ”可以实现不同层次显性效果显示。

在“栅格函数属性”的提取波段对话框内,方法采用“Band IDs”,“波段”选择列表中的“2”,点击“+”将“组合”修改成“2”,设置栅格函数属性。

点击两次“确定”后可以看到处理后的效果图。


三、影像重分类

在此过程主要是为了实现影像的“”处理,电脑只能识别0和1,也就是二进制数据,一张普通的黑白的图其实有0-255个数据,所以需要重分类。操作时应在ArcToolbox内点击Spatial Analyst工具点击“重分类”→“重分类”。在显示的“重分类”对话框内,“输入栅格”选择提取单波段后的栅格,重分类字段为“Value”“重分类”将自动划分为多个层级。

(一)中断重分法
如果重分类是给出旧值为0-255的多个分类,要一次性二值化处理,可以点击“分类…”按钮输入分类值2,调整“中断值”为110(该值可以从PS对影像的阈值分析得出),确定后进行重分类,但此法不利于选择特定要素。如果重分类执行失败,可以试试把图层名改用英文命名,选择“3D Analyst 工具>删格重分类>重分类”功能,重新进行重分类。

(二)分色重分法

1.自动分色。如果要对特定要素影像进行矢量化,重分类时应保持原有0-255的旧值分类,保持旧值的最小值、最大值不变,不删除旧值分类条目,将不同分类并对应到多个层级的新值为“1”、“2”、“3”……。


点击“确定”后可以看到重分类的结果,不同颜色对应不是的图层。

2.重分并色。在ArcToolbox内点击Spatial Analyst工具点击“重分类”→“重分类”,在“重分类”对话框内“输入栅格”选择之前重分类过后的图片,把需要提取保留的图层颜色范围内的旧值设置为新值“2”把不提取保留的颜色的新值设置为“1”,这样分类后就只有两类。
点击确定后可以看到再次重分类后的效果。


四、新建线面图层

本操作主要实现建立存储要素文件:新建shp文件存储之后要矢量化的要素,最好新建一个线要素和一个面要素

在目录下选择预先准备好的文件夹,点击右键,选择“新建”→“Shapefile”,新建一个Shapefile文件。

在显示的“新建Shapefile”对话框内“名称”命名为“折线”,“要素类型”选择“折线”,点击“编辑”,设置坐标系为“WGS 1984”。

采取同样的方式,再新建一个面文件。


五、创建矢量

(一)矢量化前的准备
①许可:打开自定义-拓展模块-arcscan

②载入并编辑:在左侧新建的“折线”线图层上点击右键,选择“编辑要素”→“开始编辑”,将线图层变为编辑状态。选择面要素-编辑要素-开始编辑。

③开启捕捉选项:编辑器-选项-经典捕捉

二、矢量化编辑④选用:打开ArcScan工具条
在菜单栏上点击“自定义”→“工具条”,勾选上ArcScan,显示出来ArcScan工具条。

⑤设置:选择要矢量化图层,并进入矢量化设置中进行调整,在ArcScan工具条上点击“矢量化”,选择“矢量化设置”。

⑥样式设置:在显示的“矢量化设置”对话框内点击“样式”,选择样式“轮廓”。

矢量化选项中,如果是矢量化建筑地块,一般选择轮廓,如果是道路等高线,则选择中心线


六、查看效果

用放大器工具选择预览区域,在“矢量化”列表中点击“显示预览”,查看是否符合自己的要求,如果达不到要求,可以在“矢量化设置”中重新调整容差权重。

生成的建筑轮廓保存在之前新建的名为“面”的文件内,可以通过加载矢量的方式将其加载到水经微图内,可以看到完美的叠加。


七、生成要素

⑦应用并关闭对话框后在ArcScan工具条上点击“矢量化”,选择“生成要素”。

在显示的“生成要素”对话框内一切默认。

点击“确定”后会创建矢量,创建后可以看到生成的建筑轮廓。

点击编辑器工具条上的“编辑器”→“保存编辑内容”,再点击“停止编辑”完成数据的保存和退出编辑状态。



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