实验2 坐标转换—地图配准.doc

实验2 坐标转换—地图配准　　　 实验目的　 了解地图坐标转换的基本原理；　 掌握ArcGIS9.3中栅格数据的地图配准的方法；　 掌握ArcGIS9.3中矢量数据的地图配准的方法。　　 实验背景　 坐标转换一种坐标系统变换到另一种坐标系统的过程，是各种比例尺地图测量和编绘中建立地图数学基础必不可少的步骤。其中“地图配准”、“投影变换”是完成空间数据空间参照体系建立的基本步骤。地图配准可以帮助用户实现外部的空间数据转换到ARCGIS认同的坐标；投影变换可以帮助用户实现不同的坐标体系的转换。坐标转换是跨入GIS的第一道门槛。　　 物理坐标到用户坐标的转换　　 物理坐标 包括设备坐标、屏幕坐标，是图形设备的坐标系。　　 用户坐标 又称图形坐标或逻辑坐标，是用户处理自己的图形所采用的坐标系，如用户自定义坐标、大地坐标、地理坐标。　 坐标转换的意义为将物理坐标转换为地理要素的实际坐标；减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变形等)。坐标转换通过地图配准来实现。　　 地图配准　　　 地图配准是将控制点配准为参考点的位置，从而建立两个坐标系统之间一一对应关系。控制点就是当前没有配准前的点的坐标，参考点就是希望配准后的坐标。图像之间的配准主要包括两方面的内容：其一，是确定足够数量的配准控制点（RCP，Registration Control Point）；其二，是根据这些配准控制点确定两幅或多幅图像的像素之间的坐标对应关系。　 地图配准的软件环境　　 坐标转换的过程比较复杂，但很多GIS软件为用户提供了非常便捷的转换环境和操作。在ArcGIS中，地图配准可分为影像配准和空间配准。影像配准的对象是栅格数据，比如TIFF格式数据。空间配准（Spatial Adjustment）的对象是矢量数据，比如shapfile格式数据。　　　 实验内容　　　 利用控制点坐标配准栅格数据。　　 利用控制点文件配准矢量数据。　　　 实验数据　　　 数据路径：E2　　 路径　　 文件名称　　　 格式　　　 说明　 \　 contour　　　 shapefile　　 数字化等高线　 \　 ctlpnts　 shapefile　　 控制点　　　 \　 dxt　 BMP　　　 扫描地形图图　　　 \　　　 gugong　　 文件夹　　　 故宫影像与控制点　 实验步骤　 上：栅格图像的配准 　 添加栅格图像　　　 在ArcMap中，点击标准工具条上的数据添加按钮，打开Add Data对话框，添加扫描地形图dxt.bmp。　　　 定义投影 　　 在ArcMap中，点击主菜单上的View/Data Frame Properties，打开Data Frame Properties对话框，点击Coordinate System标签，进入Coordinate System选项卡，如图2-1所示。　　 选择坐标投影：在Select a Coordinate System列表框中点击predefined\ Projected coordinate system \Gauss Kruger\Beijing1954，点击选中Beijing_1954 _ GK_Zone_21N，如图2-1所示，再点击【确定】按钮，完成坐标投影的定义。　　　 小提示：　　 如果需要大地坐标（坐标用X、Y表示）系统应该在Projected coordinate system文件夹中查找，如果是地理坐标系统（坐标用经纬度表示），则应该在Geographic coordinate system文件夹中寻找。　　 　　　 　　 　　　 　 　　　 　 　 图 2-1　 启动配准环境　　　 点击主菜单栏上的View\Toolbars，点击Georeferencing，打开Georeferencing浮动工具条，如图2-2所示。　　　 图2-2　 小提示：　　 如果希望在配准过程中实时查看配准结果的话，点击Georeferencing工具条上的Georeferencing选项，将其下拉菜单中的Auto Adjust设为选中状态；否则，Auto Adjust设为非选中状态。　　 添加控制点　 找到地图上的控制点，通过建立控制点坐标与参考点坐标之间的数学关系，从而确定坐标系之间的坐标转换关系。　　 点击Georeferencing工具条上的控制点添加按钮，鼠标变成十字叉丝，将扫描地形图缩放到合适大小，将十字叉丝精确定位到扫描图上的一个控制点，然后单击。　 点击右键，在弹出的快捷菜单中点击Input X and Y选项，弹出Enter Coordinates坐标文本框，输入该点实际的X、Y坐标，控制点的坐标如表2-1所示。　 表2-1　 控制点　 X坐标　 Y坐标　　　 左上角　　　　　 368282