土地资源网www.tdzyw.com-专业的土地流转平台第4章 ARC数字化及建立拓朴关系地图上的数据需要转化为计算机中采用的数据格式。获取数据进入ARC/INFO的方法有多种，包括数字化、扫描、以几何坐标输入数据以及从别的格式转换数据。而其中最直接最常用的方法还是数字化。数字化完成后，要使数据真正可用，还需要经过一系列数据的预处理，这包括修改数字化错误，建立正确的拓朴关系，建立特征属性表以及将特征属性与相应的Coverage特征相连接。本章首先介绍数字化及其有关技术问题，然后讨论如何使用ARC模块中提供的工具和命令对地图进行数字化和预处理，从而得到正确的数字地图Coverage。4.1 数字化数字化是将地图上的空间特征转化为用数字形式表示数据的过程。在计算机中，构成一幅地图的点、线、面要素转化为X,Y坐标表示。单个坐标代表一个点，一串坐标代表一条线，一条或多条线围成一个区域，区域内有一个标号标识这个区域（或多边形）。所以数字化是获取一系列点和线的过程。数字化要手工地跟踪地图上所有特征。任何地图原图要素都可分解成一组点和线来表示。图4.1中，地图上区域的空间数据可以通过数字化5条线和5个标号点来获取。 4.1.1 数字化技术地图数字化最常用的数字化仪由镶嵌在板面上的精细的金属线格网组成。较小的数字化桌有时也称为数字化板。当一幅地图摊开在数字化板表面时，基本的电线格网记录了这个数字化键盘准线的位置，并将此位置以X,Y坐标的格式传给计算机。数字化时，地图必须铺展在数字化桌上，用数字化光标或键盘来跟踪点和线。数字化键盘上的按钮执行预先设计好的功能，比如，记录一个点，或开始数字化一条线等。当键盘按钮按下时，计算机记录下当前X,Y坐标位置（单位通常为英寸或厘米）。这将形成点特征构成一条弧或多边形的点的坐标。两条或多条线相交成交点。数字化时，你可以将交点明显地作为结点输入，或者你可以忽略交点输入一组更长的线。两种方法都是可行的。面条（spaghattic）数字化（见图4.2）常用来称当弧数字化时交点不作为明显的结点输入时的数字化方法。在这种方法中，一组弧将彼此叠置，就像面条一样。这种方法主要用来数字化一些重要的直线，如轮廓线。与此相对，离散数字化方法（见图4.2）则用来称将每个交点作为结点输入的数字化方法。对于精确的特征或其他曲线，离散数字化方法更为可取，明显的数字化每个交点可以提供更好的坐标精度。 4.1.2 用数字化获取数据的步骤为了保证地图能有效和精确地数字化，要遵循以下4步：第一步，用好的原图；第二步，规范好数字化过程；第三步，准备数字化用图；第四步，数字化。下面，我们将更详细地讨论这些步骤。第一步，用好的原图。数字化时越精确越好。地图原图的质量直接影响数字化数据的精度。你应该设法得到更可靠、更新的地图，下面给出几点指导原则。（1）地图应有良好的状况，整洁、易读、没破损或卷折，这使原图易读，并且保证特征位置尽可能精确。（2）地图的材料如纸张受气候影响会发生伸缩，特征容易产生误差。这可能导致数字化期间登录不能进行。地图应复制到坚硬的材料如薄膜上。第二步，规划好数字化过程。在开始数字化之前，要确定好地图如何数字化。你可能想数字化一幅原图或多幅原图中的一小部分，要确保你的操作能产生预期的效果。下面几点供参考。（1）要建立一个标准的操作流程。例如，你可能想先数字化弧、再数字化点，做数字化的人应该熟悉这个标准过程，并清楚到哪里查找信息，如果有问题与谁联系。（2）建立数字化特征和数字化图幅的顺序，以便你随时跟踪哪部分数据库已经数字化，画一张表格来监测数据库的状态，完成一个图幅，勾掉一个。（3）建立标准的命名方法。前面提到过，一个Coverage完成前要经过一些阶段。用一个标准后缀来标识每个阶段可以使Coverage的特征一目了然。例如，如果第二步要做数字化，DG01是数字化的Coverage的标准后缀。（4）建立进度表和当班表。数字化是一个琐碎的工作，应保证数字化人员有充分的时间休息，这有利于提高精度。第三步，准备数字化用地图（见图4.3）。数字化时越精确越好。高质量的地图准备工作能减少数字化后编辑工作中遇到的问题，地图准备工作是非常重要的，这是因为纠正数字化中出现的错误既费钱又费时，而且比简单的数字化操作人员技艺性有更高的要求。准备地图的目的是减少数字化和编辑人员停止工作的次数。建议采取下列几种方法。 （1）确定Tic控制点，为它们指定唯一的编号。控制点必须是可以得到实地坐标的已知点。一旦建立好，同样的控制点号和位置将用来配准多个地图图幅。（2）画出一个新的边界，比原来的实际边界略大3/8in或1/8in，然后将内部线扩大到边界外。这可以保证数据将完全充满你的研究区域。后面，实际边界将用来裁剪超出边界的全部数据。（3）在草图上明确标出弧线交点，这有助于建立一致的交点。（4）在一条长弧上标出结点（长于10cm）。一个弧段短到足以保持你的注意力是数字化精度会增加。（5）在岛屿多边形上标出开始点。这有助于确保边界从同一点开始到结束，产生一个封闭多边形。（6）确保距离较近的多边形有唯一的标号点和标识号。多边形可由多条弧组成，但应只包含一个标号点。第四步，数字化地图。这步可用ARC数字化系统(ADS)或Arcedit来完成。ADS是一个简单的菜单驱动的数字化和编辑系统，可以使用图形或非图形终端。Arcedit有复杂的特征属性和图形编辑能力，是主要的数字化新的Coverage和维护已有的Coverage的软件模块。在ARC/INFO中，地图要素是按下述方法数字化和表示的。（1）点要素。对于每一个点要素，数字化一个点标识。然后用BUILD命令，选用POINT参数，对一组点要素生成点属性表。（2）线要素。线要素由一条弧或一系列弧来表示。数字化后，线要素Coverage由BUILD或CLEAN命令，选用LINE参数生成属性表。（3）面要素。在ARC/INFO中，面要素由多边形表示。数字化时，多边形按一组弧来数字化，并在每个多边形内部合适的地方数字化一个标识点。标识点是为了给多边形一个用户标识码。对于多边形数字化，弧段进入的先后次序无关要紧。可以按任意次序和方向数字化弧段。ARC/INFO会自动地由弧生成多边形。其实，ARC/INFO能由面条（即相互交叠在交点不分裂的弧）生成多边形。BUILD或CLEAN命令，选用POLY参数可以用来生成多边形要素并形成多边形属性表。4.2 数字化的工具和命令前面已经提到过ADS和Arcedit是ARC/INFO进行数字化和编辑的两大工具。它们各有特点，ADS简单易用，Arcedit则提供十分强大和复杂的特征编辑能力。4.2.1 ADS数字化和编辑的命令利用ADS进行数字化和编辑的命令如下：ADS 启动弧段数字化系统（即ADS系统）。该系统提供完整的数字化和编辑 功能。它采用菜单界面，通过数字化工作站上输入和编辑控制点、弧段 和标号点来创建和编辑Coverage。DIGITIZER 该命令启动ADS来创建新的Coverage。EDIT 该命令启动ADS来编辑已有的Coverage。4.2.2 ARCEDIT用于数字化和编辑的主要命令ARCEDIT用于数字化和编辑的主要命令有：CREATE 创建新的Coverage；EDIT 编辑原有的Coverage；EDITFEATURE 指定要编辑的特征类型；DRAWENVIRONMENT 指定要绘制的特征；DRAW 绘或重绘图形；ADD 为当前编辑的Coverage增加新特征；SELECT 选择当前编辑的特征个体或特征集合；DELETE 删除当前选择的特征个体或特征集合；OOPS 使上一个动作无效，反悔；SAVE 保存当前编辑的结果。4.2.3 数字化项和符号在数字化和编辑过程中，要用到一些数字化项和符号表示，如表4.1所示。表4.1数字化项及其符号表示数字化项符号描 述Arc 弧、线性特征或者多边形的边。一条弧上起始点和终结结点以及中间顶点定义Node 结点。弧的端点，一般而言，一条弧的终结标志着另一条弧的开始，所以结点亦即弧的交点。Vertex。 弧的中间顶点，用来定义弧的形状的点。Pseudo node 伪结点。通过此点，一条弧仅与自身相连，或者仅与另一条弧相连Danling node 悬挂结点。一条弧的端点，此点仅与一条弧相连Label point+ 点特征，或者用来标识一个多边形的标识点User-ID70 用户标识号，通常唯一Tic田 登录或地理控制点，用来将全部Coverage特征登录到一个坐标系RMS Error0.004 剩余均方差。记录的和指定的控制点之间差值的一种表示，通常略大于0，值愈大，误差愈大4.2.4 实例：用Arcedit数字化准备的地图草图下面是用ARCEDIT做数字化准备的地图草图的一个实例。一、创建主控制点Coverage TICCOV。（1）启动ARC，创建名为LAND的工作区，用&STATION指令指定显示环境，用COORDINATE命令指定数字化仪。Arc : &WORKSPACE /YOURNAME/UGISArc : CREATEWORKSPACE LANDArc：WORKSPACE LANDArc：STATION 9999Arc：COORDINATE DIGITIZER（2）启动ARCEDIT，创建名为TICCOV的主控制点Coverage。Arc：ARCEDITArcedit：CREATE TICCOV这时，屏幕提示输入至少4个控制点如下：Digitizer a minimum of 4 tics （form digitizer）Signal end of tic input with tic-id0（3）数字化控制点。为了建立新Coverage的登录坐标，需要数字化至少4个控制点。数字化控制点包括两步：第一步，用数字化光标按钮输入Tic-ID，然后按A或第二步，将光标准线对准控制点位置，按下任一活动按钮。即Tic-ID : 22Tic-ID : 23Tic-ID : 24Tic-ID : 32Tic-ID : 33Tic-ID : 34Tic-ID : 0上面我们数字化了6个控制点，最后我们输入0后按“A”或“”，结束数字化控制点过程。这时屏幕上提示：Enter initial boundaryDefine the box （from digitizer）屏幕提示你输入地图边界，即数字化地图边界两个对角点。方法是将数字化光标准线依次对准地图边界两个对角点，按任一按钮。这时，你已经完成了生成主控制点C