GIS入门进阶之旅 0002

一、 前言 

空间数据采集基础知识，建立一个GIS系统要用到不同类型的数据，主要包括：

（1）地图数据；（2）遥感影像数据；（3）统计数据；（4）实测数据；（5）文本资料数据

数据成本占GIS工程成本的70%，甚至更多。

空间数据采集的目的：将地理实体的图形数据和属性数据输入到地图数据库中。

空间数据的采集往往采用矢量化的方法，主要包括手扶跟踪矢量化和扫描跟踪矢量化两种方法。

其中扫描跟踪矢量化是目前最常用的地图数据采集方法，其作业速度快、精度高、操作人员工作强度较低。

二、栅格数据矢量化实现算法

（1）二值化

由于扫描后的图像是以不同灰度级存储的，为了进行栅格数据矢量化的转换，需压缩为两级(0和1)，称为二值化。

                                     

（2）二值化图像预处理

                                          

（3）二值图像细化处理

所谓细化就是将二值图像象元阵列逐步剥除轮廓边缘的点，使之成为线划宽度只有一个象元的骨架图形。细化后的图形骨架既保留了原图形的绝大部分特征，又便于下一步的跟踪处理。

细化的基本过程是：

1. 确定需细化的象元集合；
2. 移去不是骨架的象元；
3. 重复，直到仅剩骨架象元

4. 如果是对扫描后的地图图像进行细化处理，应符合下列基本要求：

5. 保持原线划的连续性；
6. 线宽只为一个象元；
7. 细划后的骨架应是原线划的中心线；
8. 保持图形的原有特征；
9. 

（4）追踪

细化后的二值图像形成了骨架图，追踪就是把骨架转换为矢量图形的坐标序列。其基本步骤为：

1. 从左向右，从上向下搜索线划起始点，并记下坐标。
2. 朝该点的8个方向追踪点，若没有，则本条线的追踪结束，转(1)进行下条线的追踪；否则记下坐标。
3. 把搜索点移到新取的点上，转（2）

     注意的是，已追踪点应作标记，防止重复追踪。

（5）拓扑化

为了进行拓扑化，需找出线的端点和结点，以及孤立点。

1. 孤立点：8邻城中没有为1的象元。如图(1)；
2. 端点：8邻城中只有一个为1的象元。如图(2)；
3. 结点：8邻城中有三个或三个以上为1的象元。如图（3）；

      

三、矢量化实现

（1）确定栅格图像的坐标系统及投影信息正确

（2）图像二值化

先启动ArcMap，打开需要矢量化的TIF文件。

          

（2）然后再将TIF数据二值化，通过右键TIF文件：

                              

点击Properties，弹出如下界面

                       

再选择Symbology：

                        

选择如上图所示的箭头设置，点击应用并确定，便可以完成TIF数据的二值化。

（3）等高线自动矢量化

一般转换出来的效果不会太好，需要对等高线进行悬挂，连线等处理。