地图数字化(地图图形转换成离散的数字量的过程)

地图数字化(map digitizing)是将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。换言之就是,纸质地形图转换成计算机能存储,识别和处理的数字地形图,这一过程称为纸质地形图的数字化,简称地图数字化或原图数字化。

简介

即将传统的纸质或其他材料上的地图(模拟信号)转换成计算机可识别图形数据(数字信号)的过程,以便进一步计算机存储、分析和输出。空间数据输入设备包括键盘、数字化仪、扫描仪和野外测量设备等。数据输入方法的选择取决于数据源类型、数据库模型、GIS最终应用目标、经费情况和数据复杂程度。地形图由于等高线密集,在无法做到软件自动数字化的情况下,需要人工手动一条条线,一点点的绘制,正是考验专业人员的耐心与细致及敬业精神。

分类

其主要种类有手扶跟踪数字化和扫描数字化。

手扶跟踪

跟踪数字化是一种地图数字化方式,是通过纪录数字化板上点的平面坐标来获取矢量数据的。利用手扶跟踪数字化仪可以输入点地物、线地物以及多边形边界的坐标。其具体的输入方式与地理信息系统软件的实现有关。

手扶跟踪数字化的方式:

点方式(Point Mode)每按下游标(Puck)一次,向计算机发送一个点的坐标信息。

距离流方式(Distance Stream):当前接收的点与上一点距离超过一定阈值,才记录该点。

时间流方式(Time Stream):按照一定时间间隔对接收的点进行采样。

扫描

扫描图为栅格数据,要进行屏幕跟踪矢量化。故在扫描后处理中,需要进行栅格转矢量的运算称为扫描矢量(数字)化。

具体

将数字化仪与计算机通过RS-232C标准串行线连接进行地图定向。其定向类型可分为图廓点定位和控制点定位两种。实际作业时,一般首选4个内图廓点作为定向点进行图纸定位,而采用控制点定位,应确定好控制点的图上坐标,然后输入对应的控制点坐标。

利用手扶跟踪数字化仪进行地图数字化时,数字化仪输入到计算机的坐标属于数字化仪坐标系统,要将该坐标转换成要数字化的地图采用的坐标系统,就必须确定两个坐标系之间的转换参数。

在地图扫描屏幕数字化方法中,地图扫描后成为以像元坐标行和列表示的栅格数据,将其矢量化,也就是建立栅格数据行列与矢量数据坐标之间的对应关系,对应关系的建立也必须事先确定它们之间的变换参数。

确定坐标间的变换参数其实质就是地图定向或栅格图像纠正。

地图定向或栅格图像纠正一般包括坐标的平移,旋转和尺度缩放,并非单纯的定向。

根据纸质图和扫描栅格图像的变形程度,变换参数可以通过以下几种方法来求定:赫尔默特变换、仿射变换、双线性变换、二次变换以及三次变换。

地形图数字化除需要给出地形图要素的地形图坐标外,还必须输入地形图要素的类别,用规定的代码来表示,而代码输入通常采用菜单输入,菜单亦称代码清单,它是一张栅格表,表中各个方格用图形或文字表明了各种地形图符号和图形处理功能,每一个符号或功能通过软件与其代码相对应。

图板菜单在使用前,须先进行定位,一般将其定位在地形图的右边。

图板菜单定位完成后菜单区内某一位置的行号和列号就可以用数字化仪坐标换算出来。在数字化软件中,每一行号和列号都已和方格所对应的代码或程序功能联系起来。因此,只要在数字化地形图要素时,将数字化仪定标器移动到菜单区相应的地形图符号的小方格内,就把该地形图要素的代码和图形坐标连在一起,形成一个规定格式的数据串存储在计算机内。操作菜单除用于输入图形要素代码外,还可以输入程序执行命令,进行数字化数据的处理和屏幕图形的编辑,作为人机交互系统中的一个输入设备。

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