GIS 几何校正.doc

实验二、几何校正
一、实验目的
利用地理配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准。
注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意保存地图文档。
二、实验准备
数据准备：扫描后的影像数据，没有空间参考。
软件准备：
ArcGIS Desktop ---ArcMap
三、实验内容及步骤
ArcMap界面和功能介绍：
（1）单击Windows任务栏的【开始】按钮，选择【所有程序】|【ArcGIS】|【ArcMap 10】，启动ArcMap桌面应用程序。

图1 ArcMap界面
ArcMap窗口主要有主菜单、标准工具栏、内容列表、目录、搜索、显示窗口、状态条7部分组成。
主菜单包括文件、编辑、视图、书签、插入、选择、地理处理、自定义、窗口、帮助10个子菜单。
在ArcMap中可以通过勾选【自定义】下的【工具条】中的内容加载工具条，常用的工具栏里有【标准】工具条和【基础工具】工具条。

图2 标准工具栏

图3 基础工具工具条
内容列表用来显示地图文档所包含的数据框、数据层、地理要素，地理要素的符号，数据源等。如果【内容列表】窗口未打开，可以通过单击【窗口】菜单下的【内容列表】选项或者标准工具栏中上的【内容列表】图标打开。双击【内容列表】窗口的顶部空白部分，【内容列表】停靠在ArcMap的左边，单击【隐藏】按钮，【内容列表】窗口隐藏在ArcMap窗口的左侧，单击即可打开。
【目录】窗口主要用于地理数据的树状视图，可以通过它查看本地或网络上的文件及文件夹，并能建立与数据库的连接，查看GIS服务器上的数据。
【搜索】窗口可以对本地磁盘中的的地图、数据、工具进行搜素。
【地图显示】窗口用于显示当前地图文档所包含的所有地理要素， ArcMap提供了两种地图视图方式：一种是数据视图，可以对地图数据进行查询、检索、编辑和分析等各种操作；二是布局视图，可以将图名、图例、比例尺和指北针等地图辅助要素加载到地图上。
（2）打开地图文档：单击【标准】工具栏上的【打开】按钮打开地图文档（数据为实验2\ex02文件夹下的ex02.mxd）。结果如图4所示：

图4 打开地图文档
（3）单击基础工具栏上的放大按钮，在视图窗口中单击放大视图或拉框放大视图，单击缩小按钮单击或者拉框缩小视图。单击全图按钮显示视图的全图范围。单击平移按钮可以平移视图。单击识别按钮可以查询要素的信息，如图5所示。其它按钮同学们可以自己尝试使用。

图5 单击查询要素属性
（4）单击【视图】菜单下的【布局视图】可以显示布局视图窗口，如图6所示，在布局视图中，可以添加比例尺、图名、指北针等辅助要素，并能实现制图功能。再次单击【视图】菜单下的【数据视图】显示数据视图。

图6 布局视图
（5）在内容列表中，右键单击“土地使用”，选择【打开属性表】选项打开土地使用的属性表，如图7所示，在属性表中即可查看其属性信息。

图7 土地使用的属性表
属性表中的每一行为一个记录，每一列为一个字段，每一条记录对应要素图层中的一个要素。通过单击属性表中的某条记录，相对应的某个要素也会高亮显示，如图8所示。

图8 要素的图形与属性的对应
可以通过配合使用shift键和Ctrl键同时选择多个记录。
（5）单击标准工具栏上的按钮，可以保存对当前地图文档的修改。也可以单击【文件】菜单下的【保存】选项进行保存。单击【文件】菜单下的【另存为】选项可以将地图文档保存到其它的位置。单击【文件】菜单下的【保存副本】选项可以将地图文档保存为ArcGIS10以前的版本所使用的地图文档。
（6））在内容列表中，右键单击“土地使用”，单击【移除】选项可以移除对图层的引用，ArcGIS中，地图文档只是引用了图层要素的位置信息，移除图层并没有删除图层要素，只是移除了对其引用。单击标准工具栏上的添加数据按钮，可以向地图文档中添加数据。
（7）单击【自定义】菜单下的【工具条】选项，勾选【绘图】，打开【绘图】工具条，如图9所示。

图9 绘图工具条
单击和按钮可以在场景中绘制图形和文本，如图10所示。

图10 绘制图形和文本
影像配准：
（1）在工具栏上单击，打开地图文档ex02_1.mxd,如图11所示

图11 需要配准的影像。
（2）在主菜单中单击【视图】→【数据框属性】，打开【数据框属性】对话框，选择【坐标系】选项卡，选择坐标系统“Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_120E”。如图12所示。

图12 设置数据框坐标系
在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”
注：“Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_120E”的意思为北京54坐标，高斯投影，3度带，中央经线为120度。
（3）单击【自定义】菜单下的【工具条】选项，勾选【地理配准】，打开【地理配准】工具条，如图13所示。

图13 地理配准工具条
（4）在【地理配准】工具条上，单击【地理配准】，在下拉选项中取消勾选“自动校正”选项。如图14所示。

图14 取消自动校正
（5）在【内容列表】中右键单击image.img，单击【缩放至图层】，全图显示图像文件。
（6）在【地理配准】工具条上，单击【添加控制点】按钮，在影像上选取坐标已知的点，在点上单击鼠标左键，然后单击右键，选择“输入x和y”选项，打开“输入坐标”对话框，在对话框中输入正确的坐标，如图15所示。

图15输入坐标对话框
用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。如图16所示：可以查看各点的残差与RMS总误差。RMS总误差是评估变换精度的重要依据，可通过连接表对话框右上角的【删除】按钮删除残差较大的连接。

图16 链接表对话框
注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。
（7）在”影像配准”菜单下，点击“更新地理参考”，对影像进行配准。
（8）在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件。

图17 校正

图18 另存为对话框
加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。观察坐标的变化。