从地图配准至生成DEM及晕渲的过程

从地图配准至生成DEM及晕渲的过程从地图配准至生成DEM及晕渲的过程 ——以昆明市西山区1:10000地形图为例摘要地理研究中很多时候要运用到地形图，因此制作一幅地形图显得至关重要。从一张包含等高线信息的普通图片文件到最后输出地形图需要经过地理配准、矢量化、生成TIN、生成DEM、晕渲等过程。本文以昆明市西山区1:10000地形图为例，截取其中一个区域进行矢量化等工作，制作出了一幅DEM地形图。关键字地理配准矢量化 DEM 晕渲 1 地图配准地图配准主要用于在数字化地图前，对地图进行坐标和投影的校正，以使得地图坐标点准确，使得地...

从地图配准至生成DEM及晕渲的过程 ——以昆明市西山区1:10000地形图为例摘要地理研究中很多时候要运用到地形图，因此制作一幅地形图显得至关重要。从一张包含等高线信息的普通图片文件到最后输出地形图需要经过地理配准、矢量化、生成TIN、生成DEM、晕渲等过程。本文以昆明市西山区1:10000地形图为例，截取其中一个区域进行矢量化等工作，制作出了一幅DEM地形图。关键字地理配准矢量化 DEM 晕渲 1 地图配准地图配准主要用于在数字化地图前，对地图进行坐标和投影的校正，以使得地图坐标点准确，使得地图拼接准确。将需要配准的地图添加到arcgis中，并加入一些特殊的控制点(图1)，所选的控制点最好分散，如若错选或者需要查看残差大小，则可以在“地理配准”工具栏中点击“查看连接表 ”进行删除或者查看残差(删除残差特别大的控制点并重新选取控制点)。另外，控制点要在七个以上。图1 加入栅格图并添加控制点加载完控制点以后需要配上数据框的属性以及定义其坐标系统(图2)。在“常规”栏将显示的单位改为“米”;将需将数据框的坐标系统定为 “Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”(西安80投影坐标系，3度分带，东经102度中央经线)，因为要与扫描地图的坐标系一致。图2 编辑数据框属性及定义坐标系统在完成添加属性之后需要进行校正工作，在“地理配准”工具栏下选择“校正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，重采样类型选择“双线性内插(连续数据)”，另存为一个新的影像文件。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。至此，就完成了配准工作。 2 区域裁剪 2.1 划定裁剪区域为了减小矢量化的工作量，我们在原配准好的栅格图行选取某一个区域进行矢量化，并在此基础上生成DEM和晕煊等工作。在ArcCatalog中新建面图层，并导入配准好了的图层(70011-111.tif)的坐标系(图3)。在arcmap中导入新建的图层并开始编辑，运用矩形构造工具在栅格图层上选取要裁剪的区域，并保存编辑(图4)。图3 导入裁剪要素的坐标系图4 划定裁剪区域 2.2裁剪区域 2.2.1 矢量裁栅格在选取裁剪区域以后需要进行裁剪工作，在arctoolbox中:“数据管理工具”—“栅格”—“栅格处理”—“裁剪”，在输入栅格栏中选择配准好的栅格图(70011-111.tif)，在输出范围栏选择划定的矩形裁剪区域，裁剪后就是栅格图70011-111.tif上的一个矩形区域(图5 )。图5 裁剪后的区域 2.2.2 矢量裁矢量在矢量裁剪栅格后的图上进行矢量化时，特别是在判读等高线时，由于等高线不完整，所以判读起来比较麻烦。因此，我们可以先在欲选区范围内进行等高线的矢量化，最后用一个矩形矢量图层去裁剪矢量后的等高线(图6)。图6 矢量区域图层裁剪矢量地理要素图层 3 要素矢量化在矢量化之前需要建立各个要素的图层，在ArcCatalog中新建线、面的shapefile文件，命名为等高线、河流、建筑、水库等，并导入坐标系。在arcmap中加载上述图层，以等高线图层为例，在不可编辑的状态下打开属性表，添加字段“高程”，在编辑器上点击开始编辑，用直线段工具描出栅格图上的等高线，完成后加入高程值(图7)。图7 矢量化等高线其他地理要素按上述方法进行矢量化即可，直至所有要素都矢量化完成，完成后可以对地理要素属性进行标注，得到该区域的矢量图(图8)。图8 矢量化后的区域 4 等高线数据生成TIN转为DEM 4.1 生成TIN 在arctoolbox中，3D Analyst—数据管理—TIN—创建TIN，在“输出TIN”栏命令一个名字(注意:输出的栅格文件要保存在地理数据库中);“坐标系”栏导入配准图的坐标系统;“输入要素栏”选择等高线，便得到TIN(图9)。图9 TIN 4.2 TIN转DEM 在arctoolbox中，3D Anlysit—转换—由TIN转出—TIN转栅格，在“输入TIN”栏选择生成的TIN;“输出栅格”下命令一个名字(注意:输出的栅格文件要保存在地理数据库中，否则转DEM失败);其他栏不变，确定后便由TIN转成了DEM(图10)。图10 DEM 5 晕渲由于生成的DEM没有立体效果，看起来不美观，因此还要对DEM进行一些“装饰”。在此，可以添加山影效果:arctoolbox—3D Anlysit—栅格表面—山体阴影，“输入栅格”栏选择生成的DEM，“输出栅格”栏命令一个名字(注意:输出的栅格文件要保存在地理数据库中);方位角、高度角、Z因子根据当地当时的太阳方位角和太阳高度角来确定，但这里选择默认值即可(315和45)。点击确定生成山影图层，将DEM图层放在山影图层之上，然后调整DEM图层的透明度和色带，选择一个合适的搭配，便将DEM图做出了立体的效果(图11)。图11 晕渲后的DEM图另外，为了显示该区域的地理要素，可以将矢量化了的水库、大坝、建筑等要素添加到该图层中，至此，一幅晕渲过的DEM地形图就完成了(图12)。图12 DEM地形图

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