1　實(shí)驗(yàn)一　DEM 數(shù)據(jù)采集
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣�于不同�?shù)據(jù)源的DEM 數(shù)據(jù)采集過程
實(shí)驗(yàn)要求：練習(xí)基于等高線的數(shù)據(jù)采集方法，掌握地圖預(yù)處理、地圖數(shù)字化
及后處理的相關(guān)方法
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1∶1萬地形圖（局部）
1.1　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：基于等高線的數(shù)據(jù)采集
等高線是地形圖的基本要素之一，地形圖主要通過等高線來表達(dá)地物高度和
地形起伏。已有地形圖數(shù)據(jù)由于覆蓋范圍廣、比例尺系列齊全、獲取較為經(jīng)濟(jì)等
而成為各種尺度DEM 建立的主要數(shù)據(jù)源。
由地形圖到等高線的第一個(gè)步驟即是地形圖的數(shù)字化。在數(shù)字化之前必須設(shè)
計(jì)好數(shù)字化所采用的技術(shù)路線，它不僅直接關(guān)系到地圖數(shù)字化的效率，而且也關(guān)
系到數(shù)字化成果的質(zhì)量。確定數(shù)字化的技術(shù)路線包括采取何種方式進(jìn)行數(shù)字化，
數(shù)字化精度要求如何，選取什么樣的地圖作為數(shù)字化底圖，對哪些要素進(jìn)行數(shù)字
化，如何對數(shù)字化要素進(jìn)行分層和分幅，以及代碼的設(shè)計(jì)等。
本實(shí)驗(yàn)采用的數(shù)字化軟件包括Photoshop、GeoScan、ArcGIS和ArcInfo；
數(shù)字化底圖為一幅1∶1萬地形圖的一部分，地形圖等高距為5m。
圖幅控制點(diǎn)坐標(biāo)：圖幅控制點(diǎn)坐標(biāo)是用來進(jìn)行圖幅定向的，它能夠確定地圖
的地理位置和比例大小。本實(shí)驗(yàn)的控制點(diǎn)坐標(biāo)見表1G1。
地圖的分層與分幅：GIS是以圖層的方式管理地圖的，將點(diǎn)、線、面等地理
實(shí)體按其性質(zhì)的不同分別歸入不同的圖層進(jìn)行分層管理是GIS管理空間數(shù)據(jù)的
基本方式。本實(shí)驗(yàn)的分層及代碼見表1G2。
具體實(shí)驗(yàn)步驟如下。
1. 地圖預(yù)處理
1）變形糾正
紙質(zhì)地圖常常會(huì)有少許變形；掃描過程中由于圖形傾斜，造成掃描后的地圖
產(chǎn)生變形，因此在數(shù)字化前，需要對地圖進(jìn)行糾正。如果存在幾何變形，可利用
ERDAS的幾何校正模塊進(jìn)行糾正；如果是掃描過程造成的圖像傾斜，則可在
Photoshop下進(jìn)行糾正。首先，利用【標(biāo)尺】沿著圖幅邊緣畫一條橫線（圖1G
1），然后選擇【圖像】菜單中的【旋轉(zhuǎn)畫布】下的【任意角度】，在彈出的對話
框中會(huì)自動(dòng)計(jì)算要旋轉(zhuǎn)的角度，點(diǎn)擊【好】完成圖像校正（圖1G2）。
2）二值化
不少數(shù)字化軟件接受的數(shù)據(jù)為二值化的數(shù)據(jù)，因?yàn)槎�值化后的�?shù)據(jù)量減小很
多，在很大程度上提高了圖形的顯示跟蹤速度。二值化處理也是在Photoshop下
處理。選擇【圖像】菜單中的【調(diào)整】下的【閾值】，移動(dòng)小三角直到圖像滿意
為止（圖1G3）。處理完后將圖像保存為TIF格式。
2. 數(shù)字化采集
（1）打開GeoScan，調(diào)入地圖，在【調(diào)圖】中選擇【調(diào)入柵格圖像】，在彈
出的對話框的【文件類型】中選擇TIF，找到存放地圖的位置，將圖打開。選擇
【實(shí)用工具】中的【圖像反色】。
（2）地圖定向：在【地圖】中選擇【圖形定向】，在彈出的對話框中選擇
【齊次方程定向（至少四點(diǎn)）】，點(diǎn)擊【OK】。將鼠標(biāo)移至左上方點(diǎn)在角點(diǎn)上，
在彈出的放大圖上精確定位，并輸入坐標(biāo)，點(diǎn)擊【接受量測】。其他控制點(diǎn)按順
時(shí)針方向以此類推，并回到第一個(gè)點(diǎn)，把第一個(gè)點(diǎn)再做一遍，之后，選擇【結(jié)束
量測】（圖1G4）。
（3）創(chuàng)建圖層：在【設(shè)置】中選擇【圖層控制】，在這里分別創(chuàng)建表1G2所
示的圖層，并以不同的顏色區(qū)分開來，先設(shè)置等高線層terlk 為當(dāng)前圖層
（圖1G5）。
（4）數(shù)字化跟蹤：選擇GeoScan的數(shù)字化工具，其中按鈕有半自動(dòng)跟
蹤功能，選擇1表示自動(dòng)跟蹤，選擇3表示手動(dòng)跟蹤。
（5）屬性賦值：賦值按鈕有查詢屬性和賦值的雙向功能。點(diǎn)擊要賦值
的對象，在彈出的對話框中，輸入高程值和代碼（圖1G6）。
（6）成果輸出：數(shù)字化完成之后首先要存盤，選擇【調(diào)圖】中的【保存矢量
圖形】。然后將成果輸出，選擇【調(diào)圖】中的【輸出外部格式】，并選擇【輸出到
AutoCAD】，在彈出的對話框中，選擇默認(rèn)值（圖1G7）。這時(shí)，在文件目錄中會(huì)
多一個(gè)與地圖名稱一樣的dxf文件。
3. 數(shù)據(jù)后處理
數(shù)字化完的數(shù)據(jù)都不可避免地存在著錯(cuò)誤或誤差，屬性數(shù)據(jù)在輸入時(shí)，也難
免會(huì)存在錯(cuò)誤，因此對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、編輯和處理，是保證數(shù)據(jù)
正確可用的必要條件。本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理在ArcInfo中進(jìn)行。
下面以等高線層為例，將主要步驟羅列如下，其他層的處理類似。
首先將dxf文件轉(zhuǎn)入ArcInfo中，形成coverage文件。打開ArcInfo，首先
進(jìn)入工作空間，然后進(jìn)行文件轉(zhuǎn)換。命令如下：
Arc：wE：\gis\zhm　　　　　“進(jìn)入工作空間”
Arc：dxfarc1.dxfterlk　　　　“dxf轉(zhuǎn)coverage，1.dxf為dxf文件名，
terlk為等高線的層名”
Enterlayernamesandoptions（typeENDor＄RESTwhendone）
Enterthe1stlayerandoptions：terlkall　　“將等高線層中的所有內(nèi)容都
包括進(jìn)來”
Enterthe2ndlayerandoptions：end
Doyouwishtousetheabovelayersandoptions（Y/N）?y
ProcessingE：\GIS\ZHXM\1.DXF...
ExternallingBNDandTIC...
　　　　452Arcswritten.
　　　　288Labelswritten.
　　　　　0Annotationswritten.
　　　　　0Annotationlevels.
Arc：buildterlkline　　　　“創(chuàng)建線的拓?fù)潢P(guān)系”
Buildinglines...
Arc：buildterlkpoint “創(chuàng)建點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系”
Buildingpoints...
Arc：joinitemterlk.patterlk.xcodeterlk.patterlkGidterlkGid　“將原始文
件中記錄點(diǎn)屬性的字段與ArcInfo中記錄點(diǎn)屬性的PAT表連接”
Joiningterlk.patandterlk.xcodetocreateterlk.pat
Arc：joinitemterlk.aatterlk.acodeterlk.aatterlkGidterlkGid　“將原始文
件中記錄線屬性的字段與ArcInfo中記錄線屬性的AAT表連接”
Joiningterlk.aatandterlk.acodetocreateterlk.aat
Arc：additemterlk.patterlk.patelev88n2　“給PAT 表增加高程字段
（elev），并定義字段長度和類型”
Addingelevtoterlk.pattoproduceterlk.pat
Arc：additemterlk.patterlk.patcode33I　“給PAT 表增加代碼字段
（code），并定義字段長度和類型”
Addingcodetoterlk.pattoproduceterlk.pat
Arc：additemterlk.aatterlk.aatelev88n2　“給AAT 表增加高程字段