GIS几何变换实验

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1、--本科学生实验报告永义　学号13专业地理科学班级2014B＿实验课程名称地理信息系统概论（实验）实验名称几何变换指导教师及职称速绍华（讲师）开课学期2014＿至＿2015＿学年＿下学期师大学旅游与地理科学学院编印-.可修编.--一、实验准备实验名称：实验（几何变换）实验时间：2015/04/16实验类型：■验证实验□综合实验□1、实验目的和要求：1)了解使用几何变换，扫描文件的仿射变换，把扫描图像变换到UTM坐标系。2)几何变换后的扫描文件的矢量化过程，3)卫星图像的仿射变换2、实验材料及相关设备：1)安装有ArcmapArccatalog软件的Windows7电脑一台，2)

2、数据来源：《地理信息系统导论》配套光盘中的GIS文件中的datesets_v7中的第六章3)Hoytmtn.tif,一个包含扫描文件的土壤界限的TIFF文件4)Rect_hoytmtn.tif,习作一矫正后的TIFF文件5)Spot-pan..bil一景分辨率为十米的SPOt全色卫星图像；road.shp,一个带有有GPS接收机测得的，并被投影到UTM坐标系的shapefile文件-.可修编.--3、实验理论依据或知识背景：几何变换n几何变换就是利用一系列控制点和转换方程式在投影坐标上配准数字化地图、卫星图像或航空照片的过程。nGIS中,几何变换可分为地图到地图的变换和影像到地

3、图的变换。n均方根误差（RMS）是度量几何变换质量的一种定量方法。变换方法坐标系统之间进行几何变换有不同的方法。各种方法的区别在于它所能保留的几何特征，以及允许的变化。仿射变换n仿射变换是假设输入（地图或影像）是均匀失真的，通常被建议用于地图到地图或影像到地图的变换。n如果输入的是已知的具有不均匀分布的失真，如地形位移的航空照片（由于局部地形造成的对象移位），建议使用投影变换。控制点n控制点在确定仿射变换准确度中起关键作用（Bolstad等1990）。控制点的选择因地图到地图的变换和影像到地图的变换而异。n地图到地图变换的控制点选择相对比较直接。我们只需要有已知真实世界坐标的点

4、。n影像到地图变换时的控制点通常也叫做地面控制点。地面控制点(GCPs)是影像坐标（用行和列显示）和真实世界坐标都能识别的点。GCPs直接从卫星影像选取。因此，其地面控制点的选取并不像在数字化地图上选取4个地理控制点那么直接。均方根(RMS)误差控制点的好坏通常用均方根（RMS）误差来衡量，即对控制点实际位置（真实的）与估算位置（数字化的）之间偏差的估量。数字化地图上的均方根误差n如果RMS误差在可接受的围之，通常我们会假设整幅地图的变换也是可以接受的。n如果在数字化控制点或输入控制点的经纬度值时，出现大的差错，该假设就是错误的。像元值重采样n三种常用的重采样方法是：邻近点插值

5、法、双线性插值法和三次卷积插值法。n邻近点插值法是将原始图像的最邻近像元值填充新图像的每个像元。n双线性插值法把基于三次线性插值得到的4个最邻近像元值的平均值赋予新图像的相应像元。n三次卷积插值法则用五次多项式插值法求出16个相邻像元值的平均值。-.可修编.---.可修编.--二、实验容、步骤和结果（要求：详细写清楚本次实验的完成的主要容、具体实施步骤和实验结果。纸不够可以自行添加。）1)连接ArcCatalog至第六章数据库，启动Arcmap,重命名为数据帧Task1，将hoytmtn.tif添加到Task1.单击Customize,菜单指向toolbars，选中Georef

6、erencing，工具条出现在Arcmap，窗口，2)放大hoytmtn.tif,定位四个控制点，用括号圈起控制点，两个在图像的顶部，两个在图像的底部，按顺时针从一到四编号，其中，左上角的点为1，3)在第一个控制点周围放大视窗，激活Georeferencing工具条里的AddControlPoint工具。单击于括号中心线相交的交叉点，再单击一次，在控制点上有一个由绿变红的+出现用同样的方法添加其他三个点。4)在办步骤中，要更新四个控制点的坐标值，单击Georeferencing工具条里的viewlinktable。表格点部出了四个控制点，XsourceYsource，Xmap，

7、Ymap和残差值，其中前两个是扫描图像上的点，的坐标值，后两个是扫描图像上的坐标值。5)如果控制点被正确的添加到图像，总的均方根误差应该小于4.0m，如果均方根误差大，选中残差值大的记录并删除，单击linktable上的对话框OK6)本步骤要纠正便缓缓的土壤文件，选择Georeferencing，下拉菜单的Rectify，在出现的对话框中，选择所有参数为默认值，并将纠正后的图像保存在第六章数据库里，命名为rect_hoytmttn.tif7)本步骤要创建一个新的shapefile，用于存储r