掃描儀結(jié)合Adobe Photoshop CC2015及ArcGis10.2.2在林業(yè)圖層矢量化中的應(yīng)用

羅虎

摘要：利用Adobe Photoshop CC 2015的色彩范圍的選擇功能，快速分離出小班圖層，然后利用ArcGis 10.2.2的ArcScan擴展功能快速生成矢量線圖層，再利用ArcGis 10.2.2的線轉(zhuǎn)面功能生成了面矢量圖層。該方法效率高、自動化程度高，準確率高。

關(guān)鍵詞：掃描儀;Adobe Photoshop CC 2015;ArcGis 10.2.2;林業(yè)彩色調(diào)繪;矢量化

中圖分類號：S7

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）03-0174-03

1 引言

在林業(yè)工作中如資源清查、營林、采伐、司法鑒定及其它專題調(diào)查等，首先是深入實地，以1：10000的地形圖為底圖，根據(jù)林業(yè)因子對小班進行區(qū)劃，然后進行內(nèi)業(yè)整理及數(shù)據(jù)分析。隨著ArcGis等軟件在林業(yè)運用方面的普及，內(nèi)業(yè)整理基本上已放棄了手繪及方格紙求算面積的傳統(tǒng)方法，而是采用了電腦輔助軟件如ArcGis、MapGis或者在其基礎(chǔ)上開發(fā)的專門軟件。外業(yè)調(diào)查手圖的矢量化是建立林業(yè)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。在林業(yè)數(shù)據(jù)的矢量化時，一般是采用ArcGis中創(chuàng)建要素功能，以掃描并配準的外業(yè)手圖為底圖，按照小班界線一點點的繪制而成，不僅率效低，而且誤差較大甚至可能產(chǎn)生錯誤。隨著數(shù)字圖像處理軟件的不斷研發(fā)，出現(xiàn)了計算機輔助軟件R2V V5.5等軟件，這些軟件對柵格圖層的矢量化具有一定程度的自動化處理功能，但是想要從復(fù)雜的背景圖層中把需要的小班圖層分離出來，采用市面上的這些小程序就顯得無能為力或不盡人意。Adobe Photo-shop是Adobe公司出品的一款通用柵格圖像處理軟件，其功能強大，利用其色彩范圍的選擇功能可以快速準確地把彩色小班圖層從地形圖中分離出來，然后運用ArcGis的ArcScan擴展功能可快速生成矢量線圖層，再把線圖層轉(zhuǎn)為面圖層。本文旨在探索如何準確而快速的完成林業(yè)外業(yè)手圖的矢量化的方法。

2 具備條件

硬件：電腦、掃描儀各一臺。軟件：Adobe Photo-shop CC 2015中文版、ArcGis 10.2.2中文版。其它相關(guān)資料：已配準的1：10000電子地形圖（基準圖）。

3 相關(guān)述語

Adobe Photoshop CC 2015中文版（PS）、ArcGis10.2.2中文版（Gis）、外業(yè)手圖（圖A）、掃描圖（圖B）、配準坐標的掃描圖（圖C）、通過PS分離出的小班灰度柵格圖（圖D）、生成的矢量線圖層（圖E）、矢量面圖層（圖F）、實例使用的文件夾為：D/矢量化實驗、實例使用的坐標系為：Xian 1980 3 Degree GK CM 111E（西安80）。

4 操作流程

圖A（掃描）→圖B→圖C（通過Gis配準坐標然后導(dǎo)出）→圖D（通過PS的顏色選擇功能分離出圖C中的小班線圖層）→圖E（運用Gis中的擴展模塊ArcScan對圖D進行自動追蹤矢量化成矢量線圖層）→圖F（ArcToolbox要素轉(zhuǎn)面功能生成面圖層）。

5 外業(yè)調(diào)繪要求和圖紙掃描

5.1 外業(yè)調(diào)繪要求

采用黑白地形底圖，使用彩色筆調(diào)繪小班線，另一種顏色的筆注記小班，小班注記盡量不要與小班線相交（實例小班線使用紅色筆與注記使用蘭色筆）。

5.2 掃描要求

用300dpi的分辨率、1：1的比例和彩色掃描的方式掃描圖A并保存為tif格式的圖B。掃描后的樣圖如下圖1。

6 圖像處理

6.1 軟件設(shè)制

PS保持默認即可，對Gis作如下設(shè)置。

6.1.1 調(diào)出地理配準、編輯及矢量化工具欄

打開ArcMap→白定義→工具條→勾選ArcScan、編輯與地理配準3個復(fù)選框。

6.1.2 啟動ArcMap的ArcScan擴展模塊

白定義→擴展模塊→勾選ArcScan→關(guān)閉擴展模塊窗口。

6.2 配準圖B

打開ArcMap→右擊圖層→屬性→坐標系→選擇西安80坐標系→確定→加載圖B→為圖B創(chuàng)建金字塔→確定→加載基準圖→找到圖B中與基準圖中相應(yīng)的點配準→以tif格式保存為圖C→退出 ArcMap。此時，在D/矢量化文件夾中至少存在圖C.tfw（坐標）與圖C.tif格式的兩個文件。

6.3 小班圖層提取

打開PS→文件→打開→找到在D/矢量化文件夾中的圖C→打開→點擊背景圖層中的鎖圖標，取消鎖定→選擇→色彩范圍→點擊“色彩范圍”中的選擇下拉箭頭→點選紅色→確定→選擇→反選→點擊鍵盤上的“Delete”→選擇→取消選擇→圖像→模式→灰度→扔掉→文件→存儲為→選擇D/矢量化文件以TIFF格式，圖D為名稱→保存→確定→確定→關(guān)閉PS。至此，已把小班線從地形圖中分離了出來，處理后的灰度圖D如圖2。

7 矢量化

7.1 灰度圖坐標準備

7.1.1 修改坐標文件

打開D/矢量化文件夾→修圖C.tfw坐標文件為圖D.tfw。

7.1.2 定義坐標

啟動ArcMap→選擇圖層框的坐標系為西安80→文件→添加數(shù)據(jù)→添加數(shù)據(jù)（T）…→找到圖D→添加→是（Y）→確定→AarcToolbox→數(shù)據(jù)管理工具→投影和變換→雙擊“定義投影”→輸人數(shù)據(jù)集或要素類為圖D，坐標體系選西安80坐標系→確定。

7.2 灰度圖二值化

右擊圖D→屬性→符號系統(tǒng)→唯一值→是→已分類→類別選2→符號→翻轉(zhuǎn)顏色→確定。

7.3 矢量數(shù)據(jù)庫的準備

點開ArcGis的菜欄中中的目錄→右擊D/矢量化文件夾→新建→Shapefile→要素類型選折線、修改名稱為圖E→編輯→選擇西安80坐標系→確定→確定。

7.4 矢量化設(shè)置

啟動編輯→矢量化→矢量化置→孔洞大小設(shè)置為10→應(yīng)用→關(guān)閉→矢量化→生成要素→確定→編輯器→保存編輯內(nèi)容→編輯器→停止編輯。至此，線矢量圖層形成。圖E如圖3。

7.5 線圖層轉(zhuǎn)為面圖層

打開ArcToolbox→數(shù)據(jù)管理→要素→雙擊要素轉(zhuǎn)面→輸入要素選擇圖E→確定→右擊圖層_FeatureTo-polyg→數(shù)據(jù)→導(dǎo)出數(shù)據(jù)→選擇D/矢量化文件夾及修改文件名為圖F→保存→確定。至此，矢量化圖層完成，可以進行添加字段、填統(tǒng)其它的字段屬性了。圖F如下圖4

8 結(jié)論

本方法采用PS的顏色選擇功能快速的把林業(yè)調(diào)查的外業(yè)圖層從地形圖背景中分離出來。在分離過程如果不盡人意，還可以利用PS的橡皮擦結(jié)合畫筆工具，修善清飾圖D。再利用Gis中的ArcScan擴展功能，自動高效的完成林業(yè)調(diào)查外業(yè)的矢量化，為建設(shè)林業(yè)數(shù)據(jù)庫及分析提供了高效的途徑。PS還可以通過把操作過程錄制成動作并設(shè)置快捷鍵，將進一步加快林業(yè)調(diào)查外業(yè)調(diào)繪圖層的分離速度，再經(jīng)過調(diào)整ArcScan模塊中的參數(shù)，將使工作效率更上一層樓，該方法具有自動化程度高，方便快捷、準確率高的特點，可推廣使用。

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