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(kuò)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(dòng)化程度高，準(zhǔn)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(hào)：S7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）03-0174-03

1 引言

在林業(yè)工作中如資源清查、營(yíng)林、采伐、司法鑒定及其它專題調(diào)查等，首先是深入實(shí)地，以1：10000的地形圖為底圖，根據(jù)林業(yè)因子對(duì)小班進(jìn)行區(qū)劃，然后進(jìn)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(yùn)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(kāi)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(kù)的基礎(chǔ)。在林業(yè)數(shù)據(jù)的矢量化時(shí)，一般是采用ArcGis中創(chuàng)建要素功能，以掃描并配準(zhǔn)的外業(yè)手圖為底圖，按照小班界線一點(diǎn)點(diǎn)的繪制而成，不僅率效低，而且誤差較大甚至可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。隨著數(shù)字圖像處理軟件的不斷研發(fā)，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助軟件R2V V5.5等軟件，這些軟件對(duì)柵格圖層的矢量化具有一定程度的自動(dòng)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(lái)，采用市面上的這些小程序就顯得無(wú)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(qiáng)大，利用其色彩范圍的選擇功能可以快速準(zhǔn)確地把彩色小班圖層從地形圖中分離出來(lái)，然后運(yùn)用ArcGis的ArcScan擴(kuò)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(zhǔn)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(tái)。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(zhǔn)的1：10000電子地形圖（基準(zhǔn)圖）。

3 相關(guān)述語(yǔ)

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(zhǔn)坐標(biāo)的掃描圖（圖C）、通過(guò)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(shí)例使用的文件夾為：D/矢量化實(shí)驗(yàn)、實(shí)例使用的坐標(biāo)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(guò)Gis配準(zhǔn)坐標(biāo)然后導(dǎo)出）→圖D（通過(guò)PS的顏色選擇功能分離出圖C中的小班線圖層）→圖E（運(yùn)用Gis中的擴(kuò)展模塊ArcScan對(duì)圖D進(jìn)行自動(dòng)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(shí)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(rèn)即可，對(duì)Gis作如下設(shè)置。

6.1.1 調(diào)出地理配準(zhǔn)、編輯及矢量化工具欄

打開(kāi)ArcMap→白定義→工具條→勾選ArcScan、編輯與地理配準(zhǔn)3個(gè)復(fù)選框。

6.1.2 啟動(dòng)ArcMap的ArcScan擴(kuò)展模塊

白定義→擴(kuò)展模塊→勾選ArcScan→關(guān)閉擴(kuò)展模塊窗口。

6.2 配準(zhǔn)圖B

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

6.3 小班圖層提取

打開(kāi)PS→文件→打開(kāi)→找到在D/矢量化文件夾中的圖C→打開(kāi)→點(diǎn)擊背景圖層中的鎖圖標(biāo)，取消鎖定→選擇→色彩范圍→點(diǎn)擊“色彩范圍”中的選擇下拉箭頭→點(diǎn)選紅色→確定→選擇→反選→點(diǎn)擊鍵盤上的“Delete”→選擇→取消選擇→圖像→模式→灰度→扔掉→文件→存儲(chǔ)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(lái)，處理后的灰度圖D如圖2。

7 矢量化

7.1 灰度圖坐標(biāo)準(zhǔn)備

7.1.1 修改坐標(biāo)文件

打開(kāi)D/矢量化文件夾→修圖C.tfw坐標(biāo)文件為圖D.tfw。

7.1.2 定義坐標(biāo)

啟動(dòng)ArcMap→選擇圖層框的坐標(biāo)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(biāo)體系選西安80坐標(biāo)系→確定。

7.2 灰度圖二值化

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

7.3 矢量數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)備

點(diǎn)開(kāi)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(biāo)系→確定→確定。

7.4 矢量化設(shè)置

啟動(dòng)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(kāi)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(jìn)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(lái)。在分離過(guò)程如果不盡人意，還可以利用PS的橡皮擦結(jié)合畫(huà)筆工具，修善清飾圖D。再利用Gis中的ArcScan擴(kuò)展功能，自動(dòng)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(kù)及分析提供了高效的途徑。PS還可以通過(guò)把操作過(guò)程錄制成動(dòng)作并設(shè)置快捷鍵，將進(jìn)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(guò)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(dòng)化程度高，方便快捷、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)，可推廣使用。

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