【ArcGIS教程】ArcGIS软件操作——地图配准

 本篇以中国地图为例，在gis中进行地理配准；示例数据来源于地理遥感生态网，该网站更新了很多有关地理的数据，30米土地利用二级分类数据、DEM高程、乡镇边界、气象数据、径流量数据等。

示例数据下载链接：

　　直奔主题——运用ArcGIS软件对地图进行配准！

　　1 数据准备：网络下载的中国地图，最好是带有经纬网格的地图（有经纬度坐标，方便配准时添加控制点）

　　2 加载数据：打开arcgis软件，加载数据，会出现提示框“Unknown Spatial Reference”，即缺少空间参考。忽略，直接OK即可把地图加载到窗口中。但是细心的操作者会发现，鼠标移动到地图上相应的坐标点时，状态栏显示的坐标却与地图上的不一致。注意下图红色框内的信息！

　　3 地图配准：对于上面2中提到的坐标信息显示不正确的问题，是否有方法解决呢？有，就是我们接下来要说的地图配准。

　　3.1 地图配准工具条的加载：在工具栏空白处右键单击，找到“Georeferencing”菜单，点击，即可成功加载配准工具条。红色框内为添加控制点按钮，蓝色框内为控制点属性信息按钮；

　　3.2 添加控制点：点击上述红色框内的添加控制点按钮，将地图在某一经纬度坐标点处放大，单击经纬度交线，然后右击会出现输入坐标值的对话框。提供两种形式输入坐标值，一是x,y地理坐标，二是经度、纬度值；

　　对于Input X and Y: x,y值用小数表示，如130°30'30'应写成 130.508(=130+30.5/60)。 这种方法需要转换计算，一般不采取该种方法；但是第二种方法的按钮是灰色的（下图红色框），很多人都会遇到此问题，这是因为在一开始加载地图时，该地图是缺少空间参考的，我们需要为地图加一个空间参考坐标系。

　　我国常用的参考坐标系有：北京54、西安80、WGS84。本文只是略微提一下，详细信息感兴趣的可以去google,去找度娘哈~

　　北京54坐标系(beijing54)为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。

　　西安80坐标系是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与 Z轴垂直指向经度 0方向；Y轴与 Z、X轴成右手坐标系。

　　WGS－84坐标系（World Geodetic System）是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极 （CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是 一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。
　　3.2.1 添加空间参考信息：在“view/data frame properties”的“coordinate properties”中选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择“predefined”中的“Projected coordinate system”，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表示）表示则选择“Geographic coordinate system”。在这里，我们选择“Geographic coordinate system”下的“Beijing1954”坐标系，确定即可。

　　3.2.2 添加控制点：在设置好空间参考之后，此时你再添加控制点，你会发现“Input DMS of Lon and Lat…”按钮被激活，此时便可以通过输入经纬度坐标值来添加控制点的信息了。（注意红色框内的信息别选错了，操作者在这里很容易犯错，有时候默认的并不是与地图信息相匹配，一定要根据输入点的信息来选择“经度【东经和西经】”和“纬度【南纬和北纬】”）点击OK即可，在你点击OK之后，会发现地图消失了，此时只要点击工具条上的

“全副显示”按钮即可。按此种方法，均匀的在地图上添加控制点（至少4个点，即地图的四个角）

　　3.2.3 查看控制点信息：点击Georeferencing工具条的控制点信息按钮（3.1中蓝色框内的按钮），下图给出的就是添加的控制点信息。

　　“Transformation”:该下拉按钮，转换的方法会随着控制点数量的增加而增加，一般选择Adjust即可满足要求。

　　“Total RMS Error”：总误差大小值，该值尽量越小越好，所以在添加控制点时，操作者应该将地图在某一坐标点放大，这样添加的点的精度会很高，总误差也会变得非常小。

　　“Save”:保存控制点信息，会以TXT文本文件存储；

　　“Load”:打开控制点文件。如果操作者有控制点信息文件，可以不需要在地图上一个一个的添加，直接通过此按钮来加载控制点文件即可。

　　3.3 地图配准保存和更新

　　通过点击Georeferencing下的“Update Georeferencing”，便可以完成地图配准，这种方式是将原图直接更新为配准之后的图了，也就是说，当你再次打开原图时，鼠标在地图上移动，状态栏会实时显示与地图信息相匹配的坐标信息；

　　Georeferencing下的“Rectify”：通过点击此按钮，并进行相关信息的设置（如下图），会重新生成一副地图，而原图并没有被修改；在该保存窗口中，可以设置“Resample Type——重采样类型”、“Output Location——保存路径”、“Name——保存文件名称”、"Format——保存类型，一般在这里选择TIFF格式",其它的都可以保持默认，Save即可重新生成新的地图文件。

　　上述“Update Georeferencing”和“Rectify”，本人喜欢采用第一种方式，因为第二种方式重新生成地图，当你加载时可能显示的全部是黑色，出现此种情况，按原有步骤，多尝试几次就可以。

　　3.4 配准后的地图加载显示：在通过上述操作后，便可以重新加载配准后的地图，于是操作者便可以进行矢量化，开展之后的工作了。

　　总结：对于地图配准，最主要的有如下几点：空间参考信息的设置、控制点（选取——以均匀选取为标准；信息值输入——一般采用经纬度值输入，注意经纬度单位）、配准地图保存！