R2V操作手册.doc
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R2V操作手册.doc
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R2V光栅图矢量化软件操作手册
第一章产品简介
Raster2Vector3.x(R2V)forWindows98/NT是一种高级光栅图矢量化软件系统。
在Windows&NT环境中,为用户提供了光栅图像到矢量图形的多种转换方式。
其非常适合于GIS、地形图、CAD等应用。
这些光栅图像可以是扫描的图纸、航摄照片或是卫星图片。
整个的光栅图像矢量化过程可以是全自动的,也可选人工干预的。
你仅需要将扫描图像显示在屏幕上并选择矢量化命令,所有的线段在数秒钟即可识别出来并显示在图像上供你校正与编辑。
强大的编辑及处理功能可用于矢量的编辑、大地坐标校正及高程数据标注。
拥有R2V,你可以在草稿纸上画草图,你只需扫描你的图纸,然后让R2V高精度地自动或半自动矢量化它们。
一张典型的地形图或区划地图,通常以200DPI的黑白或灰度扫描,在Pentium级PC机上数秒内即可完成矢量化。
你可以在同一个显示窗口下处理各种类型的数据,这些数据包括线、点、多边形、文本标注、光栅点以及控制点。
使用R2V,你就可以自动地矢量化地图及其他图纸,快速智能地完成航片或卫片的数字化及地理解析工作,用最新的航摄照片或其他图像更新你现存的矢量数据集。
第二章主要特点
第一节图像格式:
支持1位黑白、8位灰度及彩色(4位、8位及24位)的TIFF、GeoTIFF和BMP图像文件格式。
支持大多数TIFF压缩模式。
同时支持SPOT卫星图像格式。
在R2V中,可对光栅图像进行地理坐标参照(Geo-refrence)并将其存储为GeoTIFF文件格式。
第二节矢量输出/输入:
ArcView(形文件)、Arc/Info、DXF、MapInfo(MIF/MID)、MapGuideSDL、3D网格文件、3DDEM(兼容USGSDEM)及3DXYZ矢量文件格式。
第三节高级矢量化:
一,R2V支持三种矢量化方式:
1.全自动矢量化:
批处理方式允许你矢量化一系列扫描图像而无需任何用户干涉。
可以编写用户批处理命令文本用以在矢量化图像之前对其进行用户化的处理,以及矢量化后对矢量线段进行必要的处理。
2.交互式矢量跟踪:
在光栅图像上选择两点后让R2V为你半自动进行矢量追索。
对于复杂的地图或其他图纸,使用交互方式可有选择地进行矢量化。
另外使用多线追踪功能,仅需点击两下即可矢量化一组线段。
3.手动屏幕数字化:
使用R2V方便的矢量编辑器,你可以以光栅图像为背景,简单地描绘线段矢量、放大缩小自如、为你特有的应用快速生成所需数据。
二,完备的矢量编辑:
系统提供了一个以图像为背景的屏幕矢量编辑器。
线段可以被生成、移动、连接、断开、删除、改变颜色及标注ID。
三,矢量标注和地形图数字化:
线段可以用不同的ID值来标注,在将矢量输出了地图系统或GIS软件包时这些值可作为特定属性来存储。
系统提供半自动的等高线标注功能用于快速的指定等高线的高程值。
四,多层管理:
利用R2V的层管理器可以按需要定义任意多的层并可在进不同的层中组织数据。
R2V中生成的层结构完全兼容那些支持多层数据结构的输出矢量文件格式。
运用多层定义,矢量数据可以以层为单位进行处理、编辑和显示,也可以在不同层中移动。
五,点数字化:
完全支持点数字化。
可以生成、移动和标注点。
六,多边形层自动生成:
仅用一个命令即可全自动生成多边形层,封闭多边形可以用R2V的线编辑器进行编辑、标注。
七,功能强大的光栅图像编辑器:
R2V提供强有力的光栅图像编辑器,用以轻易地编辑和修复光栅图像点。
图像编辑工具支持所有的图像格式,包括1位黑白、灰度、8位以及24位彩色图像。
光栅点映射(Pixelmapping)功能可以容易地将某一光栅点值映射到整个图像中的其他同值的光栅点上,该功能可用来消除噪声点、清除图像背景或用于融合颜色层。
八,地理坐标参照(Geo-refrencing)和GeoTIFF兼容:
矢量数据可以进行地理编码,或使用控制点及世界文件(Worldfile-TFW)将矢量数据修正映射到真实地理坐标系统(如:
UTM,经度/纬度)上。
光栅图像同样可以用由ESRTsArc/Info,ArcView生成的世界文件(worldfile)或由MapInfo的TAB文件进行地理坐标参照。
光栅图像橡皮页变换(Imagerubbersheeting)功能将光栅图像进行几何修正或将其与一个新坐标系统对齐。
R2V支持双线性(bi-linear)及三角网法两种几何变换。
经过地理坐标参照的光栅图像可以存为GeoTIFF文件格式,并与其他支持GeoTIFF格式的地理信息软件包完全兼容。
九,自动文本探测与识别:
系统能够自动探测和识别任意字形、任意大小的西文字符。
灵活的编辑器可方便地修改和删除文本。
另外,不规则的交叉符号也可被探测和更正。
十,多图拼合:
使用R2V分别矢量化单个图件,通过指定适当的控制点即可将单个图件拼合成一个整体。
拼合后的矢量数据文件可在R2V中再编辑,并作为单独的图形文件处理。
十一,强大的图像处理功能:
系统提供图像的垂直与水平翻转、转置、旋转、暗背景清除、边缘探测、图像重采样、区域剪裁、图像圆滑、分割、翘曲以及反像等处理。
内置的监管与非监管分类功能有助于处理彩色航片与卫星图像。
色彩分离、灰度图像增强和图像类型转换等操作均可在R2V中完成。
十二,具彩色图像的三维显示:
自动从已标注的线段生成三维数据,并用R2V的高级三维显示功能来显示。
以任意角度和距离观察带有彩色条带的三维数据。
三维数据文件的输入输出均支持3DDEM(兼容USGSDEM格式)和网格格式。
第四节运行环境:
R2V32版本可在Windows98、2000或WindowsNT运行。
第三章R2V基本的操作步骤
第一步:
启动
双击R2VforWindows图标,启动程序。
第二步:
打开工程文件
选择File/OpenImageorProject打开图像或工程文件(apr),在打开文件对话框中输入图像文件名(*.TIF或*.BMP)。
原始光栅图像文件显示在图像窗口中。
可开闭光栅图像。
第三步:
予处理
1,在photoshop下,“图象/调整/色调分离/2色”,变为黑白图像
2,通过拖动鼠标调整图像窗口尺寸,图像会按正确的纵横比缩放。
现在你可以做一些显示方面的操作:
选定一个矩形区域后按F2键可放大窗口,按F3键则缩小显示。
光标键及PgUp及PgDn键可用于在图像的不同部位移动放大的窗口。
3,如果光栅图像为1位黑白图像,你可以通过View/SetImageColor选项调整图像显示颜色。
如果是灰度图像,则使用AdjustContrast选项来改变图像显示质量。
设阀值(173),再用“图象变换”变为二值图象。
现在,我们可以应用图像处理功能来提高矢量化的质量:
1,在灰度图像上使用图像圆滑(Imagesmoothing)处理、在黑白图像上使用去点(Despeckle)均可相应地去掉图像“噪点”。
2,要改变图像的方向,可以使用Image菜单下的垂直翻转(VerticalFlip)、水平翻转(HorizontalFlip)、任意角度旋转(Rotate)、90度转置(Transpose)等选项进行操作,
3,而重采样(Resample)可以改变图像的分辨率。
如果你仅需处理部分图像,则可以使用Image/CropRegion操作来保留选定的区域而去掉图像其他部分,或使用Image/SetROI命令。
如果你扫描的图像分辨率太高,可以使用Resample命令降低图像分辨率,缩小图像尺寸,这样可加快处理速度。
4,在你应用上述图像处理命令后,你也许应该将图像另存为新的图像文件,以保存所作的改变。
5,对于黑白或灰度图像,你可以直接转入下一步开始进行图像矢量处理了。
6,如果是彩色图像,在进行矢量化处理之前,你应该设阀值(137),其进行颜色分类(classification)操作以使图像更清晰。
7,对于有“噪点”的彩色图像,可以利用Image/PixelTool下的选取项来去除“噪点”,MapPixelValues选项可以修正色彩,而重画光栅点可以清除不需要的点。
第四步:
图层
1,当创建图层组织矢量化数据时,使用定义层命令Edit/LayerDefine。
2,必选择某一层作当前层来保存自动或手动矢量化的数据。
3,建议你仅仅打开你的当前层而关掉所有的其他层,这样在编辑或处理时,仅有当前层的数据才被处理而不致影响到其他层的数据。
4,层操作
第五步:
矢量化
一,矢量化菜单
二,全自动矢量化
1,如果你的图像上仅有单一类型的线条,如地形等高线图或仅有分区线的区划图,你就可以用Vector/AutoVectorize命令直接矢量化之,但是分段的矢量化图形。
2,如果扫描图像质量够好,你也可以选择Vector/AutoVectorize直接进行全自动矢量化。
系统会显示一对话框供设置撩量化参数,选择START即可开始矢量化处理。
此时光标变成一个沙钟处理表示系统正在忙于处理,处理结束后,光标会变回箭头状。
识别出的矢量线段将以绿色显示在图像窗口中。
使用View/Overlay中的选项可以打开或关闭某些显示要素,如线的结点、线的端点及线段的ID号(如果你指定了的话)。
3,线段的颜色可以使用UseLayerColor命令按照其所处的层的定义来改变,如果该线段标注有ID号,也可使用View/SetLineColorByID命令按其ID号来改变颜色。
用显示线
4,一定用SmoothLines命令将线段修整圆滑,否则,生成的线条太不光滑。
5,定向后,导出CAD文件,在CAD中分层处理。
三,交互式矢量跟踪
1,如果你的图像比较复杂,有各种图素混和在一起,需分层处理,你就须使用R2V的交互跟踪功能进行有选择的矢量化。
2,为进行交互跟踪,先选择Edit/Lines进入线编辑器,进入线编辑器后,通过选择主菜单、工具条或弹出菜单条中选项光标处于NewLine(新线)编辑状态,并确认AutoTrace项被选中。
或击
3,先用鼠标左键在要跟踪矢量的线上点一起点,再用同样的方法在该线上另点一点以便系统跟踪,在有图像交叉或断裂的地方,跟踪会暂仃等候你点下一点继续跟踪。
4,可以用
5,当一条线跟踪矢量完后,按
重复上面的步骤,跟踪矢量其他的线段。
如果要在其他层上进行跟踪矢量化,仅需选将其设为当前层,然后进行跟踪处理即可。
6,如果需要同时矢量化一组线,如地形等高线,可以使用线编辑器中的Multi-LineTrace(多线跟踪)功能。
在主菜单、工具条或弹出菜单条中选择Multi-LineTrace模式,按下鼠标左键横跨需要跟踪的一组线段画一直线,R2V会自动矢量化所选择的这些线。
对其他的线重复这样操作即可。
7,选择Edit/Lines,直接画线。
第五步:
编辑图层
使用Edit/Lines命令编辑矢量化过的线段,用鼠标右键可调出编辑选项弹出式菜单。
编辑功能可从主菜单Edit/LineEditor调用或直接按主菜单下的工具条。
使用编辑器,可以添加线,添加、删除、移动、线封闭,联结线(击图标,选一线,再选一线,点联的中点),断开线,删除线,删除选择区或所有的线。
在设置ID值参数后,,线可被指定的ID值标注。
各种矢量数据后处理及显示命令在Vector菜单项下可选用。
用显示线的ID码
第六步:
定向
1,为了将生成的矢量数据转换到特定的投影坐标系统中,如UTM,使用Vector/SelectControlPoints选项去设定控制点。
可以选择4点或更多的点并指定其目的坐标(坐标单位是图纸mm)。
用显示控制点。
2,需要注意的是,在矢量数据被输出到矢量文件之前,控制点并未作用于矢量数据。
只有在数据输出到文件时,坐标校正才起作用。
3,使用控制点可将光栅图像进行地理参照(Geo-reference)生成图像世界文件(ImageWorldFile)。
光栅图像也可使用Image/Warp命令与选择的控制点进行坐标对齐或几何校正。
第七步:
导出
1,使用SaveProject命令将所有的数据存储为R2V工程(Project)文件。
2,如果你完成了所有的处理及编辑操作,可选择File/ExportVector输出矢量数据。
生成的矢量数据可被存储为Arc/Info(ARC)、ArcView形文件(SHP)、MapInfo(MIF)、XYZ(三维点文件)、DXF及MapGuideSDL文件格式。
3,在输出特定的矢量格式文件时,系统会提示你设置一些选项,如是否使用控制点校正矢量数据,需要使用何种变换方法等。
选择使控制点有效并设置转换方法(如双线性法Bi-Linear)后,即可输出数据。
第四章R2V扩充功能
一,矢量化图形控制点校正的补充说明
在对矢量化图形进行控制点校正时,该用那种方法:
Bi-Linear(双线性法)或是Triangulation(三角网法)?
无论Bi-Linear(双线性法)或是Triangulation(三角网法)都将产生几何变换,将矢量化数据从一个坐标系统(一般是原始光栅坐标系统)转换到另一个坐标系统(一般是GIS或CAD软件的坐标系统)。
然而,这两种方法处理数据的方法有很大差异,你必须选择一种最适合于你的应用程序的方法。
这里有一些指导性建议:
A.Bi-Linear(双线性法)可以有效地修正全局失真,而Triangulation(三角网法)对于局部误差失真修正效果更好。
双线性法运用最小方差生成变换规则并作用于整个图像,而不论你选择控制点的多少。
控制点的位置在转换后并不能保持在原位。
如果你的图像并没有太大的局部失真,并且只有少量的控制点,如只有角上4个,那么建议使用双线性法。
B.Triangulation(三角网法)采用不同的方法进行变换。
该方法按给定的控制点分割将图像为很多小三角形,并为每个小三角形生成变换规则。
在变换过程中控制点的位置保持不变,局部失真被有效修正。
然而,由于扫描图像的四角(注意不是图纸的四角)在三角网法处理时要被修正,如果在四角没有任何控制点的话,其他控制点离四角太远而又会产生新的失真。
所以,你必须有足够多的控制点分布在整个图像上,包括图像的四角,才能获得更精确的变换结果。
多少才是足够呢?
你至少应有4点分布在四角,另外四点分布在其他位置。
以我们自己和众多用户的经验,多于8个控制点可以获得较好的结果。
C.如要将矢量化数据覆盖或补充已有数据,目标变换坐标系统类型对于决定采用何种变换方法同样重要。
如果要将数据用TFW文件格式输出到Arc/Info和ArcView系统中,双线性法是最好的选择,因为Arc/Info和ArcView系统采用与R2V相同的双线性法处理数据。
如果将数据输出到MapInfo系统中,将把控制点散布在整个图像上(TAB文件格式),三角网法则是最好选择,道理相同,MapInfo采用与R2V相同的三角网法处理数据。
二.栅格图象的拼图
当有一张大尺寸图纸,比我的扫描仪能处理的范围要大得多,所以我将其扫描成了四块。
问题是我能否使用R2V矢量化这些图块并将它们拼合成单独的矢量数据集呢?
当然可以。
你可以利用控制点来帮助你将分块图拼合成一个整体。
下面是具体步骤:
1.首先记下你的图纸是怎样被分割的。
如,可将图纸分成4个相等面积的图块。
2.分别矢量化每一个分块图。
对于每一块图,选择4个控制点(参见问题1选择、编辑控制点)。
控制点的定义较简单,可以把分块图想象成由一台足够大的扫描仪扫入的完整图像,就易理解了。
如每一图块为100(x)×100(y)像素,则可选择图像的四个角点作为控制点并定义如下:
图块1(左上):
不需要校正。
图块2(右上):
点1(左上角):
源(0,0),目标(100,0)
点2(右上角):
源(100,0),目标(200,0)
点3(左下角):
源(0,100),目标(100,100)
点4(右下角):
源(100,100),目标(200,100)
图块3(左下):
点1(左上角):
源(0,0),目标(0,100)
点2(右上角):
源(100,0),目标(100,100)
点3(左下角):
源(0,100),目标(0,200)
点4(右下角):
源(100,100),目标(100,200)
图块4(右下):
点1(左上角):
源(0,0),目标(100,100)
点2(右上角):
源(100,0),目标(200,100)
点3(左下角):
源(0,100),目标(100,200)
点4(右下角):
源(100,100),目标(200,200)
3.使用不同的名字将各图块的矢量数据存为ARC格式,并使控制点起作用。
4.选择File/New命令打开一个空窗口。
5.用File/ImportVector命令将每个图块修正后的矢量数据读入新窗口。
完成后将拼合完整的矢量数据集。
你还可以用线编辑器或其他矢量处理命令编辑数据。
6.最后别忘记用File/ExportVector命令存储拼合后的矢量数据。
三.彩色栅格图象的分离
我已经扫描了一幅24位真彩色图像,我怎样才能将彩色分离出来,并为每种颜色分层进行矢量化?
下面是进行彩色分离处理的建议步骤:
A.用Image/Classification命令将图像包含的几种颜色归类。
注意:
该命令对8位彩色图像无效。
如果你要对图像进行多层矢量化处理,先将图像存储到一新文件中。
B.在你想提取的颜色上定义一矩形选择区域,然后用Image/Conversion/Classified->1-bitBi-level命令将归类后的图像转换为1位单色图像。
重新装入步骤A存储的图像来重复B步就可得到其他的颜色层。
四.多边形矢量数据的全自动生成
我们的地图是一种区划图,有大量的多边形,怎样使用R2V获得所有的多边形矢量数据?
R2V有一个特别为区划图数字化设计的的功能。
按下列步骤,可以完成区划图的数字化:
A.首先用R2V的自动矢量化命令矢量化区划图,若图中大部分线段较直的话,应选择CAD图作为图源选项。
如果扫描图像为灰度或彩色,你还需要作适当的预处理。
B.整理、清绘线段数据。
可以
用RemoveLinesByLength命令清除较短小的点划状线,
用SmoothLines命令将线段修整圆滑,
使用线编辑器进行其他必要的处理,清除不需要的杂线。
在线的交点处应多加小心。
较宽的线断口需用线编辑器来移动节点使之闭合。
若线段处于交点处,不要连接它,他们将用于多边形的生成。
同样,在三线交点处,
如没有检测到线端点的话,你需要手工断开它。
C.如图上有文本字符串与区划边界连在一起的话,你需要用线编辑器将其分开。
如果要删除文本字符串的矢量化线段,可以先用DetectTextBlocks命令标定,然后用文本块编辑器清除它们。
D.当数据准备好后,起动CreatePolygonLayer命令来生成闭合多边形。
正式生成之前,用多种不同的参数试验以获得满意的结果。
当然应注意适时存储矢量数据,以备随时恢复使用。
E,取消是删多边形
五,标注文本
我们需要在矢量化的多边形中输入标注文本,在R2V中该怎样做?
在地图被矢量化并生成封闭多边形后,可以起动R2V的文本结点编辑器输入文本标注。
若你需要用线或多边形的ID值来标注它们以供数据库使用,可用线编辑器的线标注或等高线标注功能来指定线或多边形的ID值。
六.使用R2V怎样从扫描的彩色航片中提取矢量数据?
R2V有几项彩色图像处理功能,由于彩色光栅图像的复杂性,通常需要综合运用这些功能才能正确地从彩色图像中提取矢量数据。
R2V支持3类彩色图像,接下来将解释每类彩色图像以及怎样矢量化它们:
A.8位彩色。
光栅点为8位彩色编码并显示。
对于8位彩色光栅图,需要选择一个训练或叫特征区域来指定将要矢量化的颜色。
例如,如果你想得到所有水域边界的矢量数据,先在表示水域(河或湖)的颜色块中选定一矩形区域,当矩形区域显示在屏幕上后,选择Vector/AutoVectorize命令,在弹出对话框中选边界线选项,即可矢化区域边界。
重复该操作矢量化其他特征颜色,将其矢量数据加入到当前矢量数据集中。
B.24位真彩色图像。
每一光栅点有3个彩色值:
红、绿、兰。
方法1:
与上述8位彩色图同。
方法2:
先将图像进行彩色归类(Classify)后再矢量化。
选择Image/Classification命令进行彩色归类。
彩色归类是基于聚类算法的,速度非常快。
在选择分类数时,不要选择太大的数,以免图像碎块过多。
多试验一下,看看对于特定的图像应该选用多大的分类数。
图像归类后,在某一类颜色上绘矩形选择区域,然后选择Vector/AutoVectorize命令就能得到其边界矢量数据。
重复该步骤,可以处理其他色类区域的矢量数据。
C.使用R2V彩色归类命令从24位彩色图像中得到的8位分类色图像。
方法1:
同24位彩色图像处理的方法2。
方法2:
如果你想有选择地矢量化边界线或中心线,可将分类后的图像转换为8位彩色图像,他们之间是可以互为转换的。
然后按A介绍的方法处理即可。
七.在航空照片上分解、矢量化各种物体区域边界
1,对于灰度的航空照片,怎样分解并矢量化各种物体(如房顶、停车场或其他性质相同的区域)的边界?
R2V专门为此目的设计了灰度分解功能。
如果图像质量够好,可直接使用Image/Segmentation命令。
图像被分解后,系统将提示你选择灰度阙值,调整此阙值,欲矢量化的区域就会以红色显示出来,通过调阙值,确认要矢量化的区域已从图像中分离出来。
按OK按纽继续处理,边界线就会自动地矢量化出来并显示在分解了的灰度图像上。
2,编辑线段,连接断口,可用捕捉线、按线长度删除线等功能清除多余线段。
3,编辑并整理了线段后,如果需要可用Vector/CreatePolygonLayer命令生成封闭多边形。
第五章问题解答
一,矢量数据与投影坐标系统校准
R2V提供将生成的矢量数据与任何投影坐标系统(如UTM)对准的功能。
为了完成坐标校正,可按下述步骤进行:
A.在所有的矢量数据均生成后,选择Vector菜单下的DefineControlPoint(定义控制点)选项起动控制点选择工具,当光标移进图像窗口时会变成十字光标,此时,点按鼠标右键可弹出控制点编辑选项。
B.将光标定位到已知点并单击鼠标左键,会弹出控制点对话
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