第38卷第6期
2013年12月
林 业 调 查 规 划Forest Inventory and Planning
Vol.38 No.6Dec.2013
doi :10.3969/j.issn.1671⁃3168.2013.06.003
段晓飞1，邓显娥2
(1.文山市红旗林场，云南文山663000;2.文山市森防站，云南文山663000)
摘要：地形图在扫描过程中不可避免地会产生误差，这些误差使图像发生变形，为了使图像能满足实际应用，就必须对图像进行校正，拼接。通过Photoshop CS5的部分命令，初步校正扫描地形图，后期利用ArcGIS 10软件对初步校正的地形图进行配准校正，提高了图形拼接效果和位置精度。关键词：地形图;Photoshop CS5;ArcGIS 10；校正；配准；拼接
中图分类号:P208;S758.61 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(2013)06-0013-09
Topographic Maps Splicing Method based on ArcGIS
DUAN Xiao⁃fei 1,DENG Xian⁃e 2
(1Wenshan Hongqi Forest Farm ,Wenshan ,Yunnan 663000,China ;
2.Wenshan Forest Protection Station ,Wenshan ,Yunnan 663000,China )Abstract :Errors could be inevitable in the topographic map scanning process ,and these errors may de⁃
form the image ,in order to meet the practical application of the image ,the image must be corrected and splicing.Through commands of Photoshop CS5,topographic maps scanning could be adjusted ;the latter
using the ArcGIS 10software ,registration and correction of the preliminary topographic maps could be done ,and graphics splicing effects and positional accuracy also could be improved.
Key words :topographic maps ;Photoshop CS5;ArcGIS 10;correction ;registration ;splicing 收稿日期:2013-06-06.
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作者简介：段晓飞(1971-)，男，云南昆明人，工程师。从事林业技术工作。
在林业生产工作中经常用地形图来勾绘面积，如造林地块的落实，病虫灾害、火灾区域、征占用林地等的调查，当完成了外业工作进行内业计算面积时，传统的方法是用透明方格纸计算面积。随着Photoshop、ArcGIS 在林业中的普及，用ArcGIS 计算
面积、制图已是必不可少的工作。地形图在扫描的过程中，由于扫描仪的最大扫描幅面不同，一张完整的地形图要分几次扫描才能完成，有时一个调查区域会落在几幅扫描地形图上，为了在工作中方便操作，就必须把涉及的扫描图拼接成一张，这时就要用
Photoshop、ArcGIS 来完成这项工作。
本文详细讲解纸质地形图通过扫描仪扫描后，在Photoshop 中进行校正，然后用ArcGIS 进行空间配准、拼接的方法。在实际工作中通常用的是最大扫描幅面为A3的平板式扫描仪，因此本文主要讲解对一张分幅地形图扫描为2份A3大的地形图的校正和拼接。
文中用的是1∶2.5万地形图,Photoshop CS5软件和ArcMap 10软件。
1校正地形图
1.1扫描地形图
在Photoshop 中点“文件”→导入→选择扫描仪，开始扫描，扫描时必须保留内图廓框,2幅扫描
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图重叠区域应有同一条公里网格线，图片保存为jpg 格式。
1.2校正
1.2.1水平校正
在Photoshop 中加载扫描好的地形图(图1、图
2)；选择图1，为了方便操作以上边内图廓线做参考线来进行校正，在工具箱选择“标尺工具”，如图3, 移动到上内图廓框的西北角，对准，左键单击，按住左键顺势向右移动到图1上内图廓线的终点，画出的线应与上内图廓线相重合，若不重合，点选项栏上的“清除”，如图4，重做；反之放开左键；在“标尺工具”的选项栏上可看到A:0.1度，如图4，说明有
0.1度的倾角，这时点击“拉直”，如图4，图形自动进行水平校正；再用“标尺工具”重复上述步骤A:
显示0度，如图3，说明已水平校正好；重复上述的步骤对图2进行校正。
1.2.2量出内图廓框的宽和高
量出纸质地形图内图廓框的宽为52.2cm、高为37.9cm。
1.2.3设置内图廓线参考线
新建一个文档，宽设为60cm、高设为45cm，其它默认，如图4。
在菜单栏上点“视图”，运用“标尺”，这时文档窗口的上边和左边已出现了标尺；在菜单栏上点“视图1 图2 图3
图4
图5
图”→“新建参考线”，分别建立垂直和水平参考线，位置处分别设为5cm 和4cm，数据可根据情况而定，但应考虑设置的参考线框要在文档的中央，按图
7设置。再根据第二步量出的内图廓框的宽度和高度，如上步骤分别在右边57.2cm 处新建一条垂直图6
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段晓飞，邓显娥：浅谈在ArcGIS中地形图的拼接方法
图7
参考线，下边41.9cm处新建一条水平参考线。计
算方法如下:
右边垂直参考线位置:5+52.2=57.2(cm);
下边水平参考线位置:4+37.9=41.9(cm);
现在所有的参考线已经建好，为防止不小心移家庭视频电话
动了参考线，在菜单栏上点“视图”运用“锁定参考
线”。
在Photoshop中加载水平校正好的图1、图2。
把图1、图2复制，粘贴到新建的参考线文档中，调
整图片的位置，把图放大为100%。移动图层(也就
耐磨铸铁是水平校正好的图)让内图廓框的西北角与建好的
参考线交点相重合，再用相同的方法移动图层2，让
内图廓框的东北角与参考线的交点相重合。
1.2.4校正
选中图层2，在菜单栏上点“编辑”→“变换”→
圈标注的地方就是控制点，如图8。在变形选项栏
中的“变形样式”弹出式菜单中选取“自定义变形”,
拖动网格内的控制点、线条或区域，就可以更改外框
和网格的形状。
图8
1)查看上边内图廓线是否与水平参考线相重
合，否，则垂直拖动控制点，使之相重合。
调整前可看到红框内的内图廓线没有和水平参
考线相重合(图9)。
调整后内图廓线和水平参考线已重合(图10)。
图9
图10
2)查看右边内图廓线与垂直参考线是否相重
合，否，则用相同的方法调整重合。
3)查看下边内图廓线与水平参考线是否相重
合，否，则用相同的方法调整重合。
调整前：内图廓线和水平参考线没重合(图
11)。
图11
调整后内图廓线和水平参考线已重合图12。
图12
4)检查1~3步调整的位置与参考线是否都重
合，否，则重调整。调整重合后回车，则按上述步骤
调整自动校正图层2。
5)将图层1移动到图层2的上面。
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6)选择图层1，按上述1~3步的步骤调整图层
全合成切削液配方1；查看图层1右边的公里网格横坐标线是否与图层
2的公里网格横坐标线相对齐，否，则仔细调整右边
的4个控制点，使之相对齐，如图13、14；最后再检
查各线、点是否与参考线相重合，如果重合则回车,
校正图层1。
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图13 图14
7)隐藏图层2，在工具箱中选择“魔术棒工具”,
在选项栏中把容差设为0，用“魔术棒工具”单击白部分，选中所有白部分，再在菜单栏上点“选
择”，运用“反向”选中图层1，选择复制，新建一个文
档，所有选项均选择默认，确定，在新文档中粘贴，再
“合并可见图层”，然后保存为jpg 格式；再用相同的方法保存图层2，分别得到了2个名称为1PS 校
.jpg、2PS 校.jpg 的图像。经过以上步骤，图层1、图层2已经校正好可开
始进行下一步工作。
2配准和拼接
2.1加载数据和地理配准工具条
运行ArcMap 10软件，如图15，点“添加数据按钮”，添加1PS 校.jpg 图像。然后在工具栏空白处右键
单击，选择“地理配准”，打开“地理配准”工具条，在“地理配准”下拉菜单中取消“自动校正”，目的是防止在配准过程中误差的累积。可看到“地理配准”工具条中的工具被激活。2.2添加控制点
本文用公里网坐标来配准，因为只有用公里网坐标配准的图，才能计算面积，用经纬度坐标配准的图不能计算面积。
点工具条上的“固定比例放大”按钮，如图16所示；把图放大到合适大小。通过读图，得到一些需
图15
要的控制点———公里网交点。控制点的釆集要注意以下几点:
图16吸波
1)控制点要均匀分布。
2)控制点数要有12个。经过反复实验，对比
实验结果，在不增加配准难度的情况下，最终实验选择的控制点数为12个。
3)控制点的分布。经过反复实验，对比实验结
果，发现一个控制点四周的坐标误差是成放射线增大的，即离控制点越远，误差越大，一个控制点只能
有效地对其四周的4个公里网交点范围内起到纠偏的作用，因此控制点的分布应如图17所示，每隔2个公里网交点设一个控制点。当遇到纵坐标线上控制点不能均分时，应设置4个控制点。
在“地理配准”工具条上点击“添加控制点”按钮，如图18所示。使用该工具在1PS 校.jpg 图像的左上角精确到第一个控制点左键单击，鼠标不动再右击输入该点的实际坐标，如图19、图20所示。
地形图上的公里网坐标为公里，而需要输入的应该是米。所以要在坐标后面加000。如图20中的交点绿十字处为X:18424,Y:2600,18424中的
18为分带号，也要一并输入，那么这个点应该输入:X:18424000,Y:2600000。在这里需要注意的是ArcGIS 中釆用的是数学坐标系与地形图的直角坐标系的横纵轴是相反的。
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段晓飞，邓显娥：浅谈在ArcGIS中地形图的拼接方法
图17
用相同的方法，在1PS校.jpg图像上增加其它
11个点，输入它们的实际坐标，在“地理配准”工具
条上单击“查看链接表”按钮，如图21所示。
在“链接表”中把“变换”方式改为“二阶多项
式”，如图22所示；在地图显示区内，地图看不到
了，其实它是移动到了真实坐标的位置。点击“工
具条”中的“全图”按钮，如图23所示，地图又在显
示区内出现。观查“链接表”中“残差”一项都大于
1,“总误差RMS”为2.99978，说明误差很大。在
ArcGIS教材中没有提到残差值和总误差RMS小于
多少才能达到配准精度。经过反复实验，对比实验
结果，总结出残差值只须小于0.5就达到配准精
度。当残差值都小于0.5时，总误差RMS分布在
图18 图19
图20
图21
0.3~0.4之间，说明配准误差很小，如图27所示。
配准拼接图像，公里网格线和地形线都对齐了，说明
能满足林业生产工作需要，因此，当残差值都小于
0.5时，就不用继续纠偏，配准后拼接的效果图，如
图39所示。
按ArcGIS教材所讲，要求删除残差值最大的控
制点，重新釆集纠偏，在操作中是很难达到纠偏效果
的，经过反复实验，并对比实验结果，总结出一个易
操作的方法：在“链接表”中选择“自动校正”，到
图22
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