R2V、CASSCAN、ArcGIS三種數(shù)字化軟件的比較

摘 要：本文簡單分析了R2V、CASSCAN、ArcGIS三種矢量化軟件的操作過程，而且對(duì)這三種矢量化軟件各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：R2V；CASSCAN；ArcGIS；矢量化

中圖分類號(hào)：TP391.41

1 R2V、CASSCAN、ArcGIS三種軟件矢量化的操作步驟

1.1 R2V矢量化軟件的操作

（1）圖像二值化。打開R2V軟件，通過文件菜單的“打開圖像或方案”工具條，調(diào)入bmp柵格圖像文件。然后通過圖像菜單的轉(zhuǎn)換工具條的“1位單色-灰度”工具將bmp格式的圖像轉(zhuǎn)換成黑白圖像。

（2）定義圖層。根據(jù)矢量化的要求，通過工具條的“定義圖層按鈕”建立圖層。

（3）設(shè)置線自動(dòng)跟蹤和捕捉環(huán)境。在矢量化前，通過“編輯線段”工具啟動(dòng)線自動(dòng)跟蹤功能。通過“編輯”菜單的捕捉間隔工具設(shè)置捕捉距離（像素），一般像素值為20。

（4）分層矢量化。按下F2、F3鍵將圖像縮放到合適的地方，首先用鼠標(biāo)單擊柵格圖像與矢量化圖層相一致的一條線段的第一點(diǎn)，再單擊下一點(diǎn)，會(huì)自動(dòng)沿著柵格圖像的線段方向進(jìn)行跟蹤，直到遇到線的斷裂處會(huì)停下來，這時(shí)按下T鍵切換手動(dòng)繪制線段的狀態(tài)，手動(dòng)繪制斷裂處的線段，然后再按下T鍵切換到自動(dòng)跟蹤的狀態(tài)，直到整條線段跟蹤完畢。按照上面介紹的方法，對(duì)圖像進(jìn)行交互式矢量化，直到整幅圖像矢量化完畢。

（5）保存文件。單擊文件，單擊保存方案（10），保存工作文件，以防工作成果丟失。

1.2 CASSCAN掃描矢量化軟件的操作

（1）插入柵格圖像。首先根據(jù)圖形大小，利用軟件提供的圖幅整飾工具插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖幅，然后再利用軟件提供的插入圖像工具插入一幅掃描好的柵格圖像。

（2）柵格圖像預(yù)處理。利用軟件提供的圖像處理工具對(duì)柵格圖像進(jìn)行預(yù)處理，比如可以對(duì)圖像的色彩、清晰度等進(jìn)行調(diào)整，為后續(xù)的矢量化工作提供質(zhì)量較高的圖像。

（3）柵格圖像幾何糾正。柵格圖像幾何糾分為粗糾正和精糾正兩個(gè)過程。首先，采用較少的控制點(diǎn)對(duì)圖像的坐標(biāo)位置進(jìn)行精確定位，使得柵格圖像的圖框和圖幅的圖框基本保持一致。然后，通過采用更多的控制點(diǎn)對(duì)圖像的幾何形態(tài)進(jìn)行糾正，使得柵格圖像幾何形狀更加精確。

（4）柵格圖像分層矢量化。通過CASSCAN提供的分層矢量化工具，分別對(duì)點(diǎn)狀地物、線狀地物和面狀地物進(jìn)行矢量化，生成符合標(biāo)準(zhǔn)的矢量化地圖數(shù)據(jù)。

1.3 ArcGIS軟件矢量化的操作

ArcGIS地圖數(shù)字化生產(chǎn)流程依次為柵格圖像幾何糾正、屏幕數(shù)字化、拓?fù)錂z查、圖形接邊以及屬性編輯。

（1）光柵圖像幾何糾正。掃描圖像的坐標(biāo)都是基于掃描儀的坐標(biāo)，沒有實(shí)際的意義，所以，在矢量化之前必須把掃描圖像的坐標(biāo)配準(zhǔn)到真實(shí)的地理坐標(biāo)。主要使用ArcMap提供的柵格配準(zhǔn)工具，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖框的坐標(biāo)來對(duì)掃描圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。使用矢量圖來配準(zhǔn)掃描圖，精確度不僅高，而且也比較方便。

（2）ArcScan屏幕矢量化。ArcScan是ArcMap提供的一個(gè)擴(kuò)展模塊，柵格圖像矢量化功能非常強(qiáng)大，能夠?qū)鸥駡D像進(jìn)行分層交互式矢量化，矢量化效率非常高。

（3）ArcGIS拓?fù)錂z查。ArcGIS拓?fù)涫窃谕粋€(gè)要素集下的要素類之間的拓?fù)潢P(guān)系的集合。一個(gè)要素集可以有多個(gè)拓?fù)洌總€(gè)要素類最多只能參與一個(gè)拓?fù)洹?使用ArcCatalog對(duì)附有標(biāo)準(zhǔn)圖框的矢量圖建立拓?fù)湟?guī)則，然后使用ArcMap提供的拓?fù)涔ぞ呒熬庉嫻ぞ邔?duì)生成的拓?fù)溴e(cuò)誤進(jìn)行修正，使得緊鄰標(biāo)準(zhǔn)圖框內(nèi)圖框的要素能夠與標(biāo)準(zhǔn)圖框的內(nèi)圖框真正相連接，以方便下一步的相鄰要素的接邊處理。

（4） ArcGIS圖形接邊。接邊就是將相鄰的同一要素的邊界相連接。利用ArcMap的空間校準(zhǔn)工具條的邊界匹配工具對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)接邊處理，使得相鄰的同一要素能夠真正相連接。

（5）ArcGIS屬性編輯。ArcGIS提供強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理功能，使用ArcMap可以對(duì)空間數(shù)據(jù)的屬性信息進(jìn)行增加、刪除等編輯。

2 R2V、CASSCAN、ArcGIS三種矢量化軟件的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 R2V掃描矢量化軟件的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)。R2V矢量化軟件支持TIFF、GeoTIFF和BMP多種圖像文件格式，能夠?qū)鈻艌D像進(jìn)行地理坐標(biāo)參照，支持全自動(dòng)矢量化、交互式矢量跟蹤和手動(dòng)屏幕數(shù)字化三種矢量化方式，自動(dòng)矢量化效率和精確度都很高。而且它能夠?qū)鈻艌D像進(jìn)行地理坐標(biāo)參照，提供強(qiáng)大的圖像編輯功能。

（2）缺點(diǎn)。R2V矢量化軟件沒有提供縮放、平移工具，必須使用快捷鍵縮放平移視圖圖，比較麻煩。而且R2V矢量化軟件不支持屬性信息錄入，只能通過其他軟件進(jìn)行編輯。另外，不能同時(shí)對(duì)點(diǎn)和線進(jìn)行操作，需要分別使用相應(yīng)的工具進(jìn)行操作。R2V矢量化軟件不能生成標(biāo)準(zhǔn)圖幅的圖框和數(shù)據(jù)檢查功能，矢量化圖形必須通過其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查。

2.2 Casscan掃描矢量化軟件

（1）優(yōu)點(diǎn)。Casscan掃描矢量化軟件支持柵格圖像、衛(wèi)星遙感圖像矢量化，支持全自動(dòng)矢量化、交互式自動(dòng)跟蹤、手動(dòng)屏幕數(shù)字化三種矢量化方式，自動(dòng)矢量化不僅效率高，而且質(zhì)量也高，跟蹤線基本上能夠保證在圖像的中間。它能夠自定義比例尺和生成標(biāo)準(zhǔn)圖幅的圖框，提供對(duì)柵格圖像兩點(diǎn)匹配和多點(diǎn)糾正兩種方式的幾何糾正功能。此軟件具備強(qiáng)大的圖像處理和編輯功能，能夠?qū)D像進(jìn)行預(yù)處理，而且在矢量化的同時(shí)可以對(duì)地物的屬性進(jìn)行編輯，提高了矢量化的效率。它提供批量跟蹤等高線和房屋自動(dòng)識(shí)別提取的功能。它提供完善的符號(hào)庫和開放的符號(hào)制作體系，可方便進(jìn)行符號(hào)的修改和擴(kuò)充。

（2）缺點(diǎn)。Casscan掃描矢量化軟件不支持矢量圖形接邊，不提供屬性結(jié)構(gòu)設(shè)置和屬性信息錄入功能，沒有數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查功能，不支持dwg向shp格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

2.3 ArcGIS矢量化

（1）優(yōu)點(diǎn)。ArcGIS提供Georeferencing功能模塊，能夠?qū)鸥駡D像進(jìn)行幾何糾正。ArcGIS提供的擴(kuò)展模塊Arcscan能夠?qū)鸥駡D像進(jìn)行矢量化。Arcscan支持批處理矢量化、交互式自動(dòng)跟蹤、手動(dòng)屏幕數(shù)字化三種矢量化方式。Arcscan提供強(qiáng)大的圖像處理功能，能夠?qū)鸥駡D像進(jìn)行檢查和修正。ArcGIS能對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查并修正拓?fù)溴e(cuò)誤。ArcCatalog提供強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理功能，可以將地物的屬性信息快速準(zhǔn)確入庫。ArcGIS具有強(qiáng)大的圖形編輯功能，能夠?qū)D形進(jìn)行接邊。ArcGIS支持強(qiáng)大的空間分析功能。ArcGIS能夠?qū)κ噶繑?shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。ArcGIS能夠擴(kuò)展符號(hào)庫。

（2）缺點(diǎn)。ArcGIS沒有提供標(biāo)準(zhǔn)圖幅的圖幅整飾功能，需要借助其他軟件進(jìn)行圖幅的編輯。另外，ArcGIS編輯功能雖然強(qiáng)大，不太適合我國的國情，操作起來很麻煩。ArcScan提供的自動(dòng)矢量化參數(shù)設(shè)置不方便，需要多次嘗試才能滿足實(shí)際要求。

3 結(jié)束語

通過對(duì)以上三種矢量化軟件的分析，每種矢量化軟件都有自己的特點(diǎn)，我們需要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇適合工程的矢量化軟件，以滿足工程和客戶的需求，確保工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，形成符合要求和規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化矢量地圖數(shù)據(jù)。

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作者單位：信陽師范學(xué)院華銳學(xué)院，河南信陽 464000