第04章 栅格数据的校正
栅格数据处理方法
栅格数据处理方法栅格数据处理是指对栅格数据进行处理和分析的一系列方法。
栅格数据是以栅格形式表示的空间数据，每个栅格单元都有一个特定的数值或类别信息。
栅格数据处理方法包括数据获取、数据预处理、数据转换、数据分析以及结果可视化等环节。
在地理信息系统（GIS）和遥感图像处理等领域广泛应用。
数据获取是栅格数据处理的第一步，可以通过卫星遥感、航空遥感、激光雷达等方式获取栅格数据。
不同的数据源具有不同的分辨率、覆盖范围和数据格式等特点，需要根据具体应用的需求选择合适的数据源。
数据预处理是为了解决数据不完整、数据质量不高或者数据格式不匹配等问题而进行的处理。
常见的数据预处理方法包括去除异常点、填充缺失值、数据重采样、数据投影转换等。
数据转换是将原始栅格数据转换为可用于分析的数据形式。
数据转换的方法包括数据重分类、数据重采样、数据合并等。
数据重分类是根据特定的分类规则将原始的连续数值转换为离散的分类值，常用于土地覆盖分类等应用。
数据重采样是将原始数据的分辨率调整为目标分辨率，常用于不同分辨率数据的堆叠和比较。
数据合并是将多个栅格数据合并为一个栅格数据，常用于多源数据的融合。
数据分析是对栅格数据进行统计和空间分析的过程。
常见的栅格数据分析方法包括统计分析、空间分析和时空分析。
统计分析是对栅格数据进行聚合、求和、平均等统计操作，用于获取数据的基本特征。
空间分析是利用栅格数据的空间关系进行分析，包括空间插值、空间关系运算、空间模式识别等。
时空分析是对栅格数据在时间和空间上的演变进行分析，常用于环境监测、灾害评估等应用。
结果可视化是将分析结果以可视化的形式呈现出来，帮助用户理解和解释分析结果。
常见的结果可视化方法包括绘制栅格图像、制作热力图、生成三维可视化等。
栅格图像可以直观地展示栅格数据的分布和变化情况，热力图可以通过颜色的变化来表示数据的强度和密度，三维可视化可以将栅格数据以立体的方式展示出来，增强用户对数据的理解。
如何进行栅格数据处理
如何进行栅格数据处理栅格数据处理是一种常见的地理信息系统（GIS）技术，使用栅格数据模型来描述和表示地球表面的信息。
这种技术在地理研究、城市规划、生态保护等领域都有着广泛的应用。
栅格数据处理的目的是将现实世界的数据转化为栅格数据模型，并对其进行分析和处理。
栅格数据模型由一系列网格单元组成，每个网格单元都包含一个数值或类别值，反映了该位置上的地理特征。
栅格数据可以是连续型的，例如高程数据；也可以是离散型的，例如土地利用类型。
在进行栅格数据处理时，首先需要理解所处理数据的类型和特征。
例如，如果要处理的是遥感影像数据，就需要了解其分辨率、波段组合等信息。
这些信息将决定所采用的处理方法和技术。
常见的栅格数据处理包括分类、过滤、剪切、融合等操作。
其中，分类是栅格数据处理中的基本操作之一。
它将栅格数据按照一定的规则划分为不同的类别，以帮助我们理解和分析地表特征。
例如，通过对遥感影像进行分类，可以将土地分为水体、植被、建筑等类别，从而提取出不同类别的空间分布信息。
另一个重要的栅格数据处理操作是过滤。
通过使用特定的过滤算法，可以降噪、平滑或增强栅格数据。
例如，在高程数据处理中，为了消除异常值的影响，常常使用滤波算法对数据进行平滑处理。
通过过滤操作，我们可以得到更加可靠和准确的栅格数据。
剪切是将栅格数据裁剪为特定区域的处理操作。
通过确定裁剪范围，我们可以提取出感兴趣区域内的栅格数据。
例如，在城市规划中，我们可能只需要某个区域的高程数据，可以将整个数据集剪切为指定的区域，以便于后续分析和建模。
另外，栅格数据融合也是一种重要的处理方法。
它将多个栅格数据集合并为一个单一的数据集，以增强数据的空间和属性信息。
例如，在生态保护中，我们可能需要将不同时间段的栅格数据融合，以获得更全面的环境变化信息。
在进行栅格数据处理时，选择合适的工具和算法也非常重要。
目前，有许多商业和开源的GIS软件提供了丰富的栅格数据处理功能，例如ArcGIS、QGIS等。
栅格数据处理与分析的技巧与案例分析
栅格数据处理与分析的技巧与案例分析引言栅格数据是地理空间信息的一种重要形式，具有大规模、高分辨率和多时相的特点。
在地理信息系统（GIS）领域中，栅格数据处理和分析是非常重要的任务，可以帮助我们深入了解地球表面的变化和空间关系。
本文将介绍一些栅格数据处理和分析的技巧，并通过实际案例来展示其应用价值。
一、数据预处理在进行栅格数据处理和分析之前，首先需要进行数据预处理。
数据预处理包括数据导入、数据格式转换、数据投影转换等步骤。
数据导入是将原始数据导入到GIS软件中，一般可以通过导入文件的方式实现。
数据格式转换是将原始数据转换为GIS软件可识别的格式，常见的格式包括TIFF、GRID、IMG等。
数据投影转换是将原始数据转换为目标坐标系下的数据，以便进行后续分析。
二、栅格数据处理技巧1. 遥感影像预处理遥感影像是栅格数据的一种重要类型，常常用于地表覆盖分类、土地利用变化检测等分析。
在进行遥感影像处理之前，需要进行影像预处理。
预处理包括影像去噪、辐射定标、大气校正等步骤。
影像去噪可以通过滤波器等方法实现，以去除图像中的噪声。
辐射定标是将卫星影像中的数字值转换为辐射亮度值，为后续分析提供准确的数据。
大气校正是为了消除大气因素对卫星影像的影响，使得影像能够更好地反映地表信息。
2. 栅格数据融合栅格数据融合是将不同分辨率、不同传感器的栅格数据进行融合，以提高数据的空间分辨率和时相分辨率。
常见的栅格数据融合方法包括主成分分析法、波段融合法、小波变换法等。
主成分分析法通过主成分分析的方法将多波段影像降维，提取主要信息。
波段融合法通过将多个波段的信息进行线性组合，以获得融合后的影像。
小波变换法通过小波变换的方法将低频和高频信息融合在一起，得到融合后的影像。
3. 栅格数据裁剪和镶嵌栅格数据裁剪是将原始栅格数据裁剪为特定区域的数据，以便进行局部分析。
常见的裁剪方法包括矩形裁剪和多边形裁剪。
矩形裁剪是在GIS软件中指定一个矩形范围，然后将数据裁剪为该范围内的数据。
arcgis栅格数据几何校正
arcgis栅格数据几何校正
ArcGIS中的栅格数据几何校正是指将栅格数据与地理坐标系统
进行对齐，以确保数据在地图上的精准位置和几何形状。
栅格数据
几何校正通常涉及以下几个方面：
1.地理坐标系统，在进行栅格数据几何校正之前，首先需要确
定数据所使用的地理坐标系统，包括投影坐标系统和地理坐标系统。
这些信息将帮助确定数据的地理位置和形状。
2.控制点匹配，栅格数据几何校正通常需要使用控制点来将栅
格数据与地理坐标系统对齐。
控制点是已知地理位置的点，通过将
这些点匹配到栅格数据中相应的位置，可以实现栅格数据的几何校正。
3.变换方法，栅格数据几何校正通常涉及到一些变换方法，例
如仿射变换或多项式变换。
这些变换方法可以根据控制点的匹配情
况来调整栅格数据的位置和形状，以实现准确的几何校正。
4.精度评估，完成栅格数据几何校正后，通常需要对校正后的
数据进行精度评估，以确保数据的几何位置和形状符合预期，并且
与地理坐标系统对齐的准确性。
总的来说，栅格数据几何校正是通过匹配控制点和应用变换方法来将栅格数据与地理坐标系统对齐，从而确保数据在地图上的精准位置和几何形状。
这个过程需要仔细的数据处理和精度评估，以确保几何校正的准确性和可靠性。
如何进行栅格数据处理与分析
如何进行栅格数据处理与分析栅格数据处理与分析在现代科技的发展中扮演着重要的角色，它可以帮助我们更好地理解和利用地球的各种资源。
本文将介绍一些栅格数据处理与分析的基本概念和方法，并探讨如何通过这些技术来解决实际问题。
一、栅格数据处理与分析的基本概念栅格数据是以网格形式表示的空间数据，例如卫星影像、地理信息系统等。
它将地球表面划分为一系列的网格单元，每个单元包含了特定的属性信息。
栅格数据处理与分析则是对这些数据进行处理和分析的过程。
栅格数据处理包括数据预处理、数据清洗、数据转换等步骤。
数据预处理是对原始数据进行修正和修整，以消除数据中的噪声和错误；数据清洗是指对数据进行过滤和去除异常值等操作；数据转换是将数据进行投影变换、重采样等操作，以满足不同分析需求。
栅格数据分析是对栅格数据进行统计、模型建立、模拟等操作，以获取目标区域的空间特性和规律。
通过栅格数据分析，我们可以进行地表覆盖分类、土地利用变化监测、资源调查评估等工作。
二、栅格数据处理与分析的方法1. 数据获取与准备栅格数据处理与分析的第一步是获取需要的数据。
这可以通过遥感技术、测量技术等手段来获取。
然后，将数据导入专业软件中进行处理前的准备工作，例如数据格式转换、投影转换等。
2. 数据预处理数据预处理是栅格数据处理的重要环节。
它包括数据校正、辐射校正、大气校正等步骤，以确保数据的准确性和可靠性。
此外，还需要进行镶嵌、裁剪、重采样等操作，以满足后续分析的需求。
3. 数据清洗与异常值检测数据清洗是为了去除数据中的噪声和异常值，以确保分析结果的准确性。
常用的数据清洗方法包括滤波、去除孤立点等。
同时，还需要进行异常值检测，以发现可能的错误数据。
4. 空间数据分析栅格数据的空间分析是栅格数据处理与分析的核心部分。
它包括栅格数据分类、光谱特征提取、土地覆盖变化检测等。
这些分析方法可以帮助我们了解地表的空间分布和变化情况。
5. 空间模型建立与模拟栅格数据处理与分析还可以依据已有数据，建立相应的数学模型，进行空间模拟和预测。
14 MapGIS 10.3栅格校正 【MapGIS 10.3 教程-PPT】
手动添加控制点校正
Step2: 计算残差
添加四组控制点后，选择 计算残差，若残差结果满足控制点的校正精度，即可进行校 正，如不满足，则需要再修改控制点直至残差满足精度要求。
Step3: 进行校正
选择输出影像路径
重采样方式：最邻近法、 双线性法、双立方法
标准图幅的校正
Step2: 读取栅格底图图面信息
接图表信息
坐标系及高程系信息 比例尺信息
图幅名称及标准图幅号 公里网格间距
标准图幅的校正
Step3: 选择 工具-栅格校正-标准图幅校正 进入标准图幅校正界面
校正影像显示窗口 校正文件局部 放大显示窗口
控制点列表显示窗口
标准图幅的校正
Step4: 添 加校正图层
标准图幅的校正
这里以一幅H50G037007的标准图幅的地形图为例，演示如何在 10.3 中进行标准图幅 的校正。
Step1: 添加标准分幅的栅格底图
标准图幅的校正
如果该影像没有金字塔信息，第一次添加影像时会提示“当前栅格数据集未建立金字塔， 是否建立金字塔”。金字塔是一种能对栅格影像按逐级降低分辨率的拷贝方式存储的方法。通 过选择一个与显示区域相似的分辨率，只需进行少量的查询和少量的计算，从而减少显示时间。
03
非标准图幅的栅格校正
非标准图幅的校正
非标准图幅是相对标准图幅数据来说的，此处将没有严格按照国家统一分幅标准制定的数 据统称为非标准分幅数据。在实际应用中，存在很多非标准分幅的栅格数据同样需要进行校正 操作，但它不像标准分幅数据具有国家标准已定的控制点信息，需用户进行手动设置校正位置。
系统针对这种数据提 供了参考图层校正和 手动添加控制点校正 两种方法
此添处加参完考校图正层图不层需之要后添直校加接正，影像显示窗口
ArcGIS 空间数据校正
专题3 ArcGIS空间数据配准与校正一、实验目的1、掌握栅格数据的配准与校正方法；2、掌握矢量数据的配准与校正方法。
二、实验准备实验数据位置：Training Material \空间数据配准\预备知识：1、原始空间数据坐标丢失，或者精度不高时，就会用到配准功能；2、配准精度同选点精度、点数密切相关；3、栅格数据和矢量数据，均需要配准功能。
三、实验内容与步骤第1部分栅格数据配准实验数据：栅格数据配准1）在ArcMap中，加载南昌市区图.tif栅格地图；2）打开Georeferencing工具栏；1是校正栅格图，2是在图上增加控制点，3是校正点数据表；3）点选校正点数据表，弹出对话框：图中5个点，记录图上坐标和真实坐标的对应关系，利用它们可以实现栅格数据配准；点对应数据，通过在图上点击，然后右键点击弹出环境菜单如下，手工输入。
或者点击上图中的Load按钮加载文件数据导入。
4）然后点选Auto Adjust以自动纠正；5）再选择Rectify按钮，将纠正后的图像导出，完毕。
第2部分矢量数据配准步骤1：查看图幅范围目录“未校正数据”中的矢量数据是没有坐标信息的。
将数据导入ArcMap 中，查看右下角鼠标位置栏里，可看到显示的不是正确的地理经纬度坐标。
坐标位置信息在图层ocldnta上点击右键，选择“Data－View Metadata”，在spatial页面中，可查看ocldnta图层的图幅范围。
查看图层元数据图层四角范围步骤2：建立控制点文件事先得知该图幅的对应经纬度范围为99.023293～148.031029°E，-9.939420～53.060567°N，由此可推算出如下四个用于校正的控制点：1 0.000000 0.000000 99.023293 -9.9394202 67.541534 0.000000 148.031029 -9.9394203 67.541534 97.370674 148.031029 53.0605674 0.000000 97.370674 99.023293 53.060567将以上控制点复制到文本文件中，保存为“控制点文件.txt”，待用于空间校正之中。
栅格图像校准
实习：影像校准和矢量文件配准数学基础转换有两种转换目的，（1）向经纬度转换，在此基础上才可以加投影（2）直接向目标投影转换，即需要得到的结果投影已知（或者制图区域小，比例尺大，无须投影），而要将资料文件与目标文件建立投影的对应关系转换方法一、对影像的校准和配准1.打开ArcMap，增加Georeferncing工具条。
（如果要对影像投影，之前应先设定大地坐标系）。
设定坐标系的方法：双击内容表中的Layers，在如下对话框中设置Predefined中预先定义了很多坐标系（地理坐标系Geographic Coordinate Systems、投影坐标系projected Coordinate Systems），可以从中选择需要的坐标系。
2.把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferncing工具条中的工具被激活。
3.在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们知道坐标的点就是公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
4.首先将Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下Auto Adjust不选择。
5.在Georeferncing工具条上，点击Add Control Point按钮。
6.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置.7.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。
8.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。
9.更新后，就变成真实的坐标。
10.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存（或者update georeferencing）。
所有图件扫描后都必须经过扫描纠正，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。
作业根据“市级现状图.JPG”扫描的图片中公里网，对该栅格图片进行校准。
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4.栅格数据的校正
4.1选用地理坐标系校正
4.1.1 新建项目。
如下图所示：
4.1.2 加栅格文件（扫描地图）。
如下图所示：
4.1.3 定义图层数据框坐标
操作步骤：（1）Layers[图层]上单击右健选择Properties[属性]→（2）选择Coordinate System[坐标系统]→（3）点击Predefined[预定义]→（4）点击Geographic Coordinate Systems[地理坐标系]→点击Asia[亚洲]→点击B eijing1954→确定.
操作步骤（1）图解：
操作步骤（2）图解：操作步骤（3）图解：
操作步骤（3）图解：
操作步骤（4）图解：
4.1.4 地图校正
（1）选择Georeferencing[栅格配准]工具条Add control points[添加控制点]命令→（2）在需要校正的底图单击要校正的点（地形图地理坐标校正一般选用四周角点）→（3）点击右键→（4）选择input X and Y [输入经纬度坐标]→（5）校正底图。
（注：进行栅格校正之前，请将Georeferencing[栅格配准]工具条调出）。
操作步骤（1）图解：
操作步骤（2）、（3）图解：
操作步骤（4）图解：
注：步骤（4）中输入的经纬度坐标为百分制，需要将地形图四周角点的六十进制的弧度坐标转化为百分制。
操作步骤（5）图解：
第一种方法（直接更新）,选择Georeferencing下拉菜单→Update Georeferencing[更新地理参考] 即可。
第二种方法（另存为）,选择Georeferencing下拉菜单→Rectify[修正地理参考]。
输入数据格式
4.2 选用投影（大地）坐标系校正
4.2.1新建项目，如下图所示：
4.2.5加栅格文件（扫描地图）。
如下图所示：
4.2.3. 定义图层数据框坐标
操作步骤：（1）Layers[图层]上单击右健选择Properties[属性]→（2）选择Coordinate System[坐标系统]→（3）点击Predefined[预定义]→（4）点击Projected Coordinate Systems[大地坐标系]→点击Gauss Kruger[高斯-克里格投影]→点击
B eijing1954→需要校正地形图所在投影带如：B eijing1954 GK Zone 18N（不加N 为不加带值）→确定；
操作步骤（2）图解：
操作步骤（3）图解：
4.2.4 地图校正
其余步骤与地理坐标系校正中地图校正相同。
4.3地形图切割
具体以经纬度校正为实例。
（1）点击Arctoolbox[工具箱]→（2）选择Data management Tools[数据管理工具]→Raster[栅格]→Clip[裁剪] →（3）输入裁剪范围及基本设置→（4）完成.
操作步骤（1）、（2）、（3）图解：
输入栅格数据
输入坐标
输出栅格数据注意：参见压缩包“10-9、10-10”中视频。