R2V、CASSCAN、ArcGIS三种数字化软件的比较

摘 要：本文简单分析了R2V、CASSCAN、ArcGIS三种矢量化软件的操作过程，而且对这三种矢量化软件各自的优缺点进行了简要分析。

关键词：R2V；CASSCAN；ArcGIS；矢量化

中图分类号：TP391.41

1 R2V、CASSCAN、ArcGIS三种软件矢量化的操作步骤

1.1 R2V矢量化软件的操作

（1）图像二值化。打开R2V软件，通过文件菜单的“打开图像或方案”工具条，调入bmp栅格图像文件。然后通过图像菜单的转换工具条的“1位单色-灰度”工具将bmp格式的图像转换成黑白图像。

（2）定义图层。根据矢量化的要求，通过工具条的“定义图层按钮”建立图层。

（3）设置线自动跟踪和捕捉环境。在矢量化前，通过“编辑线段”工具启动线自动跟踪功能。通过“编辑”菜单的捕捉间隔工具设置捕捉距离（像素），一般像素值为20。

（4）分层矢量化。按下F2、F3键将图像缩放到合适的地方，首先用鼠标单击栅格图像与矢量化图层相一致的一条线段的第一点，再单击下一点，会自动沿着栅格图像的线段方向进行跟踪，直到遇到线的断裂处会停下来，这时按下T键切换手动绘制线段的状态，手动绘制断裂处的线段，然后再按下T键切换到自动跟踪的状态，直到整条线段跟踪完毕。按照上面介绍的方法，对图像进行交互式矢量化，直到整幅图像矢量化完毕。

（5）保存文件。单击文件，单击保存方案（10），保存工作文件，以防工作成果丢失。

1.2 CASSCAN扫描矢量化软件的操作

（1）插入栅格图像。首先根据图形大小，利用软件提供的图幅整饰工具插入一个标准图幅，然后再利用软件提供的插入图像工具插入一幅扫描好的栅格图像。

（2）栅格图像预处理。利用软件提供的图像处理工具对栅格图像进行预处理，比如可以对图像的色彩、清晰度等进行调整，为后续的矢量化工作提供质量较高的图像。

（3）栅格图像几何纠正。栅格图像几何纠分为粗纠正和精纠正两个过程。首先，采用较少的控制点对图像的坐标位置进行精确定位，使得栅格图像的图框和图幅的图框基本保持一致。然后，通过采用更多的控制点对图像的几何形态进行纠正，使得栅格圖像几何形状更加精确。

（4）栅格图像分层矢量化。通过CASSCAN提供的分层矢量化工具，分别对点状地物、线状地物和面状地物进行矢量化，生成符合标准的矢量化地图数据。

1.3 ArcGIS软件矢量化的操作

ArcGIS地图数字化生产流程依次为栅格图像几何纠正、屏幕数字化、拓扑检查、图形接边以及属性编辑。

（1）光栅图像几何纠正。扫描图像的坐标都是基于扫描仪的坐标，没有实际的意义，所以，在矢量化之前必须把扫描图像的坐标配准到真实的地理坐标。主要使用ArcMap提供的栅格配准工具，根据标准图框的坐标来对扫描图像进行配准。使用矢量图来配准扫描图，精确度不仅高，而且也比较方便。

（2）ArcScan屏幕矢量化。ArcScan是ArcMap提供的一个扩展模块，栅格图像矢量化功能非常强大，能够对栅格图像进行分层交互式矢量化，矢量化效率非常高。

（3）ArcGIS拓扑检查。ArcGIS拓扑是在同一个要素集下的要素类之间的拓扑关系的集合。一个要素集可以有多个拓扑，但每个要素类最多只能参与一个拓扑。 使用ArcCatalog对附有标准图框的矢量图建立拓扑规则，然后使用ArcMap提供的拓扑工具及编辑工具对生成的拓扑错误进行修正，使得紧邻标准图框内图框的要素能够与标准图框的内图框真正相连接，以方便下一步的相邻要素的接边处理。

（4） ArcGIS图形接边。接边就是将相邻的同一要素的边界相连接。利用ArcMap的空间校准工具条的边界匹配工具对空间数据进行自动接边处理，使得相邻的同一要素能够真正相连接。

（5）ArcGIS属性编辑。ArcGIS提供强大的空间数据管理功能，使用ArcMap可以对空间数据的属性信息进行增加、删除等编辑。

2 R2V、CASSCAN、ArcGIS三种矢量化软件的优缺点

2.1 R2V扫描矢量化软件的优缺点

（1）优点。R2V矢量化软件支持TIFF、GeoTIFF和BMP多种图像文件格式，能够对光栅图像进行地理坐标参照，支持全自动矢量化、交互式矢量跟踪和手动屏幕数字化三种矢量化方式，自动矢量化效率和精确度都很高。而且它能够对光栅图像进行地理坐标参照，提供强大的图像编辑功能。

（2）缺点。R2V矢量化软件没有提供缩放、平移工具，必须使用快捷键缩放平移视图图，比较麻烦。而且R2V矢量化软件不支持属性信息录入，只能通过其他软件进行编辑。另外，不能同时对点和线进行操作，需要分别使用相应的工具进行操作。R2V矢量化软件不能生成标准图幅的图框和数据检查功能，矢量化图形必须通过其他软件进行数据检查。

2.2 Casscan扫描矢量化软件

（1）优点。Casscan扫描矢量化软件支持栅格图像、卫星遥感图像矢量化，支持全自动矢量化、交互式自动跟踪、手动屏幕数字化三种矢量化方式，自动矢量化不仅效率高，而且质量也高，跟踪线基本上能够保证在图像的中间。它能够自定义比例尺和生成标准图幅的图框，提供对栅格图像两点匹配和多点纠正两种方式的几何纠正功能。此软件具备强大的图像处理和编辑功能，能够对图像进行预处理，而且在矢量化的同时可以对地物的属性进行编辑，提高了矢量化的效率。它提供批量跟踪等高线和房屋自动识别提取的功能。它提供完善的符号库和开放的符号制作体系，可方便进行符号的修改和扩充。

（2）缺点。Casscan扫描矢量化软件不支持矢量图形接边，不提供属性结构设置和属性信息录入功能，没有数据质量检查功能，不支持dwg向shp格式数据的转换。

2.3 ArcGIS矢量化

（1）优点。ArcGIS提供Georeferencing功能模块，能够对栅格图像进行几何纠正。ArcGIS提供的扩展模块Arcscan能够对栅格图像进行矢量化。Arcscan支持批处理矢量化、交互式自动跟踪、手动屏幕数字化三种矢量化方式。Arcscan提供强大的图像处理功能，能够对栅格图像进行检查和修正。ArcGIS能对空间数据进行拓扑检查并修正拓扑错误。ArcCatalog提供强大的空间数据管理功能，可以将地物的属性信息快速准确入库。ArcGIS具有强大的图形编辑功能，能够对图形进行接边。ArcGIS支持强大的空间分析功能。ArcGIS能够对矢量数据和栅格数据进行坐标转换。ArcGIS能够扩展符号库。

（2）缺点。ArcGIS没有提供标准图幅的图幅整饰功能，需要借助其他软件进行图幅的编辑。另外，ArcGIS编辑功能虽然强大，不太适合我国的国情，操作起来很麻烦。ArcScan提供的自动矢量化参数设置不方便，需要多次尝试才能满足实际要求。

3 结束语

通过对以上三种矢量化软件的分析，每种矢量化软件都有自己的特点，我们需要根据工程项目的实际情况，选择适合工程的矢量化软件，以满足工程和客户的需求，确保工程项目的顺利进行，形成符合要求和规范的标准化矢量地图数据。

参考文献

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[3]陈伦祥，王晓红，王阳.基于R2V与ArcGIS的地形图数字化与三维显示研究[J].贵州大学学报（自然科学版），2012（29）：30-33.

作者单位：信阳师范学院华锐学院，河南信阳 464000