Raster2Vector

Raster2Vector，是一種高級光柵圖矢量化軟體系統。該軟體系統將強有力的智慧型自動數位化技術與方便易用的選單驅動圖形用戶界面有機地結合到Windows & NT環境中，為用戶提供了全面的自動化光柵圖像到矢量圖形的轉換，它可以處理多種格式的光柵（掃描）圖像，是一個可以用掃描光柵圖像為背景的矢量編輯工具。

基本介紹

• 中文名：Raster2Vector
• 俗稱：R2V
• CPU要求：486或更好
• RAM要求：8MB（建議32MB以上）

簡介

由於該軟體的良好的適應性和高精確度，其非常適合於GIS、地形圖、CAD及科學計算等套用。

R2V提供簡便及完整的將光柵圖像數位化為矢量數據的解決方案，這些光柵圖像可以是掃描的圖紙、航攝照片或是衛星圖片。整個的光柵圖像矢量化過程可以是全自動的且不需要人工干預（也可選人工干預）。你僅需要將掃描圖像顯示在螢幕上並選擇矢量化命令，所有的線段在數秒鐘即可識別出來並顯示在圖像上供你校正與編輯。強大的編輯及處理功能可用於矢量的編輯、大地坐標校正及高程數據標註。

擁有R2V，你可以忘掉緩慢而又不準確的數位化儀人工手動跟蹤描繪。你可以在草稿紙上畫草圖，你只需掃描你的圖紙，然後讓R2V高精度地自動或半自動矢量化它們。一張典型的地形圖或區劃地圖，通常以200DPI的黑白或灰度掃描，在Pentium級PC上數秒內即可完成矢量化。

你可以在同一個顯示視窗下處理各種類型的數據，這些數據包括線、點、多邊形、文本標註、光柵點以及控制點。使用R2V，你就可以自動地矢量化地圖及其他圖紙，快速智慧型地完成航片或衛片的數位化及地理解析工作，用最新的航攝照片或其他圖像更新你現存的矢量數據集。

R2V非常易於使用，其基本的轉換和編輯功能，擁有不同技術背景的用戶都可快速掌握。

運行環境

作系統：R2V 32位版本需要Windows 95或Windows NT才能運行。

CPU：486或更好

RAM：8MB（建議32MB以上）

硬碟容量：安裝軟體需要2MB，更多的空間用於存儲你的掃描圖像及矢量化數據

顯示設備：8位256色或更好的SVGA兼容顯示卡

R2V主要特點

圖像格式：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圖像檔案格式。支持大多數TIFF壓縮模式。軟體無圖像尺寸限制。同時支持SPOT衛星圖像格式。在R2V中，可對光柵圖像進行地理坐標參照（Geo-refrence）並將其存儲為GeoTIFF檔案格式。

矢量輸出/輸入：ArcView(形檔案)、Arc/Info、DXF、MapInfo(MIF/MID)、 MapGuide SDL、3D格線檔案、3D DEM (兼容USGS DEM) 及3D XYZ矢量檔案格式。 更多的矢量檔案格式將在以後的版本中加入。

高級矢量化：R2V支持三種矢量化方式：

全自動矢量化：僅用一個命令即可在分秒內高質量地矢量化你的掃描圖像。批處理方式允許你矢量化一系列掃描圖像而無需任何用戶干涉。可以編寫用戶批處理命令文本用以在矢量化圖像之前對其進行用戶化的處理，以及矢量化後對矢量線段進行必要的處理。

互動式矢量跟蹤：在光柵圖像上選擇兩點後讓R2V為你自動進行矢量追索。方便、精確並且智慧型！對於複雜的地圖或其他圖紙，使用互動方式可有選擇地進行矢量化。另外使用多線追蹤功能，僅需點擊兩下即可矢量化一系列線段。

手動螢幕數位化：使用R2V方便的矢量編輯器，你可以以光柵圖像為背景，簡單地描繪線段矢量、放大縮小自如、為你特有的套用快速生成所需數據。

完整的矢量編輯：系統提供了一個以圖像為背景的螢幕矢量編輯器。線段可以被生成、移動、連線、斷開、刪除、改變顏色及標註ID。

矢量標註和地形圖數位化：線段可以用不同的ID值來標註，在將矢量輸出了地圖系統或GIS軟體包時這些值可作為特定屬性來存儲。系統提供半自動的等高線標註功能用於快速的指定等高線的高程值。

多層管理：利用R2V的層管理器可以按需要定義任意多的層並可在進不同的層中組織數據。R2V中生成的層結構完全兼容那些支持多層數據結構的輸出矢量檔案格式。運用多層定義，矢量數據可以以層為單位進行處理、編輯和顯示，也可以在不同層中移動。

點數位化：完全支持點數位化。可以生成、移動和標註點，點數據可以在所有支持的矢量檔案格式中輸出。

自動多邊形層生成：僅用一個命令即可全自動生成多邊形層，封閉多邊形可以用R2V的線編輯器進行編輯、標註。

功能強大的光柵圖像編輯器：R2V提供強有力的光柵圖像編輯器，用以輕易地編輯和修復光柵圖像點。圖像編輯工具支持所有的圖像格式，包括1位黑白、灰度、8位以及24位彩色圖像。光柵點映射（Pixel mapping）功能可以容易地將某一光柵點值映射到整個圖像中的其他同值的光柵點上，該功能可用來消除噪聲點、清除圖像背景或用於融合顏色層。

地理坐標參照(Geo-refrencing)和GeoTIFF兼容：矢量數據可以進行地理編碼，或使用控制點及世界檔案(World file - TFW)將矢量數據修正映射到真實地理坐標系統（如：UTM，經度/緯度）上。光柵圖像同樣可以用由ESRTs Arc/Info, ArcView生成的世界檔案(world file)或由MapInfo的TAB檔案進行地理坐標參照。光柵圖像橡皮頁變換 (Image rubber sheeting) 功能將光柵圖像進行幾何修正或將其與一個新坐標系統對齊。R2V支持雙線性(bi-linear)及三角網法兩種幾何變換。經過地理坐標參照的光柵圖像可以存為GeoTIFF檔案格式，並與其他支持GeoTIFF格式的地理信息軟體包完全兼容。

自動文本探測與識別：系統能夠自動探測和識別任意字形、任意大小的西文字元。靈活的編輯器可方便地修改和刪除文本。另外，不規則的交叉符號也可被探測和更正。

多圖拼合：使用R2V分別矢量化單個圖件，通過指定適當的控制點即可將單個圖件拼合成一個整體。拼合後的矢量數據檔案可在R2V中再編輯，並作為單獨的圖形檔案處理。

強大的圖像處理功能：系統提供圖像的垂直與水平翻轉、轉置、旋轉、暗背景清除、邊緣探測、圖像重採樣、區域剪裁、圖像圓滑、分割、翹曲以及反像等處理。內置的監管與非監管分類功能有助於處理彩色航片與衛星圖像。色彩分離、灰度圖像增強和圖像類型轉換等操作均可在R2V中完成。

具色帶圖像的三維顯示：自動從已標註的線段生成三維數據，並用R2V的高級三維顯示功能來顯示。以任意角度和距離觀察帶有彩色條帶的三維數據。三維數據檔案的輸入輸出均支持3D DEM (兼容USGS DEM格式) 和格線格式。

操作實例

請按下述教學步驟來實踐該軟體包，你就會更好地理解數據是怎樣處理的，同時你也會了解使用該軟體來矢量化光柵圖像是多么容易。

第一步：雙擊R2V for Windows圖示起動程式。

第二步：選擇File/Open Image or Project（打開圖像或工程檔案）打開一光柵圖像檔案，在打開檔案對話框中輸入圖像檔案名稱（*.TIF或*.BMP）。原始光柵圖像檔案顯示在圖像視窗中。

第三步：通過拖動滑鼠調整圖像視窗尺寸，圖像會按正確的縱橫比縮放。現在你可以做一些顯示方面的操作：選定一個矩形區域後按F2鍵可放大視窗，按F3鍵則縮小顯示。游標鍵及PgUp及PgDn鍵可用於在圖像的不同部位移動放大的視窗。

如果光柵圖像為1位黑白圖像，你可以通過View/Set Image Color選項調整圖像顯示顏色。如果是灰度圖像，則使用Adjust Contrast選項來改變圖像顯示質量。

現在，我們可以套用圖像處理功能來提高矢量化的質量。例如，在灰度圖像上使用圖像圓滑(Image smoothing)處理、在黑白圖像上使用去點(Despeckle)均可相應地去掉圖像“噪點”。要改變圖像的方向，可以使用Image選單下的垂直翻轉(Vertical Flip)、水平翻轉(Horizontal Flip)、任意角度旋轉(Rotate)、90度轉置(Transpose)等選項進行操作，而重採樣(Resample )可以改變圖像的解析度。如果你僅需處理部分圖像，則可以使用Image/Crop Region操作來保留選定的區域而去掉圖像其他部分，或使用Image/Set ROI命令。如果你掃描的圖像解析度太高，可以使用Resample命令降低圖像解析度，縮小圖像尺寸，這樣可加快處理速度。在你套用上述圖像處理命令後，你也許應該將圖像另外儲存為新的圖像檔案，以保存所作的改變。

對於黑白或灰度圖像，你可以直接轉入下一步開始進行圖像矢量處理了。

如果是彩色圖像，在進行矢量化處理之前你應該首先對其進行顏色分類(classification)操作以使圖像更清晰。對於有“噪點”的彩色圖像，可以利用Image/Pixel Tool下的選取項來去除“噪點”，Map Pixel Values選項可以修正色彩，而重畫光柵點可以清除不需要的點。

第四步：如果你的圖像上僅有單一類型的線條，如地形等高線圖或僅有分區線的區劃圖，你就可以用Vector/Auto Vectorize命令直接矢量化之。

如果你需要生成幾個層來組織矢量化數據，現在就來定義層供使用。使用命令Edit/Layer Define可以做這件事。所需層定義好後，選擇一層作當前層來保存自動或手動矢量化的數據。該層數據矢量化完成後，選擇其他層作為當前層在其上作其他的矢量化工作。建議你僅僅打開你的當前層而關掉所有的其他層，這樣在編輯或處理時，僅有當前層的數據才被處理而不致影響到其他層的數據。

如果掃描圖像質量夠好，你也可以選擇Vector/Auto Vectorize直接進行全自動矢量化。系統會顯示一對話框供設定撩量化參數，選擇START即可開始矢量化處理。此時游標變成一個沙鐘處理表示系統正在忙於處理，處理結束後，游標會變回箭頭狀。識別出的矢量線段將以綠色顯示在圖像視窗中。使用View/Overlay中的選項可以打開或關閉某些顯示要素，如線的結點、線的端點及線段的ID號（如果你指定了的話）。

線段的顏色可以使用Use Layer Color命令按照其所處的層的定義來改變，如果該線段標註有ID號，也可使用View/Set Line Color By ID命令按其ID號來改變顏色。

如果你的圖像比較複雜，有各種圖素混和在一起，你就須使用R2V的互動跟蹤功能進行有選擇的矢量化。為進行互動跟蹤，先選擇Edit/Lines進入線編輯器，進入線編輯器後，通過選擇主選單、工具條或彈出選單條中選項游標處於New Line(新線)編輯狀態，並確認Auto Trace項被選中。先用滑鼠左鍵在要跟蹤矢量的線上點一起點，再用同樣的方法在該線上另點一點以便系統跟蹤，在有圖像交叉或斷裂的地方，跟蹤會暫仃等候你點下一點繼續跟蹤。可以用<Backspace>鍵刪掉最後的跟蹤點，當一條線跟蹤矢量完後，按<Space>空格鍵或其他鍵結束。重複上面的步驟，跟蹤矢量其他的線段。如果要在其他層上進行跟蹤矢量化，僅需選將其設為當前層，然後進行跟蹤處理即可。

如果需要同時矢量化一組線，如地形等高線，可以使用線編輯器中的Multi-Line Trace(多線跟蹤)功能。在主選單、工具條或彈出選單條中選擇Multi-Line Trace模式，按下滑鼠左鍵橫跨需要跟蹤的一組線段畫一直線，R2V會自動矢量化所選擇的這些線。對其他的線重複這樣操作即可。

第五步：使用Edit/Lines命令編輯矢量化過的線段，用滑鼠右鍵可調出編輯選項彈出式選單。編輯功能可從主選單Edit/Line Editor調用或直接按主選單下的工具條。使用編輯器，可以添加線，添加、移動、刪除結點，斷開線，刪除線，刪除選擇區或所有的線。在設定ID值參數後，線可被指定的ID值標註。各種矢量數據後處理及顯示命令在Vector選單項下可選用。

第六步：為了將生成的矢量數據轉換到特定的投影坐標系統中，如UTM，使用Vector/Select Control Points選項去設定控制點。可以選擇4點或更多的點並指定其目的坐標。需要注意的是，在矢量數據被輸出到矢量檔案之前，控制點並未作用於矢量數據。只有在數據輸出到檔案時，坐標校正才起作用。

使用控制點可將光柵圖像進行地理參照(Geo-reference)生成圖像世界檔案(Image World File)。光柵圖像也可使用Image/Warp命令與選擇的控制點進行坐標對齊或幾何校正。

第七步：使用Save Project命令將所有的數據存儲為R2V工程(Project)檔案，如果你完成了所有的處理及編輯操作，可選擇File/Export Vector輸出矢量數據。生成的矢量數據可被存儲為Arc/Info (ARC)、 ArcView形檔案(SHP)、MapInfo (MIF)、 XYZ (三維點檔案)、DXF及MapGuide SDL檔案格式。在輸出特定的矢量格式檔案時，系統會提示你設定一些選項，如是否使用控制點校正矢量數據，需要使用何種變換方法等。選擇使控制點有效並設定轉換方法（如雙線性法Bi-Linear）後，即可輸出數據。

至此，從掃描光柵圖像中提取矢量數據並將其存為其他GIS或CAD軟體可用的檔案格式的過程已經完成了。