ArcGIS使用道路面要素来提取道路中心线

在应用GIS制图时，数据处理是一个常见的需求。许多初级的地图制图人员通常错误地认为，数据的精度越高，地图的效果就越好。然而，这种观念是错误的。例如，如果需要制作1:10,000的地图，但手头上只有1:500比例尺的地形图，即使数据精度很高，也无法在小比例尺下清晰显示。因此，在制图过程中，需要采用一种惯例工作流程——地图缩编。

本文主要介绍如何通过道路面要素提取道路中心线，以辅助制作小比例尺地图。

由于面状数据通常是不规则的，因此从中提取中心线比较困难，一般的GIS软件也没有直接提取中心线的工具。虽然在ArcGIS中有一些工具可以辅助处理，例如在制图工具箱中有一个提取中心线的工具，但该工具的作用是通过道路边线进行提取，而不是直接从道路面要素中提取。有人可能会说，在ArcGIS中可以使用面转线工具，先将道路面转换为线要素，然后再进行中心线提取。然而，面转线工具生成的是封闭线要素，而不是道路边线，因此提取中心线的工具仍然无法使用，除非对每个道路面图形进行分断处理，这将是非常繁琐的工作。因此，这种方法并不可行。

为了解决这个问题，作者想到了另一种办法，那就是使用ArcScan扩展模块。一提到ArcScan扩展，许多专业人士第一反应是它仅仅是一个栅格矢量化工具，似乎与本文讨论的道路中心线提取没有任何关系。然而，深入理解ArcScan扩展的特性，我们会发现它实际上可以自动提取面要素和中心线。利用这一特性，我们就可以曲线完成这个任务了。

首先，让我们来介绍整体思路：将道路面（矢量面数据）转换为栅格数据，由于ArcScan只能处理栅格数据，所以这一步骤是必需的。由于是从矢量转换为栅格而不是通过扫描获取，所以栅格质量通常会很好。在将栅格数据进行二值化处理后，调整捕捉参数和提取参数，间接提取矢量中心线。虽然这个步骤看起来比较复杂，但在实际操作中有许多细节需要注意。以下是详细步骤：

1.单独加载道路面数据，并设置纯色符号（建议使用纯黑色），去掉轮廓线。这样做是为了提高栅格数据的质量，减少混淆，便于计算机识别像元。

2.设置约束比例，例如设为2000。约束比例用于控制输出栅格图像的质量。

3.点击全屏视图并导出地图，记录坐标时选择tiff格式，格式设置为1位单色阈值（非常重要）。如果不选择此选项，默认情况下会导出RGB三个通道的栅格数据，无法进行栅格数据二值化，意味着无法使用ArcScan功能，因此必须设置好输出格式。

根据实际需要设置dpi，这直接影响图形识别的效果。dpi根据具体的地图比例尺进行设置，可能需要尝试多次，找到一个合适的值，以保证图像清晰保存下来。

4.将导出的栅格地图加载到ArcMap中，并创建一个线要素图层，该图层的坐标系与栅格数据一致。同时加载ArcScan工具条，如下图所示。

5.对栅格数据进行分类，设置为两类，即0和1，这是二值化处理的步骤。如果不进行分类，ArcScan仍然无法识别栅格数据。

6.设置完分类后，ArcScan工具条将显示栅格数据。

7.打开编辑器，开始编辑，并选中中心线图层。在ArcScan工具条中，可以显示预览效果。

8.如果需要进行更详细的设置，在矢量化选项中设置相应的输出图层。

由于提取的是中心线，因此必须选择中心线作为矢量化方式。

预览效果如下图所示

9.蓝色部分表示未捕捉到的部分，可以进一步调整工具条的设置来提高结果的准确性。

通过上述步骤，就可以利用ArcGIS提取道路中心线，从而辅助制作小比例尺地图。

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