Was ist ArcScan?
ArcScan verfügt über Werkzeuge, die Ihnen ermöglichen, gescannte Bilder in vektorbasierte Feature-Layer zu konvertieren. Diese Konvertierung von Raster-Daten in Vektor-Features wird als Vektorisierung bezeichnet. Vektorisierung kann manuell durch interaktive Verfolgung von Raster-Zellen oder im automatischen Modus durchgeführt werden.
Bei der interaktiven Vektorisierung bzw. Raster-Verfolgung müssen Sie die Raster-Zellen in der Karte verfolgen, um Vektor-Features zu erstellen. Die automatische Vektorisierung setzt voraus, dass Sie Features für das gesamte Raster anhand der von Ihnen festgelegten Einstellungen erstellen.
Die Erweiterung ArcScan ist in erster Linie für Unternehmen gedacht, die Raster-Bilder in vektorbasierte Feature-Layer konvertieren müssen. Da immer noch eine Vielzahl geographischer Informationen in Form von gedruckten Karten vorliegt, ist es von entscheidender Bedeutung, diese Dokumente mit einem entsprechenden Programm in ein GIS integrieren zu können. Diese Dokumente können von Ingenieuren, Vermessungstechnikern und Kartografen stammen. ArcScan bietet eine effiziente Methode zur Vereinfachung dieser Integration im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie der Digitalisierung.
Die Erweiterung ArcScan bietet zudem Werkzeuge, die Ihnen eine einfache Raster-Bearbeitung ermöglichen, um die Raster-Layer auf die Vektorisierung vorzubereiten. Durch diese so genannte Raster-Vorbereitung können Sie unerwünschte Raster-Elemente, die von der Vektorisierung nicht betroffen sind, entfernen.
Erste Schritte mit ArcScan
ArcScan ist eine Zusatzkomponente der ArcGIS Desktop-Suite. Die separat lizenzierte Erweiterung ArcScan ist in die ArcMap-Umgebung integriert und verfügt über ihre eigene Benutzeroberfläche mit den für die Vektorisierung verwendeten Werkzeugen und Befehlen. Wie andere ArcGIS-Erweiterungen muss die Erweiterung ArcScan in ArcMap aktiviert werden, bevor Sie sie verwenden können. ArcGIS überwacht die Lizenzen und benachrichtigt Sie, wenn eine Lizenz fehlt. Um auf die Werkzeuge und Befehle für die Vektorisierung zugreifen zu können, müssen Sie der Karte die ArcScan-Werkzeugleiste hinzufügen.
Da die Bearbeitung in ArcScan verwendet werden kann, müssen Sie eine Editiersitzung starten, um die Werkzeugleiste zu aktivieren. Dies bedeutet, dass alle Editierwerkzeuge und -befehle in Verbindung mit den ArcScan-Werkzeugen und -Befehlen verwendet werden können. ArcScan verwendet Editiereinstellungen wie die Fangumgebung und Zielvorlagen und -Layer.
Mit ArcScan kann jedes von ArcGIS unterstützte Raster-Format vektorisiert werden, sofern es sich um ein zweifarbiges Bild handelt. Voraussetzung hierfür ist, dass Sie Raster-Layer mit zwei eindeutigen Farben symbolisieren. Sie können entweder die ArcMap-Renderingoption "Einzelwerte" oder "Klassifiziert" verwenden, um das Raster in zwei Farben zu unterteilen. Die meisten gescannten Dokumente bestehen aus zwei Farben, die die Vordergrund- und Hintergrundwerte abgrenzen. Normalerweise wird der Vordergrund mit einer dunklen Farbe wie Schwarz dargestellt und der Hintergrund mit einer hellen Farbe wie Weiß. Diese Farben können jedoch ausgetauscht oder durch unterschiedliche Werte dargestellt werden. Solange die beiden Farben Einzelwerte aufweisen, unterstützt ArcScan die Vektorisierung für die aktuellen Vordergrund-Raster-Zellen.
Die Konvertierung von Raster-Daten in Vektor-Features basiert auf benutzerdefinierten Einstellungen. Anhand dieser Einstellungen können Sie die geometrische Zusammensetzung der Ausgabe-Vektor-Features beeinflussen. Wenn Sie die optimalen Vektorisierungseinstellungen bestimmt haben, können Sie diese speichern und wiederverwenden.
Interaktive Vektorisierung (Raster-Verfolgung)
Die Raster-Verfolgung ist nützlich, wenn Sie ein größeres Maß an Kontrolle über den Vektorisierungsprozess benötigen oder nur einen kleinen Teil eines Bildes vektorisieren müssen. Dieser Prozess wird als interaktive Vektorisierung bezeichnet und ist vergleichbar mit den Methoden zur Erstellung von Features während der Bearbeitung. Die interaktive Vektorisierung umfasst mehrere Komponenten: Raster-Fangen, Raster-Verfolgung und Shape-Erkennung.
Raster-Fangen
Die Erweiterung ArcScan unterstützt die Möglichkeit zum Fangen an Raster-Zellen. Raster-Fangen ist zur Raster-Verfolgung zwar nicht erforderlich, kann Sie aber dabei unterstützen, Features exakt zu erstellen. Sie können an Raster-Mittelachsen, -Schnittpunkten, -Ecken, -Enden und -Festkörpern fangen.
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Raster-Verfolgung
Mit dem Werkzeug "Vektorisierungsverfolgung" können Sie Raster-Zellen manuell verfolgen und Linien- oder Polygon-Features erstellen. In Verbindung mit der Raster-Fangfunktion kann die Raster-Verfolgung eine effektive und exakte Methode zum Konvertieren von Raster-Daten in Vektor-Features sein. Darüber hinaus können Sie die geometrische Zusammensetzung der Ausgabe-Vektor-Features steuern, indem Sie vor der Verfolgung die Vektorisierungseinstellungen entsprechend anpassen. Nachdem Sie der Datenbank mittels Raster-Verfolgung neue Features hinzugefügt haben, stehen Ihnen weitere Werkzeuge wie "Topologie", "Erweiterte Bearbeitung" und "Räumliche Anpassung" zur Verfügung, um die Daten bei Bedarf zu ändern.
Die nachstehende Abbildung zeigt eine zum Erstellen von Linien-Features verwendete Mittelachsenverfolgung.
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Bei Verwendung des Werkzeugs "Vektorisierungsverfolgung" zeigen Sie einfach mit dem Cursor in die Richtung, in die Sie vektorisieren möchten, und klicken. Mit jedem Klick werden Features an der Mittelachse der Raster-Zellen erstellt. Die Ausgabe-Vektorgeometrie wird durch die aktuellen Vektorisierungseinstellungen bestimmt. Sie können Linien- oder Polygon-Features erstellen.
Die nachstehende Abbildung zeigt einen zum Erstellen von Polygon-Features verwendeten Raster-Verfolgungs- und -Fangprozess.
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Shape-Erkennung
Mit den Werkzeugen zur Shape-Erkennung können Sie die Vektor-Features eines bestimmten Shapes erfassen, z. B. die eines Gebäudes oder Speichertanks. Auf diese Weise können Sie Features erstellen, indem Sie lediglich einmal auf das zu erfassende Raster-Feature klicken.
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Automatische Vektorisierung
Unter automatischer Vektorisierung wird eine automatisierte Methode zur Konvertierung von Raster-Daten in Vektor-Features verstanden. Die Art der Durchführung der Vektorisierung wird durch Benutzereingaben bestimmt. Das Ergebnis der Vektorisierung wird durch Faktoren wie Bildauflösung, Rauschverhältnis und Inhalt der gescannten Dokumente beeinflusst.
ArcScan unterstützt zwei Vektorisierungsmethoden: die Mittelachsenvektorisierung und die Umrisslinienvektorisierung. Bei der Mittelachsenvektorisierung werden Vektor-Features entlang der Mittelachse linearer Raster-Elemente erstellt. Bei der Umrisslinienvektorisierung werden Vektor-Features am Rand linearer Raster-Elemente erstellt.
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Die automatische Vektorisierung erfordert Einstellungen, die sich auf die Erstellung der Ausgabe-Vektor-Features auswirken. Diese Einstellungen, die auch als Styles bezeichnet werden, können gespeichert und für Raster-Bilder mit ähnlichen Eigenschaften wiederverwendet werden.
Der Erfolg einer Vektorisierung kann vom Zustand der gescannten Dokumente zu Beginn der Konvertierung abhängen. Manchmal ist es notwendig, ein Bild vor Erstellung der Features zu bearbeiten. Dieser Prozess, der als Raster-Vorbereitung bezeichnet wird, kann Sie dabei unterstützen, bestimmte Teile des Rasters zu bereinigen, um den Umfang der Vektorisierung zu definieren. Für diesen Task benötigen Sie die Werkzeuge zur Raster-Bereinigung. Darüber hinaus können Raster-Selektionen gemeinsam mit der Raster-Bereinigung oder unabhängig davon verwendet werden, um die Raster-Zellen zu isolieren, die Sie vektorisieren möchten.
Neben der Bearbeitung des Original-Rasters haben die Einstellungen den größten Einfluss auf die automatische Vektorisierung. Die Einstellungen bestimmen, welche Zellen vektorisiert werden und in welchem Umfang die Ausgabe-Vektordaten normalisiert und geglättet werden. Sie können die Einstellungen ändern und anhand der Vorschau in der Karte direkt beurteilen, wie sie sich auf die Vektorisierung auswirken. Wenn Sie die geeigneten Einstellungen bestimmt haben, können Sie den gesamten Raster-Layer oder einen definierten Bereich vektorisieren. Nach der Datenerstellung stehen Ihnen weitere Editierwerkzeuge wie "Topologie", "Erweiterte Bearbeitung" und "Räumliche Anpassung" zur Verfügung, um die Daten bei Bedarf zu optimieren.
Auswählen von Raster-Zellen
ArcScan unterstützt die Möglichkeit zum Auswählen von Raster-Zellen. Verbundene Raster-Zellen sind Raster-Pixel mit gemeinsamen Grenzen. Dabei können die Zellen seitlich oder diagonal miteinander verbunden sein. Diese Funktion ermöglicht Ihnen, Teile des Rasters aus unterschiedlichen Gründen auszuwählen, beispielsweise zum Vektorisieren, Exportieren oder Entfernen.
Dank der Raster-Selektionen können Sie sich auf die wichtigen Teile der Raster-Daten konzentrieren, indem Sie Teile der Daten isolieren, die Sie nicht interessieren. Raster-Selektionen können interaktiv durch Klicken auf mehrere verbundene Zellen oder durch das Ausführen einer ausdrucksbasierten Abfrage durchgeführt werden. Mit diesen Auswahlwerkzeugen können Sie den Umfang der Vektorisierung definieren.
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Im Dialogfeld "Verbundene Zellen auswählen" können Sie anhand des Pixelbereichs und der Envelope-Ausdehnung eine komplexe Zellenauswahl vornehmen.
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Bereinigen von Rastern vor der Vektorisierung
ArcScan unterstützt auch Werkzeuge zum Bearbeiten von Raster-Bildern. Sie können Raster-Zellen während einer ArcMap-Editiersitzung zeichnen, füllen und löschen. Diese so genannte Raster-Bereinigung ermöglicht Ihnen, Raster-Zellen zu entfernen, die von der Vektorisierung nicht betroffen sind. Außerdem können Sie das geänderte Raster in eine neue Datei exportieren, falls Sie das Original behalten möchten.
Die nachstehenden Abbildungen zeigen ein Bild vor und nach der Bereinigung.
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