项目驱动教学法在“计算机图形图像处理”教学中的运用

时会省 朱文军 康敏

摘 要： 在“计算机图形图像处理”教学中，采用项目驱动教学法，将两者很好地融合，能收到较好的效果。文章从影像、图幅纠正，图形、图像色彩调整和拼接，专题地图符号设计及数字栅格地图DRG的制作，图像缩放几方面，探讨项目驱动教学法在“计算机图形图像处理”教学中的运用。

关键词：项目驱动教学法;图形图像处理;图像纠正;图幅拼接;竞争能力

中图分类号：G642;G434 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）09-0020-02

计算机图形图像处理课程主要是结合软件Photoshop CS6开展实训的。在该课程教学过程中，采用项目驱动教学法，将两者很好地融合，能收到很好的教学效果。下面，本文对项目驱动教学法在“计算机图形图像处理”教学中的运用进行探讨，以提高学生的学习积极性，使他们掌握基本的理论知识和操作技能。

一、影像、图幅纠正

数字正射影像（DOM）作为一种重要的数字测绘产品，已经广泛地被社会各行业所认可，应用范围也越来越广泛。原始遥感影像一般不能直接应用于各种工程项目，通常要做大量的处理，才能提供给用户使用。

在地理信息系统获取的空间数据中，操作者在收集大量的遥感影像或原始地图等资料时，这些资料有可能发生倾斜变形，需要先对其进行预处理。教师可以数字地图的纠正为例详细介绍具体的作业过程。例如，在实际生产中，常常需要对已有地图资料扫描后进行数字化，获得数字图像数据。这时，操作者应先对地图资料进行扫描，但在扫描过程中，因图纸变形、人为误差和仪器误差等影响，会造成所得数字栅格图像与原图图像有一定的误差，如倾斜、局部扭曲变形等。为确保精度矢量化数据的精度，一般需要操作者在数字化前对其原始数字图像进行纠正。在其他配准软件不齐备的情况下，操作者可用Photoshop图形图像处理软件进行。如Photoshop中的度量工具可用来度量距离、位置和角度，旋转工具可用来对图像旋转任意角度。具体操作步骤如下：（1）操作者进入Photoshop软件，打开扫描底图，在图中寻找一个较明显的参照物，一般选择图廓线作为参照物，以此参照物为基准线。（2）操作者用度量工具量取此参照物的倾斜角度，角度的度量有正负的区别，这与度量的方向有关，一般不需要考虑，软件会自动调整，计算出一个准确的旋转角度。需要特别说明的是，为了保证角度度量的精度，此步操作要在图像放大的状态下进行。（3）操作者选用旋转任意角度工具，对图像按步骤（2）计算出的旋转角度进行旋转。（4）操作者再次用度量工具检查旋转后是否满足精度要求，若已达到，工作即完成。若达不到精度要求，可按上述步骤再进行一遍，直至达到精度要求为止。数字栅格影像的纠正参照上述步骤进行即可，参照线一般选择影像的南或北边缘线即可。

二、图形、图像色彩调整和拼接

由于地域特点、天气和季节条件、传感器等因素的存在，操作者获得的影像资料存在一定的偏色。而图形、图像色彩的调整和图幅拼接是图像处理的基本技能，在下述几种情况下，需要操作者进行图形、图像色彩调整和拼接处理。（1）单张遥感影像或航空摄影获得的影像无法覆盖整个地区，需要操作者将数张有重叠部分的图像（可能是不同时间、不同视角或者不同传感器获得的）拼成一幅大型的无缝高分辨率图像。（2）由于资料图形或图像尺寸太大，扫描仪无法完整地进行扫描，操作者必须将其分成几部分，扫描存储入计算机后再考虑把它们拼合成一幅图像。（3）用大比例尺地图资料编绘小比例尺地图时，为了提高效率，操作者可以先把相关的图幅拼接后，再进行编绘处理。

具体的操作过程如下：（1）操作者进入Photoshop软件，按一定顺序打开第一幅图像，根据它在原图中的位置按一定的方向改变画布尺寸，画布具体尺寸数据以能完全放下原图像为准。（2）操作者打开第二幅图像，若图像有缺陷，可先对其进行处理，如去除污点、校正、图像增强等，再用移动工具把它拖动到第一幅图中合适的位置。接着，操作者调整该层的透明度，以能看出第一层图像上的要素为准。然后，操作者移动图像与第一幅图接边，拼接好后，再将图像调至不透明。（3）操作者依次打开其他图像，重复第（2）步操作，直至整幅图拼合完成。（4）操作者利用色彩平衡工具分层调整图像的色彩，要达到整幅图像协调一致。（5）操作者利用“图层合并”工具把所有的图层合并为一层。（6）操作者利用“裁剪”工具裁掉图幅多余的部分，并保存图像文件，即可得到一幅完整的工作底图。

在操作过程中需要特别注意的是，拼接时一般要将图像放大，同时应多选几个参照点进行配准，以保证拼接精度的要求。另外，图像的颜色不能是索引模式，如果是，操作者应先转换成其他色彩模式，方可进行操作。为了保证图像能准确接边，各扫描图像都必须有足够的重叠带。

三、专题地图符号设计及数字栅格地图DRG的制作

专题地图又称特种地图，着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。其内容、形式多种多样，所以专题地图的符号设计对表示专题内容起著重要的作用。相对于普通地图符号，专题地图符号的设计灵活性强，符号要求形象生动。一般情况下，要想设计出内容复杂、半透明效果的符号，或者设计出形象、生动、美观、逼真的符号，用矢量形式是很难表达的。而用Photoshop制作，则较为方便。在教学过程中，教师可以有针对性地安排学生进行符号设计练习。数字栅格地图（DRG）是地理信息系统4D产品之一，其生产周期短，除使用专业DRG生产软件外，制作过程也完全可以用Photoshop图像处理软件完成。基本过程是：首先把地图资料进行扫描，输入计算机后，进行误差纠正处理，然后用Photoshop提供的工具进行剔除噪点、细化、修补等处理，最后，把图像转换为相关规定的色彩模式或分为黑、蓝、绿、棕四种颜色，即得到DRG地图产品。

四、图像缩放

在地图的生产过程中，下列几种情况需要操作者对原始底图进行缩放后，后期处理才更为方便。（1）有的资料图幅很大，但图内要素少而且简单，为缩小工作量，操作者可以将扫描图形进行缩小，对其处理后再进行矢量化，编辑处理完成后再按要求放大矢量图。（2）用大比例尺地图缩编小比例尺地图时，一般也需要操作者进行缩小处理。（3）当原图内容比较复杂、要素多时，为保证精度，操作者可放大工作底图，处理完了以后再缩小。（4）当地图资料少，而编辑结果图大并且内容增多时，为方便处理，操作者一般也将底图进行适当放大。

在Photoshop中，图像放大或缩小可通过使用“图像”“图像大小”按比例修改图像尺寸。而且，Photoshop还可用于地图出版前分色PS或EPS数据的检查。

五、结束语

总之，Photoshop具有强大的图像处理功能，在测绘行业中的应用十分广泛，与专业知识的完美结合可以大大提高GIS数据处理的工作效率，有利于培养适应社会需要、行业发展需要的创新型人才。因此，在“计算机图形图像处理”教学中，教师要以“学以致用、适应当今地理信息建设需要”为宗旨，让学生掌握基本的理论知识和操作技能，进而不断提高学生专业技能方面的竞争能力。

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