空间分析图解建模

环境科学与工程学院

测绘工程专业

实用GIS实验报告

学 号： 姓 名：

实验地点： 指导教师：

年 6 月

空间分析图解建模练习

日

2012 4

一、 河谷网络提取空间建模

1）建立概念模型

沟壑密度是描述地面被沟壑切割破碎程度的一个指标。沟壑密度是气候、地形、岩性、植被等因素综合影响的反应。沟壑密度越大，地面越破碎，平均坡度增大，地表物质稳定性降低，且易行成地表径流，土壤侵蚀加剧。因此，沟壑密度的测定，对于了解区域地形发育特征，水土流失监测、水土保持规划有着重要的意义。数学表达式为Ds=∑L /A。式中：Ds为沟壑密度；∑L指样区内的沟壑总长度（公里）；A指特定样区的面积（公里）。 分析：

? 问题的抽象和简化：模拟地表径流产生水系，并且计算出沟壑的总长度，以便计算沟壑密度。

? 前提、假设：dem的洼地为可填充型洼地。

? 设计的参数和变量：填充后的无洼地DEM、水流方向矩阵、汇流累计矩阵、阙值确定。

? 数据类型的转换：基于dem的计算出的水系是栅格数据，所以要转换为矢量数据。 2）形成图解模型

在自然条件下，水向地处流动，遇到洼地，首先将其填满，然后再从该洼地的某一最低处口流出。但由于地形洼地的存在，导致依据水流方向矩阵所提取的排水网络不连续，使自然水流不能畅通无阻地流至区域边缘。因此，对已有的dem数据，首先要进行洼地填充，生成无洼地的dem。在此基础上计算出水流方向矩阵、汇流累计矩阵，对汇流累计设置不同的阙值，提取不同级别的河网。最后再转成矢量数据。 3）操作步骤

在Arcmap中ArcToolbox新建一个Toolbox，并在其内新建Model。在Model编辑器中，将dem数据添加进去。选择ArcToolbox中的工具，依次加入到模型编辑器中。

Fill工具，填充地型洼地。

? Flow Direction计算水流方向数据图。

2

? Flow Accumulation工具，生成汇流累积数据。 ? Greater than工具，设置一个汇流累积阙值。 ? Raster to polyline工具将栅格数据转化为矢量数据。 图解模型截图：

河谷网络矢量结果图：

二、 山顶点提取空间建模

1) 建立概念模型

山顶点指那些在特定邻域分析范围内，该点都比周围点高的区域。山顶点是地形的重要特征点，它的分布与密度反映了地貌的发育特征，,同时也制约着地貌发育。因此，如何基于DEM数据正确有效的提取山顶点，在数字地形分析中具有重要意义。 分析：

? 问题的抽象和简化：寻找高程最高点提取山顶点。 ? 前提、假设：dem数据尤其是高程数据完整且可计算。

? 设计的参数和变量：等高距为15和75的等高线图、三维背景掩膜、特定分析窗口确定、阙值确定。

? 数据类型的转换：基于dem的计算出的山顶点是栅格数据，故需要转换为矢量数据。 2) 形成图解模型

山顶点是山的最高点，只需好好利用高程数据提取出最高点即可。 3) 操作步骤

在Arcmap中ArcToolbox新建一个Toolbox，并在其内新建Model。在Model编辑器中，将dem数据添加进去。选择ArcToolbox中的工具，依次加入到模型编辑器中。

? Contour工具，生成等高距为15和75的等高线。 ? Hillshade提取该地区的三维背景。

? Greater than工具，生成有效数据区域，并设置阙值。 ? Neighborhood Statistics提取分析窗口最大值。 ? Minus和Equal to工具提取山顶点。

? Reclassify工具，设置参数重新分类山顶点数据。 ? Raster to point工具将栅格数据转化为矢量数据。 图解模型截图：

山顶点分布结果图：

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