实验一：地形分析 - --TIN及DEM的生成及应用 - 图文

更新时间：2024-03-29 14:42:01 阅读量：综合文库文档下载

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地形分析实验总结推荐度：
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GIS设计与应用-ArcGIS

实验一：地形分析―― ARCGIS中DEM的制作一、实验目的

DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。通过对本次实习的学习，我们应：

a) 加深对TIN建立过程的原理、方法的认识；

b) 熟练掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。 c) 掌握根据DEM或TIN 计算坡度、坡向的方法。

d) 结合实际，掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。

二、实验准备

软件准备：ArcGIS Desktop 9.x ---ArcMap(3D分析模块) 实验数据：矢量图层：高程点Elevpt_Clip.shp，高程Elev_Clip.shp，边界Boundary.shp，洱海Erhai.shp

三、实验内容及步骤

1. TIN 及DEM 生成

1.1由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM

在ArcMap中新建一个地图文档

(1) 添加矢量数据：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai（同时选中：在点击的同时按

住Shift）

(2) 激活“3D Analyst”扩展模块（执行菜单命令 [工具]>>[扩展]，在出现的对话框中选中

3D分析模块），在工具栏空白区域点右键打开[3D分析] 工具栏

(3) 执行工具栏[3D分析]中的菜单命令[3D分析]>>[创建/修改TIN]>>[从要素生成TIN]； (4) 在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式；

在[从要素生成TIN中]对话框中，在需要参与构造TIN的图层名称前的检查框上打上勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）方式。可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。在这里指定图层[Erhai] 的参数：[三角网作为：]指定为[硬替换] ，其它图层参数使用默认值即可。

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(5) 确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tin，在TOC(内容列表)中关闭除[TIN]和[Erhai]之外的其它图层的显示，设置TIN的图层（符号）得到如下的效果。

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(6) 执行工具栏[3D分析]中的命令[转换]>>[TIN转换到栅格]，指定相关参数：属性：[高程]，像素大小:[50]，输出栅格的位置和名称: [TinGrid]

确定后得到DEM数据：TinGrid, 其中，每个栅格单元表示50m×50m的区域

1.2 TIN的显示及应用

(1)

在上一步操作的基础上进行，关闭除[TIN]之外的所有图层的显示，编辑图层[tin]的属性，在图层属性对话框中，点击[符号] 选项页，将[ 边界类型 ] 和 [ 高程 ] 前

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面检查框中的勾去掉; 点击 [ 添加 ] 按钮

(2)

在 [添加渲染] 对话框中，将 [所有边用同一符号进行渲染] 和 [ 所有点用同一符号进行渲染 ] 这两项添加到TIN的显示列表中，

(3)

将TIN图层局部放大，认真理解TIN的存储模式及显示方式

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(4)

TIN 转换为坡度多边形

新建地图文档，加载图层 [tin]，参考上一步操作，将 [面坡度用颜色梯度表进行渲染] 和 [面坡向用颜色梯度进行渲染] 这两项添加到TIN的显示列表中，

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执行菜单命令[选择]>>[通过属性选择]，查询”Area”<=10000 （平方米）的图斑

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被选中的多边形以高亮方式显示，这些小的图斑将会被合并到与之相邻且有最大公共边的多边形。当然也可以选择合并到相邻的面积最大的多边形。

打开Arctoolbox，执行 [消除] 指定输入图层：tinSlopef, 输出要素类：TinSlopef_Elminate.shp 命令

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Eliminate(合并破碎多边形)操作原理

原始多边形

合并后多边形，选中的（面积<=10000m2 ）多边形被合并到与之相邻的面积最大的多边形中

将地图适当放大，比较原始图层：tinSlopef 与合并后的图层：tinSlopef_Eliminate (6)

TIN 转换为坡向多边形

参照以上第（4）步，得到坡向多边形图层

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得到的坡向多边形中属性AspectCode的数值（-1,1,2,3,4,5,6,7,8,9）分别表示当前图斑的坡向(平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北)，其中1,9是相同的可以合并为1

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2. DEM的应用 2.1坡度：Slope

(1) (2)

新建地图文档，加载[1.1(6)]中得到的DEM数据：TINGrid

加载3D分析扩展模块，打开[3D分析]工具栏，执行菜单命令[3D分析]>>[表面分析]>>[坡度], 参照下图所示，指定各参数

(3)

得到坡度栅格slope of TinGrid：

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坡度栅格中，栅格单元的值在[ 0 -90 ] 度间变化 (4) 右键点击图层[Slope of tingrid]，执行[属性命令]，设置图层[符号]，重新调整

坡度分级（参考[1.2 (4) ] 中的步骤进行分类）

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以下计算剖面曲率： (5) 执行菜单命令：[3D分析]>>[表面分析]>>[坡度]。按如下所示，指定各参数：

(6)

得到剖面曲率栅格：[Slope of Slope of tingrid]

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2.2 坡向：Aspect

(1) (2)

在上一步的基础上进行，关闭[Slope of tingrid]的显示。

执行菜单命令：[3D分析]>>[表面分析]>>[坡向]，按下图所示，指定各参数：

(3)

得到坡向栅格：[Aspect of tingrid]

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坡向栅格

以下计算平面曲率: (4) 执行菜单命令：[3D分析]>>[表面分析]>>[坡度]，按下图所示指定各参数：

(5)

生成平面曲率栅格：[Slope of Aspect of tingrid]：

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2.3提取等高线

(1)

新建地图文档，加载DEM数据： [tingrid]。〔在执行以下操作时确保，3D分析扩展模块已激活〕

打开Arctoolbox，执行命令： [3D Analyst Tools]>>[ Raster Surface ]>> [ 等高线 ] ，按上图

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所示指定各参数。

(2) 生成等高线矢量图层：Contour_tingrid:

2.4计算地形表面的阴影图

(1) (2)

在上一步基础上进行，打开[3D 分析]工具栏执行菜单命令：[ 3D分析 ]>>[表面分析]>>[ 山影 ]，按下图所示指定各参数：

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(3)

生成地表阴影栅格：[ Hillshade of tinGrid ]:

(4)

DEM渲染：

如以下第2幅图所示，关闭除[tingrid] 和 [Hillshade of tingrid]以外所有图层的显示，并将[ tingrid ] 置于[ Hillshade of tirngrid] 之上，右键点击[ tingrid] ，在出现的右键菜单中执行[ 属性 ]，在[图层属性]对话框中，参照下图所示设置[符号]选项页中颜色。

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打开工具栏[效果]，如下图所示，设置栅格图层[tingrid]的透明度为：[40%]左右。

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2.5可视性分析

A.通视性分析

(1)

在上一步的基础上进行，打开[ 3D分析] 工具栏，从工具栏选择[ 通视线 ](Line of sight)工具：

(2)

在出现的[ 通视线 ]Line of Sight对话框中输入[观察者偏移量] 和 [目标偏移量], 即距地面的距离，如图：

在地图显示区中从某点[A]沿不同方向绘制多条直线，可以得到观察点 [A] 到不同目标点的通视性：