GIS基礎軟體及操作(七)

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原文 GIS基礎軟體及操作(七)

練習七、地形分析

地形分析：TIN及DEM的產生及應用

1. 加深對TIN建立過程的原理、方法的認識；
2. 熟練掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技術方法；
3. 結合實際，掌握應用DEM解決地學空間分析問題的能力。

1. TIN 及DEM 產生

向量資料：

• 高程點Elevpt_Clip.shp

• 高程Elev_Clip.shp

• 邊界Boundary.shp

• 洱海Erhai.shp

本章的大部分練習都會用到三維分析擴充模組，要使用“三維分析模組”首先在ArcMap中執行功能表命令【自訂】>【擴充模組】，在擴充模組管理視窗中，勾選【3D
Analyst】。然後在ArcMap
工具列的空白地區點右鍵，在出現的右鍵菜單中找到【3D
Analyst】項，點擊該項，在ArcMap中顯示三維分析工具列。

1.1由高程點、等高線向量資料產生TIN轉為DEM

(1) 在ArcMap中建立一個地圖文檔，添加向量資料：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai；

(2) 在ArcToolbox中雙擊【3D Analyst工具】>【TIN管理】>【建立TIN】，開啟【建立TIN】對話方塊；

(3) 在對話方塊中添加上述4個圖層，參數設定如（注意：在構建Erhai圖層時，SF_type參數需要設定為“硬替換”）：

【建立TIN】對話方塊中的參數說明：

height_field：高程欄位，用於提供要素的高程值。當圖層中無高度屬性時，可選“<None>”，但至少要保證有一個圖層屬性工作表中有高程值。

SF_type：表面要素類型欄位，用於定義如何將要素幾何添加到三角形中。

tag_field：標籤欄位，用於指定在TIN中用做標籤值的要素類型屬性欄位。

“SF_type”欄位取實值型別說明：

離散多點：是TIN網中的結點，主要決定表面的形狀，在表面變化程度較大的地區包括較多的離散點，表面變化程度較小的地區包括較少的離散點。

斷裂線：主要用來表示自然要素（如山脊線、河流）或人工要素（如道路），分為硬斷線和軟斷線。

硬斷線：用來表示坡度的不連續性，如河流和道路可以作為硬斷裂線包括在TIN中；

軟斷線：用於向TIN添加邊，以捕獲不會改變表面局部坡度的線狀要素，研究地區邊界可作為軟斷裂線包括在TIN中。

(1) 在圖層控制中，僅開啟[ErHai]和[Tin]兩個圖層，同時關閉圖層[Tin]的“邊類型”，可得到如下的效果：

(1) 在ArcToolbox中雙擊【3D Analyst工具】>【由TIN轉出】>【TIN轉柵格】，開啟【TIN轉柵格】對話方塊，在對話方塊中設定相關參數（如所示）：

需要儲存在個人資料庫中

(1) 確定後得到一個柵格資料圖層[tinGrid]，其中每個柵格單元表示50m*50m的地區，如所示。

1.2 TIN的顯示

(1) 在圖層控制中，僅開啟[Tin]圖層，編輯圖層的屬性，在屬性對話方塊中，點擊【符號系統】選項頁，將【邊類型】和【高程】前面的勾去掉，點擊【添加】按鈕，如所示：

(1) 在【添加渲染器】對話方塊中，將【具有相同符號的邊】和【具有相同符號的節點】添加到TIN的顯示列表中，如所示：

(1) 點擊確定，將[Tin]圖層局部放大，認真理解TIN的儲存模式及顯示方式，如所示：

1.3將TIN轉換為坡度多邊形

(1) 建立地圖文檔，載入圖層[Tin]，參考上一步操作，將【具有分級色帶的表面坡度】項添加到TIN的顯示列表中；

{width=”3.248031496062992in”
height=”2.688976377952756in”}

(1) 在上面的對話方塊中，選中【坡度(度)】，將【分類】中的【類】指定為“5”，點擊【分類】按鈕，在下面的對框中，將【分類】中的【方法】指定為“手動”，在【中斷值】列表中依次輸入坡度中斷值：8、15、25、35、90，如所示：

點擊【確定】後關閉圖層屬性對話方塊，圖層[Tin]將根據指定的渲染方式進行渲染，效果如所示：

(1) 在ArcToolbox中雙擊【3D Analyst工具】>【表面三角化】>【表面坡度】，開啟【表面坡度】對話方塊，按所示指定各參數（注意：需要在【類明細表】中選取資料庫SlopeCode.mdb）：

得到多邊形圖層[tinSlope]，它表示研究區內各類坡度的分布狀況，結果是向量格式，開啟其屬性工作表可以看到屬性欄位[SlopeCode]
的取值為1、2、3、4、5。

查看向量圖層：tinSlopef
中要素屬性工作表，其中屬性欄位[SlopeCode]1、2、3、4、5分別表示坡度範圍（0-8）、(8-15)、（15-25）、（25-35）、(35-90)
。

1.4合并破碎多邊形

(1) 建立地圖文檔，載入上一步產生的坡度多邊形圖層[tinSlope]，開啟屬性工作表，添加一個欄位Area（類型為Double）；

(1) 通過【計算幾何】操作，計算各個多邊形的面積：

(1) 執行功能表命令【選擇】>【按屬性選擇】，開啟【按屬性選擇】對話方塊，將面積小於等於10000平方米的多邊形選擇出來，被選中的多邊形以高亮方式顯示：

(1) 雙擊ArcToolBox中的【資料管理工具】>【製圖綜合】>【消除】，開啟【消除】對話方塊，將面積小於等於10000平方米的多邊形合并到周圍面積最大的多邊形中。

原始多邊形

合并後的多邊形

將地圖適當放大，比較原始圖層[tinSlope]與合并後的圖層[tinSlope_Eliminate]。

Eliminate（合并破碎多邊形）操作原理

1.5 TIN轉換為坡向多邊形

參照1.3節中的操作步驟，可得到坡向多邊形圖層[tinAspect]：

得到的坡向多邊形中屬性AspectCode的數值（-1,1,2,3,4,5,6,7,8,9）分別表示當前圖斑的坡向（平坦、北、東北、東、東南、南、西南、西、西北、北），其中1,
9是相同的可以合并為1。

2. DEM的應用2.1坡度Slope

(1) 建立地圖文檔，載入1.1節第6步中得到的柵格資料[tinGrid]；

(2) 雙擊ArcToolBox中的【Spatial Analyst工具】>【表面分析】>【坡度】,開啟【坡度】對話方塊，參照指定各參數：

(3) 得到坡度柵格Slope_TinGrid，柵格單元的值在[ 0 -90 ] 度間變化：

(1) 右鍵點擊圖層[Slope_TinGrid]，執行[屬性命令]，設定圖層[符號]，重新調整坡度分級（參考1.3節中第2步進行分類）：

2.2坡向Aspect

(1) 建立地圖文檔，載入1.1節第6步中得到的柵格資料[tinGrid]；

(2) 雙擊ArcToolBox中的【Spatial Analyst工具】>【表面分析】>【坡向】, 開啟【坡向】對話方塊，參照指定各參數：

(1) 得到坡向柵格[AspectTinGrid]：

2.3提取等高線

(1) 建立地圖文檔，載入柵格資料[tinGrid]；

(2) 雙擊ArcToolBox中的【3D Analyst工具】>【柵格表面】>【等值線】,開啟【等值線】對話方塊，參照指定各參數：

(1) 產生等高線向量圖層[Contour_TinGrid]：

2.4計算地形表面的陰影圖

(1) 建立地圖文檔，載入柵格資料[tinGrid]；

(2) 雙擊ArcToolBox中的【3D Analyst工具】>【柵格表面】>【山體陰影】,開啟【山體陰影】對話方塊，參照指定各參數：

(1) 產生地表陰影柵格：[ShadowTinGrid]：

(1) 關閉除[TinGrid]和[ShadowTinGrid]以外的所有圖層，並將[TinGrid]置於[ShadowTinGrid]之上，右鍵點擊[TinGrid]，在出現的右鍵菜單中執行【屬性】，在【圖層屬性】對話方塊中，參照所示設定【符號系統】選項頁中顏色：

(1) 開啟工具列【效果】，如所示，設定柵格圖層[TinGrid]的透明度為40%左右，以便部分透出下層的山體陰影製作效果。

2.5通視分析

(1) 建立地圖文檔，載入柵格資料[tinGrid]；

(2) 開啟【3DAnalyst】工具列，從工具列選擇【建立通視線】工具：

(1) 在出現的【通視線】對話方塊中輸入【觀察點位移】和【目標位移】,即距地面的距離，

在地圖顯示區中從某點A沿不同方向繪製多條直線，可以得到觀察點A到不同目標點的通視性：

綠色線段表示可視的部分，紅色線段表示不可見部分

2.6視域分析

(1) 建立地圖文檔，載入柵格資料[tinGrid]和向量資料[移動基站.shp]；

(2) 雙擊ArcToolBox中的【3D Analyst工具】>【可見度】>【視域】,開啟【視域】對話方塊，參照指定各參數：

(1) 產生可視區柵格[View_TinGrid]，其中綠色表示現有發射基站資訊已覆蓋的地區，淡紅色表示無法接收到手機訊號的地區。

2.7地形剖面

(1) 建立地圖文檔，載入柵格資料[tinGrid]；

(2) 開啟【3DAnalyst】工具列，從工具列選擇【線插值】工具，跟蹤一條線段，這條線段可以從[tinGrid]中得到高程值：

(1) 從【3DAnalyst】工具列中選擇【建立剖面圖】工具，得到該線段所在地區的剖面圖：

 王順利 
發表於： 2016-01-14 14:56:18 
更新於： 2016-04-28 21:41:49 
原文連結： http://www.wshunli.com/2016/01/14/GIS基礎軟體及操作-七/ 
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