GIS三维分.doc

三维分析 一、 目的 DEM是对地形地貌的一种数字表达，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。通过对本实习，我们应： 加深对DEM建立过程的原理、方法的认识； 熟练掌握ARCGIS中建立DEM、TIN的技术方法。 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 1、软件准备：ArcGIS 2、数据准备：Elev_clip.shp，Elevpt_clip.shp、Boundary.shp、移动基站.shp; 三、 实验内容 三维分析扩展模块的装入：Customize→Extensions→3D Analyst 本实验中3D分析参数设置： 1、 DEM及TIN的建立 1.1 由矢量数据建立TIN （1）【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Data Management】-【TIN】-【Create TIN】，分别选择Elevpt_clip.shp和Elev_clip.shp生成TIN，并比较结果； （2）TIN的显示 将TIN图层局部放大，认真理解TIN的存储模式及显示方式： 1.2 由TIN建立DEM 【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Conversion】-【From TIN】-【TIN to Raster】，分别选择tin_Elevpt和tin_Elev生成Grid格式的DEM，并比较结果； 1.3 由矢量数据建立DEM 【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Interpolation】选择Elevpt.shp，利用IDW、Kriging、Natural Neighbor、Spline数据内插方法生成Grid格式的DEM； 2.DEM的应用 基于ArcGIS的地形因子的提取，均是基于DEM的基础上的。由于由线生成的TIN再转化得到的DEM（tin_elev）精度更高，故后续的DEM应用均采用该数据进行。 ArcGIS中的DEM分析利用【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Surface】完成； 2.1地形指标的提取 （1）坡度Slope 地面上某点的坡度表示了地表面在该点的倾斜程度，坡度定义为水平面与地形面之间夹角的正切值。在ArcGIS中Slope确定了中心栅格与四周相邻栅格高程值的最大变化率，既水平面与地形面之间夹角的正切值。 输出坡度栅格可使用两种单位计算：度和百分比（高程增量百分比）。高程增量百分比为高程增量除以水平增量后再乘以 100。当角度为 45 度时（三角形 B），高程增量等于水平增量，所以高程增量百分比为 100%。如三角形 C 所示，当坡度角接近直角（90 度）时，高程增量百分比开始接近无穷大。 具体的方法步骤如下: 【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Surface】-【Slope】选择grid_Elev；可重新调整坡度分级： （2）坡向Aspect 坡向指坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角。在ArcGIS中Aspect表示每个栅格与它相邻的栅格之间沿坡面向下最陡的方向。具体方法步骤如下:【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Surface】-【Aspect】选择grid_Elev； （3）平面曲率 平面曲率指地面任意一点地表坡向的变化率，反映等高线弯曲程度的指标，可以反映地表所有的山脊线和山谷线。根据其定义，平面曲率就是对先提取DEM坡向，再对这个坡向取坡度。步骤：【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Surface】-【Slope】选择Aspect_ grid； （4）剖面曲率 剖面曲率是地面上任一点位地表坡度的变化率，或者称为高程变化的二次导数。根据定义，剖面曲率的提取实际上是对DEM层两次求坡度，即”slope of slope”；具体的方法步骤如下: 【ArcToolbox】-【3D Analysis Tools】-【Raster Surface】-【Slope】选择Slope _ grid； （5）地形剖面图的制作 在工程方面（如在公路、铁路、管线等的设计过程中)，常常需要制作剖面图。剖面图的制作是以制作区域的DEM数据（Grid数据)或表面数据（TIN数据）为基础的。剖面图的制作方法如下： 激活grid_Elev，单击 3D工具条上的Interpolate Line按纽 ； 用鼠标画一条线（直线或曲线均可），双击鼠标左键画线结束，单击 3D工具条上的Profile Graph工具，生成剖面图； 右键点击剖