arcgis教程ArcGIS三维分析幻灯片.ppt

第14章 ArcGIS三维分析 ArcGIS具有一个能为三维可视化、三维分析以及表面生成提供高级分析功能的扩展模块“3D Analyst “ ，可以用它来创建动态三维模型和交互式地图，从而更好地实现地理数据的可视化和分析处理。 使用上述ArcMap软件工具可以对ArcGIS中的矢量数据进行三维分析操作。本章主要介绍ArcMap软件工具的三维分析，并在此基础之上讲解如何进行具体的三维操作。 14.1 ArcGIS三维分析概述 作为桌面地理信息系统的最优秀代表之一，ArcGIS三维分析模块主要提供了基于表面高程数据的数据三维可视化和三维地理空间分析功能。ArcGIS三维分析模块也是ArcGIS软件体系的一个重要扩展模块，通过三维分析模块可以创建栅格表面、进行插值、生成TIN和进行表面分析等。 14.1.1 三维分析基础 空间中绝大多数的地理分析都与三维分析有关。通过三维模型的建立，从透视三维的角度对空间数据进行可视化观察，直观地显示和查询数据，实现对表面模型的分析。 一般情况下，地理信息系统的三维分析多是在数字高程模型（Digital Elevation Model 简称DEM）上进行的，一旦区域上生成所需密度和精度的DEM，内容丰富的各种三维分析是轻而易举的，其三维的可视化、真实场景和电子沙盘也迎刃而解，所以其具有十分广泛的应用。 1 . 表面与表面模型 2 . 栅格表面 3. TIN表面 14.1.2 ArcGIS三维分析平台与模块简介 在ArcGIS中进行三维分析，主要依靠ArcGIS的3D Analyst模块。在ArcMap和ArcCatalog中都可以加入三维分析扩展模块，以便管理维护三维数据以及对三维数据进行相关的分析。 使用ArcMap平台可以建立三维数据，包括建立创建和修改TIN数据、插值生成栅格数据等，也可以对数据进行表面查询、分析以及各种表面积或体积的计算等，还能对数据进行转换、重分类等等操作。使用ArcCatalog可以浏览并管理三维数据。另外，ArcGIS软件体系还有两种平台来显示和表达三维数据或场景，分别为ArcScene和ArcGlobe。 14.1.3 ArcGIS三维分析工具的激活与添加 一般在默认的情况下，在ArcMap、ArcCatalog和ArcScene中三维扩展分析工具都是处于未激活的状态，在工具栏中也找不到相应的工具条。想使用其相关功能，必须首先激活分析工具，然后再将其添加到工具栏中，以方便使用。 1．激活工具 2. 添加工具 14.2 三维表面模型的建立 真实的表面是连续变化的，即表面包含无数个点，所以一般情况下，不可能对所有点的z值进行度量和记录。表面模型允许用户在GIS对表面信息进行存储。表面模型通过对表面上不同位置的点进行采样，进而对采样点进行插值，对表面进行模拟和近似的拟合，即利用有限数目的样本点来估计未知样本点的值，从而形成整个表面。 14.2.1 栅格表面的创建 一般情况下，不可能对研究区内的每个点的属性值都进行测量，所以选择一些离散的样本点进行测量，通过插值得出未采样点的值。采样点可以是随机选取、分层选取或规则选取，但应该保证这些点代表了区域的总体特征。 1. 距离权重倒数法 2．样条函数法 3．克里金方法 4. 自然近邻法 14.2.2 TIN表面的创建 TIN表面一般由矢量数据生成。这些矢量数据可以是点、线、多边形要素或是混合的数据源。TIN表面的建立可以选择一个或多个这样的矢量数据，一般来讲，这些要素是要求具有Z值的，即要求有类似高度这样的信息。已经生成的TIN表面也可以继续加入一些要素或特征，以改变或提高TIN的表面以及精度。 1．从要素生成TIN 2．向TIN中添加要素 14.3 表面分析 表面（包含无数点的区域）通常蕴含了丰富的信息。用户可能想简单地浏览表面，这是一个从总体上理解表面的好方式，或者用户可能会对表面上某个感兴趣的特定区域进行详细研究。例如，用户可能想知道表面上某一点处高度、温度、气压或杀虫剂浓度等信息的值。用户可能想知道是否在A点的观测者能够看到B点，或者一条规划的小路有多陡。用户可能对某个水库的库容或某条山脊的石方感兴趣。或者，用户可能对表面形状的整体信息感兴趣，这并不是通过对表面进行简单的观察就能立即得到的信息。例如，用户可能想知道哪些点在相同的高程，表面的哪些部分有着相同的朝向，哪里的化学污染的浓度最高或者地表下降得最厉害。 14.3.1 等高线分析 等高线是地图学中的基本概念：地面上高程相等的相邻各点连成的闭合曲线称为等高线。地形图上相邻两条高程不同的等高线之间的高差称为等高距。等高距愈小则图上等高线愈密，地貌显示就愈详细、确切； 等高距愈大则图上等高线就愈稀，地貌显示就愈粗略。 14.3.2 坡度分