第六章 三维数据空间分析方法.ppt

* * * * 可视性分析 * * 自然邻域法插值 基本思路： 利用输入点及邻近栅格单元进行插值生成栅格表面。 方法： 利用输入数据点(样本点)为节点，建立Delaunay三角形; 样本点的邻域为其周边相邻多边形形成的凸集中最小数目的节点; 相邻点的权重由Thiessen/Voronoi方法计算得到。 表面模型的创建 实现方法： 3D Analyst模块中“Interpolate to Raster”的“Natural Neighbors”项，打开自然邻域插值对话框。 参数设置： 选择输入点数据源 选择用于插值的高程数据源 指定输出栅格单元大小 指定输出路径和文件名 表面模型的创建 不规则三角格网数据(TIN)的建立 数据：混合矢量数据源，包括：点数据、线数据、面数据。 点数据最重要：决定整个TIN表面的基本形状，点集的密度由区域的起伏情况决定，起伏较大的区域点集密度大，反之，可减少点的密度。 表面模型的创建 另一种矢量数据源：隔断线(Breakline)。 隔断线是ArcGIS用来表示线要素的方法，包括： 硬断线：硬断线表示表面上突变的特征线(坡度不连续)，如山脊线、河流边界、道路边界等； 软断线：是可以添加到TIN表面，但不改变表面形状的线(即不参与TIN数据的创建)，通常用于标注当前的研究区域范围。 硬断线干预插值运算，设置硬断线后，插值运算只能在线的两侧单独进行，落在硬断线上的点同时参与线两侧的插值运算，硬断线改变了TIN表面的形状。 表面模型的创建 多边形数据对构TIN的影响： ArcGIS中参与TIN生成的多边形： 裁切多边形：定义插值的边界，多边形之外的输入数据不参与插值运算； 删除多边形：定义插值的边界，多边形之内的数据不参与运算； 替换多边形：将多边形内定义为相同的高度值，常用于模拟湖面或被挖成平面的坡面； 填充多边形：对落入多边形内的所有三角形的属性值取整，多边形外的不受影响。 表面模型的创建 操作方法： ArcGIS中建立TIN的基本过程： 3D Analyst模块中的“Creat/Modify TIN”，选择“Create TIN from Feature” 在对话框中设置参数，包括： 选择建立TIN的要素层 选择高程属性字段 选择插值用的要素类型 设置输出数据文件名和路径 表面模型的创建 ArcGIS提供了各种三维数据间的转换功能： 二维要素到三维要素的转换 栅格数据或TIN数据到矢量数据的转换 栅格数据与TIN数据的相互转换 数据转换 二维要素到三维要素的转换 根据高程获取方式的不同，二维要素数据转换为三维数据的方法有： 从表面获取现有要素的高程值 通过要素属性获取要素高程 以某常量为要素高程属性 数据转换 栅格数据或TIN数据到矢量数据的转换 将栅格数据转换为某种特征要素数据(如高程、坡度或者坡向等)。 根据需要将要素类转换为多边形范围。 最后转换得到的矢量数据主要是进行进一步的叠置分析或编辑，如可以从栅格数据中得到高程值大于3000米的矢量多边形用来参与相关的叠置分析。 数据转换 操作方法: 打开“Raster to Features”对话框： 选择输入的栅格数据； 选择需要拷贝到输出要素的字段； 选择输出要素类型； 指定输出文件名及路径。 数据转换 TIN数据转换为矢量数据的基本思想： 从TIN表面上提取坡度坡向多边形或是提取TIN三角节点的高程值直接作为点要素。 ArcGIS中的步骤: 打开“TIN to Features”对话框； 选择输入的TIN数据； 选择转换类型； 指定输出文件名及路径 数据转换 栅格数据与TIN数据的相互转换 栅格数据到TIN数据的转换步骤： 打开“Convert Raster to TIN”对话框； 选择输入的栅格数据； 设置TIN的垂直精度（即输入栅格单元中心的高程与TIN表面间的最大差值），垂直精度越小，生成的TIN越能保留原有栅格表面的详细程度，值越大，表面越粗糙； 设置加入到TIN中的点数限制； 设置输出TIN文件名及路径。 数据转换 TIN数据到栅格数据的转换步骤： 打开数据转换对话框； 选择输入TIN数据； 选择要转换到栅格数据中的TIN属性字段（高程、坡度、坡向等）； 设置高程转换系数：当高程坐标单位与平面坐标单位不一致时，将高程坐标单位转换到平面坐标单位时的常量； 设置输出栅格单元大小； 设置输出栅格文件名及路径。 数据转换 表面分析是ArcGIS三维分析模块中最主要的功能模块。 包括： 三维查询 阴影分析 坡度坡向计算 表面积和体积计算 可视性分析 剖面分析，等 表面分析 坡度坡向计算 基于栅格数据的坡度指：过该栅格点的切平面与水平地面的夹角。有两种表示方法： 坡度：水平面与地表面的夹角 坡度百分比：高程增量与水平增量的百分比 栅格数