实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用.doc
6页
实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用<综合实验>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.(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.(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 ] 这两项添加么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(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, 请参照上图进行设置在上面的对话框中,选中Slope,点击 [分类] 按钮,在下面的对框中,将[类] 指定为 5,然后在 [间隔值] 列表中输入间隔值： [ 8, 15,25, 35, 90] ,如下图所示点击两次 [确定] 后关闭图层属性对话框,图层[ tin ] 将根据指定的渲染方式进行渲染,效果如下图所示 ：执行[3D分析]工具栏中的命令[转换]>>[TIN转换到矢量],按下图所示指定各参数：得到多边形形图层：[ tinSlopef] ,它表示研究区内各类坡度的分布状况,结果是矢量格式,打开其属性表可以看到属性 [SlopeCode] 为 数值[1,2,3,4,5]查看矢量图层：tinSlopef 中要素属性表,其中属性[SlopeCode]1,2,3,4,5分别表示坡度范围〔0-8〕、<8-15>、〔15-25〕、〔25-35〕、<>35> (5) Eliminate合并破碎多边形〔选做,需要8-10分钟〕新建地图文档,加载坡度多边形图层：TinSlopef, 打开TinSlopef的属性表,添加一个字段Area〔类型为Double〕,通过[计算值]操作,计算各个多边形的面积：选中高级,输入VBA代码到[Pre-Logic VBA Script Code],输入变量[dblArea]到[Area=] 下的输入框中.以下的操作将会把面积小于10000平方米的多边形合并到周围与之有最长公共边的多边形中：执行菜单命令[选择]>>[通过属性选择],查询"Area"<=10000 〔平方米〕的图斑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] 命令指定输入图层：tinSlopef, 输出要素类：TinSlopef_Elminate.shpEliminate<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12. DEM的应用2.1坡度：Slope(1) 新建地图文档,加载[1.2<6>]中得到的DEM数据：TINGrid(2) 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：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 〕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]2.2 坡向：Aspect(1) 在上一步的基础上进行,关闭[Slope of tingrid]的显示.(2) 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]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]：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) 在上一步基础上进行,打开[3D 分析]工具栏(2) 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：(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.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.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 ]
