DEM分析與應用DEM表面分析及坡度坡向圖應用

1、第八章第八章DEM分析與應用分析與應用數字高程模型數字高程模型第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析 表面積與體積計算表面積與體積計算, , 坡度和坡向的計算坡度和坡向的計算 提取斷面提取斷面 表面陰影分析表面陰影分析 挖填方分析（挖填方分析（Cut/FillCut/Fill）2.DEM在地理分析中的應用 坡度坡度/ /坡向圖的應用坡向圖的應用 河網的提取河網的提取 河網分級河網分級 流域流域分割分割3.基于DEM的虛擬景觀建立第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析 表面是由許多點組成的區(qū)域，其中包含著大量有用的信息表面是由許多點組成的區(qū)域，其中包含著大

2、量有用的信息. 通過對DEM表面進行簡單的視覺瀏覽可以從總體上了解表面或對表面上某個感興趣的區(qū)域進行研究。同時，也可以為需要進行一些更為復雜的分析如兩點之間的通視性分析，或者計算表面的坡度信息以為土地利用規(guī)劃決策提供幫助等。 因此，表面創(chuàng)建好之后，通?？捎脕磉M行進一步分析表面創(chuàng)建好之后，通?？捎脕磉M行進一步分析，包括可視化增強（如設置陰影地貌)，或者進行諸如從一個特定的位置或路徑設置可視化的更高級別的分析。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析表面積與體積計算表面積與體積計算 平面上平面上某矩形區(qū)的面積為其長與寬的乘積某矩形區(qū)的面積為其長與寬的乘積。與此不同，地地形曲面的表

3、面積是沿表面的斜坡計算的形曲面的表面積是沿表面的斜坡計算的，它考慮到了表面高度的變化情況。除非表面是平坦的，通常表面積總是大于其二維底面積。體積指表面與某指定高度的平面（參考平面）之間的空間大體積指表面與某指定高度的平面（參考平面）之間的空間大小小.而按照表面與參考平面之間的上下關系可分為兩種：參考平面之上的體積、參考平面之下的體積，如某山體的土方量或某水庫的庫容就是最常見的例子.第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析表面積與體積計算表面積與體積計算 實現過程：實現過程： 打開面積與體積統計工具（3D Analyst /Area and Volume Statistics）

4、.第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用選擇輸入表面(Input Surface)；設定參考平面的高程值選擇計算參考平面之上的體積還是之下的體積.設置高程轉換系數，將高程坐標單位轉換為平面坐標單位（可選）；第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用根據需要,可選擇Save/append statistics to text file 復選框，則將計算結果保存到指定名稱的文本文件中；點擊Calsulate statistics按鈕進行運算,結果將顯示在按鈕之下,同時寫入上步所指定的文本文件中. 第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析坡度和坡向的計算坡度和坡向的計算 選擇表面分

5、析的坡度坡度工具（3D Analyst/Slope）選擇坡度的表示方式選擇坡度的表示方式： 坡度(degree of slope)：即水平面與地形面之間夾角.坡度百分比（percent slope),也叫比降（I）.它等于高程增量與水平增量之比的百分數. I%=tgI%=tg第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析坡度和坡向的計算坡度和坡向的計算 選擇表面分析的坡度工具（3D Analyst/Slope）設定高程變換系數，適用于高程單位與平面單位不一致時.第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析坡度和坡向的計算坡度和坡向的計算 選擇表面分析的坡向坡向工具（3

6、D Analyst/Aspect）坡向用度數坡向用度數來度量來度量，并且正北是0度，正東是90度，正南是180度，正西是270度。北坡北坡：0-22.5、337.5-360，東北坡東北坡：22.5-67.5，東坡東坡：67.5-112.5，東南坡東南坡：112.5-247.5，南坡南坡：157.5-202.5，西南坡西南坡：202.5-247.5，西坡西坡：247.5-292.5，西北坡西北坡：292.5-337.5，平緩坡平緩坡：-1。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析提取斷面提取斷面 地形斷面/剖面圖表示了沿地形表面上某條線前進時表面上高程變化的情況. 在工程（如公

7、路、鐵路、管線工程等）設計過程中,常常需要提取地形斷面,制作剖面圖.例如，在規(guī)劃某條鐵路時需要考慮線路上高程變化的情況以評估在其上鋪設軌道的可行性。 剖面圖的制作剖面圖的制作可以采用該區(qū)域的柵格DEM或TIN表面。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析提取斷面提取斷面 制作過程如下： 在ArcMap中添加數據,并在3D Analyst工具條上選擇該數據.第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析提取斷面提取斷面 制作過程如下： 在生成的剖面圖標題 欄上點擊右鍵，可選擇屬 性(Properties)項等,進行 布局調整與編輯.第八章第八章 DEM分析與應用分析

8、與應用1.DEM表面分析表面陰影分析表面陰影分析 表面陰影的原理表面陰影的原理：表面陰影是根據假想的照明光源對高程柵格圖的每個柵格單元計算照明值。 計算過程中包括三個重要參數：太陽方位角、太陽高度角、表面灰度值. 太陽方位角太陽方位角以正北方向為0度，按順時針方向度量，如90度方向為正東方向。由于人眼的視覺習慣，通常默認方位角為315度，即西北方向。 太陽高度角太陽高度角為光線與水平面之間的夾角，同樣以度為單位。為符合人眼視覺習慣，通常默認為45度。 第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析表面陰影分析表面陰影分析 具體計算過程：具體計算過程： 選擇表面陰影分析工具第八章第八

9、章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析表面陰影分析表面陰影分析 具體計算過程：具體計算過程： 設置相關參數：第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析表面陰影分析表面陰影分析 具體計算過程：具體計算過程： 設置相關參數：（6）陰影化陰影化（可選）（可選）：選中此復選框,可以計算出某一特定光照下條件下區(qū)域內處于其它柵格單元陰影中的那一部分柵格,它們會被賦值為0。然后，通過空間分析的重分類（Reclassify）方法，從陰影文件中生成二值圖像，也即陰影區(qū)和非陰影區(qū)分別賦值。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析挖填方分析（挖填方分析（Cut/FillC

10、ut/Fill） 當需要了解兩個表面之間的面積和體積變化時，計算填/挖（Cut/Fill）表面是非常有用的。它能夠識別表面物質已發(fā)生增加或移除的表面的面積和、體積和位置。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用1.DEM表面分析挖填方分析（挖填方分析（Cut/FillCut/Fill） 謝謝觀賞謝謝觀賞第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用2.DEM在地理分析中的應用 坡度坡度/ /坡向圖的應用坡向圖的應用 數據準備：數據準備：植被類型數據、DEM數據 結果要求結果要求：位于南坡或坡度大于25的各類植被的面積 操作過程操作過程：基于DEM數據生成坡度坡度/ /坡向柵格影像坡向柵格影像坡度/坡

11、向柵格影像的二值化處理二值化處理：通過空間分析的重分類（Reclassify）方法，將南坡或坡度大于25柵格單元賦值為1、不符合此要求的賦不符合此要求的賦空值空值。第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用2.DEM在地理分析中的應用 坡度坡度/ /坡向圖的應用坡向圖的應用在Input raster的下拉菜單 中選擇需要變更值的圖層在Reclass Field欄的下拉 菜單中選擇需變更的字段在New Value欄中定位需要 改變數值的位置,然后鍵入新 值。(可選項) 將 missing values 改成NoData.第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用2.DEM在地理分析中的應用 坡度坡度/ /坡向圖的應用坡向圖的應用符合要求的各類植被的面積信息提取符合要求的各類植被的面積信息提?。?通過空間分析的分類區(qū)統計（Zonal Statistics）功能來實現. 選擇要用來進行分類區(qū)統計的 圖層（植被）選擇分類區(qū)圖層中要用到的字段 在Value raster欄中選擇被用作 分類區(qū)的柵格數據（Reclassify ）第八章第八章 DEM分析與應用分析與應用2.DEM在地理分析中的應用 坡度坡度/ /坡向圖的應用坡向圖的應用符合要求的各類植被的面積信息提取符合要求的各類植被的面積信息提?。?通過空間分析的分類