太原理工大學(xué)地理信息系統(tǒng)軟件及應(yīng)用-第十一章課件

1、GIS 軟件應(yīng)用 -使用ArcGISModeling Our World6 地形分析 1. 用矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)建TIN 2. TIN的應(yīng)用 3. DEM表面分析6.1用矢量數(shù)據(jù)來創(chuàng)建TIN需要三種數(shù)據(jù)創(chuàng)建TIN高程點(diǎn)2.等高線1. 3.邊界線 指定圖層中數(shù)據(jù)在定義TIN時(shí)的作用： 高度源（Height Source）：指定圖層屬性表中的一個(gè)字段，從這個(gè)字段中獲取高程值。對(duì)于3D 圖層，高度值存儲(chǔ)在“Shape”字段中，可選擇要素Z值；當(dāng)圖層中無高度屬性時(shí)，可選“無”，但要保證至少有一個(gè)圖層屬性表中有高度值。 矢量圖層在構(gòu)造三角網(wǎng)時(shí)的作用（“三角網(wǎng)作為：”）：如果是高程點(diǎn)圖層，則選擇為“散點(diǎn)”Mass

2、 points；如果是等高線等線要素圖層，則可設(shè)置為：Mass points、Hard Breaklines、Soft Breaklines三種類型。多邊形圖層，則選項(xiàng)為：Mass points、Hard Breaklines、Soft Breaklines、Hard clip Polygons、Soft clip Polygons、Hard erase Polygons、Soft erase Polygons、Hard fill Polygons、Soft fill Polygons。 對(duì)線和面特征可以分為“硬（Hard）”或“軟（Soft）”。硬特征表示突變的事物（如道路、河流等指示坡度突

3、變），而軟特征表示連續(xù)的事物（如連續(xù)的山脊線等） TIN的顯示的顯示 TIN圖層可以顯示節(jié)點(diǎn)、邊、面、坡度、坡向等多種特征，這些特征可以獨(dú)自顯示，也可以同時(shí)顯示，還可以以任意組合的方式顯示。 顯示高程節(jié)點(diǎn)：TIN按節(jié)點(diǎn)高程以漸變色顯示 顯示邊：顯示構(gòu)成TIN三角網(wǎng)的各條邊 顯示高程：TIN的默認(rèn)顯示方式，同時(shí)顯示山影效果 顯示坡向：顯示TIN中每一個(gè)不規(guī)則三角形區(qū)域的坡向6.2 TIN的應(yīng)用 TIN 是英文單詞不規(guī)則三角網(wǎng)的縮寫 可以基于TIN直接轉(zhuǎn)換得到坡度、坡向或生成DEM柵格 TIN to Slope(坡度)補(bǔ)充資料: 破碎多邊形的合并(Eliminate)： 將選中的多邊形與與相鄰的面

4、積最大或有最長(zhǎng)公共邊的多邊形合并 信息還是噪音？6.3 DEM表面分析計(jì)算坡度計(jì)算坡度Slope 地面上某點(diǎn)的坡度表示了地表在該點(diǎn)的傾斜程度地面上某點(diǎn)的坡度表示了地表在該點(diǎn)的傾斜程度 坡度與坡向的計(jì)算通常在33的DEM柵格窗口（如圖）中進(jìn)行 坡度有兩種表示方法：度或百分比坡度的應(yīng)用非常廣泛，例如： 根據(jù)坡度起伏變化，確定崩塌、泥石流區(qū)域或嚴(yán)重的土壤侵蝕區(qū)，作為災(zāi)害防治與水土保持工作的基礎(chǔ)。 提取平坦區(qū)域，為大型商業(yè)中心或房屋建筑選址。坡度可在DEM或TIN的基礎(chǔ)上提取。 根據(jù)DEM計(jì)算得到的坡度柵格計(jì)算坡向計(jì)算坡向Aspect 坡向定義為坡面法線在水平面上的投影與正北方向的夾角。 在ArcGI

5、S中Aspect表示每個(gè)柵格與它相鄰的柵格之間沿坡面向下最陡的方向。 在輸出的坡向數(shù)據(jù)中，坡向值有如下規(guī)定：正北方向?yàn)?度，正東方向?yàn)?0度，以次類推。 應(yīng)用： 在一個(gè)區(qū)域內(nèi)提取所有朝南的坡面，為房地產(chǎn)建設(shè)選址提供最佳位置。 計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)的太陽光照量，從而測(cè)定每一點(diǎn)的生物量。坡向可在數(shù)字高程模型DEM或TIN數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提取。 基于DEM計(jì)算坡向分布圖，坡向柵格單元中的值表示當(dāng)前柵格相對(duì)正北方向的的坡向（從0-360變化）計(jì)算山體陰影計(jì)算山體陰影HillShade 分析或模擬地面的光照情況，產(chǎn)生地形表面的陰影圖。Hillshade 可測(cè)定研究區(qū)域中給定位置的太陽光強(qiáng)度和光照時(shí)間，并且

6、對(duì)實(shí)際地面進(jìn)行逼真的立體顯示，增強(qiáng)地面的起伏感。 要計(jì)算山影，需要給定太陽方位角和太陽高度角 它的應(yīng)用有： 對(duì)地形起伏進(jìn)行生動(dòng)的表示，從而顯示不同土地利用類型在地形上的分布情況。 研究陽光的照射位置與公路上發(fā)生的車禍?zhǔn)录l(fā)生率之間的相關(guān)性。 分析農(nóng)作物與太陽光照的關(guān)系 根據(jù)DEM計(jì)算得到的山影圖創(chuàng)建等值線創(chuàng)建等值線Contours在ArcGIS中Contours功能生成一個(gè)新的矢量圖層，每條線表示了具有相同高度、數(shù)量或者濃度的連續(xù)的位置的集合。生成的等值線經(jīng)過平滑處理，真實(shí)地再現(xiàn)了表面等值線。有三種方法：將DEM或Tin生成為線要素矢量主題創(chuàng)建一個(gè)新的線主題 ，并從Dem主題或Tin中提取等值

7、線，提取的等值線成為新主題中的要素1. 提取單條等值線制作地形剖面圖制作地形剖面圖在工程方面(如在公路、鐵路、管線等的設(shè)計(jì)過程中)，常常需要制作剖面圖。剖面圖的制作是以DEM數(shù)據(jù)(GRID數(shù)據(jù))或TIN數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的 基于DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行“線插值” ，得到一條具有高程值的線段 計(jì)算具有高程值的線段的剖面圖測(cè)量表面面積和體積測(cè)量表面面積和體積使用三維分析可以測(cè)量表面面積和體積，同時(shí)還可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)表面之間容積的差異-進(jìn)行開挖、填埋分析。 表面面積是沿表面的曲面進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出的面積總要大于二維平面測(cè)量的面積。 體積是計(jì)算TIN表面和某一指定高程所在的水平面之間的立體空間，可以是平面之上的，也可以是平面

8、之下的。測(cè)量體積，在實(shí)際應(yīng)用中一般用來計(jì)算土石方量 給定一條等高線，計(jì)算其上或以下的的表面面積和體積挖填分析 通過分析比較兩個(gè)表面模型前后的變化，還可以計(jì)算填埋及挖掘土石方量。 可視性分析實(shí)質(zhì)上屬于對(duì)地形進(jìn)行最優(yōu)化處理的范疇。例如：設(shè)置雷達(dá)站、電視臺(tái)的發(fā)射站、道路選擇、航海導(dǎo)航等、移動(dòng)電話基站選址，在軍事上如布設(shè)陣地（炮兵陣地、電子對(duì)抗陣地）、設(shè)置觀察哨所、鋪架通信線路等。 主要的兩可視性分析：通視性分析Line of sight，通過此功能可以顯示兩點(diǎn)之間的通視情況，從而判斷從一個(gè)觀察點(diǎn)是否可以看到目標(biāo)物，回答了“從這里我可以看到哪個(gè)目標(biāo)？” ?？梢曈蚍治鯲iewshed Analysis，確定了從一個(gè)或多個(gè)觀察點(diǎn)可以觀測(cè)到的區(qū)域?；卮鹆恕皬倪@里我可