三維數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一、三維數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏紫攘私馊S數(shù)據(jù)管理的的概念，對(duì)三維數(shù)據(jù)有一定的了解及認(rèn) 知后，學(xué)習(xí)對(duì)三維數(shù)據(jù)的管理、分析與應(yīng)用，掌握三維數(shù)據(jù)分析運(yùn)用要領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：三維數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)的獲取、3D要素分析；表面創(chuàng)建、表面管 理；柵格表面分析、Terrain和TIN表面分析、功能性表面；ArcScene的工具條、 二維數(shù)據(jù)的三維顯示、三維動(dòng)畫。實(shí)驗(yàn)過程：三維數(shù)據(jù)三維數(shù)據(jù)是在二維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)維度（Z坐標(biāo)），用來表示特 定表面位置的值。三維數(shù)據(jù)有四種基本類型：三維點(diǎn)數(shù)據(jù)、三維線數(shù)據(jù)、表面數(shù) 據(jù)和體數(shù)據(jù)。在Arcgis中，把三維數(shù)據(jù)分為3D要素?cái)?shù)據(jù)和表面數(shù)據(jù)。三維數(shù)據(jù)的獲?。喝S點(diǎn)、線數(shù)據(jù)的生

2、成常見方法分為創(chuàng)建包含Z值的要素類，轉(zhuǎn)換二維要素類的屬性、插值shape三種；多面體數(shù)據(jù)的生成。三維點(diǎn)、線數(shù)據(jù)的生成創(chuàng)建包含Z值的要素類啟動(dòng)ArcCatalog，右擊要?jiǎng)?chuàng)建三維要素的文件夾，在彈出的菜單欄中，選擇新建”Shapefile”，打開創(chuàng)建新Shapefile對(duì)話框。在名稱”文本框中輸入要素名稱，在類型的下拉框選擇面，單機(jī)編輯定義空間參考，選擇WGS1984坐標(biāo)系，點(diǎn)擊確定。圖一創(chuàng)建三維空間坐標(biāo)三維點(diǎn)、線數(shù)據(jù)的生成轉(zhuǎn)換二維要素類的屬性在 ArcScene 中打開 ArcToolbox，雙擊“3。Analyst 工具 “3D 要素 -“依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3D”，“打開依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3

3、D”對(duì)話框，輸 入要素設(shè)置為“point”，輸出要素類設(shè)置為“point3d”，高度字段設(shè)置為“height”。 確定，得到三維點(diǎn)數(shù)據(jù)。圖二依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3D多面體數(shù)據(jù)的生成啟動(dòng)ArcScene，在右擊文件夾，單機(jī)“新建”，選擇“文件地理數(shù)據(jù)庫”， 創(chuàng)建“文件地理數(shù)據(jù)庫”，命名為“New File Geodatabase”。在rcToolbox， 雙擊“3D Analyst工具”“轉(zhuǎn)換”“由文件打開”“導(dǎo)入3D文件”，選擇文件后，點(diǎn)擊“確定”。elders JmpDiT JD Filler圖三多面體數(shù)據(jù)的生成LLitput EuLtipatch Feature Cl3D要素分析包含3D臨近

4、、是否為閉合多面體、3D內(nèi)部、3D差異、3D 相交、3D聯(lián)合等功能。3D臨近確定輸入要素類中的每個(gè)要素與臨近要素類之間的最短距離，選用 “3D Analyst工具”中的“3D臨近”工具操作；多面體是否閉合取決于多面體 的構(gòu)造方式，選用“3D Analyst工具”中的“是否閉合3D”工具操作，可在屬 性表中查詢閉合結(jié)果；“3D Analyst工具”中的“3D內(nèi)部”工具，可以測(cè)試輸 入要素是否落在多面體內(nèi)，可以在屬性表的Status字段查詢；3D差異可以從一 個(gè)要素中剪除另一個(gè)要素的全部體積，選用“3D Analyst 工具”中的“3D差異” 工具操作，結(jié)果輸出在新表中保存；3D相交功能，能提取出

5、要素相交的部分， 結(jié)果輸出在新表中保存；3D聯(lián)合可以計(jì)算重疊多面體的交集，然后將多面體聚 集到一起，區(qū)別于3D差異和3D相交功能，可以保存所有的多面體。表面創(chuàng)建與表面管理表面創(chuàng)建：創(chuàng)建柵格表面模型的方法主要為插值法，也可以有TIN表面或Terrain表面得到；TIN的創(chuàng)建、Terrain數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建TIN創(chuàng)建柵格的操作步驟：?jiǎn)?dòng)ArcScene，加載數(shù)據(jù)，）在ArcToolbox中雙 擊“3D Analyst工具”“轉(zhuǎn)換”“由TIN轉(zhuǎn)出” “TIN轉(zhuǎn)柵格”， 打開“TIN轉(zhuǎn)柵格”對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入TIN數(shù)據(jù)，指定保存路徑和名稱， 指定“輸出數(shù)據(jù)類型（可選）”為“NATURAL_ NETGH

6、BORS”，此處采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè) 置，單機(jī)“確定”。氣 UN to Raster* Input TTW TOC o 1-5 h z ，；.”叩.|圭-U莒OuTpi.it RasterI國(guó)Output Data Type (opiicnal)JLOm 七nottid (opti ccial)2a.ipLijL-： List-arKE- ；：tie-nailC6SER7fiTT0I3 湖-圖四TIN創(chuàng)建柵格由Terrain創(chuàng)建柵格，在ArcToolbox中雙擊“3。Analyst工具”“轉(zhuǎn)換”“由Terrain轉(zhuǎn)出”“Terrain轉(zhuǎn)柵格”，打開“Terrain轉(zhuǎn)柵格”對(duì)話框，輸入數(shù)據(jù)，制定保存路

7、徑，單機(jī)“確定”。TIN的創(chuàng)建分為矢量數(shù)據(jù)創(chuàng)建，向TIN中添加要素，由柵格創(chuàng)建TIN,由 Terrain數(shù)據(jù)集創(chuàng)建TIN四種類型。其操作步驟都是由TIN管理工具或TIN轉(zhuǎn)換 工具操作執(zhí)行，生成柵格數(shù)據(jù)。表面管理：包括TIN管理和Terrain數(shù)據(jù)集的管理。TIN管理內(nèi)容：?jiǎn)螕鬞IN編輯下拉菜單，然后單擊開始編輯TIN；單擊“TIN 編輯”工具欄中的修改TIN數(shù)據(jù)區(qū)按鈕；將出現(xiàn)修改TIN數(shù)據(jù)區(qū)對(duì)話框窗口。以 交互方式選擇要著手修改的三角形或區(qū)域。圖五TIN修改使用“刪除TIN斷裂線”交互式工具，可以從TIN中移除斷裂線。單擊斷 裂線的任意位置可將其移除。必須確保在感興趣斷裂線上或其附近單擊，因?yàn)?/p>

8、如 果不間斷邊緣離您單擊的位置最近，將不會(huì)修改任何內(nèi)容。使用“移動(dòng)TIN節(jié) 點(diǎn)”交互式工具將節(jié)點(diǎn)從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。使用連接TIN節(jié)點(diǎn)交互 式工具創(chuàng)建兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的斷裂線。斷裂線將從TIN節(jié)點(diǎn)獲得其起點(diǎn)和終點(diǎn)高 度。使用交換TIN邊交互式工具以交互方式連接兩個(gè)相對(duì)節(jié)點(diǎn)以形成一對(duì)替代 三角形。單擊三角形的邊以更改其方向。使用刪除TIN節(jié)點(diǎn)交互式工具可以從TIN中移除節(jié)點(diǎn)。單擊節(jié)點(diǎn)將其移 除。使用按區(qū)域刪除TIN節(jié)點(diǎn)交互式工具可以移除數(shù)字化多邊形中的節(jié)點(diǎn)。要 刪除某個(gè)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诿嫫鹗嫉腡IN面上選擇位置;將在表面上對(duì)第一個(gè) 頂點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化。在所需位置單擊一次，可以繼續(xù)將各頂點(diǎn)添加到

9、多邊形。雙擊 可完成新多邊形的輸入。面中的節(jié)點(diǎn)將通過三角測(cè)量進(jìn)行移除。Terrain數(shù)據(jù)集的管理內(nèi)容：從Terrain數(shù)據(jù)集中移除要素類，刪除Terrain 點(diǎn)，移除Terrain金字塔等級(jí)等操作。這些工具位于“3D Analyst工具”下的 “Terrain 管理”。表面分析（1）柵格表面分析：是基于柵格表面可以進(jìn)行柵格計(jì)算、柵格重分類、柵 格表面分析等操作。（2）Terrain和TIN表面分析（3）在兩個(gè)TIN之間拉伸得到多面體，計(jì)算輸人要素類和TIN或Terrain 之間的體積，將面插值為多面體，進(jìn)行表面坡向和表面坡度等分析。工具通過在兩個(gè)輸人TIN之間拉伸面，將面轉(zhuǎn)換為多面體，并將多面

10、體輸出 為新要素類，啟動(dòng)AreScene,加載數(shù)據(jù)，在ArcToolbox中雙擊3。Analyst X 具” -“Terrain和TIN表面”-“在兩個(gè)TIN間拉伸”，打開“在兩個(gè)TIN 間拉伸”對(duì)話框，輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)及保存路徑，點(diǎn)擊“確定”?！?3D Analyst 工具” -“Terrain和TIN表面”-“面體積”工具可得出面要素類的表面體 積。“3D Analyst工具” -“Terrain和TIN表面”-“面插值為多面體”工 具，為每個(gè)要素計(jì)算平面面積和表面面積，并添加到屬性數(shù)據(jù)中?！?D Analyst 工具” -“Terrain和TIN表面”-“表面坡向”工具可將坡向信做為新字段

11、 息添加屬性信息中輸出?！氨砻嫫露取惫ぞ呖梢詫⑵露刃畔⑻砑拥较鄳?yīng)的輸出數(shù) 據(jù)中。（4）功能性表面主要包括為輸入要素添加表面信息、插值shape、表面積 和體積的計(jì)算以及通視分析等功能。表面積和體積的計(jì)算：在ArcToolbox中雙擊“3。Analyst工具“功能性表面”-“表面體積”，打開“表面體積”對(duì)話工具可計(jì)算輸人表面相對(duì) 于給定基本高度或參考平面的投影面積、表面面積和體積。“插值shape!具的作用為通過插入2值，實(shí)現(xiàn)2D點(diǎn)、線、面轉(zhuǎn)化為3D 要素類。在ArcToolbox中雙擊“3。Analyst工具 “功能性表面 “插 值shape ”工具中，輸入數(shù)據(jù)，指定保存路徑后，方法選擇 “N

12、ATURAL_ NETGHBORS，單擊“確定”?！巴ㄒ暦治觥惫ぞ呤褂?D或3D折線要素類以及柵格、TIN或Terrain數(shù)據(jù) 集表面來確定觀察點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間的可見性，也可以選擇將多面體要素類加人到 可見性分析中。在ArcToolbox中雙擊“3。Analyst工具 “功能性表面 -“通視分析”工具中，可設(shè)置障礙，使用折射，使用曲率等功能。ArcScene三維可視化分析（1） ArcScene的工具條，包含導(dǎo)航、飛行、平移、放大、縮小、全圖、識(shí) 別、選擇圖形等基礎(chǔ)工具條十* 一；可以直接 在場(chǎng)景創(chuàng)建、更新、刪除的3D編輯器，如：編輯放置工具、編輯折點(diǎn)工具、裁 剪工具、分割工具、草圖屬性、創(chuàng)建要

13、素等工具3D Editor3D Editor_；可用于創(chuàng)建3D點(diǎn)、線、面和文本圖形的3D圖形工具，可以選擇圖形，新建點(diǎn)、線、面，創(chuàng)建文本，標(biāo)記填 充顏色等繪圖功能二二辦,A.；可用于設(shè)置圖層透明度、剔除圖層面、設(shè)置圖層光照、設(shè)置圖層著色模式等功能的3D效果工具（2）二維數(shù)據(jù)的三維顯示，可通過屬性進(jìn)行三維顯示，啟動(dòng)ArcScene, 加 載數(shù)據(jù)圖層“point”，右擊“屬性”，選擇“基本高度”，在“從要素獲取的 高程”區(qū)域中選中“使用常量值或表達(dá)式”單選按鈕;單擊國(guó)，彈出“表達(dá)式構(gòu)哄 I物I邸內(nèi)建器”對(duì)話框;雙擊字段里的 Heightl輸人表達(dá)式的值，單擊“確定”按鈕。0 Me 1 vfl ton i n tha IflTVfW FwkraaI# UK Ll戶dbrq m a utzri