ArcGIS地形分析报告实验内容及步骤.docx

ArcGIS地形分析报告实验内容及步骤.docx

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ArcGIS地形分析报告实验内容及步骤

实验九地形分析-----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：

ArcGISDesktop-----ArcMap（3D分析模块---3DAnalyst）

实验数据：

矢量图层：

高程点Elevpt_Clip.shp，等高线Elev_Clip.shp，边界Boundary.shp，洱海Erhai.shp，移动基站.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（Insert---DataFrame）

（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“3DAnalyst”扩展模块（执行菜单命令[Tools]>>[Extensions扩展]，在出现的对话框中选中3D分析模块---3DAnalyst），在工具栏空白区域点右键打开[3DAnalyst]工具栏

（3）执行工具栏[3DAnalyst]中的菜单命令[3DAnalyst]>>[Create/ModifyTIN创建/修改TIN]>>[CreateTINFromFeatures从要素生成TIN]；

（4）在对话框[CreateTINFromFeatures]中定义每个图层的数据使用方式；

在[CreateTINFromFeatures]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（HeightSource），设定三角网特征输入（Inputas）方式。

可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。

即勾选elevptClip：

高度源（heightresource）：

ELEV；三角网作为（triangulateas）：

masspoints；标识之字段（tagvaluefield）：

none。

勾选elevClip，高度源（heightresource）：

ELEV；三角网作为（triangulateas）：

masspoints；勾选Boundary，三角网作为（triangulateas）：

softclip，其余不变，勾选ErHai，高度源（heightresource）：

ELEV；三角网作为（triangulateas）：

hardreplace；标识之字段（tagvaluefield）：

none。

（5）确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tin，在TOC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[3DAnalyst]中的命令[Convert转换]>>[TINToRaster]，指定相关参数：

Attribute：

[Elevation]，CellSize栅格大小:

[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

1.2TIN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LayerProperties，点击[Symbology符号]选项页，将[Edgetypes边界类型]和[Elevation高程]前面检查框中的勾去掉;点击[Add]按钮

（2）在[AddRenderer添加渲染]对话框中，将[Edgeswiththesamesymbol所有边用同一符号进行渲染]和[Nodeswiththesamesymbol所有点用同一符号进行渲染]这两项添加到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[Faceslopewithgraduatedcolorramp面坡度用颜色梯度表进行渲染]和[FaceAspectwithgraduatedcolorramp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，

在上面的对话框中，选中Slope，点击[Classify分类]按钮，在下面的对框中，将[Classes]指定为5，然后在[BreakValues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：

（5）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1

2.DEM的应用

2.1坡度：

Slope

（1）新建地图文档，加载[1.1（6）]中得到的DEM数据：

TINGrid

（2）加载3D分析扩展模块，打开[3DAnalyst]工具栏，执行菜单命令[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalysis表面分析]>>[Slope],参照下图所示，指定各参数

（3）得到坡度栅格slopeofTinGrid：

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[Slopeoftingrid]，执行[Properties]，设置图层[Symbology]，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：

[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalysis]>>[Slope]。

按如下所示，指定各参数：

（6）得到剖面曲率栅格：

[SlopeofSlopeoftingrid]

2.2坡向：

Aspect

（1）在上一步的基础上进行，关闭[Slopeoftingrid]的显示。

（2）执行菜单命令：

[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalysis]>>[Aspect]，按下图所示，指定各参数：

（3）得到坡向栅格：

[Aspectoftingrid]

坡向栅格

以下计算平面曲率:

（4）执行菜单命令：

[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalysis]>>[Slope]，按下图所示指定各参数：

（5）生成平面曲率栅格：

[SlopeofAspectoftingrid]：

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：

[3DAnalystTools]>>[RasterSurface]>>[Contour]

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[3DAnalyst]工具栏

（2）执行菜单命令：

[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalyst]>>[Hillshade光照模拟]，按下图所示指定各参数：

（3）生成地表阴影（光照模拟）栅格：

[HillshadeoftinGrid]:

（4）DEM渲染：

如以下第2幅图所示，关闭除[tingrid]和[Hillshadeoftingrid]以外所有图层的显示，并将[tingrid]置于[Hillshadeoftirngrid]之上，右键点击[tingrid]，在出现的右键菜单中执行[Properties]，在[LayerProperties]对话框中，参照下图所示设置[Symbology]选项页中颜色。

在菜单空白处右键打开工具栏[Effects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[3DAnalyst]工具栏，从工具栏选择[通视线]（CreateLineofsight）工具：

（2）在出现的[通视线LineofSight]对话框中输入[Observeroffset观察者偏移量]和[Targetoffset目标偏移量],即距地面的距离，如图：

在地图显示区中从某点[A]沿不同方向绘制多条直线，可以得到观察点[A]到不同目标点的通视性：

绿色线段表示可视的部分，红色线段表示不可见部分

B.可视域分析：

移动发射基站信号覆盖分析

（1）在上一步基础上进行，在内容列表区[TOC]中关闭除[tingrid]之外的所有图层，加载移动基站数据－矢量图层：

[移动基站.shp]

（2）在[3DAnalyst]工具栏中，执行菜单命令:

[3DAnalyst]>>[SurfaceAnalyst]>>[Viewshed视域]，按下图所示指定各参数：

（3）生成可视区栅格：

[ViewShedof移动基站]：

其中绿色表示现有发射基站信号已覆盖的区域，淡红色表示，无法接收到手机信号的区域

2.6地形剖面

（1）在上一步基础上进行，打开[3DAnalyst]工具栏，点击[IntopolateLine插入线]工具，跟踪一条线段，这条线段可以从DEM:

[TINGRID]中得到高程值，

（2）点击[CreateProfileGraph创建剖面图]按钮，得到上一步所生成的3D线段的剖面图：