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通过过坡度分析可以找出坡度大于25°
的区域；
通过空间查询，可以找出耕地；
通过栅格计算，可以找出符合多个条件的像元；
通过分区统计，可以求出各区的相关信息。
实验方法：
根据高程点和等高线数据生成tin和dem，再通过坡度分析等工作找出该地区适宜退耕还林的区域，最后采用分区统计方法，求出各村退耕还林的面积。
四、实验步骤
⑴打开arcmap，加载高程点、等高线、地类图斑和行政区划等数据。
⑵点击3danalyst→options，在general
标签将工作空间设置为实验数据所在的文件夹
⑶在3danalyst工具条上点击3danalyst→create/modifytin→createtinfromfeatures，勾选高程点和等高线，并分别设置其heightsource为bsgc（标识高程）字段，输出文件名为tin，其余采用默认值。
点击ok。
⑷点击3danalyst→convert→tintoraster，将像元大小设置为5，输出文件名为tingreid，其余采用默认值，点击ok。
⑸根据tingrid生成坡度与坡度重分类
①计算坡度：
点击spatialanalyst→surfaceanalysis→slope，选择tingrid作为输入栅格数据，坡度的度量方式为degree，
②统计坡度
④数据重分类：
输入上一步所得的临域统计数据，点击classify，将数据量（classes）设为2，
将断点值（breakvalues）设为25，将0-25的新值设为nodate，25以上的新值设为1.
⑹点击菜单selection→selectbyattributes，在layer下拉框中选择“地类图斑”，在method下拉框选择“createanewselection”，在条件语句输入“[dldm]like”11**””（以11开头的地类代码为耕地，点击ok，选择耕地图斑。
⑺右键点击“地类图斑”图层，选择date→eeportdate，在输入对象选择“selectionsfeatures”输入文件名为arable.shp，点击ok将所选的耕地输出，并将其加载到当前窗口中。
⑻点击空间分析工具spatialanalyst→options，在general标签中将slope25设置为掩膜，在extent标签中将分析范围设置为sameaslayer“arable”，在snapextentto下拉框中选择slope25，在cellsize标签中，对分析像元选择sameaslayer“slope25”，点击确定篇二：
-dem实习报告
《三维gis行业应用综述》
中国地质大学信息工程学院地理信息系统系
2011年6月
三维gis行业应用综述
摘要：
（中国地质大学（武汉）信息工程学院，湖北武汉430074）
地理信息系统（gis）技术已经被大量应用于资源管理、环境监测、城市规划、土地管理及交通、水利、林业等领域，但gis技术的发展还远没有止境。
虽然，随着科技发展，始于20世纪60年代的机助制图发展的二维（2d）gis已深入应用到各行各业中，如土地管理、交通、电力、电信、城市管网、水利、消防以及城市规划，但人们依旧不能满足于传统的二维（2d）gis软件平台。
取而代之的是空间的、立体的三维（3d）gis。
但由于三维gis包括了第三个坐标以及从平面到立体的换算，所以增加了大量的存储量和额外的数据量，因而时至今日,真正的3dgis软件还很少。
本文主要以三维gis技术在电力、旅游、国土行业的应用为例向读者介绍三维gis技术在各行各业中的广泛应用，并对三维gis的行业应用趋势做了科学的预测。
关键词：
3dgis；
gis；
行业应用；
应用平台
1前言
地理信息系统技术从60年代开始以来,经历了30多年的发展。
随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展,gis作为联系三者的纽带,广泛应用于各行各业，在国民经济信息化进程中的重要性与日俱增。
gis软件平台不断推陈出新，处于急剧变化和发展之中。
随着科技的发展，传统2d2gis已经不能满足人类需求。
例如在地质行业中，传统2d2gis软件通过矢量或栅格的方法完成二维陆地表面的成图和分析。
矢量方法接近于传统的地质图,栅格系统则适用于各种地球物理数据及卫星遥感数据等。
多年来,地质学家一直广泛采用二维地图产品表示三维地物,包括地质图、横断面图、示意图以及专门的几何结构图如立体网等。
但在某些领域,人们需要分析具有三维坐标的地表面以下的状况,这种空间关系时常为确定和评价矿产资源、石油资源或污染状况提供重要的信息,因此人们在原有的2d2gis软件基础上,又开发出了适合实际需要的3d2gis产品。
三维gis如此应运而生。
随之广泛应用于矿山、旅游、交通，城市规划，虚拟景观系统的设计与实现、石油勘
探、数字城市、测绘、边坡监测等、甚至在教育科研中也发展越来越突出。
2gis、三维gis
gis，geographicinformationsystem，即地理信息系统。
它是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。
也可以说是一中工具，是模拟现实的空间世界和进行空间数据处理的工具，也是解决空间方面问题的资源，更是空间信息处理分析的一门学科。
随着gis的有地理信息科学向地理信息服务的方面发展，它的覆盖的面就更深更远。
三维gis，利用3s技术（gis、gps、rs）、三维可视化技术（vr）、计算机技术等对地球空间信息进行编码、存储、转换、分析和显示的信息系统，真三维描述、可视化和分析管理的地理信息系统。
gis技术可以看作是源于两种成熟的软件技术：
一是数据库管理系统（dbms）,一是计算机辅助设计（cad），同时再加上管理和分析空间数据的专用函数。
空间数据可以指任何一个涉及地理位置的数据；
而gis之所以超越传统的dbms和cad软件,就在于它能捕获和管理地理对象,，如公路、河流、城镇、管线、管网、流域等等；
并且能够分析它们之间的关系；
同时gis往往具有以高清晰度的计算机图形为基础的图形用户界面（gui），从而可以用一种为人们所熟悉的可视化的形式，如地图来操作和展示数据。
所有的gis系统都带有包括空间数据、拓扑关系及属性数据在内的地理数据库,或者能与外部数据库管理系统直接进行连接。
gis所处理的空间数据按其处理方式不同，可分为：
栅格数据、2d拓扑矢量数据、数字高程模型（dem）、三角不规则网络（tin）、三维模型、时间模型等,而所有这些都是以2d或2.5d为主的,我们习惯上把2.5d称为准3d，是说它不具有真正的z坐标，而是将z值作为某一位置上的属性变量，根据平面位置x、y进行内插成格网或构建tin，使之具有处理数字高程模型的能力，如在dem和tin上面产生透视图、剖面图、坡度、坡向图等等。
但有一点不足的是,由于在这些情况下面上的高程值都不是一个独立的变量，那么一些重要的地质构造如重叠或断层处，在某个固定位置会有不同的高程，因而就不能由上述系统表示。
相比之下，真正的3d系统具有三个独立的坐标轴，能表示这种在一固定位置处的同一表面重复现象。
前文我们提到自60年代二维gis已深入应用到各行各业中，如土地管理、交通、电力、
电信、城市管网、水利、消防以及城市规划，既然广泛受到行业认可，为什么人们却不能满足于二维gis软件平台？
2d和3d的本质区别在于数据分布的范围【1】。
对于一个2d系统来说,可用一个表达式v=f（x,y）来表示,其中（x,y）是2d平面内的坐标,v是对应于此点的属性值。
对于不同的“层”,v的含义也不同,当v表示高程z时,就产生数字高程模型可见从本质上说dem是二维的,只是由于视觉的效果,人们常把它误认为三维。
从这样的dem只能获得地表的信息,而不能有效地表示地表内任一点。
3d系统能够实现此功能,对于3d系统来说v=f（x,y,z），其中（x,y,z）在3d空间是连续自由变化的,z是一个独立变量【2】。
因此，二维gis在数据采集和输入，空间数据的分析与处理以及数据输出等方面表现了强大的功能,但二维gis存在着难以克服的缺陷【3】。
它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的原本感受。
随着应用的深入，第三维的高程信息显得越来越重要。
二维gis数据模型与数据结构理论和技术的成熟，图形学理论、数据库理论技术以及计算机虚拟现实技术的进一步发展，加之应用需求的强烈推动，三维gis的出现和发展现已成为可能。
与二维gis相比，三维显示能对我们的大脑和眼睛形成强烈的感染，当我们观察一幅单个高程点所组成的平面图像时，很难想象出地表的真实形状，而采用彩色的网状透视图使得地表变得直观生动，这样三维gis对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术向用户展现地理空间现象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系；
另外，对空间对象进行三维空间分析和操作，是三维gis的特有功能。
2三维gis
2．1三维gis的基础知识?
?
2．1．1gis的概念?
2．1．2三维空间数据获取方法?
2．1．3三维gis的数据结构?
2．2三维空间数据库?
2．2．1空间数据库的概念?
2．2．2三维空间数据库的设计?
2．3三维gis的可视化?
2．3．1可视化的含义?
2．3．2地理信息可视化?
2．4三维gis空间分析?
2．4．1空间分析的概念?
2．4．2空间分析的内容?
3r树系列空间索引三维gis在输电管理中的应用
1984年由美国guttman【15】教授首创的r树空间索引结构是一个高度平衡的数据结构，它基于对经典的b树索引结构的改进与扩展，以有效地处理空间数据信息【4】。
r树系列空间索引具有其它索引方法无法企及的优势:
1它按数据来组织索引结构。
这使其具有很强的灵活性、可调节性。
无须预知整个空间对象所在的空间范围,就能建立空间索引。
2由于具有与b树相似的结构和特性,使其能很好的与传统的关系型数据库相融合,更好地支持数据库的事物、滚回和并发等功能。
这是许多国外空间数据库选择r树作为空间索引的一个主要的原因。
其后又有了很多变形，形成了r+，r-，r*-树和hilbertr树、sr树等组成的r树系列空间索引。
r-树（图1给出了一个r-树的实例）的每个结点包含一个矩形区域的索引码，该矩形区域由对应结点的所有子结点的最小外包矩形嵌套组成，其中所有的最小外包矩形的每一条边都和一个全局坐标系的坐标轴平行。
同时，r-树的树状结构具有以下特征，即：
·
若根结点不是叶子结点，则它至少有两棵子树；
除根之外的所有中间结点（乃至叶子结点）均至少有m个子结点，至多有m个子结点；
所有的叶子结点都要出现在同一层（体现了r．树的高度平衡）。
图1篇三：
读书报告[模板]
武汉大学2009-2010学年上学期
《水利工程现代化技术》考察卷
学号：
2008302430018姓名：
***院系：
****专业：
****成绩：
水利工程现代化发展及其技术
——经典工程和3s技术
摘要：
水利是位列国民经济和社会发展首位的重要基础设施,水资源是我国三大重要战略资源之一，各级工程建设管理部门在抓紧骨干性工程措施建设的同时，注重加强非工程性措施的建设，并着手利用通信、计算机、程控交换、图文视讯和遥测遥控等现代技术，特别是以“3s”技术集成为代表的数字化测绘技术和数据通讯网络技术，来发展水利工程建设。
水利工程3s技术科学管理发展
一、水利工程现代化
1.什么是水利工程？
水利工程是防洪、除涝、灌溉、发电、供水、围垦、水土保持、移民、水资源保护等工程（包括新建、扩建、改建、加固、修复）及其配套和附属工程的统称。
用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。
也称为水工程。
水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。
只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。
2.什么是水利现代化？
一是现代水利的内涵和体现。
首先是科学的治水思路。
社会经济的进步和水利自身的发展，将促进治水思路的逐步完善和成熟，传统水利向现代水利、可持续发展水利转变的步伐将进一步加快。
其次是人与自然和谐相处的水利可持续发展方针。
水利发展将更加注重人类生活与自然环境的协调统一，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展，将成为水利建设的核心指导思想。
再次是适应社会经济发展和运用市场理念的水利运行机制。
水利工作将更加注重市场经济规律、注重与经济发展相协调，建立水权、水价和水市场体系，将是发挥市场机制作用，加快水利发展的必然要求。
最后是各种现代技术的充分运用。
科学技术的进步尤其是新技术、新材料、新工艺的不断涌现，将大大加快水利科技事业的发展进程，水利建设、运行、管理等各个环节的科技含量将日益提高。
二是水资源与经济社会发展关系的密切性。
随着经济的发展，水资源承载力将成为经济社会发展的可能性边界。
只有在水资源承载力的边界内，才能合理安排产业发展布局和经济社会发展规模。
当然，人类对水资源承载力边界线也不是无能为力，可以通过节约用水和产业结构调整以及跨流域调水，使水资源承载力边界曲线向外扩张，从而减轻水资源承载力对经济社会发展的压力。
总之，水资源具有一定的承载能力，水资源对经济社会发展的承受能力是有限的，因此要以水定发展，但如果我们的认识仅仅停留在这个阶段，则是机械唯物主义，而辩证唯物主义则认为，水资源对经济社会的这种限制在一定范围、一定时间、一定程度上是可变的，人们可以通过节水和调水来实现。
三是水利建设更加重视社会、经济和环境效益的有机统一。
在保障防洪安全、提高灌溉能力的同时，水利工程建设将更加注重经济效益，更加注重环境保护。
随着市场经济的发展，水利的可持续发展必须以良好的经济效益作为支撑，水利建设将更加重视投入与产出的关系。
同时，水利建设要实现良性发展，必须顺应自然，尊重自然界的客观规律，一切从客观实
际出发。
水利工程的功能将趋向于多目标化，水利建设过程中将更加注重工程的综合利用效益。
四是水资源管理体制和运行机制将进一步发生转变。
未来的水资源管理模式更趋科学、更趋复杂和严格，管理方式将是政府宏观调控、民主协商确定、准市场运作、用水户参与管理的模式。
在体制方面，将建立起流域的水资源统一管理和区域的城乡水务统一管理相结合的新型模式。
水价将成为水资源配置的重要经济杠杆。
市场经济的日趋成熟，将使价格杠杆等经济规律在水资源配置中发挥越来越重要的作用，水价将成为优化水资源配置，促进水资源合理开发、利用、节约和保护的重要经济手段。
但是由于水资源的垄断性，国家的价格管制将长期存在。
五是城市水利将成为工业化、城市化的重要支撑。
城市工业的发展，城市化进程的加快，对水利的承载能力和保障作用的要求越来越高，大力发展城市水利将逐步成为水利建设的中心内容之一。
六是水利工作将由行政主导型向行政、经济、法律、技术等多种手段共同运用方面转变。
当前的水利工作还是典型的行政手段主导型，国家政策、行政命令还是影响水利工作的主要因素。
随着经济社会的发展、科学技术的进步以及法制建设的不断完善，水利工作将逐步发展为由行政、经济、法律、技术等多种手段共同运用，客观规律在水利建设中将会发挥更直接的作用。
3.什么是水利工程现代化？
水利工程现代化是以可持续发展的思路、市场经济的规律和系统发展的理论为指导，用现代的理性思维和理念转变人类传统的治水思路，用先进的科学技术改造传统的水利科技，用现代水管理制度和先进技术改革水管理的动态过程，通过水资源的合理开发、高效利用、综合治理、优化配置、有效节约、积极保护和有效管理，以水利现代化建设支持与保障国家现代化目标的实现，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展的一种理念。
二、水利工程现代化建设
1.都江堰——经典古老的伟大工程
都江堰水利工程由创建时的鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口引水口三大主体工程和百丈堤、人字堤等附属工程构成。
科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患，使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。
两千多年来，一直发挥着防洪灌溉作用。
截至1998年，都江堰灌溉范围已达40余县，灌溉面积达到66.87万公顷。
鱼嘴是修建在江心的分水堤坝，把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江引水灌溉。
飞沙堰起泻洪、排沙和调节水量的作用。
宝瓶口控制进水流量，因口的形状如瓶颈，故称宝瓶口。
内江水经过宝瓶口流入川西平原灌溉农田。
从玉垒山截断的山丘部分，称为“离堆”。
都江堰水利工程充分利用当地西北高、东南低的地理条件，根据江河出山口处特殊的地形、水脉、水势，乘势利导，无坝引水，自流灌溉，使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存，共为体系，保证了防洪、灌溉、水运和社会用水综合效益的充分发挥。
都江堰建成后，成都平原沃野千里，“水旱从人，不知饥馑，时无荒年，谓之天府”。
四川的经济文化有很大发展。
其最伟大之处是建堰两千多年来经久不衰，而且发挥着愈来愈大的效益。
都江堰的创建，以不破坏自然资源，充分利用自然资源为人类服务为前提，变害为利，使人、地、水三者高度协调统一。
随着科学技术的发展和灌区范围的扩大，从1936年开始，逐步改用混凝土浆砌卵石技术对渠首工程进行维修、加固，增加了部分水利设施，古堰的工程布局和“深淘滩、低作堰”，“乘势利导、因时制宜”，“遇湾截角、逢正抽心”等治水方略没有改变，都江堰水利工程成为世界最佳水资源利用的典范。
水利专家仔细观看了整个工程的设计后，都对它的高度的科学水平惊叹不止。
比如飞沙堰的设计就是很好地运用了回旋流的理论。
这个堰，平时可以引水灌溉，洪水时则可以排水入外江，而且还有排砂石的作用，有时很大的石块也可以从堰上滚走。
当时没有水泥，这么大的工程都是就地取材，用竹笼装卵石作堰，费用较省，效果显著。
虽然都江堰工程没有，也没有条件用当今的例如“3s”技术等一系列水利建设的技术，但是它的意义
深远，在当时的经济发展条件下，已经是世界上最伟大的水利工程了。
2.三峡——跨世纪的庞大工程
（1）工程简介
三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。
整个工程包括一座混凝重力式大坝，泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。
三峡工程建筑由大坝。
水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。
大坝坝顶总长3035米，坝高185米，水电站左岸设14台，左岸12台，共表机26台，前排容量为70万千瓦的小轮发电机组，总装机容量为1820千瓦时，年发电量847亿千瓦时。
通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物为双线五包连续级船闸及早线一级垂直升船机。
三峡工程分三期，总工期18年。
一期5年（1992一1997年），主要工程除准备工程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖。
修筑混凝土纵向围堰，以及修建左岸临时船闸（120米高），并开始修建左岸永久船闸、升爬机及左岸部分石坝段的施工。
二期工程6年（1988-2003年），工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装，同时继续进行并完成永久特级船闸，升船机的施工，2003年6月．大坝蓄水至35米高，围水至长江万县市境内。
张飞庙被淹没，长江三峡的激流险滩再也见不到，水面平缓，三峡内江段将无上、下水之分。
永久通航建成启用，同年左岸第一机组发电。
三期工程6年（2003一2009年）．本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。
届时，三峡水库将是一座长远600公里，最宽处达2000米，面积达10000平方公里，水面平静的峡谷型水库。
水库平均水深将比现在增加10一100米。
最终正常冬季蓄水水位为海拨175米，夏季考虑防洪，海拨可以在145米左右，每年将有近30米的升降变化，水库蓄水后，坝前水位提高近100米，其中有些风景和名胜古迹会受一些影响。
长江三峡水利枢纽，是当今世界上最大的水利枢纽工程。
1994年6月，由美国发展理事会（wdc）主持，在西班牙第二大城市巴塞罗那召开的全球超级工程会议上，她被列为全球超级工程之一。
放眼世界，从大海深处到茫茫太空，人类征服自然、改造自然的壮举中有许多规模宏大技术高超的工程杰作。
三峡工程在工程规模、科学技术和综合利用效益等许多方面都堪为世界级工程的前列。
她不仅将为我国带来巨大的经济效益，还将为世界水利水电技术和有关科技的发展作出有益的贡献。
（2）三峡与3s
在3s技术支持下,采用景观面积比、分维数、多样性指数、斑块密度等景观格局指数及土地利用/覆盖综合动态变化度,分析了三峡库区巫溪县不同坡度带及坡向带的景观格局现状及变化。
结果表明,不同景观类型在同一坡度带及坡向带的景观格局状况不同,同一景观类型在不同坡度带及坡向带亦不同。
坡度与坡向对巫溪县景观格局状况及变化存在重要影响,且该影响陡坡比缓坡变化强烈,阴坡比阳坡变化强烈。
长江三峡库区生态环境脆弱,水土流失严重,历来是国家水土保持工作的重点地区;
随着三峡工程的兴建,库区移民迁建工程又造成了新的人为水土流失.应用“3s”技术开展水土流失动态监测,科学评价三峡库区水土流失的动态变化,为今后生态环境建设提供决策依据,意义重大.本项目采用1980年和1999年两期spot影像进行动态对比研究,主要内容分为地形图数字化及dem生成、两期遥感影像解译、水土流失gis系统建设三大部分.事实证明,应用“3s”技术开展水土流失动态监测,快速、准确、客观、经济,为监测区开展水土流失治理宏观决策提供科学有力的依据。
三、水利工程现代化建设技术
1.水利信息化
信息化有着一个系统性强、集成度高和技术更新周期短的特点。
信息化中，对信息的规范化和标准化有着严格的要求，否则难以实现网络的互联互通和信息的大规模集成。
目前尚未形成一个集信息源和基础数据库为一体的水利信息公用平台，无法真正实现全行业资源共享。
例如，水利工程施工管理，信息系统；
现代化灌区管理思路；
流域或地区性水利信息化建设；
防洪减灾保安体系建设；
水资源污染防治；
水利领域信息化都是极其重要的形式。
2.水利数字化（3s技术）
作为“数字地球”技术基础的3s（rs，ｇｉｓ，ｇps）技术在水利行业的应用还
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