完整word版实验九地形分析TIN及DEM的生成及应用综合实验.docx

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完整word版实验九地形分析TIN及DEM的生成及应用综合实验

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、实验数据

高程点Elevpt_Clip.shp，高程Elev_Clip.shp，边界Boundary.shp，洱海Erhai.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）

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

执行[ArcToolbox]>>[3DAnalystTools]>>[DataManagement]>>[TIN]>>[CreateTIN]

在InputFeatureClass中依次添加Elevpt_Clip.shp、Elev_Clip.shp、Boundary.shp以及Erhai.shp，将Erhai的SF_type改为hardreplace，其余保持默认

确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tin，在TOC（内容列表）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。

执行工具栏[3DAnalystTools]>>[Conversion]>>[FromTIN]>>[TINtoRaster]，指定相关参数，以TINGrid命名，即已将TIN转为是DEM

1.2TIN的显示及应用

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，点击[符号]选项页，将[Edegetypes（边界类型）]和[Elevation（高程）]前面检查框中的勾去掉;点击[Add添加]按钮

在[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）]这两项添加么TIN的显示列表中

确定之后，将TIN图层局部放大，认真理解TIN的存储模式及显示方式

（1）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（degrees）

点击[分类]按钮，在下面的对框中，将[类]指定为5，然后在[间隔值]列表中输入间隔值：

[8,15，25,35,90]，如下图所示

点击[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：

（2）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分别表示当前图斑的坡向（平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北）

用坡度分类三角形形成多边形，执行[3DAnalysttool]工具栏中的命令[TriangulatedSurface]>>[SurfaceSlope]，按下图所示指定各参数，以tinSlopef命名：

（3）Eliminate合并破碎多边形（选做，需要8-10分钟）

新建地图文档，加载坡度多边形图层：

TinSlopef,打开TinSlopef的属性表，添加一个字段Area（类型为Double）

左键选择Area一列，通过[CalculateGeometry计算值]操作，计算各个多边形的面积

以下的操作将会把面积小于10000平方米的多边形合并到周围与之有最长公共边的多边形中：

执行菜单命令[Selection选择]>>[SelectbyAttributes通过属性选择]，查询”Area”<=10000（平方米）的图斑

被选中的多边形以高亮方式显示，这些小的图斑将会被合并到与之相邻且有最大公共边的多边形。

当然也可以选择合并到相邻的面积最大的多边形。

执行[DataManagementTool]工具栏中的命令[Generalization]>>[Eliminate]，按下图所示指定各参数，以TinSlopef_Elminate命名

将地图适当放大，比较原始图层：

tinSlopef与合并后的图层：

tinSlopef_Eliminate

（4）TIN转换为坡向多边形

用坡向分类三角形形成多边形（SurfaceAspect），参照用坡度分类三角形形成多边形。

2.DEM的应用

2.1坡度：

Slope

（1）新建地图文档，加载的DEM数据：

TINGrid

（2）在ArcToolBox中，执行命令[3DAnalysttool]>>[RasterSurface]>>[Slope],参照下图所示，指定各参数，以Slope命名

（3）右键点击图层[Slope]，执行[属性]命令，设置图层[符号]，重新调整坡度分级（分类5类：

0-8,8-15,15-25,25-35,35-90）

2.2坡向：

Aspect

（1）在上一步的基础上进行，关闭[Slope]的显示。

（2）执行命令[3DAnalysttool]>>[RasterSurface]>>[Aspect]，按下图所示，指定各参数,以Aspect命名：

2.3提取等高线

（1）新建地图文档，加载DEM数据：

[tingrid]

（2）执行命令[3DAnalysttool]>>[RasterSurface]>>[Contour]，按下图所示，指定各参数,以Contour命名：

2.4计算地形表面的阴影图

（1）在上一步基础上进行，打开[3D分析]工具栏

（2）执行菜单命令：

[3D分析]>>[表面分析]>>[山影]，按下图所示指定各参数：

（3）生成地表阴影栅格：

[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[属性]，在[图层属性]对话框中，参照下图所示设置[符号]选项页中颜色。

打开工具栏[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[3D分析]工具栏，从工具栏选择[通视线]（Lineofsight）工具：

（2）在出现的[通视线]LineofSight对话框中输入[观察者偏移量]和[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.可视区分析：

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[3D分析]工具栏中，执行菜单命令:

[3D分析]>>[表面分析]>>[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[3D分析]工具栏，点击[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[创建剖面图]按钮，得到上一步所生成的3D线段的剖面图：