实习7DEM建立与应用.docx

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实习7DEM建立与应用

实习七、DEM建立与应用

一、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：

1、加深对DEM建立过程的原理、方法的认识；

2、熟练掌握ARCVIEW中建立DEM、TIN的技术方法。

3、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

1、软件准备：

Arcview

2、数据准备：

文件feapt-clip1.dbf，feapt-clip1.shp，feapt-clip1.shx，文件terlk-clip1.dbf，terlk-clip1.shp，terlk-clip1.shx，文件夹cal2和info。

三、实验内容

1、DEM及TIN的建立

（1）由采样点数据建立表面

1）在视图目录表中添加并激活采样点层面feapt-clip1.shp。

2）从【Surface】菜单中选择【InterpolateGrid】命令。

3）在出现的OutputGridSpecification对话框中设定输出主题的范围、栅格单元大小及栅格行、列数。

4）

接下来出现的InterpolateSurface对话框中，从Method列表中选择Spline（注意：

在菜单中只有IDW和Spline两种内插方法可以选择）。

在ZValueField列表中选择Elev（高程）字段，单击OK。

5）生成新的栅格主题SurfacefromSoilsamp.shp（如图1）。

6）将得到的结果层面与原始的DEM层面（？

）（MapCalculation1）相减，得到结果层面如图2所示：

（2）由点、线数据生成TIN转为GRID

1）添加并激活点层面feapt-clip1和线层面terlk-clip1。

2）点击【Surface】菜单下的【CreateTINfromfeatures】；

3）在“CreateNewTIN”对话框中定义每个主题的数据使用方式；

在“CreateNewTIN”对话框中，对某一个主题需要指定高程源（HeightSource），以何种表面特征输入（Inputas），以及选某一个值的字段来作为属性信息（可以为None）。

（见图3）

4）确定生成文件的名称及其路径，生成新的层面tin-point。

（见图4）

5）点击【Theme】菜单下的【Converttogrid】，确定生成文件的名称及其路径，生成新的Grid层面。

（见图5）

6）

7）

将新生成的Grid层面与原始的DEM层面（MapCalculation1）相减，得到结果层面如图6所示：

2、DEM的应用

（1）地形指标的提取

1）坡度

具体的方法步骤如下:

I、添加Dem数据并激活它。

II、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令。

III、生成新的坡度主题slopeofDem。

IV、双击左边的图例，在弹出的LegendEditor对话框中可重新调整坡度分级（如图7）。

2）坡向

具体的方法步骤如下:

I、在视图目录表中添加dem并激活它。

II、从【Surface】菜单中选择【DeriveAspect】命令。

III、

显示并激活生成的坡向主题AspectofDem（如图8）。

3）

平面曲率

I、激活坡向数据。

II、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令。

III、

生成平面曲率层面SlopeofAspect。

（见图9）

4）剖面曲率

具体的方法步骤如下:

I、激活坡度数据。

II、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令。

III、

显示并激活生成的剖面曲率层面SlopeofSlope（如图10）。

（2）提取等高线

具体的方法步骤如下:

I、在视图目录表中添加dem并激活它。

II、从【Surface】菜单中选择【CreateContours】命令。

III、在出现的ContoursParameters对话框中输入等高距Contourinterval和基础等高线的值BaseContours。

IV、

生成等高线主题ContoursofDem（如图11）。

（3）地形表面的阴影图

具体的方法步骤如下:

I、在视图目录表中添加dem并激活它。

II、从【Surface】菜单中选择【ComputeHillshade】命令。

III、在ComputeHillshade对话框（如图12）中，输入计算Hillshade的参数值。

IV、

生成地表阴影主题HillshadeofDem（如图13）。

（4）可视性分析

1）通视性分析

在Arcview中，进行通视性分析有两种具体操作

第一种操作：

例如：

分析某区域内S与P两点间的通视情况。

I、添加Dem或TIN主题作为通视性分析的地形表面并激活它。

II、从工具栏选择Lineofsight工具

。

III、

在出现的LineofSight对话框中输入观察者Observer与目标物Target距地面的距离（如图14），单击OK。

IV、按住鼠标左键，屏幕上将会出现十字光标，将光标从观察点S移向目标点P，然后释放光标。

在观察点到目标点之间将会出现一条视线，其中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色。

并且，在Arcview窗口底部的状态栏显示了从观察点到目标点是否可视。

若不可视，在视线上将会用圆点表示第一个障碍物的位置，它的xy坐标将会在状态栏显示（如图15）。

第二种操作：

I、从【File】菜单中选择【Extensions】命令。

II、在Extensions的对话框中选择VisibilityTools选项。

III、在Arcview工具条中出现Lineofsight工具

。

IV、

图16AvailableGrids对话框

选择此工具，在AvailableGrids对话框中选择栅格主题，例如：

Dem作为通视性分析的地形表面（如图16）。

V、在出现的SetVisibilityParameters对话框中输入观察者与目标物距地面的距离。

单击OK。

VI、6．按住鼠标左键，将光标从观察点A移向目标点A′，然后释放光标。

在观察点到目标点之间将会出现一条视线，其中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色（如图17）。

同时，Arcview

会自动绘出A—A′两点间的通视剖面图（如图18）。

2）

可视区分析

具体操作如下：

I、在视图目录表中添加Dem作为可视区分析的地形表面。

II、创建或添加一个点主题point.shp包含观测点。

III、同时激活Dem和point.shp主题。

IV、从【Surface】菜单中选择【CalculateViewshed】命令。

V、

图19可视区分析

生成可视区栅格主题visibilityofpoint（如图19）。

（5）水文分析

1）洼地填充

操作步骤如下：

I、激活视图目录表中的Dem。

II、从【Hydro】菜单中选择【Fillsinks】命令。

III、在视图目录表中显示生成的FilledDem，既为填充过洼地的Dem数据。

3）水流方向计算

在Arcview中提取水流方向的步骤如下：

I、从视图目录表中激活FilledDem。

II、从【Hydro】菜单中选择【FlowDirection】命令。

III、显示新生成的水流流向数据FlowDirection（见图20）。

4）

图20提取水流方向

流水累积量

计算流水累积量的步骤如下：

I、从视图目录表中激活FlowDirection。

II、从【Hydro】菜单中选择【FlowAccumulation】命令。

III、

显示新生成的流水累积量数据主题FlowAccumulation。

双击此主题的图例，在出现的LegendEditor对话框（见图21）中，单击Classify按钮，在出现的Classification对话框中选择标准偏差StandardDeviation为分类类型，单击OK。

提取的FlowAccumulation主题（见图22）显示了地面水系的分布状况。

4）水网

提取水网密度的步骤如下：

I、从视图目录表中激活FlowDirection。

II、从【Hydro】菜单中选择【StreamNetworkasLineShape】命令。

III、在出现的StreamNetwork对话框中输入计算水网密度的最小河流长度，其单位为栅格数。

IV、

图22提取水流累积量

在Hydro.StreamNetwork对话框中选择水流方向FlowDirection主题，单击OK。

V、生成新的主题StreamNetworkShape即为水网密度分布图。

图24河流最小长度为100米提取的水网密度

图23最短河流长度为20提取的水网密度

不同的河流最短长度值所计算的水网密度如下图（见图23、图24）所示：

5）水流长度计算

提取水流长度的步骤如下：

I、从视图目录表中激活FlowDirection。

II、从【Hydro】菜单中选择【FlowLength】命令。

图25水流长度提取

显示输出的FlowLength栅格主题（见图25）。

6）流域分析

采用水流方向和流水累积量数据生成Watershed数据的步骤如下：

I、在视图目录中添加FlowDirection和FlowAccumulation。

II、击活FlowAccumulation。

III、从【Hydro】菜单中选择【Properties】命令。

IV、

图26HydroProperties对话框

在出现的HydroProperties对话框（见图26）中输入计算所需的FlowDirection和FlowAccumulation主题。

V、从【Hydro】菜单中选择【Watershed】命令。

VI、在出现的Watershed对话框中输入计算流域的面积（最少栅格数）。

VII、

图27提取Watershed

生成Watersheds主题（见图27）。

四、实习报告要求

将所做工作以幻灯片形式做以汇报，内容包括原理、过程、结果。