运用Google Earth和ArcGIS制作地方等高线地形图1215.docx

1、运用Google Earth和ArcGIS制作地方等高线地形图1215运用Google Earth和ArcGIS制作地方等高线地形图运用Google Earth和ArcGIS制作等高线地形图的方法，并且经过检验，与Google Earth的误差很小，与当地真实地形很接近。一、制作原理 等高面与起伏的地面相切会得到切线。在Google Earth中，把不同高度的半透明等高面相互叠加后，会得到海拔与图像灰度增减规律一致的效果（图2），即一定的灰度就代表某一海拔范围，这与规则网格DEM相似，可称其为类DEM。类DEM与DEM一样，可在ArcGIS中直接生成等高线。二、制作实例 四川省安岳县东胜乡初级

2、中学地理教师欲制作当地的等高线地形图。1.准备工作 1）安装Google Earth，联网状态下运行Google Earth软件。在左侧的搜索栏中输入“四川省安岳县东胜乡”，浏览该地的数据，即下载东胜乡数据。 2）在Google Earth工具栏的选项中进行相关设置（图1）。设置显示经纬度为通用横轴墨卡托投影（UTM），以减少定位时的计算；设置地形提升倍数为0.5，以减小像点位移误差，同时防止等高线替代误差过大。图1 Google Earth的相关设置.在Google Earth中生成类DEM 1）新建一个白色紧贴地面的四边形作为底色。四边形内最高点为427m，最低点为281m，设等高距为20

3、m，所以共有420m300m 7个等高面。 2）复制粘贴该四边形，修改颜色为黑，透明度为10%。设置海拔高度为绝对420m，并命名该四边形为“420m”。 3）复制420m等高面并粘贴，重命名并调整海拔高度为400m。之后重复“复制、粘贴、重命名、调整海拔”的操作，直到300m等高面为止，得到图2的效果。图2 在Google Earth中生成类DEM3.截图及图像预处理 为保证图像不产生干扰信息，并且灰度值不发生变化，该步骤需注意以下两点：截图时要去掉Google Earth中不必要的显示（视图菜单栏下进行设置）；建议截图后使用画图软件进行编辑，并以BMP格式保存。4.图像定位 根据Googl

4、e Earth状态栏的坐标投影信息（图2），在ArcCatalog中打开图像所在文件夹，在图像的属性中为图像选择WGS_1984_UTM_Zone_48N坐标投影系统（图3）。在ArcMap中打开图像，运用Georeferencing工具，选择四个控制点（图4），对照Google Earth中该点的坐标，为图像准确定位。图3 在ArcCatalog中添加坐标投影系统5.由类DEM生成等高线 1）在图像的属性中，将模式由RGB改为灰度（图4）。打开Spatial Analyst工具并激活。 2）选择Surface Analysis中的Contour.（图4），弹出对话框，需输入Contour i

5、nterval（灰度等高距）。 注意，并非输入等高距20，而是图像上灰度值最小两层的灰度值差值。运用Tools工具条上的Identify工具检查灰度值最小两层的灰度值，分别为161、150，差值为11，那么在Contour interval中输入11，这样能保证每两层的交界处都有线条，且能避免产生太多的线条。单击OK即可得到一系列以5为距离的线条。启动Editor编辑，结合底图，删除多余的线条，保留最准确的作为等高线。图4 在ArcMap中选择控制点，生成、编辑等高线6.等高线平滑处理 目的是消除生成等高线的锯齿形态。如图5，点击Toolbox，弹出目录，点击Index，输入Smooth Li

6、ne，双击弹出对话框，Input Features中选择要平滑处理的等高线，Smoothing Tolerance中输入平滑尺度30米，点击OK即可。7.其他地物的矢量化及加入高程点 将该部分的卫星影像截取出来，运用ArcGIS对主要地物进行矢量化（过程略）。某些山顶需加入高程点，直接对照Google Earth加入即可。8.导出地图、数据保存 对照Google Earth在主要等高线上标注出海拔高度，并将各要素相互叠置、符号化，调整比例尺，导出制成东胜乡的等高线地形图（图6）。图6 东胜乡等高线地形图（局部） 制作的地图既可以在PPT上展示，也可以打印为纸质的发给学生，并可直接在课堂上甚至自

7、编校本课程教材上使用了。另外，各种数据及时保存，以备后用和修改。亦可建立数据库，这样保存和使用起来都更方便。三、准确性检验 目的是检验该方法的准确性，是否能满足地理教学的需要。平常制作地图不需要检验。 在等高线地图上选取样点（图7），读出各点海拔，与Google Earth中该点的高程对比，得到下表。 由表可知，误差均在3m以内，与当地真实地形很接近。因此，该方法所制地形图完全能够满足中学地理教学，尤其是乡土地理教学的需要。图7 样点分布表 误差检验（单位：米）样点所制地图Google Earth误差1354 3531 2280300 290 *3344342 2 4280300 298 *5

8、380400 386 * 6324 326 1 7370368 2 8280350284* 9309311 2 10387 3843 11280300293*123403400 13317319 2 14400 4022 154214210 16305 3061四、结束语 可以看出，此方法耗时短、低成本，只要一次做好图，以后可以循环使用。用GoogleEarth制作3D等高线地图动手制作三维等高线图（一）GoogleEarth相信大家不会陌生，是谷歌发布的一款电子地图软件，通过它可以查看通过卫星拍摄的地球表面图像。针对这款软件的应用也是层出不穷，今天笔者为大家介绍一种新的应用用GoogleEa

9、rth制作3D等高线地图。北京市门头沟区妙峰山附近地区等高线地图（点击查看大图）如上图，我们通常所接触的等高线图/地图无论是纸质还是电子版本，很少能接触到3D界面的。如果能够在电脑上方便的根据等高线图制作三维地图，打印输出之后对于一般户外应用还是有很大帮助的。在开始制作之前，需要准备如下条件：1，GoogleEarth 软件 下载地址：2，等高线图片文件ok，准备好后开始制作。动手制作三维等高线图（二）笔者前一页贴出的妙峰山等高线图是由网友制作的OZI地图，需要可以从下面地址下载：北京周边等高线图点击下载OziExplorer软件点击下载接着启动OziExplorer软件，打开我们刚刚下载的等

10、高线图文件，找到门头沟妙峰山，并在妙峰山顶处创建一个航点（WPT）以备后面进行校准使用。OziExplorer软件在刚刚创建的航点图标上点击右键选择属性编辑位置，记录下该位置的经纬度坐标。接着关闭对话框，并利用截图工具截取当前位置的等高线图。如下图所示：利用截图工具截取的妙峰山附近等高线图接下来，我们启动Google Earth，马上就可以开始制作三维等高线图了。动手制作三维等高线图（三）启动GoogleEarth后，输入刚刚在OziExplorer中记录的妙峰山顶处的坐标，GoogleEarth会自动在卫星图像中标记该坐标并自动放大到坐标位置上空。GoogleEarth接着，点击新增功能菜单

11、中的“相片重叠”选项，出现设置对话框，如下图：在GoogleEarth中添加照片重叠功能对话框随便起一个名称后，点击“浏览”选择刚刚截取的妙峰山附近等高线图文件。添加后自动在GoogleEarth中显示。GoogleEarth这时我们需要调整刚添加的等高线图尺寸以符合GoogleEarth中的地形，在等高线图周围有几处绿色方框，利用它可以对等高线图进行放大、缩小等。在调整之后，注意将GoogleEarth中的妙峰山顶处坐标与等高线图中我们之前做过的山顶处航点（WPT1）标记对准。下图是调整后的截图：GoogleEarth中添加等高线图接下来我们来看一下刚刚制作的3D等高线地图。动手制作三维等高

12、线图（四）经过上面操作，现在已经成功在GoogleEarth中添加等高线地图。从远处看去，仿佛一个地球的“补丁”，其实这个操作与打补丁是相同的。在GoogleEarth中添加等高线图此外，我们还可以通过刚刚“相片叠加”中的属性菜单来进行“透明度”编辑，用它可以调整等高线图在卫星照片中的透明度。在GoogleEarth中调整透明度下面我们利用GoogleEarth的显示特点，利用不同角度来查看刚制作的三维等高线地图。三维等高线图效果预览与编辑点评经过前面的制作，现在我们利用GoogleEarth独特的显示视角来查看这一地区的等高线地图，如下图所示：从远处望去近一些，注意山体的起伏可以从各个角度观看下面是一个网友制作的带等高线标示的富士山卫星影像效果：富士山等高线图利用GoogleEarth的照片叠加后的效果