第九章三维分析
练习1：地形指标提取
一、背景
地形指标是最基本的自然地理要素，也是对人类的生产和生活影响最大的自然要素。地形特征制约着地表物质和能量的再分配，影响着土壤与植被的形成和发育过程，影响着土地利用的方式和水土流失的强度，也影响着城市规划中工农业生产布局的各个方面。地形指标的提取对水土流失、土地利用、土地资源评价、城市规划等方面的研究起着重要的作用。根据研究区域尺度的不同，地形指标有许多因子。基于ArcGIS的地形指标的提取，大多均是基于DEM数据完成。
二、目的
通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解。熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。
三、要求
利用所提供DEM数据，提取得出该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地面粗糙度等四个基本地形指标的栅格图层。
四、数据
本实验采用某区域栅格DEM（..\Chp9\Ex1\）,是一个区域的分辨率为5米的DEM数据，图例是按照其高程值采用渐变色来显示。下文中关于地形指标的提取都是以这个数据为基础。
五、操作步骤
1、坡度变率
地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度（Slope of Slope, 简称SOS）。坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。
坡度变率在一定程度上可以很好反映剖面曲率信息，其提取方法如下：
(1) 激活DEM主题，选择Spatial Analysis － Surface Analysis － Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题Slope of DEM（图1），得到结果如图2所示；
图1 提取DEM主题的坡度
图2 坡度数据
(2) 激活主题Slope of DEM，再对其用上述的方法提取坡度，得到DEM主题坡度的坡度，即坡度变率主题（图3）
图3 坡度变率
2、坡向变率
地面坡向变率，是指在地表的坡向提取基础之上，进行对坡向变化率值的二次提取，亦即坡向之坡度（SOA），过程如图4、5、6、7。它可以很好的反映等高线弯曲程度。
图4 求DEM数据的坡向
图5 坡向数据
图6 生成坡向的坡度
图7 坡向的坡度数据
地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小围坡向的最大变化情况。值得注意的是：SOA在提取过程中在不同的坡面上将会有误差的产生，即在坡面的南北两侧，北面坡由于坡向算法将会有误差产生，所以要对北坡的SOA结果进行纠正，因为从理论上讲SOA在地表北坡上将产生误差，北坡上坡向值围为0-90°和270°-360°，在正北方向附近，15°和345°之间坡向差值只是30°，而在计算中却是差了330°，所以要将北坡地区的坡向变率误差进行纠正，具体的操作方法为：
(1) 求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；通过Spatial Analysis下的栅格计算器Calculator，公式为(H－DEM),如图8，得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；
图8 计算反地形DEM数据
图9 反地形DEM数据
(2) 基于反地形DEM数据求算坡向值，如图10；
图10 求反地形DEM数据的坡向值
(3) 利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2，由原始DEM数据求算出的坡向变率值为SOA1，如图11所示；
图11 求算反地形的坡向变率
(4) 在Spatial Analysis下使用栅格计算器Calculator，公式为SOA＝(([SOA1]+[SOA2]) -Abs([SOA1]-[SOA2]))/ 2，如图12，即可求出没有误差的DEM的坡向变率，如图13。
图12 使用栅格计算器
图13 求出没有误差的DEM的坡向变率
(5) 将有误差的DEM坡向变率(图14)与没有误差的坡向变率(图15)对比可见，有误差的图上会存在闭合的环状，而消去误差的图上这些环状也消失了。
图14 存在误差的坡向变率图15 没有误差的坡向变率
3、地形起伏度
地形起伏度是指在一个特定的区域，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值。它是描述一个区域地形的一个宏观性的指标。
从地形起伏度的定义可以看出，求地形起伏度的值，首先要求出一定围海拔高度的最大值和最小值，然后，对其求差值即可。求一定围的最大值和最小值，可以通过用Spatial Analysis下使用栅格邻域计算工具Neighborhood Statistics，分别设置Statistic type 为最大值和最小值，邻域的设置可以为圆，也可以为矩形，邻域的大小可根据自己的要求来确定。
地形起伏度的具体提取方法如下：
(1) 激活DEM数据，在Spatial Analysis下使用栅格邻域计算工具Neighborhood Statistics（图16）。设置Statistic type为最大值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为11×11（这个值也可以根据自己的需要进行改变），则可得到一个邻域为11×11的矩形的最大值层面，记为A；
图16 得到邻域为11×11的矩形的最大值层面
(2) 重复1、2，只是把Statistic type值设置为最小值，即可得到DEM数据的最小值层面，记为B，如图17所示；
图17 得到邻域为11×11的矩形的最小值层面
(3) 在Spatial Analysis下使用栅格计算器Calculator，公式为[A]-[B]，即可得到一个新层面，其每个栅格的值是以这个栅格为中心的确定邻域的地形起伏值。提取的结果如图18。
图18 使用栅格计算器Calculator
图19 地形起伏度
4、地面粗糙度：
地面粗糙度是指在一个特定的区域，地球表面积与其投影面积之比。它也是反映地表形态的一个宏观指标。
根据地面粗糙度的定义，求每个栅格单元的表面积与其投影面积之比，可以用如下方法来完成。假如ABC是一个栅格单元的纵剖面，α为此栅格单元的坡度，则AB面的面积为此栅格的表面积，AC面为此栅格的投影面积（也既是此栅格的面积），根据公式：Cosα=AC/AB
则可得出此栅格单元的地面粗糙度M为：
M =“AB面的面积”/“AC栅格单元的面积”=（AC * AB）/（AC * AC）= 1 / Cosα地面粗糙度的提取步骤如下：
(1) 激活DEM主题，选择Spatial Analysis － Surface Analysis － Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题Slope of DEM；
(2) 激活主题Slope of DEM，在Spatial Analysis下使用栅格计算器Calculator，如图20所示，公式为:
1 / Cos（[Slope of DEM]*3.14159/180）
即可得到地面粗糙度的层面，如图21。
图20 使用栅格计算器计算地面粗糙度
图21 表面粗糙度
注：在ArcGIS中，通过提取坡度得到的值是角度，而计算Cos默认的角度值是弧度值，所以在计算时必须把角度转为弧度。
arcgis实习心得体会 篇一：ArcGIS实习总结 目录 .............................................. ................................................... ................................................... (2) 1.GIS中的数据： .............................................. ................................................... . (2) 2.GIS中的数据类型： .............................................. ................................................... . (2) 3.ArcGIS支持的空间数据类型： .............................................. ................................................... (2) 4.*.shp格式文件： .............................................. ...................................................
(3) 5.bookmark在arcmap中的使用： .............................................. ................................................... (3) 6.计算字段值： .............................................. ................................................... .. (3) 7. data-export data .............................................. ................................................... . (3) 8.要素类、要素集 ................................................ ................................................... . (4) 9.GPS数据的添加及显示： .............................................. ................................................... .. (4) ..............................................
ArcGIS教程之DEM水文分析详细图文教程，本教程和之前的两个教程有关联的，数据上是使用上一个教程的结果，步骤相互联系！最后会提供给大家数据和教程的链接！水文分析需要： 1.理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。 2.利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。 下面开始教程： 工具/原料 ?软件准备：ArcGIS Desktop 10.0---ArcMap(spatial Analyst模块) ?数据准备：DEM（使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM 的生成，TIN的显示】中使用的原始数据。 方法/步骤 1.数据基础：无洼地的DEM 在ArcMap中加载 DEM数据，右击DEM图层，点击缩放至图层，显示全部。 2.在【ArcToolbox】中，（要打开扩展模块）执行命令[SpatialAnalyst工 具]——>[水文分析]——> [填洼]，按下图所示指定各参数，其中Z限制——填充阈值，当设置一个值后，在洼地填充过程中，那些洼地深度大于阈值的地方将作为真实地形保留，不予填充；系统默认情况是不设阈值，也就是所有的洼地区域都将被填平。之后点击确定即可。 3.确定后执行结果得到无洼地的DEM数据[Fill_dem1]
4.关键步骤：流向分析 在上一步的基础上进行，在【ArcToolbox】中，执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流向]，按下图所示指定各参数： 5.确定后执行完成后得到流向栅格[Flowdir_fill1]，理解代表什么含义！ 6.计算流水累积量 在上一步的基础上进行，在【ArcToolbox】中，执行命令[SpatialAnaly st工具]——>[水文分析]——>[流量]，按下图所示指定各参数： 1.7 确定后执行完成得到流水累积量栅格[flowacc_flow1] 如图： 7.提取河流网络 首先，提取河流网络栅格。 在上一步的基础上进行，打开【Arctoolbox】，运行工具[Spatial Anal yst 工具]——>[地图代数]——>[栅格计算器]，在[地图代数表达式]中输入公式：Con(Flow Accumulation1>800,1)，（这里的Flow Accumulat ion1要以上一步得到的文件名为准,注意是Con,不是con,大写第一个字母，不然出错）如图： [输出栅格]指定为:StreamNet保存路径和文件名任意）
第九章三维分析 练习1：地形指标提取 一、背景 地形指标是最基本的自然地理要素，也是对人类的生产和生活影响最大的自然要素。地形特征制约着地表物质和能量的再分配，影响着土壤与植被的形成和发育过程，影响着土地利用的方式和水土流失的强度，也影响着城市规划中工农业生产布局的各个方面。地形指标的提取对水土流失、土地利用、土地资源评价、城市规划等方面的研究起着重要的作用。根据研究区域尺度的不同，地形指标有许多因子。基于ArcGIS的地形指标的提取，大多均是基于DEM数据完成。 二、目的 通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解。熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。 三、要求 利用所提供DEM数据，提取得出该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地面粗糙度等四个基本地形指标的栅格图层。 四、数据 本实验采用某区域栅格DEM（..\Chp9\Ex1\）,是一个区域的分辨率为5米的DEM数据，图例是按照其高程值采用渐变色来显示。下文中关于地形指标的提取都是以这个数据为基础。 五、操作步骤 1、坡度变率 地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度（Slope of Slope, 简称SOS）。坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。 坡度变率在一定程度上可以很好反映剖面曲率信息，其提取方法如下： (1) 激活DEM主题，选择Spatial Analysis － Surface Analysis － Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题Slope of DEM（图1），得到结果如图2所示； 图1 提取DEM主题的坡度
gis学习心得体会 篇一：GIS学习心得 GIS学习心得 地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性(本文来自：小草范文网:gis学习心得体会)学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。 地理信息系统工作原理：地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。
地理信息系统的应用：（1）GIS用于全球环境变化动态监测；（2）GIS用于自然资源调查与管理；（3）GIS用于监测、预测；（4）GIS用于城市、区域规划和地籍管理；（5）GIS的军事应用；（6）GIS用于电网辅助决策中；（7）GIS还在金融业、保险业、公共事业、社会治安、运输导航、考古、医疗救护等领域得到了广泛的应用。 许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。地理信息系统也分化出定位服务(LBS)。LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置(最近的餐厅,加油站,消防栓),移动设备(朋友,孩子,一辆警车)或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。随着GPS功能与日益强大的移动电子(手机、pad、笔记本电脑)整合，这些服务继续发展。 虽说以前高中读书是主攻地理科目的，但那时在课程的学习中也只是听说过GPS（全球定位系统），GIS系统倒是没有接触过，直到进入公司才开始对它有了初步的全新的了解。 GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。
地理教学实验中心 专业实训实习报告 备注：根据实际要求可加附页。电子文本与此等效。
1.坡度和坡向的提取 1）坡向的提取：打开ArcGis里面的ArcToolbox，在工具箱中选择3D分析—栅格表面—双击坡向—输入栅格dem2-输出栅格aspect2 图1.1.1 图1.1.2 2）坡度的提取：同上打开坡度对话框输入栅格dem2—输出slope2 图1.2.1
图1.2.3 2.坡度变率的提取 1）对生成的坡度再求坡度，打开坡度对话框—输入上一步生成的坡度slpoe2-输出sos2 图2.1.1 图2.1.2
3.坡向变率的提取 1）先求反地形--Spatial Analyst工具—地图代数--栅格计算器—输入公式为2375-dem2输出fan-保存OK。 2）将反地形加载到窗口中求反地形的坡向，命名为aspect2 fan 3）求原地形的坡向的坡度soa1，求反地形坡向的坡度命名为soa2 4）打开栅格计算器—输入公式为soa =soa （soa1+soa2-Abs（soa1-soa2））/2。输出结果为soa即为坡向变率. 4.地形起伏度的提取 1）提取最大值：将dem2加载到ArcMap中，启动ArcToolbox—Spatial Analyst工具—邻域分析—焦点统计-输入dem2-输出max，采用矩形窗口大小为11*11，打开统计类型，选中最大值—OK，生成的新的dem与原始dem最小海拔不同，发生了变化， 图4.1.1 2）最小值：邻域分析—矩形邻域大小为为11*11，选中最小值，点击确定生成最小值 3）地图代数--栅格计算器—最大值dem- 最小值dem—选择存储位置，命名为地形起伏度—OK，地形起伏度提取完成。 5.地面粗糙度的提取 1）求取坡度,启动栅格计算器最小值为1，最大值为2.4739
《ArcGIS》课程设计报告 专业测绘 班组二组 学号2016021313 姓名吴修燕 实习日期2018/1/2-2018/1/12 指导教师程亚慧
测量实习总结 一、项目名称、任务来源 1、项目名称：山东省潍坊市的地理国情监测 2、任务来源：本学期的《ArcGIS》课程根据测绘行业的新兴技术，地理空间数据库的构建作为本课程的教学重点。2016年5月，山东省政府确定“十三五”期间将开展地理国情监测，为我省社会经济发展提供有力支撑。 二、任务区位置与范围 1、任务区位置：潍城区是潍坊市的中心区，经纬度为（119.1°E，36.72°N）位于山东半岛中部，1984年地改市时，由小潍坊市改设为潍城区。1994年又以市中心白浪河为界，进行了区划调整，河东为奎文区，河西为潍城区。 2、范围：辖6个街道、2个管理区、1个省级开发区，83个社区、169个村庄、41.5万人常住人口，总面积为272平方公里。 三、已有资料分析 1、利用潍坊市0.5米分辨率正射影像作为影像数据源，在ArcGIS的平台下完成潍坊市部分地表覆盖分类数据、地理国情要素数据的采集。 图像： 2、有潍坊市和沛县国情分析数据库作为参考。 四、课程设计技术与规范
1、地表覆盖分类数据反映地表自然营造物和人工建造物的自然属性或状况。地表覆盖不同于土地利用，一般不侧重于土地的社会属性。地表覆盖分类数据全部采用面要素模型进行描述。 2、地理国情要素数据反映与社会生活密切相关、具有较为稳定的空间范围或边界、具有可以明确标识、有独立监测和统计分析意义的重要地物及其属性。地理国情要素数据采用点、线、面要素模型进行。 3、地理国情普查数据包括地表覆盖分类数据和地理国情要素数据两类数据。其中地表覆盖分类数据存储在LCA 层中，地理国情要素数据根据要素类型存储在数据库下。 4、地理国情要素信息采集的主要方法是：以正射影像为基础，然后建立数据库、数据集、图层，直接沿用相应地理国情要素的位置信息，并提取相关属性，从而形成满足要求的地理国情数据。
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：ArcGIS Desktop -----ArcMap(3D分析模块---3D Analyst) 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---Data Frame） (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“3D Analyst”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---3D Analyst），在工具栏空白区域点右键打开[3D Analyst] 工具栏 (3)执行工具栏[3D Analyst]中的菜单命令[3D Analyst]>>[Create/Modify TIN创建/修改 TIN]>>[Create TIN From Features从要素生成TIN]； (4)在对话框[Create TIN From Features]中定义每个图层的数据使用方式； 在[Create TIN From Features]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（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）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elevpt Clip：高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：mass points；标识之字段（tag value field）：none。勾选elev Clip，高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：mass points；勾选Boundary，三角网作为（triangulate as）：soft clip，其余不变，勾选ErHai，高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：hard replace；标识之字段（tag value field）：none。
关于arcgis心得体会分享 Arcgis学习心得 老早之前就听闻Arcgis这个软件的大名，可惜学校迟迟没有开设这个课程，之前曾经出去兼职学了点皮毛，一直都想好好学习一下这个软件，终于在这个学期，在GIS软件应用课上可以系统地学习一下Arcgis。通过本学期的学习，对ArcGIS有了很深的了解和学会了一些基本的应用，现在谈一谈我本学期学习ArcGIS的心得体会。 地理信息系统即Geographic(al) Information System(GIS),是随计算机硬件、软件技术的发展和应用而在20世纪60年的末期产生的在计算机硬件和软件支持下，对任意尺度的地球表层空间的各种地理数据进行采集、组织、存储、管理、运算、统计、分析、显示、输出、描述和再现、模拟、记录与传输的技术系统、方法和科学。而ArcGIS是一个用于构建定制应用的完整的嵌入式GIS组件库。利用ArcGIS Engine提供的组件，可以将ArcGIS的功能集成到一些应用软件之中，如Word、Excel。其中服务器GIS分别有ArcSDE、ArcIMS、ArcGIS Server。而ArcSDE是ArcGIS与关系型数据库之间的GIS通道；ArcIMS是一个可伸缩的网络地图服务器软件，是网站能够提供GIS数据、交互式地图以及特定的GIS应用；ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGIS Server
提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象。除了服务器GIS之外还有移动GIS即ArcPad，ArcPad是用于移动Windows设备的移动制图和GIS 技术。ArcPad为野外用户通过手持和移动设备提供数据库访问，制图，GIS和GPS的综合应用。通过ArcPad可以实现快速，便捷的数据采集，大大提高了野外数据的可用性和有效性。 ARCGIS中主要有shapefile、coverage和geodatabase 三种数据组织方式。Geodatabase是ARCGIS数据模型发展的第三代产物，它是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。在专题地图和空间表达中组织GIS数据的核心地理信息模型，是一套获取和管理GIS数据的全面的应用逻辑和工具。它是根据对象包括对象类、要素类和要素数据集。 ArcGIS三剑客——ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox ArcMap：创建地图、在地图上加载数据、并实现可视化表达，制图成图。基于该平台进行各种空间分析，提取隐含的地理信息。 ArcCatalog：空间数据的资源管理器，组织和维护空间地理数据。 ArcToolbox：进行各种空间分析和数据处理与转换的工具箱。
DEM的应用包括：坡度：Slope、坡向：Aspect、提取等高线、算地形表面的阴影图、可视性分析、地形剖面、水文分析等，其中涉及的知识点有： a)对TIN建立过程的原理、方法的认识； b)掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。 （对于这两步的教程本人之前有做过，下面教程不会再重复） c)掌握根据DEM 计算坡度、坡向的方法。 d)理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。 e)利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。 下面开始教程： 工具/原料 ?软件准备：ArcGIS Desktop 10.0---ArcMap(3D Analyst模块和spatial analyst模块) ?数据：DEM和TIN（使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】得到的结果数据。 ?原始数据下载：https://www.doczj.com/doc/067636229.html,/s/1GGzT2 方法/步骤 1. 1
建议先看【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程，因为本经验教程的数据使用的是此经验的最后结果数据！ （数据会提高下载，另外本人使用的版本是10.1英文版，不过教程步骤为中文的，本人翻译过来，方便大家！有些地方和9.3差别很大，和10.0差别不大） END DEM应用之坡度：Slope 1. 1 首先，(1) 新建地图文档，加载【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程中得到的DEM数据：TINGrid (2) 在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]——[坡度]，参照下图所示，指定各参数：
地形指标提取 1.背景: 地形指标是最基本的自然地理要素，也是对人类的生产和生活影响最大的自然要素，地形特征广泛应用于诸多研究领域和应用领域。地形指标的提取对水土流失、土地利用、土地资源评价、城市规划等方面的研究起着重要的作用。根据研究区域尺度的不同，地形指标有许多因子。基于ArcGIS的地形指标的提取，大多均是基于DEM数据完成的。 2.目的： 通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解，熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。 3.要求： 利用所提供的DEM数据，提取该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地面粗糙度等四个基本地形指标的栅格图层。 4.实验步骤: （1）坡度变率 地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原则，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度。坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地面高程相对于水平面变化的二阶导数。 坡度变率在一定程度上可以很好的反映剖面曲率信息，其提取方法如下： 1）选中DEM图层数据，选择表面分析中的坡度工具，提取坡度，得到坡度数据层，命名为Slope
2）选中坡度数据层Slope，对其再用上述的方法提取坡度，得到坡度变率数据，命名为SOS
坡度变率 （2）坡向变率 地面坡向变率，是指在提取坡向基础上，提取坡向的变化率，亦即坡向之坡度（SOA），它可以很好的反应等高线弯曲程度。 地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小范围内的最大变化情况。需要注意：SOA在提取过程中在背面坡将会有误差产生。北面坡
ArcGIS学习心得 第一次听说ArcGIS这门课，根本不知道是关于什么的，问了一下同学后才了解ArcGIS 与农业信息技术有关，但具体的又不知道了。所以在上第一堂课之前我对ArcGIS是不甚了解的，而通过段老师给我们讲解了一段时间的理论知识之后，我才大概了解到地理信息系统即Geographic(al) Information System(GIS),是随计算机硬件、软件技术的发展和应用而在20世纪60年的末期产生的在计算机硬件和软件支持下，对任意尺度的地球表层空间的各种地理数据进行采集、组织、存储、管理、运算、统计、分析、显示、输出、描述和再现、模拟、记录与传输的技术系统、方法和科学。而ArcGIS是一个用于构建定制应用的完整的嵌入式GIS组件库。利用ArcGIS Engine提供的组件，可以将ArcGIS的功能集成到一些应用软件之中，如Word、Excel。其中服务器GIS分别有ArcSDE、ArcIMS、ArcGIS Server。而ArcSDE 是ArcGIS与关系型数据库之间的GIS通道；ArcIMS是一个可伸缩的网络地图服务器软件，是网站能够提供GIS数据、交互式地图以及特定的GIS应用；ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象。除了服务器GIS之外还有移动GIS 即ArcPad，ArcPad是用于移动Windows设备的移动制图和GIS技术。ArcPad为野外用户通过手持和移动设备提供数据库访问，制图，GIS和GPS的综合应用。通过ArcPad可以实现快速，便捷的数据采集，大大提高了野外数据的可用性和有效性。 同时还了解到ArcGIS的作用有很多，例如税务机关为土地评估部门和土地规划部门编制土地利用图；工程部门监控道路和桥梁运行情况，编制预防自然灾害的规划方案；水利部门寻找切断爆裂水管的阀门；交通部门为通勤人员编制自行车的行车路线图；警察机构研究犯罪模式，以便更合理地布置警力和了解街道巡查的效果；污水处理部门确定地震发生后需要优先抢修的地方；电信公司研究地形，寻找新增手机信号塔的站点位置；水文专家监控水质情况以保护公众健康；管道公司寻找铺设新管道投资最少的最佳路线；生态专家研究在分水岭地带施工对环境可能造成的影响；电力部门构建电力线路模型图以便使电力耗损最小化，同时规划新增设备的配置方位；气象专家向风暴可能经过的城镇发布警报；商家通过分析附近地区居民点的密集程度，对新增零售网点的选址进行评估；警察部门寻找事故现场的最快路径；急救部门根据模拟结果和交通的易通达性安排紧急救护设施；水资源管理人员监视上游水质情况，以便寻找可能的污染源；消防队根据地形和气象资料预测森林火灾的蔓延范围。
篇一：gis实习总结 gis实习总结 姓名：朱虹学号：110313356 通过gis的实习，熟悉了arcview的常用控件的添加和使用。 arcgis是美国esri公司开发的地理信息系统系列软件，由很多模块、产品、组成。arcgis 是主要组成部分，以windows操作系统为平台，桌面式交互操作。可提供地理数据显示、制图、管理、分析、创建和编辑的 gis 桌面软件。用它可以创建许多不同来源数据的智能化的、动态的地图，用户可利用 arcview 带有的工具和数据立即进行 gis 分析和地图创建。 我们本次课程设计主要任务为制作广州市gdp、财政、税收和居民收入等数据（2010年2季度）专题图。首先收集地图及社会经济指标数据--当然老师已经把数据收集好了，并且发放给我们了。将收集到的"广州市地图"进行数字化，每组要完成的图层包括行政边界、行政区所在地等。然后将gdp、财政、税收等属性数据添加到属性表中，接着制作专题图，最后整理图纸、编写课程设计报告。 gis专题图的设计步骤与大家平时练习时的操作差不多，例如版面设计的一般步骤：首先打开或创建一个"项目（project）"→在"项目"中新建一幅专题地图的"版面设计"-layout→"专题地图"的页面设置→给专题地图添加"视图"。 经过一周的实习，在学习知识、积累操作经验的同时也多少有点心得： 成功的实习需要学员足够正确的态度。在实习过程中不可避免的会遇到各种困难，关键在于大家是否能坚定目标，坚持见习。就拿我来说，一开始对于gis的功能还不是很熟悉，arcviewgis软件用的不流畅，甚至还有功能不会操作。整个实习过程中，带队老师不可能一直陪着我，教导我，所以善于观察，主动理解，不断尝试，是使自己快速独立的好办法。每个学习工作都有一个过程，而开始的过程又是最易让人放弃的。"坚持"就是每个学员走向成功的基石。 通过这次实习，我学到了很多知识，那是在课堂上无法学到的东西。在我看来，理论知识固然重要，但是若不经过实践，那学得理论知识几乎等于白费。虽然实习过程是辛苦的，但确是充实而快乐的。实习让我提前感受了工作中的酸甜苦辣，使我对未来的生活有了心理准备，也充满了向往和自信；同时在组里需要为人处世的能力，需要团结合作的精神，实习让我们的同学关系更加友好。通过本次实习，我懂得就算理论知识掌握得再好，没有实习和工作的实际经验也很难解决调查过程中遇到的种种问题。我坚信通过这一段时间的实习，所获得的实践经验会使我终身受益，这在我毕业后的实际工作中将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实习中所学到的知识，在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作来，充分展示自我的个人价值和人生价值。篇二：地理信息系统专业(gis)实习总结 实习总结 地理信息系统是近年来迅速发展的一门新兴学科，并且与it技术不断走向融合，所以要求该专业的学生具有实践应用能力，专业实习是对该专业学生四年来所学课程及实际应用能力的一个整体检验。借着全国第二次土地调查的机会，我们参加了衡阳师范学院第二次土地调查内业组，主要是针对xx市农村土地调查。 在这次实习中，我们主要学习了mapgis软件的使用，如将栅格图矢量化。图形输入，图形编辑，拓扑处理及实用工具，系统库编辑。误差校正。图型裁剪。数字高程模型（dtm分析），坡度分析，图形输出，数据接口转换等。运用mapgis软件的功能对xx市基本农田做调查。根据第二次全国土地调查基本农田调查规程的规定，农村土地调查任务有：1.土地权属调查。 2.地类调查。 3.基本农田调查。 4.农村土地调查数据库建设。 5.统计汇总。 6.文字报告编写。
实验三、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用一、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：ArcGIS Desktop 9.x ---ArcMap(3D分析模块) 实验数据：矢量图层：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 (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“3D Analyst”扩展模块（执行菜单命令[工具]>>[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 (3)执行工具栏[3D分析]中的菜单命令[3D分析]>>[创建/修改TIN]>>[从要素生成TIN]； (4)在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式； 在[从要素生成TIN中]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（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）方式。可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。在这里指定图层[Erhai] 的参数：[三角网作为：]指定为[硬替换] ，其它图层参数使用默认值即可。即勾选elevpt Clip：高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：mass point；标识之字段（tag value field）：none。勾选elev Clip，高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：mass point；勾选Boundary，三角网作为（triangulate as）：soft clip，其余不变，勾选ErHai，高度源（height resource）：ELEV；三角网作为（triangulate as）：hard replace；标识之字段（tag value field）：none。
地理信息系统实验报告与心得 院系：资源与环境学院 年级：2011级 班级：地信一班 姓名： 学号： 指导老师：冯慧敏 时间：2013.05.28
ArcGIS实验报告与心得 一．实验目的： （1）通过实习了解ArcGIS的发展，以及9.3系列软件的构成体系熟练掌握 （2）熟练掌握ArcMap的基本操作及应用 （3）了解及应用ArcGIS的分析功能模块A rcToolbox （4）加深对地理信息系统的了解 二．实验内容 实验一是对ArcGIS概述。介绍ArcGIS的发展，以及9.3系列软件的构成体系，了解桌面产品部分ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox的相关基础知识； 实验二讲解了视图数据的显示与管理 主要阐述如何让创建新的Map Document（工程文档），工程文档的保存，创建新数据层layer，数据层（Layer）的操作等； 实验三讲解了ArcMap下的数据编辑与修改编辑点、线、面文件的流程，点、线、面的主要生成方法和介绍了绘图工具、编辑菜单；实验四讲解了栅格数据矢量化介绍了ArcScan工具。ArcScan是Arcmap Desktop中栅格矢量化的扩展工具。它提供了一套强大且易使用的栅格矢量化工具。它使得用户可以通过捕捉栅格要素，以交互追踪或批处理的方式直接通过栅格影像创建矢量数据； 实验五讲解了符号编辑与属性表操作比如点状符号的制作，现状状符号的制作，面状符号的制作和属性表的常用操作如创建属性表、编
辑表格、表格查询、表格计算等； 实验六讲解了空间查找与空间分析。主要熟练掌握缓冲区分析和叠置分析中的图层擦除（Erase）、交集操作（Intersect）和图层合并（Union）； 实验七讲解了矢量数据的最短路径分析和栅格数据的最佳路径分析。主要我们掌握网络分析和栅格数据的空间分析； 实验八讲解了图表与报告创建使用和图版设置与地图整饰。创建图表与使用图、表创建报表与使用报表和图版设置与地图整饰。 三.实验步骤及感想 通过这学期的ArcGIS实习，让我体验到了ArcGIS功能之强大，也让我对ArcGIS有了一个整体的认识。也让我知道了地理信息系统是做什么的，他能解决什么样的问题。比如运用ArcGIS的强大的分析功能做一个选址问题。就拿实验六来说，我们利用缓冲分析和叠置分析来完成选址问题。刚开始做实验时我就在思考，它是怎样去完成这样一个问题的呢？对于每个购房者第一个思考的问题当然是周围的环境，所以当然就要避开主干道的噪音干扰了。这就的用ArcGIS 中强大的缓冲分析了。缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。所以我们第一步要做的就是提取主干道。提取主干道是在交通网络图层的属性表选择。具体步骤：在右下角的打开option 选项中，在菜单中选择select by attributes，在select by attributes 对话框
实验五基于文本数据的地形分析 一、实验背景 克里金插值法，又称空间自协方差最佳插值法，它是以南非矿业工程师D.G.Krige的名字命名的一种最优内插法。克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。它首先考虑的是空间属性在空间位置上的变异分布.确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点的属性值。根据样品空间位置不同、样品间相关程度的不同，对每个样品品位赋予不同的权，进行滑动加权平均，以估计中心块段平均品位。克里金方法是基于这样的一个假设，即被插值的某要素（例如地形要素），可以被当做是一个区域化的变量来看待，所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量，它随所在区域位置的改变而连续地变化，因此，彼此离得近的点之间有某种程度上的空间相关性，而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。克里金方法就是建立在一个预知定义的协方差模型的基础上通过线性回归方法把估计值的方差最小化的一种差值方法。克里金方法具体分成许多种，主要有：普通克里金、简单克里金和通用克里金等等。 二、实验目的 1.熟练掌握克里金差值法，掌握利用高程点要素生成等值线的方法，点的内插是GIS数据处理常用的方法之一，广泛应用于生成等值线。点的内插是用于建立具有连续变化特征现象（例如地面高程、地形、气温）的数值方法。 2 按照点数据samp_pt.txt（坐标和高程数据单位均为m），画出以5m为等高距的等高线，并求在bound图层边界范围内坡度>=25的区域面积。学会ArcToolBox中的栅格计算器、裁剪、坡度以及克里金法。 三、实验数据
ENVI 实验六基本地形因子提取 一、实验目的 1熟悉ENVI软件能够从DEM 中提取地形特征。 2掌握DEM提取地形特征的方法。 二、实验要求 完成运用ENVI 进行从DEM 中提取地形特征，包括山顶、山脊、平原、水平面、山沟和凹谷。 三、实验仪器 每人计算机一台。 四、实验内容 1在Toolbox中，启动/Terrain/Topographic Features，在Topographic Feature Input DEM 对话框中，选择DEM.tif 文件，点击OK，打开Topographic Features Parameters 对话框，需要设置一些参数。 （1）坡度容差：1。以度为单位；（2）曲率容差：0.1；（3）地形核大小：7。 2在Select Feature to Classify 列表中选择所有的地形特征。 3选择输出路径及文件名，单击OK 执行地形特征提取。
4通视域分析：使用Viewshed Analysis Workflow 工具，设置点、线、面作为观测源进行可视域分析。 将通视分析结果输出为矢量和图像结果有三种方法： （1）点观测源 a. 在Toolbox 中，启动/Terrain/Viewshed Analysis Workflow，打开文件选择面板 File Selection； b. 分别选择对应的文件DEM File：DEM.tif；Image File：Orthoimagery.tif，单击Next 进入Viewshed Analysis 面板； c.在Viewshed Analysis 面板中，设置以下几个参数： 可视距离Default View Range：1000 可视高度Default View Height：100 d.默认鼠标的状态是绘制“点注记”，在正射影像上绘制几个观测点。如果鼠标当前 状态是其他，可在工具栏中选择对应的工具绘制：，绘制4 个点； e.选择Any Source （四个观测点的并集），勾选Preview预览结果，红色表示可 视区域，黑色表示不可视区域； f.分别选择All Sources（四个观测点的交集），预览结果； g.单击Next进入Viewshed Export面板，可以将通视分析结果输出为矢量和图像结果。
一、feature生成Tin 在3DAnalyst中-----Creat/modify TIN------Create TIN From Features----添加layer---Height source 高程字段 二、3D图 生成3D的其中一个条件是你的资料中有一个高度的属性打开ArcGIS中的ArcScene, 导入数据, 右选Screen Layers, 在当中的Properties-> Base Height中, 设定你的数据中的高度字段为数据高度如下 三、散点关系图 Tools-----graphs-----creatscatterplot matrix wizard 四、arcgis导出点XY坐标 ArcToolBox->Data Management Tools->Features->Add XY Coordinates工具就能自动在属性表中添加点的x,y坐标，然后将属性表导出就可以了 五、由点坐标生成点 1，先把点坐标信息（一般是经纬度）标准化，就是原来的度分秒表示的都要转换成度表示的； 2，将数据导入到Excel里面，总共有两列X，Y（列名可以随便取，但必须有列名），下面对应x，y坐标数据即可； 3，将文件保存成.csv文件。 当然我们也可以用记事本自己编写如下格式的文件： x,y 86.578,46.689 87.433,45.654 保存成txt就可以了。 到这里数据的准备工作完成，下面开始导入： 1，ArcMAP下面，菜单tools-Add XY Data…，如下图： 坐标系统处，点edit，import，导入当前打开的坐标系统即可，当然也可以通过Select选择坐标系统！如果不添加的话，默认的是WGS84. 2，点ok，这时会有一个提示，点确定即可 3，这时会形成一个新图层，所有的点都添加进来了，但现在添加进来的点由于没有objectID 或者FID，现在图层不具备.shp图层的大部分功能，如点的选择，编辑，关联，属性等操作。还需进一步操作 4，在刚才生成的图层上点右键，选data-expot data…，导出成.shp文件，这时再把导出的文件添加进来即可。至此，已完成任务。 五、求多边形几何中心坐标 这个需要自己计算，首先在属性表里面加两列X,Y利用Geometery Calculator计算Xcenter,YCenter可以获得中心点的XY坐标，然后将属性表.dbf文件单独复制出来，利用ArcMAP的Display XY功能进行显示并且将显示图层输出保存为SHP文件即可，具体操作可以百度之，我这边只提供一个大概的思路
地形特征提取 1.背景 特征地形要素，主要指对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。特征地形要素构成地表与起伏变化的基本框架。与地形指标的提取主要采用小范围的邻域分析不同的是，特征地形要素的提取更多地应用较为复杂的技术方法，如山脊线、山谷线、沟沿线等的提取采用了全局分析法，成为栅格数据地学分析中很具特色的数据处理内容。 特征地形要素从表示的内容上可分为地形特征点和特征线两大类。地形特征点主要包括山顶点、凹陷点、脊点、谷点、鞍点、平地点等。基于DEM提取地形特征点，可利用3*3或更大的栅格窗口，通过中心格网点与8个邻域格网点的高程关系来进行判断获取。 山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线），因此它对于地形地貌研究具有重要意义。另一方面，对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分别代表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。 自动提取山脊线和山谷线的主要方法都是基于规则格网DEM数据的，从算法设计原理上来分，大致可以分为以下五种： （1）基于图像处理技术的方法 （2）基于地形表面几何形态分析的方法 （3）基于地形表面流水物理模拟分析方法 （4）基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的方法 （5）平面曲率与坡形组合法 其中，平面曲率与坡形组合法提取的山脊线、山谷的宽度可由选取平面曲率的大小来调节，方法简便，效果好。该方法基本处理过程为：首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊线，负地形上平面曲率的大值即为山谷。实际应用中，由于平面曲率的提取比较复杂繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表示平面曲率，因此，下面的提取过程以SOA代替平面曲率。 2.目的 通过本实例，使读者掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及其基于DEM的提取方法与原理。同时，熟练掌握利用ArcGIS软件对这两个地形特征信息的提取方法。 3.要求: 利用所给区域DEM数据，提取该区域山脊线、山谷线栅格数据层。 具体提取过程： 1）点击DEM数据，使用表面分析中的坡向（Aspect）工具，提取DEM的坡向数据层，命名为A。