基本ArcGIS的地形数据提取与分析
- 格式:pdf
- 大小:407.50 KB
- 文档页数:10
基本ArcGIS的地形数据提取与分析基于ArcGIS10地形数据提取与分析舒城县林业局汪⾃胜摘要:本⽂以森林资源调查⼯作实践为例,详细总结了如何利⽤ArcGIS10软件对纸质地形图,通过扫描、⽮量化⽣成⾼程栅格数据;利⽤⾼程栅格数据进⾏等⾼线加密、⾼程统计、坡向和坡度分析;以及利⽤坡向、坡度等地形因⼦实现⾃动区划图斑的⽅法和过程。
关键词:森林资源调查 ArcGIS 地形分析地形因⼦是划分森林资源调查图斑的重要因⼦,在条件有限的情况下,我们经常是利⽤纸质地形图,通过⼈⼯判定,来确定⼯作图斑的海拔、坡向和坡度。
准确度受判定⼈员的业务⽔平影响较⼤。
利⽤ArcGIS10的⽮量化⼯具和地形数据分析⼯具,可以实现对图斑地形因⼦的⾃动判读,甚⾄可以⾃动区划图斑。
⼀、地形图⽮量化要想利⽤计算机来进⾏地形分析,⾸先应对纸质地形图进⾏扫描⽮量化,将其转化成计算机可以识别的数据格式(见图1)。
图1 地形图灰度栅格图像地形图⽮量化前,需要将纸质图扫描成灰度栅格图像,并对栅格图像进⾏⼆值化处理。
1、在ArcMap中对栅格图像进⾏符号化处理。
分类⽅法:⼿动;类别数:2;调整中断值,直到满意为⽌,记录下中断值;2、重分类。
利⽤ArcToolbox⼯具箱中的“空间分析-重分类”⼯具,根据记录的中断值,对图像进⾏重分类,⽣成⼆值图(见图2)。
图2 重分类⼯具设置和⼆值图3、⽮量化。
加载⽤来保存⽮量化成果的点、线要素类⽂件,在编辑状态下,运⽤ArcScan⼯具开始⽮量化。
(1)根据⽮量化点、线的栅格宽度,在⽮量化设置中设置理想的最⼤线宽等参数。
可以在完成设置后,运⽤“显⽰预览”功能来查看参数设置是否合理(见图3)。
图3 ⽮量化设置和效果预览(2)运⽤“在区域内部⽣成要素”⼯具选择要⽮量化的区域,在弹出的模板对话框中,对点、线要素的模板采⽤默认设置,完成⾃动⽮量化。
(3)运⽤编辑⼯具清理掉错误短线和噪点,对断开的地⽅等进⾏修补。
(4)将等⾼线、道路和⽔系地物进⾏分层,分别保存到等⾼线、道路、⽔系要素类中。
【ArcGIS空间分析】数字地形分析⽂章⽬录数字地形分析原理基于ArcGIS的数字地形分析操作DEM的建⽴1 栅格表⾯的创建2 TIN的创建3 等⾼线的创建4 Terrain(地形数据集)的建⽴基本因⼦分析1 坡度(栅格表⾯与TIN表⾯的坡度不同)2 坡向(栅格表⾯与TIN表⾯的坡向不同)3 剖⾯曲率和平⾯曲率3 坡度变率(SOS)4 坡向变率(SOA)5 地形起伏度6 地表切割深度7 地表粗糙度8 ⾼程变异系数⽔⽂分析1 ⽆洼地DEM⽣成2 汇流累积量计算3 ⽔流长度计算4 河⽹提取5 流域的分割地形特征分析1 ⼭顶点2 ⼭脊线⼭⾕线2 鞍部点3 径流节点4 沟沿线可视性分析天际线天际线图天际线障碍构造通视线通视性数字地形分析原理1、数字地形分析–DEM2、DEM的建⽴3、数字地形分析–基本因⼦分析4、地形特征分析5、流域分析(⽔⽂分析)6、可视性分析7、DEM数字地形分析研究与应⽤进展基于ArcGIS的数字地形分析操作地形提取⽅法反地形max-dem&Abs(dem-2000)正负地形dem-mean正地形zhengfu>0负地形zhengfu<0因⼦提取⽅法坡度表⾯分析>坡度坡向表⾯分析>坡向表⾯分析>曲率平⾯曲率表⾯分析>曲率坡度变率坡度>坡度坡向变率坡向>坡度【((SOA1+SOA2)-Abs(SOA1-SOA2))/ 2】地形起伏度max-min地表切割深度mean-min地表粗糙度1/cos(slope*3.14159/180)⾼程变异系数std/mean地形特征提取⽅法⼭顶点max-dem==0⼭脊线zhengfu>0&SOA>70 / flowacc0_neibor_rec*zhengdixing(重分类)⼭⾕线zhengfu<0&SOA>70 / flowaccfan0_neibor_rec*fudixing(重分类)鞍部点(flowac0*flowaccfan0)*zhengdixing(重分类)径流节点slope(streamnet_raster)>0(栅格转⽮量中点)(dem - dem_smooth)>0(栅格转⽮量、⾯转线)DEM的建⽴1 栅格表⾯的创建(1)由点创建栅格表⾯(插值)插值⼯具:点要素图层反距离权重插值法点要素插值结果栅格表⾯(2)地形转栅格插值2 TIN的创建可以⽤点、线和多边形要素作为创建TIN的数据源由⽮量数据创建TIN由栅格数据创建TIN由TIN创建栅格原始dem3 等⾼线的创建间距:200间距:10004 Terrain(地形数据集)的建⽴terrain数据集是⼀种多分辨率的基于TIN的表⾯数据结构,它是基于作为要素存储在地理数据库中的测量值构建⽽成的。
Arcgis地形分析DEM提取坡度(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:huainan(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:执行后,得到坡度栅格Slope_tingri1:坡度栅格中,栅格单元的值在[0 -60] 度间变化右键点击图层[Slope_TinGrid],执行[属性命令],设置图层[符号系统],重新调整坡度分级。
将类别调整为5,点[分类]按钮,用手动分级法,将中断值调整为:10,20,30,40,60。
DEM提取山顶点1.添加dem数据,制作15m和75m等高线。
2.制作阴影阴影图像【空间分析】----【表面分析】----【地表阴影】,生成地表阴影图像hillsha。
3.提取栅格数据的有效区域。
【空间分析】----【地图制图】----【栅格计算器】。
“要提取的文件名”=“huainan54”>=0,(注意:红色等号是1个=,而不是栅格计算器中的2个==)。
“back”=“huainan54”>=0,生成back文件。
5.按照等高线75m等高线15m,back,hillsha叠放。
1.提取dem数据中的最大值。
【空间分析工具】----【邻域分析】----【块统计】,生成maxpoint文件参数设置如下:Maxpoint7.提取山顶点。
【空间分析】----【地图制图】----【栅格计算器】。
输入命令:sd=([axpoint]-[淮南54])==0,生成sd文件。
8.山顶点栅格文件二值化。
【空间分析工具】----【重分类】----【重分类】。
生成re-sd9.生成山顶点栅格数据转换为shapefile。
【转换工具】----【栅格转换】----【栅格数据转点】,生成山顶点矢量文件。
ArcGIS利用水文分析方法提取山脊、山谷线提取方法大致可以分为以下五种:1) 基于图像处理技术的原理;2) 基于地形表面几何形态分析的原理;3) 基于地形表面流水物理模拟分析原理;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原理;5) 平面曲率与坡形组合法。
ARCGIS地形分析实例ARCGIS是一款功能强大的地理信息系统软件,可以进行各种地理分析和空间数据可视化。
地形分析是其中的一项重要功能,可以帮助我们了解和探索地表的形态和特征。
下面将以ARCGIS为工具,介绍几个地形分析的实例。
一、降水分析1.数据准备:获取地区的降水数据以及地形数据(DEM)。
2.数据处理:将DEM数据导入ARCGIS,通过提取工具提取地形的坡度和坡向信息,利用插值和空间差值方法处理降水数据。
3.分析结果:通过生成栅格图层和矢量图层,能够直观地展示降水分布和形成原因,从而进行水资源的合理利用和管理。
二、洪水模拟1.数据准备:获取洪水事件的历史数据以及地形数据。
2.数据处理:将洪水事件的历史数据与DEM数据结合,利用水文模型进行洪水模拟,得到不同时间段的洪水淹没范围和深度信息。
3.分析结果:通过制作淹没范围和深度的等值线图、三维地图和栅格图层,能够对洪水灾害的潜在风险进行评估,从而为防洪和减灾提供决策支持。
三、地质地貌分析1.数据准备:获取地质地貌的相关数据,如地质地貌图、地下水位、岩石类型等。
2.数据处理:将地质地貌图导入ARCGIS,通过DEM数据计算地形的高程、坡度和坡向信息,并与其他地质地貌数据进行相互分析。
3.分析结果:通过生成等高线、三维地形和地质地貌分布图等,能够对地区的地质地貌特征进行定量和定性的描述,从而为环境保护、土地利用和城市规划提供参考。
四、地表动态变化分析1.数据准备:获取地表动态变化的现场调查数据或遥感影像数据。
2.数据处理:将现场调查数据或遥感影像数据导入ARCGIS,利用图像处理和特征提取工具,计算地表的变化率和变化趋势。
3.分析结果:通过生成变化向量图、变化热点图和变化面积图等,能够定位地表动态变化的重点区域和趋势,从而为环境监测和资源管理提供科学依据。
以上实例展示了ARCGIS在地形分析中的应用。
通过ARCGIS的功能和工具,我们可以方便地进行各种地形分析,揭示地表的形态、特征和变化。
ARCGIS地形分析实例解析ArcGIS是一个强大的地理信息系统(GIS)软件,其提供了丰富的地形分析工具和功能,可用于处理和分析地形数据。
下面以一个实例来解析ArcGIS地形分析的应用。
假设我们要分析一个城市的地形特征,以了解城市的高地和低地分布情况,并找出可能的洪水风险区域。
首先,我们需要获取城市的地形数据。
可以从地理数据提供商或政府部门获取高程数据集,通常以数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的形式提供。
将DEM数据导入ArcGIS,并对数据进行预处理,如去除噪声和填充空缺。
然后,我们可以使用ArcGIS的地形分析工具来获取城市地形的基本特征。
其中一个常用的工具是“坡度(Slope)”工具,它可以计算每个地形单元格的坡度值。
通过将坡度值以颜色图层的形式显示在地图上,我们可以直观地了解到地形的陡峭程度。
陡峭的地区通常是水流集中和洪水风险较高的地方。
除了坡度,我们还可以使用“高程(Elevation)”工具来显示城市的高度分布。
通过将高度值以等高线的形式绘制在地图上,我们可以更清楚地了解到城市的山脉,山谷和平原等地貌特征。
此外,我们还可以使用“视域(Viewshed)”工具来模拟地形视野范围。
这对于城市规划和可视性分析非常有用。
通过指定一个观测点和观察高度,可以计算出从该点可见的地面区域,并将结果显示在地图上。
这可以帮助确定城市中的哪些区域受到了地形的遮挡,如建筑物,山脉等。
最后,我们可以使用ArcGIS的洪水模型工具来模拟可能的洪水风险区域。
通过模拟洪水水位的变化,可以确定地形中可能遭受洪水影响的区域,并将结果显示在地图上。
这对城市规划和灾害管理非常重要。
通过上述地形分析工具和功能,我们可以更好地了解城市的地形特征,并找到可能的洪水风险区域。
这有助于城市规划,灾害管理和环境保护等领域的决策制定。
总结起来,ArcGIS地形分析提供了丰富的工具和功能,可用于处理和分析地形数据,帮助我们更好地了解地形特征并做出决策。
基于arcgis的宗地四至自动提取方法随着城市化进程的不断加快,宗地的管理和维护变得愈加重要。
在进行宗地规划、土地资源管理、农村土地承包等工作中,宗地四至的准确测绘和自动提取是必不可少的环节。
传统的宗地四至测绘方法费时费力,精度不高,而基于ArcGIS的宗地四至自动提取方法则能够提高工作效率和精度,是城市土地管理中的重要工具。
一、基于ArcGIS的宗地四至自动提取方法的基本流程(1)数据预处理:首先需要将宗地数据和相应的地形图数据导入到ArcGIS软件中,进行数据预处理。
可以通过数据清理、数据合并、数据切片等方式,对数据进行必要的处理和整合,确保数据集的完整性和准确性。
(2)坐标匹配:针对导入的宗地图数据和地形图数据,需要进行坐标匹配。
通过坐标匹配,可以确定各个图层之间的空间关系,确定宗地边缘节点,并建立宗地四至自动识别的基础数据。
(3)线性识别:对于建立好的基础数据进行线性识别。
通过线性识别,可以识别出宗地的四边形形态,并对其进行边缘线的提取和简化。
线性识别的过程中,需要注意对宗地边际节点的识别和判定,以保证提取出的宗地四至正确无误。
(4)面积计算:通过线性识别和边缘提取得到宗地多边形的边缘点,基于此可以计算出宗地的面积。
在面积计算的过程中,需要注意边缘线的折线性,减少误差的产生。
(5)输出结果:最后将处理好的数据进行输出,并以图形方式呈现,提高数据的可读性和直观性。
同时,为了方便在地理信息系统中使用,也可以将数据导出为恰当的文件格式,如dwg等。
二、基于ArcGIS的宗地四至自动提取方法的优点(1)高效快捷:利用基于ArcGIS的宗地四至自动提取方法,可以节省大量时间和人力成本。
通过自动提取方法,能够更快捷、精准地完成宗地四至的提取,故而提高了工作的效率。
(2)准确性高:传统的宗地四至测绘方法在实践中存在精度不高的问题。
而基于ArcGIS的宗地四至自动提取方法可以有效提高提取结果的精度。
始终保证了数据的准确性,避免了由于数据误差带来的工作效率低下和结果不可信的问题。
arcgisdem提取高程点ArcGISDEM提取高程点是一种常用的地理信息处理方法,它可以将数字高程模型(DEM)中的高程数据提取出来,用于地形分析、地形建模、地形可视化等领域。
下面将介绍ArcGISDEM提取高程点的具体步骤和注意事项。
一、ArcGISDEM提取高程点的步骤1. 打开ArcGIS软件,选择“ArcToolbox”工具箱,找到“Spatial Analyst Tools”工具集,选择“Extraction”子集,点击“Extract Values to Points”工具。
2. 在“Extract Values to Points”工具对话框中,选择需要提取高程点的DEM数据,选择需要提取高程点的点数据,设置输出文件路径和名称,点击“OK”按钮。
3. 等待提取高程点的过程完成,查看输出文件,即可得到提取的高程点数据。
二、ArcGISDEM提取高程点的注意事项1. DEM数据和点数据的坐标系要一致,否则会导致提取的高程点数据不准确。
2. DEM数据和点数据的分辨率要一致,否则会导致提取的高程点数据不准确。
3. 提取高程点的数量要适当,过多会导致数据量过大,过少会导致数据不足。
4. 提取高程点的位置要合理,不能出现在DEM数据缺失或异常的区域。
5. 提取高程点的方法要根据实际需求选择,可以选择按照点数据位置提取高程值,也可以选择按照DEM数据像元中心提取高程值。
总之,ArcGISDEM提取高程点是一种非常实用的地理信息处理方法,可以为地形分析、地形建模、地形可视化等领域提供有力的支持。
在使用过程中,需要注意数据的坐标系、分辨率、数量、位置和提取方法等方面的问题,以保证提取的高程点数据准确可靠。
ArcGIS地图数据采集与分析法在当今数字化的时代,地理信息系统(GIS)的应用日益广泛,其中 ArcGIS 作为一款功能强大的 GIS 软件,在地图数据采集与分析方面发挥着重要作用。
无论是城市规划、资源管理、环境保护还是交通规划等领域,都离不开准确、全面的地图数据以及有效的分析方法。
一、ArcGIS 地图数据采集1、数据源的选择地图数据的来源多种多样,包括卫星影像、航空摄影、实地测量、问卷调查以及现有地图和数据库等。
在选择数据源时,需要根据具体的应用需求和数据精度要求进行权衡。
例如,对于大范围的地形测绘,卫星影像可能是一个较好的选择;而对于城市中精细的建筑物测绘,实地测量则更为准确。
2、数据采集方法(1)数字化将现有的纸质地图通过数字化设备(如数字化仪)转换为数字形式。
这需要操作人员沿着地图上的线条、符号等进行描绘和标注。
(2)GPS 测量使用全球定位系统(GPS)设备直接在实地采集地理坐标点。
这种方法适用于获取点状、线状和面状地理要素的位置信息。
(3)遥感技术通过卫星或航空遥感获取大面积的地表影像数据,然后经过图像处理和解译提取所需的地理信息。
3、数据质量控制在数据采集过程中,数据质量至关重要。
要确保采集的数据具有准确性、完整性和一致性。
可以通过设置采集标准、进行重复测量、与已有数据对比等方法来检验和提高数据质量。
二、ArcGIS 地图数据分析1、空间分析(1)缓冲区分析用于确定围绕某个地理要素的一定距离范围内的区域。
例如,分析距离学校一定距离内的居民点分布,以评估教育资源的覆盖范围。
(2)叠加分析将多个图层进行叠加,以分析不同地理要素之间的关系。
比如,将土地利用图层和土壤类型图层叠加,研究土地利用与土壤质量的相关性。
2、网络分析(1)最短路径分析计算两点之间的最短路径,可应用于交通规划中确定最优的出行路线。
(2)设施选址分析根据一定的条件和约束,选择最佳的设施位置,如消防站、垃圾处理站等的选址。
CAD前期准备
1、湘源控规“地形”——“字转高程”
2、根据实际情况,输入最高值、最低值
3、选择<1>,过滤掉无小数点的数字
4、选择“字转高程”范围
5、成功后,生成了“DX-离散点”图层
6、若不成功,炸属性块,字转高程
7、生成等高线
8、检查点、线是否有高程信息
9、新建CAD,将生成的等高线复制原坐标粘贴到新文件中,并另存至“我的文档—
—Arcgis”文件夹内
用arcgis做高程等分析及三维地形图
打开ARCMAP10,如界面没ArcToolbox窗口,则点击
调出ArcToolbox窗口;
双击
调出其他的坡度
需要什么就添加什么;
添加后的情况
点去前面的√就取消显示内容若要做成三维地形图:
导入后的状态
让出图和模型更柔和
打开ArcMap 打开arcscene。
基于ArcGIS下的地形分析报告—以寨场山森林公园的地形为例摘要:ArcGIS是处理空间数据的特殊信息系统,能进行高级空间分析,进行数据发布和输出。
具有易于修改、更新、查询、分析和表达地理数据等优点。
本文以惠东县寨场山森林公园的地形为例,阐述了如何用ArcGIS这个软件从自然和环境等生态因素的角度对地形的高程、坡度、坡向进行详细的说明,并对正射模型、鸟瞰图以及立面图的生成过程作出具体分析。
图文并茂,简单易懂,直观地表现了ArcGIS的强大的矢量化数据处理能力以及空间分析能力。
关键字:空间分析; 坡向图;坡度图;鸟瞰图;Terrain analysis report based on ArcGIS -Take the terrain of Zhai Changshan Forest Park for exampleAbstract:ArcGIS is a special information system which can process spatial data , it can analyze advanced space , publish and output data . It is easy to modify, update, query, analysis and presentation of geographic data,etc. In this paper,taking the terrain of Huidong County Zhai Changshan Forest Park for example, describes the detailed steps on how to use this software for elevation, slope, aspect and environmental factors , and to make a detailed analysis on orthophoto generation process model , aerial view of the terrian and elevations.It is illustrated and easy to understand, it also has a powerful vector data processing capability and spatial analysis capabilities of ArcGIS.Key words:Spatial Analysis; Aspect Map;Slope Map; Aerial View;1.整理CAD根据要求,只要对寨场山森林公园整个地形中的红线范围里面的部分进行分析,为了保持红线内的内容清晰、完整,同时节约内存和空间,因此要删除红线外的部分,隐藏或者删除不必要的其他图层。
arcgis地形因子提取步骤ArcGIS是一款强大的地理信息系统软件,可以用于处理和分析地形数据。
地形因子是用来描述地形特征的统计指标,例如高程、坡度、坡向、曲率等。
通过提取地形因子,我们能够更好地理解地形的特征和变化规律。
下面是使用ArcGIS提取地形因子的一般步骤。
步骤一:数据准备首先,需要准备相应的地形数据。
可以使用DEM(数字高程模型)数据作为输入数据。
DEM数据可以从公共地理数据库、地理信息系统软件或其他地形数据源获取。
步骤二:新建工作空间打开ArcGIS软件,新建一个工作空间,将所有的地形数据放在这个工作空间中,以便于管理和分析。
步骤三:生成坡度和坡向通过DEM数据可以计算得到坡度和坡向的值。
在ArcGIS中,可以使用"Slope"和"Aspect"工具来生成坡度和坡向。
首先,在ArcMap中添加DEM数据,然后选择"Spatial Analyst Tools"菜单下的"Surface Analysis"选项,找到"Slope"和"Aspect"工具。
分别运行这两个工具,可以生成对应的坡度和坡向数据。
步骤四:生成高程变化率高程变化率是描述地形粗糙度的指标,反应了地形的起伏和起伏程度。
在ArcGIS中,可以使用"Curvature"工具来生成高程变化率。
同样,在ArcMap中添加DEM数据,然后选择"Spatial Analyst Tools"菜单下的"Surface Analysis"选项,找到"Curvature"工具。
运行该工具后,可以生成高程变化率的数据。
步骤五:生成局部坡度局部坡度是指地形相对于周围环境或整个地形的局部变化情况,能够反映出局部地形的平滑程度和变化特点。
在ArcGIS中,可以使用"Geostatistical Analyst"工具来生成局部坡度。
arcgis 山体范围提取在地理信息系统(GIS)中,ArcGIS是一个强大的软件平台,用于处理和分析地理空间数据。
其中一个常见的任务是提取山体范围,即确定山脉或山地的边界。
本文将介绍如何使用ArcGIS进行山体范围提取。
1. 数据收集与准备在开始之前,我们需要收集和准备相关的地理数据,包括高程数据和地形特征数据。
高程数据可从卫星图像或地理测绘局(如USGS)获取。
地形特征数据包括斜坡、坡度和坡向等信息,可以通过遥感图像和地形测量仪获取。
2. 导入数据打开ArcGIS软件,并导入收集好的数据。
在“文件”菜单中选择“导入”,然后选择相应的数据文件。
确保所有数据层都正确加载,并且投影设置正确。
3. 创建高程模型在ArcGIS的3D分析工具中,选择“创建高程模型(DEM)”选项。
根据收集到的高程数据选择相应的算法和参数,生成数字高程模型。
高程模型将作为我们提取山体范围的基础。
4. 创建坡度图使用ArcGIS的“坡度”工具创建坡度图。
选择合适的设置,包括滤波器和分辨率等参数。
坡度图将显示地形的坡度情况,用于辅助山体范围的提取。
5. 创建坡向图使用ArcGIS的“坡向”工具创建坡向图。
根据需要选择相应的设置,如分辨率和坡向类型等。
坡向图将显示地形的坡向信息,有助于确定山体范围的边界。
6. 提取山体范围根据坡度和坡向图,可以使用ArcGIS的“数值区域分组”工具提取山体范围。
该工具将根据设定的阈值将地形分为不同的区域,从而确定山体的边界。
可以根据实际需要调整阈值参数,以获得准确的山体范围。
7. 可视化结果完成山体范围提取后,可以使用ArcGIS的渲染和可视化功能对结果进行展示。
选择适当的颜色方案和图层样式,突出显示山体范围,使其更加清晰可见。
此外,可以添加其他地理要素,如河流、道路等,以提供更完整的地理背景。
8. 分析和应用基于提取的山体范围,我们可以进行进一步的空间分析和应用。
例如,可以计算山体的面积和体积,评估其对周围环境的影响。
基于ArcGIS10地形数据提取与分析
舒城县林业局汪自胜
摘要:本文以森林资源调查工作实践为例,详细总结了如何利
用ArcGIS10软件对纸质地形图,通过扫描、矢量化生成高程栅格数据;利用高程栅格数据进行等高线加密、高程统计、坡向和坡度分析;以及利用坡向、坡度等地形因子实现自动区划图斑的方法和过程。
关键词:森林资源调查 ArcGIS 地形分析
地形因子是划分森林资源调查图斑的重要因子,在条件有限的
情况下,我们经常是利用纸质地形图,通过人工判定,来确定工作
图斑的海拔、坡向和坡度。
准确度受判定人员的业务水平影响较大。
利用ArcGIS10的矢量化工具和地形数据分析工具,可以实现对图斑
地形因子的自动判读,甚至可以自动区划图斑。
一、地形图矢量化
要想利用计算机来进行地形分析,首先应对纸质地形图进行扫
描矢量化,将其转化成计算机可以识别的数据格式(见图1)。
图1 地形图灰度栅格图像
地形图矢量化前,需要将纸质图扫描成灰度栅格图像,并对栅
格图像进行二值化处理。
1、在ArcMap中对栅格图像进行符号化处理。
分类方法:手动;类别数:2;调整中断值,直到满意为止,记录下中断值;
2、重分类。
利用ArcToolbox工具箱中的“空间分析-重分类”
工具,根据记录的中断值,对图像进行重分类,生成二值图(见图2)。
图2 重分类工具设置和二值图
3、矢量化。
加载用来保存矢量化成果的点、线要素类文件,在
编辑状态下,运用ArcScan工具开始矢量化。
(1)根据矢量化点、线的栅格宽度,在矢量化设置中设置理想
的最大线宽等参数。
可以在完成设置后,运用“显示预览”功能来
查看参数设置是否合理(见图3)。
图3 矢量化设置和效果预览
(2)运用“在区域内部生成要素”工具选择要矢量化的区域,
在弹出的模板对话框中,对点、线要素的模板采用默认设置,完成
自动矢量化。
(3)运用编辑工具清理掉错误短线和噪点,对断开的地方等进
行修补。
(4)将等高线、道路和水系地物进行分层,分别保存到等高线、道路、水系要素类中。
(5)采集独立的高程点,保存到高程点要素类中。
(6)输入等高线、高程点的高程值。
(7)根据矢量图的轮廓创建一个边界面要素类(见图4)。
图4 矢量化成果图
二、生成高程栅格数据
利用ArcToolbox工具箱中的“3D Analyst 工具-栅格插值”下面的“地形转栅格”工具,实现利用高程点、等高线生成高程栅格数据。
在“输入要素”中选择等高线、高程点和边界要素。
高程字段为存贮高程值的字段“高程值”;类型分别选择“Contour”(高程等值线)、“PointElevation”(高程点)和“Boundary”(边界);在“输出表面栅格”中输入存贮位置和文件名,“输出像元大小”选择合适值,生成高程栅格数据(见图5)。
图5 地形转栅格工具设置和高程栅格数据
三、地形数据分析
根据高程栅格数据可以轻松完成等高线加密、统计高程、坡度
分析、坡向分析、自动区划图斑等工作。
1、等高线加密。
利用ArcToolbox工具箱的“Spatial
Analyst工具-表面分析”下的“等值线”工具可以完成等高线加密。
本例中原图纸的等高距为10米,将其加密为2.5米的等高距。
打开“等值线”工具,在“输入栅格”中选择高程栅格数据文件“高程
栅格”;在“输出折线要素”中输入保存等高线要素的文件位置和
文件名;在等值线间距中输入“2.5”;运行工具生成等高距为2.5
米的等高线图(见图6)
图6 等值线工具设置和等高线图
2、统计高程。
利用ArcToolbox工具箱的“Spatial Analyst
工具-区域分析”下的“以表格显示分区统计”可以统计图斑的平均
高程、最小高程、最大高程等。
在“输入栅格数据或要素区域数据”中选择需要提取高程值的“区划图斑”面要素类,在“区域字段”
中选择统计单位“XBH”(图斑号);在“输入赋值栅格”中选择高
程栅格数据“高程栅格”;在“输出表”中输入生成的图斑高程登
记表的位置和文件名“海拔提取”;在“统计类型”中选择“ALL”,运行工具,生成图斑的高程MIN(最小),MAX(最大),MEAN(平均)值表(见图7)。
图7 以表格显示分区统计工具设置和高程统计结果
3、坡向、坡度分析。
利用ArcToolbox工具箱的“Spatial Analyst工具-表面分析”下的“坡向”和“坡度”工具,可以根据
高程栅格生成坡向、坡度栅格。
(1)生成坡向栅格。
启动“坡向”工具后,在“输入栅格”中
选择存贮高程栅格数据文件“高程栅格”;在“输出栅格”中输入
保存位置和文件名,生成坡向栅格(见图8)。
图8 坡向工具设置和坡向栅格
(2)生成坡度栅格。
同“生成坡向栅格”方法基本相同,启动“坡度”工具,在“输入栅格”中选择存贮高程栅格数据文件“高
程栅格”;在“输出栅格”中输入保存位置和文件名,“输出测量
单位”选择默认值“DEGREE”(度);“Z因子”选择默认值“1”,生成坡度栅格(见图9)。
图9 坡度工具设置和坡度栅格
(3)统计图斑坡向、坡度。
与“统计高程”的方法一样,用“以表格显示分区统计”,在“输入赋值栅格”中分别选择“坡向栅格”和“坡度栅格”;在“输出表”中分别输入“坡向提取”和“坡度提取”,完成图斑的坡向和坡度统计(见图10、图11)。
图10 坡向统计
图11 坡度统计
四、自动区划图斑
坡向、坡度等地形因子是区划图斑的重要依据之一。
利用地形分析生成的“坡向栅格”和“坡度栅格”可以实现自动按坡向、坡度因子区划图斑。
1、重分类。
根据林业调查的坡向、坡度等级划分标准,对坡向栅格和坡度栅格,利用ArcToolbox工具箱中“3D Analyst 工具-栅格重分类”下的“重分类”工具,按下表1对坡向栅格和坡度栅格执行重分类,分别生成“坡向重分类”和“坡度重分类”栅格数据(见图1
2、图13)。
表1 坡向、坡度栅格重分类表
-1 0 无坡向0-6 1 平坡
0-22.5 1 北6-15 2 缓坡
22.5-67.5 2 东北15-25 3 斜坡
67.5-112.5 3 东
112.5-157.5 4 东南25-35 4 陡坡
157.5-202.5 5 南
202.5-247.5 6 西南35-45 5 急坡
247.5-292.5 7 西
292.5-337.5 8 西北45-90 6 险坡
337.5-360 1 北
图12 坡向重分类
图13 坡度重分类
2、叠加分析。
将坡向、坡度栅格利用ArcToolbox工具箱中的“Spatial Analyst工具-地图代数”下的“栅格计算器”,通过栅
格运算,在公式窗口中输入“"坡向重分类"*10+"坡度重分类"”;
在“输出栅格”中输入保存位置和文件名“坡向坡度叠加”,生成
坡向坡度叠加栅格 (见图14)。
图14 栅格计算和坡向坡度叠加栅格
3、自动生成区划图斑要素。
根据坡向坡度叠加栅格,利用ArcToolbox工具箱中“转换工具-由栅格转出”下的“栅格转面”
工具,在“输入栅格”中选择“坡向坡度叠加”;在“输出面要素”中输入保存位置和文件名“自动区划图斑”;勾选“简化面”,生
成“自动区划图斑”面要素(见图15)。
图15 栅格转面工具设置和自动区划图斑
4、消除细碎。
通过属性表选择“自动区划图斑”面积小于
“667平方米”的细碎图斑,利用ArcToolbox工具箱中“数据管理
-制图综合”下的“消除”工具,消除掉细碎部分(可能需要多次操作),得到根据坡向、坡度自动区划出来的图斑成果图(见图16)。
图16 自动区划图斑成果图
五、结束语
以上只是探讨了利用纸质地形图经过扫描、矢量化、地形分析
完成高程栅格创建,实现等高线加密、统计高程、坡向、坡度、并
利用坡向、坡度自动区划图斑的方法。
在森林资源调查实践中,我
们可以在利用卫星遥感影像完成林相图区划的基础上,再通过高程
栅格,细划林相图,将图斑区划得更加科学合理,并对图斑完成地形因子的自动填写。
参考文献:[1]牟乃夏刘文宝王海银戴洪磊《ArcGIS10 地理信息系统教程-从初学到精通》,2012.9。