坡度,坡向,提取等高线

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。

等高线的建立步骤

以等高线的建立步骤为标题，写一篇文章如下：

一、了解等高线的概念和作用

等高线是地形图上表示等高相同的地方的曲线。等高线的作用是帮助我们了解地势的起伏和地形的特点，为地形分析和规划提供重要的信息。

二、收集地形数据

要建立等高线，首先需要收集地形数据。可以通过地形测量仪器、航空摄影、卫星遥感等方式获取地形数据。这些数据包括地形高程、坡度、坡向等信息。

三、确定等高线间隔

等高线的间隔决定了地形的详细程度。一般情况下，间隔较小的等高线能够提供更加详细的地形信息，但也增加了制图的复杂度。根据地形的起伏程度和需要，确定合适的等高线间隔。

四、描绘等高点

根据收集到的地形数据，我们可以找到一些高程相同的点，这些点就是等高点。在地图上标注这些等高点，可以帮助我们描绘等高线的走向和形状。

五、连接等高点 连接等高点是建立等高线的核心步骤。通过描绘等高点之间的曲线，可以得到等高线的走向和形状。一般情况下，等高线是闭合曲线，但也有例外情况，比如在陡峭的山脉或峡谷中，等高线可能会中断或交叉。

六、绘制等高线

将连接等高点的曲线绘制在地图上，就得到了等高线。绘制等高线可以使用手工绘图工具，也可以使用地理信息系统（GIS）等数字化工具。绘制时要注意保持曲线的平滑和连续，以确保地形的准确表达。

七、标注等高线

为了方便阅读和理解地图，我们需要对等高线进行标注。标注等高线的方法有很多种，可以使用高程数字、高程线、等高线符号等方式进行标注。标注等高线可以帮助我们更好地理解地形的起伏和变化。

八、修正和完善

在建立等高线的过程中，可能会出现一些错误或不完善的地方。需要对等高线进行修正和完善，以提高地图的准确性和可读性。修正和完善等高线可以通过与实地比对、专家评审、多次修改等方式进行。

九、制作地形图 等高线建立完成后，可以根据需要制作地形图。地形图是将等高线与其他地理要素（如河流、道路、建筑等）结合起来，综合表达地形特征的地图。制作地形图可以使用绘图软件或地理信息系统等工具。

如何进行地形图和等高线的绘制

地形图和等高线是地理学中非常重要的工具，能够直观地显示出地球表面的地理特征和地势变化。绘制地形图和等高线可以帮助人们理解和分析地形，为地质勘探、建筑设计、区域规划等工作提供有力支持。下面将介绍一些关于地形图和等高线绘制的基本方法和要点。

地形图是以等高线为主要表现手段的地理图，能够用线条和色彩来表示地面高度和特征。绘制地形图的第一步是收集地形数据。可以从航空遥感、卫星影像、地面测量等多种途径获取地形数据。其中，航空遥感和卫星影像是常用的获取大范围地形数据的方法，而地面测量则适合小范围和高精度的地形数据获取。在收集地形数据时，需要注意数据的来源和准确性，以保证绘制出的地形图具有科学可信的基础。

收集到地形数据后，下一步是进行数据处理和分析。首先要进行地形数据的编辑和筛选，去除异常和错误数据，保留有效和可靠的地形数据。然后，需要对地形数据进行处理和分析，以便产生可用于绘制地形图的数据。数据处理和分析的方法可以包括等高线提取、地形参数计算、地势分级等。等高线提取是指根据一定的算法和阈值将地形数据中的等高线特征提取出来，形成等高线数据。地形参数计算是指通过对地形数据进行统计和计算，得到地形特征的定量指标，如平均高程、坡度、坡向等。地势分级是将地形根据一定的标准划分为不同的等级或区域，以便更好地理解和描述地形特征。

有了经过处理和分析的地形数据后，就可以开始进行地形图的绘制了。绘制地形图的主要方法是等高线绘制和着色绘制。等高线绘制是地形图的核心，通过连接等高线点，形成密集或稀疏的等高线线条，反映出地面高程变化的规律和特征。在等高线绘制中，要注意等高线的间距和间隔，以及等高线的分级和标注。等高线的间距和间隔决定了等高线的稀疏程度和分布密度，一般情况下，地形陡峭的区域等高线的间距和间隔可以适当缩小，以便更好地显示地形变化。等高线的分级和标注主要是为了方便地理解和测量地形，可以根据地形的变化特点和要求，划分适当的等高线等级和标注形式。

用ArcMap做DEM

1、在ArcMap的主菜单“Tools”----选择扩展模块“Extensions…”；在弹出窗体中选择“

3D Analyst”

2、由等高线建立Tin并转换为Gride

(1) 由等高线\高程点数据建立Tin

1)在视图目录表中添加并激活等高线图层：等高线.shp。

2)从“View”菜单中选择“Toolbars”下的“3D Analyst”，从而显示3D Analyst工具栏

3)从3D Analyst工具栏中的“3D Analyst”菜单中选择“Create/Modify TIN”下的“Create TIN From Features”命令。

3）在弹出的“中定义每个主题的数据使用方式；在“Create TINFrom Features”对话框中，对某一个主题需要指定高程源（Height Source），以何种表面特征输入（Input as），以及选某一个值的字段来作为属性信息（可以为None）。 注意：这里与ArcView不同，要选中进行转换图层前面的复选框！“Output TIN”

文本框用来确定生成文件的名称及其路径

4）点击“OK”，生成新的“等高线– TIN”

5）选中等高线– TIN图层，从3D Analyst工具栏中的“3D Analyst”菜单中选择“Convert”下的Tin to Raster...”命令。

6）在弹出的“Convert TIN to Raster”对话框中，设定生成文件的名称及其路径，生成新的Grid层“等高线GRD”。注意：这里与ArcView不同，Grd文件名中不能包含横杆“-”

2、DEM的应用 地形指标的提取

1)坡度提取

具体的方法步骤如下:

选择“等高线Grd”图层，从3DAnalyst工具栏中的“3D Analyst”菜单中选择“Surface Analyst”下的“Slope...”命令。弹出对话框点OK。