空间信息可视化与三维建模.docx

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1、空间信息可视化与三维建模作业空间信息可视化与三维建模作业姓名：_____李灿________学号：_____2015020189________学院：___地球科学学院_______专业：___资源与环境遥感______导师:___邵怀勇______11空间信息可视化与三维建模作业基于数字高程模型和遥感影像的三维可视化地形因子分析1　研究区介绍1.1研究目的本文以四川省凉山彝族自治州德昌县的TM遥感影像、德昌县界矢量数据、GDEM30m数字高程模型数据为基础设计，针对研究区进行地形因子分析。得到研究区DEM与TM遥感影像叠加三维影像图，并对该区域的坡度、坡向、

2、山体阴影、地表坡向变率（SOA）、地表粗糙度等地形因子进行处理，得到三维结果图，利用该三维结果图进行三维飞行动画显示、分析与截图，该过程将实际地表面与DEM进行叠加分析，使地形因子以直观形象的方式在计算机中虚拟显示，极大地提高了数据的可视性，具有一定的实际可用性，在地形分析中具有现实意义。1.2研究区概况德昌县隶属于四川省凉山彝族自治州，介于东经101°54'—102°29'，北纬27°05'—27°36'之间，幅员面积2284平方公里。地处安宁河谷地带，横断山区康藏高原东缘，地形复杂多样，以中山地貌为主。螺髻山和牦牛山东西对峙，老幼山居中南。安宁河北入南出贯

3、穿全境，沿途有茨达河、老碾河等注入。南与会理、米易县毗连，西至雅砻江和盐源县相望，北接西昌市，东以螺髻山山脊与普格县分界，东南隅与宁南县接壤。德昌县因元为德州、昌州地，后置德昌路，乃合二州首字而命名。德昌县主要风景名胜有：螺髻山，王所大石墓群，魁星阁，圣心堂，字库塔等。德昌县地形复杂多样，以中山地貌为主，地处安宁河谷地带，横断山区康藏高原东缘。气候属亚热带高原季风气候，年均气温17.7摄氏度，年均降水1049毫米，无霜期300天以上，常年日照2147小时，夏无酷暑，冬无严寒。截止2013年末，德昌县总人口21.6万人，有汉族、彝族、傈僳族等23个民族。成昆铁路

4、、京昆高速公路和108国道纵贯德昌县。成昆高速铁路客运双线德昌西站这正在建设中（截止2014年）。2基本流程11空间信息可视化与三维建模作业TM遥感影像、GDEM30m数字高程模型数据预处理·影像与DEM剪裁几何校正投影变换研究区数据分析结果二维显示分析结果三维可视化结果分析、出图图一基本流程1实现步骤在地理空间数据云中下载研究区TM遥感影像、GDEM30m数字高程模型数据ASTGTM2_N27E101和ASTGTM2_N27E102两幅。1.1数据预处理1.1.1在Arcgis中转换空间参考，使用Arcmap中的defineprojection(datama

5、nagement)工具定义影像为GCS_WGS_1984坐标。如图二投影变换示意图。11空间信息可视化与三维建模作业图二定义空间参考1.1.1在Arcgis中对影像进行几何校正，选取四个控制点，控制点的选取应该选择地表上的河流、道路、山谷等地形特征明显的地点，选取尽量分布均匀统一，以减少校正误差。1.1.2选取地理空间数据云中的影像数据，使用Arcgis中Clip工具，德昌县的县界SHP文件对TM遥感影像数据、DEM数据进行裁剪，裁剪后的图像如下图所示。（A）德昌县界矢量数据（B）TM遥感影像数据11空间信息可视化与三维建模作业（C）DEM数据图三研究区数据1

6、.1研究区遥感影像三维可视化与地形因子分析图四TM影像（1）打开Arcscene软件，添加图二所列出的TM遥感影像、DEM数据，如图三所示。（2）选中TM遥感影像所在图层，右键打开菜单，选择图层特性中的基本高度选项卡，选择浮动于自定义表面上，在该选项中选择添加与该影像区域对应的DEM高程模型，确定后即可出现三维可视化显示。11空间信息可视化与三维建模作业图五高程系数夸大若生成的三维模型高度起伏不够突出，可以将高程转换为场景单位的系数改为1.5较为合适。图六影像与DEM叠加三维显示11空间信息可视化与三维建模作业（3）打开Arcmap软件-ArcToolbox-

7、3Danalyst工具-slope工具，输入栅格选择DEM数据，确定后生成坡度图，同样将坡向图层浮动于DEM表面，即可实现坡度数据的三维可视化显示。图七坡度三维显示图八坡向三维显示（4）同样，运用3Danalyst中的相关工具可以得到地表坡向图。（5）坡面坡向变率是指在地表的坡向提取基础上，进行对坡向变化率值得二次提取，即坡向之坡度，反应了地表等高线的弯曲程度。（SOA）11空间信息可视化与三维建模作业图九坡面坡向变率三维显示（6）地面粗糙度是特定的区域内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。地面粗糙度的提取步骤如下：图十坡度图1）点击

8、DEM数据层，选择表面分析中的坡度（s