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时间:2019-07-01
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1、一.软件平台ArcGIS或MapGIS(软件测试部分):(1)数据处理:拓扑构建、误差校正、地图投影(2)数据管理:属性表创建、属性表关联、图形与属性数据挂接、属性表导出(3)空间分析:查询检索、叠加分析、缓冲区分析(4)数字高程模型:GRID及TIN模型创建,DEM分析(包括坡度、坡向、粗糙度、可视性、洪水淹没、流域地貌等分析)(5)数据转换:ArcGIS、MapGIS、MapInfo、AutoCAD等数据间格式转换实验四基于ArcGIS的DEM分析与可视化一、实验目的1、掌握利用ArcGIS三维分析模块进
2、行创建表面的基本方法2、掌握地形特征信息的提取方法,能利用ArcGIS软件基于DEM对山脊线和山谷线的提取,显示粗糙度3、掌握三维场景中表面及矢量要素的立体显示其原理与方法,熟练掌握ArcGIS软件表面及矢量要素杂场景中的三维显示及其叠加显示4、熟练掌握ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化方法。二、主要实验器材(软硬件、实验数据等)计算机硬件:性能较高的PC;计算机软件:ArcGIS9.3软件;实验数据:《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘或其他中三、实验内容与要求1、地形特征信息
3、提取实验数据:dem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。具体操作:1.打开arcmap,添加dem数据,点击DEM数据,打开Arctoolbox,使用SpatialAnalysistoolsSurfaceAnalysisAspect工具,提取DEM的坡向数据层,命名为A。2.点击数据层A,使用SpatialAnalysistoolsSurfaceAnalysisSlope工具,提取数据层A的坡度数据,命名为SOA1。(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
4、变化率值的二次提取,亦即坡向之坡度(SlopeofAspect,SOA)。它可以很好的反映等高线弯曲程度。)3.求取原始DEM数据层的最大高程值,记为H;使用空间分析工具集中的栅格计算器(RasterCalculator),公式为(H—DEM),得到与原来地形相反的数据层,即反地形DEM数据。记为“-DEM”。4.基于“-DEM”数据,使用SpatialAnalysistoolsSurfaceAnalysisAspect工具,提取-DEM的坡向数据层,命名为-A。。5.点击数据层-A,使用SpatialA
5、nalysistoolsSurfaceAnalysisSlope工具,提取反地形的坡向变率,记为SOA2。6.使用空间分析工具集中的栅格计算器(RasterCalculator),公式为SOA=(([SOA1]+[SOA2])-Abs([SOA1]+[SOA2]))/2,这样就可以求出没有误差的DEM的坡向变率SOA。7.再次点击初始DEM数据,点击SpatialAnalyst---->NeighborhoodStatistics(栅格邻域计算工具),打开对话框,设置统计类型(Statistictype)
6、为平均值(Mean),邻域的类型为矩形(也可以为圆),领域的大小为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的矩形的平均值数据层,记为B,各项设置如图4-1所示。8.使用空间分析工具集中的栅格计算器(RasterCalculator),公式为C=[DEM]-[B],即可求出正负地形分布区域,如图4-2所示。图4-1栅格邻域计算对话框图4-2正负地形分别示意图9.使用空间分析工具集中的栅格计算器(RasterCalculator),公式为shanji=[C]>0&SOA>70
7、,即可求出山脊线,如图4-3所示。10.同理,在栅格计算器(RasterCalculator)中,键入公式为shangu=[C]<0&SOA>70,即可求出山谷线,如图4-4所示。图4-3山脊线的界面图4-4山谷线的界面11.地面粗糙度:地面粗糙度是指在一个特定的区域内,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。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。如图8,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,
8、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SpatialAnalysis-SurfaceAnalysis-Slope命令,提取DEM主题的坡度,得到主题SlopeofDEM;2)激活主题Sl
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