使用arcgis进行地形分析研究

1、ArcGIS地形分析将从CAD获得的数据导入到ArcGIS中，首先运用ArcGIS软件进行可视化，然后对场地进行分析。分析的主要内容包括海拔高度分析、坡度分析、坡向分析，对各项地形因子进行重分类，叠加分析，分析土地的适建性，具体过程如右图所示。单因子分析单因子分析包括海拔高度分析、坡度分析、坡向分析，先是整体分析，对规划区域的整体情况有所把握，然后是两种规划方案的对比分析，分别对原规划方案和规划调整方案建设范围内地形情况进行对比分析，试图说明规划调整方案优于原规划方案。叠加分析将单因子分析的结果进行重分类，可以将每个因子的分为不同等级（适建性越高等级越高），再运用栅格叠加运算进行叠加分析，这里

2、需要分别给三个单因子赋值（高程0.2，坡向0.3，坡度0.5），再进行加权总和，得到整体评分，也就是土地适宜性的整体评价得分。同样也需要进行两种规划方案的对比分析，在综合了三种因素的情况下，比较原规划方案和规划调整方案建设用地的适建程度。操作步骤1 CAD转GIS（dwg文件转shp文件）1.1 CAD数据与ArcGIS数据介绍地图数据来源多种多样，大多数使用的是计算机辅助设计软件（CAD）制作的数据，CAD软件制图自动化程度高，操作简单，容易编辑，出图美观，且易于进行二次开发，因此CAD格式地图数据转换为其他GIS软件能支持的格式是在工作中经常用到的操作。ArcGIS作为GIS领域内常用软件

3、，具有强大的数据分析、数据管理等功能，且能建立功能强大的本地数据库。本文以CAD数据到GIS数据转换为出发点，介绍由CAD数据到ArcGIS软件支持读取和编辑的矢量数据格式的转换方式。1.2数据转换前的准备工作CAD与ArcGIS在数据结构上存在较大的差异，CAD数据类型较为丰富，支持简单点、线、面、多义线、椭圆、块、文字等多种数据类型，而转换到ArcGIS中，只转换为点、线、面、注记等类型，这使得CAD图形数据不能很好的满足ArcGIS的要求，如：CAD中的Text数据类型，直接转换后只转换为ArcGIS中的Point，因此在做数据转换前，需要对源数据进行预处理。重命名CAD文件，如果转换前

4、后数据命名规则有差异，最好重命名数据，保证在做完数据格式转换后，仍能清晰区分图层内容。（2）筛选转换内容。如果只需将CAD文件的部分图层或只对图层中的一部分内容感兴趣，只要选择需要转换格式的图层，将它们复制到一个新的CAD文件中，留作转换备用。（3）删除多余要素。采用擦除工具将所有多余要素删除，如:标题、边界、图例等，只留下需要进行转换的几何要素即可。（4）CAD图层内容提取。数据转换前，确保所有要素都只存在于一个属于它们的图层中，擦除所有不属于本层的要素，或者将其复制到一个新的图层中。（5）检查CAD数据坐标系统。大多数CAD数据的坐标系都采用GIS系统中能够识别的坐标系统，确定CAD的坐标

5、系统有利于GIS坐标系统的确定级转换后坐标系统的处理。为减少数据格式转换后大量的后续数据处理工作，数据转换前的工作非常必要，能够使转换后的问题尽量减少，不会出现重大错误，又能保证数据转换的精度。这里需要的导出的是等高线和高程点的图层。1.3 CAD 到GIS数据转换方法首先，最简单的方法是直接在ArcGIS软件中把dwg文件拖入后，在图层显示栏中选择需要的图层输出为shp文件。其次，ArcGIS软件的ArcToolbox工具箱中有2个数据格式转换工具，分别是Conversion Tools 和Data Interoperability tools，其中，Conversion Tools有直接转

6、换为 Geodatabase格式的工具（Feature class to featureclass），采用该工具进行格式转换时，原始数据只能是要素类（Feature class），也可以在要素类上直接单击右键，选择Export 转换，这种方法比较简单，能够直接调用工具箱中的Feature class to feature class 工具，只需要注意当转换出的数据为Geodatabase格式时，数据的输出目标位置为数据库；当转出的数据位shapefile格式时，数据输出的目标位置为文件夹。以上方法在地图图形元素不多时，可以采用。但是当DWG文件内元素个数过多时，如果无法再ArcGIS中显示，不

7、能直接做转换，建议采用Data interoperability tools中的Quick Import工具先将CAD数据转换成Geodatabase格式，再经过处理后转换为需要的shapefile格式。1.4 转换后处理（1）拓扑重建CAD数据转换为GIS数据后，经常会出现要素变形或数据冗余问题，为确保数据正确性，必须保证地物点的正确性、线要素连接完整、面要素封闭等拓扑规则。点图层经常会出现重复点、悬挂点或伪节点等，如果有重复点，可在开启编辑的状态下采用“删除”操作。并为点要素设置合适的符号化样式。线图层出现比较多的是连通性问题，可对同一图层的同一条线采用select操作查询到，在开启编辑的

8、状态下调用（merge）方法实现线的融合。多边形要素主要检查公共边是否重复及多边形的封闭性，可对面图层构建拓扑，利用数据库的拓扑规则进行检查并修改。在将多个图层（点、线、面）合并为一个图层时，可采用ArcToolbox工具箱中的Append工具进行操作。另外，可调用Data management toolsFeaturesFeature to polygon做线转面操作，利用Features工具集下的工具做其他几何类型间的转换。（2）赋属性值CAD数据没有属性信息，而ArcGIS数据的属性表是其数据的重要组成部分，为了完善数据，数据格式转换后，可手动为Geodatabase数据或shapefi

9、le数据添加新字段，赋予属性值，但数据量比较大时，输入属性值耗费大量的人力，可调用工具箱中的Spatial Join工具将一个要素类图层的属性按照空间位置关系自动关联到与其相关的另一个图层上，实现属性值的自动批量追加，极大的提高了工作效率。2地形可视化2.1创建TIN地表面步骤思路：由高程点、等高线矢量数据生成TIN打开arcMap，在ArcMap中新建一个地图文档，添加矢量数据（等高线.shp）。做空间分析之前，必须激活arcmap的扩展模块。所以下面激活“3D Analyst”扩展模块（执行菜单命令 【自定义】【扩展模块】，在出现的对话框中选中3DAnalyst），接着在工具栏空白区域点右

10、键打开【3D Analyst】工具栏，打开【ArcToolbox】工具箱，在ArcToolbox中，执行命令3D Analyst工具TIN管理创建TIN。打开创建TIN工具后，在对话框中定义每个图层的数据使用方式，确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层TIN（命名为：原始数据 等高线）被添加到当前地图文档中。2.2在ArcScene中查看地表面步骤思路：TIN地形可视化图打开arcScene，加载TIN图层，右键图层【属性】【显示】中选择【高程】，可自行调整分级和色带。保存场景，可在【书签】中先创建场景，自行命名，可以随时切换场景。将规划图纸与三维地表相结合，首先需要对规划图纸进行地理配准，

11、这一步需要在ArcGIS中进行，具体步骤如下：在上方工具条的空白处右键，并在出现的工具条中勾选地理配准，或在自定义工具条中选择，选项前面出现时表示地理配准的工具条已打开；点击编辑器开始编辑注意：地理配准中图层是你要配准的图片，简单来说就是你最终导出时要看到的那幅图；如果加载要素之后没有办法看到图片，可在左侧内容列表中选择该要素，右键缩放至图层；在创建要素栏选择要素，然后点击地理配准上添加控制点，在规划图纸上点击，出现绿色的，再在确定坐标的图层上选择与刚才选择的角相应的位置，出现红色的，如此反复，选择的点在10个左右，尽量上下左右分布均匀；控制点设置好之后，可以点击Georeferencing工

12、具条里的【auto adjust】或者【update display】进行配准。此时可以看到配准的结果。如果不满意，还可以对局部控制点进行调整，点中后直接手动即可。 完成配准后利用Georeferencing工具条中的update Georeferencing或者rectify命令保存配准结果。前者是生成一个jgw的文件来存放配准后的坐标信息，而rectify命令则是另存一个配准后的图像文件。这里选择rectify命令则是另存一个配准后的图像文件（规划图纸 配准后.jpg）.在arcScene中加载，右键该图层选择属性，切换到【基本高度】，在【从表面获取高度】这一栏，选择【浮动在自定义表面上】

13、即我们的TIN图层。图层便宜设置为1，在【渲染】选项卡中勾选【相对于场景的光照位置为面要素创建阴影】，确定后，关闭TIN图层显示。2.3单因子分析2.3.1创建栅格地表面，得到高程分析图在【ArcToolbox】中，执行命令3D Analyst工具转换由TIN转出 TIN转栅格，指定相关参数：采样距离（这里选择细胞值（CELLSIZE）后面的数字代表栅格的大小，可自行设置，栅格越小，计算约准确），输出栅格的位置和名称，确定，可以得到栅格地表面；右键点击图层，执行属性命令，设置图层符号系统，重新调整高程分级和色带。2.3.2坡度分析图在【ArcToolbox】中，执行命令3D Analyst工具

14、栅格表面坡度， 参照下图所示，指定各参数，确定得到坡度分析图；右键点击图层，执行属性命令，设置图层符号系统，重新调整坡度分级和色带。2.3.3坡向分析图打开【ArcToolbox】，执行命令3D Analyst工具栅格表面坡向，指定各参数，确定得到坡度分析图；右键点击图层，执行属性命令，设置图层符号系统，重新调整坡向分级和色带。2.4叠加分析2.4.1重分类打开【ArcToolbox】，执行命令空间分析工具重分类重分类，输入栅格图层（高程、坡度、坡向），重分类字段为value，【新值】的部分，越适宜建设开发的等级越高，可以分别得到3个重分类后的高程、坡度、坡向图层；2.4.2栅格叠加运算启动栅格计算器：点击Spatial Analyst的下拉箭头，选择Raster Calculator。栅格计算器由五部分组成，左上部Layers选择框为当前Arcmap试图中已加载的所有栅格数据层名列表，双击任一个数据层名，该数据层名便可自动添加到左下部的公式编辑器中，中间部位