arcgis培训之十一DEM制作和分析.ppt

第十一节 DEM制作和分析,本章内容,三、获得点高程值,一、DEM 概念,五、等高线检查和等高点检查,二、DEM 制作,四、等高线平滑和加密,中科地信出品 闫磊编写 ,一、DEM是什么,DEM是“数字高程模型（Digital Elevation Model）”的英文简写。 数字地形模型(DTM)：即Digital Terrain Model，是数字形式表示的地表面，即区域地形的数字表示，它是由一系列地面点的X，Y位置及其相联系的高程Z所组成。这种数字形式的地形模型是为适应计算机处理而产生的，又为各种地形特征及专题属性的定量分析和不同类型专题图的自动绘制提供了基本数据。 在专题地图上，第三维Z不一定代表高程，而可代表专题地图的量测值，如地震烈度、气压值，温度，降雨量等。,中科地信出品 闫磊编写 ,DEM几种表现形式,TIN 不规则三角网 Terrain Tin升级（地形） Grid（raster） 栅格,中科地信出品 闫磊编写 ,看帮助,中科地信出品 闫磊编写 ,1.2什么是Tin,TIN 规则三角网 的英文首字母缩写。 一种将地理空间分割为不重叠的相连三角形的矢量数据结构。 每个三角形的折点都是具有 x、y 和 z 值的采样数据点。 这些采样点通过线相连，从而构成 Delaunay 三角形。 TIN 用于存储和显示表面模型。 。 TIN 用于表示一个表面，或者说是连续的数据，而不能表示离散的数据 TIN 通常用于表示大数据应用中的 terrain 表面，而高程点则允许不规则地分布以容纳表面中具有较大差异的各个区域，并且高程点的值和实际位置将作为结点保留在 TIN 中。 Tin的升级版本为Terrain, Terrain创建见 3D分析：练习 8：创建和使用 terrain 数据集,中科地信出品 闫磊编写 ,1.3表面模型（GRID和TIN）的区别,栅格是像元（或像素）的矩形阵列，每个栅格都存储了它所覆盖的表面部分的值。一个指定像元包含一个值，因此，表面的详细程度取决于栅格像元的大小。 这两种模型各有优缺点，相比而言，GRID模型比较简单、高效，TIN模型比较精确，数据量，耗内存大。所以，一般GRID模型多用于区域性的、小比例尺的应用，而TIN模型则更常用于精细的、大比例尺的应用。,中科地信出品 闫磊编写 ,TIN说明,TIN 通常用于较小区域的高精度建模（如在工程应用中），此时 TIN 非常有用，因为它们允许计算平面面积、表面积和体积。 TIN 的最大允许大小视连续的可用内存资源而定。对于 Win32 系统而言，正常操作条件下，可达到的最大大小为 1000 到 1500 万个结点。出于可用性和性能的考虑，强烈建议始终将此大小限制为几百万。如果超出这一大小，则最好使用 terrain 数据集来表示。 由于结点可以不规则地放置在表面上，所以在表面起伏变化较大或需要更多细节的区域，TIN 可具有较高的分辨率，而在表面起伏变化较小的区域，则可具有较低的分辨率。,中科地信出品 闫磊编写 ,Terrain数据,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。通常，terrain 数据集通过激光雷达、声纳和摄影测量源进行构建。Terrain 存储在地理数据库的要素数据集中，其中包含用于构建 terrain 的要素。,中科地信出品 闫磊编写 ,二、DEM制作,1、DEM制作和过程中存在问题 2、DEM应用,中科地信出品 闫磊编写 ,创建DEM方法,创建TIN：点、线创建TIN TIN转栅格：tin生成栅格DEM 地形转栅格：点、线创建栅格DEM 栅格转TIN:栅格DEM转TIN 栅格转ASCII：栅格DEM转文本 ASCII转栅格：文本转栅格 Terrain使用向导创建,中科地信出品 闫磊编写 ,2.1创建TIN,1、使用等值线和离散点（有一个字段标注高程值）加载等值线，一定要选高程字段硬断线提供Z值，那么构建出来的Tin也就会在Hard line处生成节点，表示表面上的不连续性； 软断线在参与构Tin时，本身不提供Z值，表示线性要素但并不改变表面坡度的边。比如，要标出当前分析区域的边界，mass points离散点，生成的TIN没有线，用于点生成tin,中科地信出品 闫磊编写 ,创建TIN，数据：11.dem11.mdb,中科地信出品 闫磊编写 ,创建TIN 注意事项,用于表面建模的 TIN 应使用投影坐标系构造。不建议使用地理坐标系。x,y 单位是角度（例如，十进制度）时，坡度、体积和通视分析等功能会产生令人误解或不正确的结果。 使用投影坐标系统,中科地信出品 闫磊编写 ,2.1两块等高线创建TIN Tin的剪裁（中级）,使用矢量和栅格clip、split都不可以的，只有在创建Tin，加入剪裁的面，一起参与创建tin，面的参数设置，如下，使用hard clip 多边形参与tin四种方式 裁切：定义插值的边界，处于裁切多边形之外的输入数据将不参与插值与分析操作。 删除：定义插值的边界，与裁切多边形的不同之处在于多边形之内的输入数据将不参与插值与分析操作。 替换：可对边界与内部高度设置相同值，可用来对湖泊或斜坡上地面为平面的开挖洞建模。 填充：它的作用是对落在填充多边形内所有的三角形赋予整数属性值。表面的高度不受影响，也不进行裁切或删除。,中科地信出品 闫磊编写 ,设置界面,硬替换中的字段值才有意义，裁剪时不用设置字段,中科地信出品 闫磊编写 ,在三维看,中科地信出品 闫磊编写 ,然后TIN 转栅格,生成DEM,直接使用经纬坐标的无法生成grid， Elevaton按原来的值、下面坡度、坡向，Cellsize 默认值是图形外接矩形最短边除以250，单位和地图坐标定义，是地理坐标是度为单位，其他以米为单位，一个像素点代表的矢量的大小（高度*宽度），Cellsize越大，粒度越大，影像越小（行数row，col越少），数据精度越低， Cellsize可以浮点数，可以小于1的,使用上面数据的tin,中科地信出品 闫磊编写 ,Terrain创建,必须基于数据集右键向导创建,数据:DEM制作和分析dgxtinyl.mdbkknewdgx 操作:创建terrain.exe,中科地信出品 闫磊编写 ,模型,模型位置:11.DEM制作和分析dgxtin工具箱.tbx创建terrain,中科地信出品 闫磊编写 ,地形转栅格，数据：数据：11.dem11.mdb,中科地信出品 闫磊编写 ,三维展示,中科地信出品 闫磊编写 ,矢量数据三维,中科地信出品 闫磊编写 ,三、获得点高程值,值提取至点Extract Values to Points 添加表面信息 插值shape,中科地信出品 闫磊编写 ,点在线上，空间连接，11.DEM制作和分析空间连接.mxd,中科地信出品 闫磊编写 ,11.DEM制作和分析点不在线上.mxd,中科地信出品 闫磊编写 ,11.DEM制作和分析点不在线上.mxd,中科地信出品 闫磊编写 ,11.DEM制作和分析点不在线上.mxd,中科地信出品 闫磊编写 ,四、等高线平滑和加密，表面分析,等值线(Contour) 坡度(Slope) 坡向(Aspect) 山体阴影(hillshade) 视域(Viewshed) 填挖方(Cut/Fill),中科地信出品 闫磊编写 ,4.1.等值线 等高线加密,1、等值线(Contour)，可以是从TIN- Contour,或DEM- Contour,相对TIN生成等高线质量好一些，毕竟tin是类似矢量的。可以用来等高线的加密（度）和抽稀。,使用前面的分幅创建的tin,中科地信出品 闫磊编写 ,等高线平滑,中科地信出品 闫磊编写 ,Tin转栅格,分辨率要修改,中科地信出品 闫磊编写 ,4.2坡度分析 只能是栅格数据,坡度(Slope).地表面在该点的倾斜程度。垂直高/水平距离,如耕地坡度大小，是否适宜耕种，道路两边是否需要加护坡 。(且数据必须是投影坐标) 实际坡度有两种表示方式方法： （1） 坡度(degree of slope)：既水平面与地形面之间夹角。 （2） 坡度百分比（percent slope）：既高程增量与水平增量之比的百分数。,中科地信出品 闫磊编写 ,3.3坡向分析,坡向(Aspect)， 坡向反映了斜坡所面对的方向。坡向指地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角。对于地面任何一点来说，坡向表征了该点高程值改变量的最大变化方向。在输出的坡向数据中，坡向值有如下规定：正北方向为0度，按顺时针方向计算，取值范围为0360。坡向在植被分析、环境评价等领域有重要的意义。在生物学上，生长在朝向北的斜坡上和生长在朝向南的斜坡上的植被一般有明显的差别；建立风力发电站的选址时，需要考虑把它们建在面向风的斜坡上；地质学家经常需要了解断层的主要坡向，或者褶皱露头，来分析地质变化的过程；在确定容易被积雪融水破坏的居民区的位置时，需要识别朝南的坡面，来得到最初融化的积雪的位置。,中科地信出品 闫磊编写 ,山体阴影(hillshade)：是根据设置的光源对栅格的照明值，太阳方位角、太阳高度角设置，设置的位置不同，结果也不一样，可以用于日照分析，一天日照的时间等，值越小表示，阴影越大,中科地信出品 闫磊编写 ,五、等高线检查和等高点检查,等高线图形检查 等高线属性检查 等高点属性检查,中科地信出品 闫磊编写 ,等高线特点,(1)同一等高线上任何一点高程都相等。 (2)相邻等高线之间的高差相等。等高线的水平间距的大小，表示地形的缓或陡。 (3)等高线都是连续、闭合的曲线。 (4)等高线一般都不相交、不重叠(悬崖处除外)。 (5)等高