ArcGIS 3D学习指南.doc

ArcGIS 3D学习指南目录一、3D分析功能简介二、创建表面模型三、表面分析四、三维可视化一、3D分析功能简介 与3D分析功能有关的常用模块有：ArcScene、ArcMap、ArcCatalog，其基本功能如下：1、ArcScene的功能：浏览三维数据、创建表面、进行表面分析等。2、ArcMap的功能：浏览三维数据、创建表面、进行表面分析、在表面上寻找视线瞄准线、三个数字化三维要素工具与使用表面Z值图形工具、沿三维线创建剖面图的工具等。3、ArcCatalog的功能：创建GIS数据图层并定义三维视图的一些基本属性、预览ArcScene中场景等。 二、创建表面模型1、栅格表面插值 ArcGIS中支持的栅格表面插值有四种：反距离加权插值法、样条插值法、克里格插值法和自然领域插值法。打开方式如图1所示：图1 常用的栅格表面插值方法打开示例（1）反距离加权插值法 如图1所示，单击Inverse Distance Weighted可打开反距离加权插值法（如下图所示），按照对话框提示可进行操作。需要说明的是：Power指反距离加权法中距离的指数，指数越小表面越光滑，常用范围为0.53；Search radius type有两个选项，其中Variable表示可变半径反距离加权插值法，Fixed表示固定半径反距离加权插值法；在Output Raster中，选择你要保存的位置，否则容易丢失。2）样条插值法 如图1所示，单击Spline可打开样条插值法（如下图所示），可按照对话框提示进行操作。需要说明的是：在Spline type有两个选择，其中Tension表示张力样条插值法，Regularized表示规则样条插值法。其它同上。（3）克里格插值法 如图1所示，单击Kriging可打开克里格插值法（如下图所示），按照对话框提示可进行操作。需要说明的是：Krging method表示克立格类型，有普通克立格和泛克立格两种；从Semivariogram model中，选择所需的模型，常用的有球面模型、指数模型等；Search radius type有两个选项，其中Variable表示可变半径克里格插值法，Fixed表示固定半径克里格插值法。（4）自然领域插值法 自然领域插值法比较简单，如图1所示，单击Natural neighbor Interpolation即可打开自然领域插值法（如下图所示），按照对话框提示可完成操作。2、3D中的Options选项3D中的Options选项中，有三个属性：General, Extent, Cell Size，如图2所示。图2 3D中的Options选项（1）在General项下，Working项中保存着所有插值的结果。在确省的情况下，退出ArcGIS时自动删除，一般需要更改，例如改为C:arcgis等。Analysis mask是用来设置分析掩膜的，被掩盖掉的单元值为No Data。Analysis Corrdinate System中有两个选项，前者表示保存的坐标系统与打开时保持一致，后者与当前的一致。（2）在Extent项下，允许用户修改输出范围，一般用左上角和右下角的点的坐标来表示。（3）在Cell Size项下，允许用户设置输出栅格单元的大小，但精度不得超过当前精度的大小。3、创建TIN表面 ArcScene和 ArcMap中，均允许创建新的TIN表面。（1）用专题图创建新的TIN表面：如图3所示，单击Create TIN from Features，图 3出现如下对话框，选择合适的图层后，根据实际，适当的修改右边选项，然后单击OK键即可。（2）用栅格图创建TIN表面 如图4，首先打开一幅栅格图，然后按照下图单击Raster to TIN，出现图4图5 对话框。在Z tolerance中，输入TIN的垂直精度，然后单击OK即可。图 5三、表面分析 在ArcGIS中，表面分析的主要功能有：查询表面值、从表面获取坡度和坡向信息、创建等值线、分析表面的可视性、从表面计算山体的阴影、确定坡面线的高度、寻找最陡路径、计算面积和体积、数据重分类、将表面转化为矢量数据等。下面分别说明：图6 表面分析功能1.生成等值线：如图6，单击Contour，按照弹出的对话框（如下图所示），填入相应的地址或值。其中，“Contour interval”内填入高程变换系数，高程变换系数用来调整Z值与XY值之间的单位。2.计算坡度：如图6，单击Slope，按照弹出的对话框（如下图所示），填入相应的地址或值。其中，output measurement有两个选择，度数和度数的百分数，它们之间的关系为： 3. 计算坡向：如图6，单击Aspect，按照弹出的对话框（如下图所示），填入输出栅格单元的大小和保存的路径，单击OK。其中，坡向以度为单位，按逆时针方向从0度（正北方向）到360度来度量，其类型有北（1）、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北（2）共九种。北（1）和北（2）的图标颜色可能相同，也可能不同，但均可通过右击颜色来修改。4.增加山体阴影：如图6，单击Hillshad，按照弹出的对话框（如下图所示），填入相应的地址或值。其中，Azimuth表示太阳方位角，Altitude表示太阳高度角。5.创建显示视场的地图：如图6，单击Hillshad，按照弹出的对话框（如下图所示），填入相应的打开位置，观测点，Z值变换系数，输出栅格的大小，输出位置。其中，输出栅格的大小不能小于栅格的大小。6.计算表面积和体积：如图6，单击Area and Volume，按照弹出的对话框（如下图所示），填入相应的位置和参考面信息后（注意是选择参考面之上部分还是参考面之下部分），单击计算（图上用1标出），下面就会出现2D投影面积、表面积和体积。也可以将该信息保存到文件上，选中保存到*.txt文件（图上用2标出），添入或选择保存的位置，点击Done（图上用3标出）即可。7. 寻找最陡路径：如图6，单击 后，在栅格图或TIN上单击一个开始点，它将自动形成一条轨迹。它可以用来模拟雨点下落的路径。8. 确定坡面线的高度：单击 ，在图上画出所需的线；然后单击 ，即可以察看剖面线。9. 数据重分类：如图6，单击Reclassify，按照弹出的对话框，填入相应的地址或值。图 610. 将表面转化为矢量数据：一般经历两个步骤，即先专题化后，再矢量化。如图7，对于栅格图而言，先单击1，然后单击3；对于TIN而言，先单击2，然后单击3。但是矢量的效果不好，不如选用其他的矢量化软件，如R2V。图711. 生成单条等值线：如图6，单击 后，再在栅格图或TIN上单击一个开始点，将自动形成一条等值线。12. 创建视线瞄准线：通过图表 来实现。四、三维可视化在ArcGIS中，三维可视化的主要功能有：创建三维场景、向场景中添加图层与图形、定义图层的三维属性、定义场景的属性、识别和选择要素、管理场景浏览器、输出场景、打映场景等。下面分别具体说明：1、创建三维场景： 创建新场景，又称为添加数据。在ArcScene中，直接单击标准工具上的 图表即可。若从ArcMap中添加数据，则右击准备添加的图层在工具栏中的图标，单击拷贝，然后在ArcScene中右击Scene Layer，选择粘贴即可。若从ArcCatalog中添加数据，仅仅需要将选中的数据拖到ArcScene中。2、定义图层的Z值一般有三种方法可以用来定义图层的Z值，即：使用属性设置图层的基准高程；通过在表面上添加新要素；突出要素。最常用的是通过在表面上添加新要素，其步骤如下：（1） 右击图层，在弹出的对话框中，选择Base Heights（如图标1所示）；（2） 单击Obtain heights for layerfrom suface（如图标2所示），选择您要添加的图层；（3） 如果两个图层的单位不一致，则要改变Z Unit Conversion（如图标3所示）；（4） 单击确定（如图标4所示）！ 如果是通过在表面上添加新要素，则在（2）中，选择Use height for layer or expression to set heights for layer（如图标5所示），在下面的空白处添上一个常数即可。3、把两个图层分开 如上图所示，打开Base Heights以后，在Offset（如图标6所示）处添加一个常数，单位与Z值单位一致。4、控制图层绘制的时间为了节约资源，提高计算机的使用效率，不是每个图层在任意时刻均需显示。在ArcGIS中，对于图层的显示，有三种方法，分别为：总是显示、不游览时显示和游览时显示。设置的方法如下：（1）右击图层，在弹出的对话框中，选择Rendering；（2）弹出的对话框如下图所示：其中选择1为总是显示，选择2为不游览时显示，选择3为游览时显示。作