地形分析-----TIN及DEM的生成及应用

1、实验六、地形分析TIN及DEM的生成及应用(综合实验)一、实验目的DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方 法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。通过对本次实习的学习，我们应：a) 加深对TIN建立过程的原理、方法的认识；b) 熟练掌握ArcGIS中建立DEM. TIN的技术方法。c) 掌握根据DEI或TIN计算坡度、坡向的方法。d) 结合实际，掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。二、实验准备软件准备:ArcGIS Desktop 9. xArcMap（3D 分析模块）实验数据：矢量图层：高程点Elevpt_Clip. shp,高程Elev_Clip.

2、 shp,边界 Boundary. shp, 洱海 Erhai. shp三、实验容及步骤1. TIN及DEM生成1.1由高程点.等高线矢量数据生成TIN转为DEM在ArcMap中新建一个地图文档(1) 添加矢量数据:Elevpt一Clip、Elev_Clip, Boundary. Erhai (同时选中：在点击的同 时按住Shift)(2) 激活3D Analyst”扩展模块(执行菜单命令工具扩展,在出现的对话框中选 中3D分析模块)，在工具栏空白区域点右键打开3D分析工具栏(3) 执行工具栏3D分析中的菜单命令3D分析创建/修改TIN从要素生成TIN；(4) 在对话框从要素生成TIN中中定义

3、每个图层的数据使用方式；在从要素生成TIN中对话框中，在需要参与构造TIN的图层名称前的检查框上打上 勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源(Height Source),设定三角网特征输入(Input as)方式。可以选定某一个值的字段作为属性信息(可以为None)。在这里指定图层Erhai 的参数：三角网作为：指定为硬替换,其它图层参数使用默认值即可。输入选取用于生成TIN的一个或多个甸层单击窗层的名宇以指定苴设叠.因层:Eelev_Qip Eelevpt_Clip 13 ErHai13 Boundary所选u层的设査要素类型：高度源:三角网作为： 标识值字段：2D多边形输出 TIN:|

4、D:Daltin确定 I 取消 I(5)确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tig在TOC(容列表)中关 闭除TIN和Erhai之外的其它图层的显示，设置TIN的图层(符号)得到如下的 效果。文件(E)编辑视團插入G)选择工具O窗口帮助血分析因层:(tin二藐 3乙各巻D S #船电寵X |幻C 涉11:312.3423 也总 田H tin高程3741.333-40343448.667 - 3741.333 3156 - 3448.667 2863.333 - 3156 2570.667-2863.333 2278 - 2570.667 2985.333-22781692.667 - 19

5、85.333 1400 1692.667elev_Clip elevDt_Clip Boundary选择集IIO Microsoft Sans Serif绘制助 kA S I |io2d B Z U A p 0 八631004.63 2865582.73 米(6)执行工具栏3D分析中的命令转换TIN转换到栅格,指定相关参数：属性:高程,像素大小:50,输出栅格的位置和名称:TinGrid子 11 、皿洋氐G筋一_I f J|_Aj将TIN转成高程，坡度或坡向删格.输入TIN:(tinjJ 同属性：礙WEz 因子：|l.0(XX)橡素大小：回.1600列：9S1输出册格：| D:Dair4ing

6、rid酋确定J取消I确定后得到DEM数据：TinGrid.其中，每个栅格单元表示50mX50m的区域L2 TIN的显示及应用(1)在上一步操作的基础上进行，关闭除TIN之外的所有图层的显示，编辑图层tin的属性，在图层属性对话框中，点击符号选项页，将边界类型和髙程前面检查框中的勾去掉；点击添加按钮常规丨数据源丨显示 符号I字段显示:边类型而高程用换色梯度进行涓染值字段坡度分类等间隔类(砂 F3 分类|V在2D显示中显示山 影效果3.74.1.0- 4.0343.445.66667-3.741.333333.1SG 3.448.66GG72.863.33333 3.1562,57056667-2

7、.B63.333332.278 2.570.666671.965.0- 2.2781.6&2.G66G7-1.985.333331.400-1.692.66567标注3741.33-4034 3448.667-3741.313 315G-S448.GG7 2863.333 3156 2570.667 2863.333 227&-2570.6671985.333-2278 1692.G67-1985.333 1400-16S2.6G7厂便用要素值显示分类确定职消 I应用在添加渲染对话框中，将所有边用同一符号进行渲染和所有点用同一符号进行渲染这两项添加么TIN的显示列表中,不同边类型用不同的符号进

8、行渲染 不同节点标签值用不同符号进行渲粱 不同面标签用不同符号濱染 节点高程用颜色梯度进行渲染 面高程用颜色梯度进行渲染 面坡度用颜邑梯度表进行涓染 面坡向用颜色梯度进行渲染所有边用同一符号进行漬染鬻讓二蹄惑添加职消(3) 将TIN图层局部放大，认真理解TIN的存储模式及显示方式(4) TIN转换为坡度多边形面坡度用颜色梯度表进行渲衆新建地图文档，加载图层tin,参考上一步操作，将面坡度用颜色梯度表 进行渲染和面坡向用颜色梯度进行渲染这两项添加到TIN的显示列表中，不同边类型用不同的符号进行渲染 不同节点标签值用不同符号进行疽第 不同面际签用不同符号渲染 节点高程用颜色梯度逬行渲染 面高程用颜

9、色梯度进行渲染面坡向用颜色梯度进行渲染所有边用同一符号进行渲染 所有点用同一符号进行渲染 在表面用同一符号渲染A 添加取消 |请参照上图进行设置在上面的对话框中，选中Slope，点击分类按钮，在下面的对框中，将类指定 为5,然后在间隔值列表中输入间隔值：& 15, 25. 35, 90,如下图所示排除凶| 取样G)|计数:5227盘小值:.00毎大值：30.00和：G1.655.81平均数：11.80标淮偏差：12.83高级统计引|分类统计分类 方法阿H类 F a数据排除厂便用圣制的最小和最大值U)显示值的类:厂小于定制的昼小值田 厂丈于定制的最丈值4厂显示标准差Q)厂显示平均数(N)2500

10、y g Si OiriPJ200”1500-1000-500-确定OH.0022.5045.00厂分隔点捕捉到数值上M67.5090.00S63 Elements in Class 厂 L口讎图P职消点击两次确定后关闭图层属性对话框，图层tin将根据指定的渲染方 式进行渲染，效果如下图所示:执行3D分析工具栏中的命令转换TIN转换到矢量,按下图所示指定各参数:得到多边形形图层：tinSlopef,它表示研究区各类坡度的分布状况，结果是矢疑 格式，打开其属性表可以看到属性SlopeCode为数值123,4,50 色 IQ 尋 电寵 X xc 专 11:257.376文件(E)编辑视團插入G)选择

11、工具CD窗口帮助但)3垃導百国妙分析因层:tin显示陵据源选择集|FIDShapeIdSlopeCode |0|多边形041多边形032多辺形013多边形0114多边形015多边形01rC夕Mt形AK1记录Jill显示口El 0 ti n 坡度 .00-8.00 8.00 15.00 15.00 25.00 25.00 - 35.00爾 ArcToolbox+ 3D Analyst Tools+ 0 Analysis Tools+ 零 Cartography Tools+Converson Tools+Data Manaaemen: Tools由蠱 qeocodin9 Tools 收藏夹|索引

12、丨搜索丨628938.62 2849223.48 米绘制(0) h 和 A. IO Microsoft Sans Serif|1O B Z U查看矢量图层:tinSlopef中要素属性表,其中属性SlopeCode 1,2,3,4,5分别表示 坡度围(0-8)、(8-15). (15-25). (25-35)、(35)(5) Eliminate合并破碎多边形(选做需要8T0分钟)新建地图文档，加载坡度多边形图层:TinSlopef,打开TinSlopef的属性表, 添加一个字段Area(类型为Double),通过计算值操作，计算各个多边形的面积:选中高级，输入VBA代码到Pre-Logic V

13、BA Script Code,输入变量dblArea到Area=下的输入框中。以下的操作将会把面积小于10000平方米的多边形合并到周围与之有最长公 共边的多边形中：执行菜单命令选择通过属性选择,查询Area =10000 （平方米）的 图斑wjASl 层 1 tinSlopef确定职消1环境设置1隐録帮朋:17通过边界消除多边形（可选）被选中的多边形以高亮方式显示，这些小的图斑将会被合并到与之相邻且有最大公共边 的多边形。当然也可以选择合并到相邻的面积最大的多边形。打开Arctoolbox,执行消除命令输出要素类| D:DaliinSlopef Biminate .shp指定输入图层：tin

14、Slopef,输出要素类：TinSlopef Elminate. shpLINPUTOUTPUTEliminate:合并破碎多边形 BORDERS TO BE ELIMINATED SLIVER POLYGONSEliminate（合并破碎多边形）操作原理原始多边形并到与之相邻的面积最大的多边形中合并后多边形，选中的（面积=10000m2 ）多边形被合将地图适当放大，比较原始图层：tinSlopef与合并后的图层： tinSlopef Eliminate（6）TIN转换为坡向多边形参照以上第（4）步，得到坡向多边形图层得到的坡向多边形中属性AspectCode的数值(-13,2,3,4,5,6

15、,7,&9)分别 表示当前图斑的坡向(平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北)，其 中1,9是相同的可以合并为1符号 范围0-22.522.5 7.5I|67.5-112.5|157.5-2Q2.5202.5*247.5 247.5 292.5 337.5 337.5-3G0标注匕i?东南 南 北 东南西西北2. DEM的应用2.1 坡度：Slope(1) 新建地图文档，加载1.2(6)中得到的DEM数据：TINGrid(2) 加载3D分析扩展模块，打开3D分析工具栏，执行菜单命令3D分析表 面分析坡度参照下图所示，指定各参数ingrid1 、LJLa.输入表面：输岀度量：Z因子:输

16、出像素大、:输岀:百分比确定(3) 得到坡度柵格slope of TinGrid：、坡度栅格中，栅格单元的值在0 -90 度间变化(4) 右键点击图层Slope of tingrid,执行属性命令，设置图层符号,重新 调整坡度分级(参考12 (4)中的步骤进行分类)以下计算剖面曲率：(5)执行菜单命令：3D分析表面分析坡度。按如下所示，指定各参数:(6) 得到剖面曲率栅格：Slope of Slope of tingrid、2.2 坡向：Aspect在上一步的基础上进行，关闭Slope of tingrid的显示。执行菜单命令：3D分析表面分析坡向,按下图所示，指定各参数:| 1L L I得到

17、坡向柵格：Aspect of tingrid坡向栅格以下计算平面曲率：(4) 执行菜单命令：3D分析表面分析坡度,按下图所示指定各参数:(5) 生成平面曲率栅格：Slope of Aspect of tingrid:2. 3提取等高线(1) 新建地图文档，加载DEM数据：tingridlo (在执行以下操作时确保，3D分 析扩展模块已激活)收議夹索引I搜索打开Arctoolbox,执行命令：按上图所示指定各参数3D Analyst Tools Raster Surface 等高线(2)生成等高线矢量图层：Contour tingrid：2. 4计算地形表面的阴影图(1) 在上一步基础上进行，打

18、开3D分析工具栏(2) 执行菜单命令：3D分析表面分析山影,按下图所示指定各参 数：(3)生成地表阴影栅格:Hil 1 shade of tinGrid :(4) DEM 渲染：如以下第2幅图所示,关闭除tingrid和Hi 11 shade of tingrid以外所 有图层的显示，并将tingrid 置于Hillshade of tirngrid之上，右键点 击tingrid,在出现的右键菜单中执行属性,在图层属性对话框中，参 照下图所示设置符号选项页中颜色。常规丨数据源丨范围丨显示 符号确定 | 职消 | 应用|打开工具栏效果,如下图所示，设置柵格图层tingrid的透明度为：40绻左右

19、。立件 编暹(D视阂2 插入(I)违择 工貝CC窗口皱)帮助(t!)型述总程B3D分析-El层:| Slope of tngrid图层ETEffl+ 0 Hllshade of tingrid壬E + ffi Sope of Aspect of tingnd Aspect of tingridSope of Slope of tingrid Sope of tingrid显示数据源丨选择集2透明度鎚制 k匚 Au 工0 fvlicrosoft Sans Serif |10 B Z U乂4调星因层的透明度630943.92 2843161.54 米2. 5可视性分析A.通视性分析(1) 在上一步的基础上进行，打开3D分析工具栏，从工具栏选择通视 线(Line of sight) X具：至分祈阴层:| Slope o-f ting rid | 務鸟越|(2)在出现的通视线Line of Sight对话框中输入观察者偏移量和目标偏移量.即距地面的距离，如图：在地图显示区中从某点A沿不同方向绘制多