应用水文分析生成捞刀河流域及3D动画的生成

应用水文分析生成捞刀河流域及3D动画的生成第1页/共29页实验流程

实验概述1

3

D动画4

相关问题5数据转换2

流域生成3第2页/共29页1.实验概述1.1实验的目的根据已有的等高线数据，来自动划分捞刀河流域分布图。1.2

捞刀河简介捞刀河，又名“捞塘河”、“潦浒河”，为湘江一级支流，位于湖南省长沙市境内，发源于浏阳市石柱。峰北麓的社港镇周洛村，流经浏阳市社港镇、龙伏乡、沙市镇、北盛镇和永安镇，长沙县春华镇和黄华镇，开福区捞刀河镇于长沙城北洋油池汇入湘江。全长141公里，流域面积为2543平方公里。第3页/共29页2

数据转换2.1数据采集捞刀河作为湘江一级支流，要画出捞刀河流域，所需要的数据有A.加载一个完整的捞刀河河流，B.捞刀河河流经过地域界的等高线数据打开ArcCatalog,连接2号服务器，采集SDE.xiangshui_new，把数据点击移到ArcMap中,就能显示看到整个湘江的干流集支流，当然可以得到捞刀河整条河流形状。[*如果连接服务器出错，需要在C:\windows\system32\drivers\ect目录下找到services文件，用记事本打开，在文件最后一行加上esri_sde5151/tcp#ArcSDE]从七百个文件夹中找数据,依据顺序排列找到了：h49e022020~h49e022023、h49e023020~h49e023023、h49e024020~h49e024023

12个等高线数据作为捞刀河周边的数据第4页/共29页加载河流如下图所示：第5页/共29页2.2合并等高线这里等高线有12块，我们用工具箱中的ArcToolbox/DatamanagementTools/General/Merge这个工具把这里12条等高线合成一组等高线。第6页/共29页等高线数据2.3数据转换流程DEM数据TIN数据等高现在地图显示地表结构很主要意义和作用，本公司拥有高精度的等高线数据，这里我们用等高线来制作出浏阳河部分流域的范围。不规则三角形网络（triangulatedirregularnet）显示和分析表面,由三角形镶嵌构成连续的多面体表面，每一个三角形都有确定的坡度和坡向。DEM即数字高程模型（DigitalElevationModels），是一种对地球表面空间起伏的连续表示方法，表示某个区域上的三维向量（分别表示平面坐标和高程值）有限序列，是地形可视化表达和地形分析的基础。第7页/共29页2.4由等高线生成TIN格式文件显示效果如图所示：第8页/共29页2.7由TIN格式文件生成DEM数据显示效果如图所示：第9页/共29页3水文分析

竟然要画出流域，必不可少要进行水文分析，从图上可以看出，捞刀河与浏阳河汇入湘江的入口比较近，所以我们不能简单用Basin工具来划分流域，这样会把两条流域混在一起，所以我采用子流域提取，然后用watershed进行集水域生成，矢量化栅格文件，最后依据水文分析出来的河网来给不同的矢量集水域标记不同颜色以下，我们一起来看具体操作和效果展示。

第10页/共29页3汇流累积量的计算2流向分析1洼地填充3.1水文分析流程4河网提取5矢量化DEM数据6河网分级7子流域提取8生成水系9集水域10矢量化11加色第11页/共29页3.3洼地填充显示效果如图所示：第12页/共29页3.4无洼地的流向分析通过像素的高程数据，对像素的八个临近像素落差进行分析，显示效果如图所示：第13页/共29页3.5汇流累积量的计算

汇流累积量计算就是利用水流方向栅格数据计算出每一个栅格在水流方向上累积的栅格数。

显示效果如图所示：第14页/共29页3.6提取河流网络栅格数据

显示效果如图所示：第15页/共29页3.7河流网络栅格数据的矢量化显示效果如图所示：第16页/共29页3.8河网分级

河网分级就是把依据它以下的支流来划分这段河流的等级，显示效果如图所示：第17页/共29页3.9子流域提取提取流域网栅格数据时，取得2000的值，为了提取了河流主要干流，除去不必要的小级别小支流得到的阈值。第18页/共29页3.10水系（StreamLink）的生成就是通过提取Streamlink可以得到每一个河网弧段的起始点和终止点。也可以得到该汇水区域的出水点。由于没有出水点的栅格或矢量数据，而streamlink数据中隐含着河网中每一条河网弧段的联结信息，包括弧段的起点和终点等，相对而言，弧段的终点就是该汇水区域的出水口所在位置。所以可以用生成的streamlink数据作为汇水区的出水口数据。第19页/共29页3.11集水域（Watershed）的生成根据每一段的水系来划分流图小块第20页/共29页3.12矢量化并提取給栅格画的小流域矢量化，用来提取每一块小流域第21页/共29页3.14加色依据SDE.xiangshui_new数据和河网数据来给不同流域假不同的颜色第22页/共29页*43D动画之前我们为客户展示的都是平面图，那么我们是否能用之前的DEM数据转换成3D图像，用3D图像做的动画来展示有关地理数据图像。4.13D动画概述又称三维动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。

4.2数据采集用Arcsene应用程序来加工等高线生成的DEM数据，来生成三维图像，然后用里面Animation工具来导出三维动画第23页/共29页DEM数据三维动画（Animation）三维图像4.2生成动画的流程第24页/共29页4.3导入dem数据在ArcScene中添加DEM数据，显示效果如下：第25页/共29页经过上色，拉伸之后。显示效果如图所示：4.4生成三维图像第26页/共29页4.5动画显示用Animation工具导出动画，效果显示如下请点击：第27页/共29页5相关问题1、数据的容量在此过程中，所用到的数据量是73695条等高线，计算机处理这些数据十分缓慢，如果要画整个湘江流域，则需十万到百万的数据量，系统性能降低，用户的可操作性不好2、小