DEM分析与可视化的.docVIP

一.软件平台ArcGIS或MapGIS（软件测试部分）： （1）数据处理：拓扑构建、误差校正、地图投影 （2）数据管理：属性表创建、属性表关联、图形与属性数据挂接、属性表导出 （3）空间分析：查询检索、叠加分析、缓冲区分析 （4）数字高程模型：GRID及TIN模型创建，DEM分析（包括坡度、坡向、粗糙度、可视性、洪水淹没、流域地貌等分析） （5）数据转换：ArcGIS、MapGIS、MapInfo、AutoCAD等数据间格式转换 实验 基于ArcGIS的DEM分析与可视化 一、实验目的二、主要实验器材（软硬件、实验数据等） 计算机硬件：性能较高的PC计算机软件：ArcGIS9.软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘中 三、实验内容与要求 、地形特征信息提取 实验数据 要求：利用所给区域DEM数据，提取该区域山脊线、山谷线栅格数据层。DEM数据，打开Arctoolbox，使用Spatial Analysis tools\Surface Analysis\Aspect工具，提取DEM的坡向数据层，命名为A。 2.点击数据层A，使用Spatial Analysis tools\Surface Analysis\Slope工具，提取数据层A的坡度数据，命名为SOA1。（地面坡向变率，是指在地表的坡向提取基础之上，进行对坡向变化率值的二次提取，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect, SOA）。它可以很好的反映等高线弯曲程度。） 3.求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为（H—DEM），得到与原来地形相反的数据层，即反地形DEM数据。记为“-DEM”。 4.基于“-DEM”数据，使用Spatial Analysis tools\Surface Analysis\Aspect工具，提取-DEM的坡向数据层，命名为-A。。 5. 点击数据层-A，使用Spatial Analysis tools\Surface Analysis\Slope工具，提取反地形的坡向变率，记为SOA2。 6.使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为SOA=(([SOA1]+[SOA2])-Abs([SOA1]+[SOA2]))/2，这样就可以求出没有误差的DEM的坡向变率SOA。 7.再次点击初始DEM数据，点击Spatial Analyst----Neighborhood Statistics（栅格邻域计算工具），打开对话框，设置统计类型（Statistic type）为平均值（Mean），邻域的类型为矩形（也可以为圆），领域的大小为11×11（这个值也可以根据自己的需要进行改变），则可得到一个邻域为11×11的矩形的平均值数据层，记为B，各项设置如图4-1所示。 使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为C=[DEM]-[B]，即可求出正负地形分布区域，如图4-2所示。 图4-1 栅格邻域计算对话框 图4-2正负地形分别示意图 9.使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为shanji=[C]0SOA70，即可求出山脊线，如图4-3所示。 10.同理，在栅格计算器（Raster Calculator）中，键入公式为shangu=[C]0SOA70，即可求出山谷线，如图4-4所示。 图4-3 山脊线的界面 图4-4 山谷线的界面 11.地面粗糙度： 地面粗糙度是指在一个特定的区域内，地球表面积与其投影面积之比。它也是反映地表形态的一个宏观指标。根据地面粗糙度的定义，求每个栅格单元的表面积与其投影面积之比，可以用如下方法来完成。 如图 8，假如 ABC 是一个栅格单元的纵剖面，α为此栅格单元的坡度，则 AB 面的面积为 此栅格的表面积，AC 面为此栅格的投影面积（也既是此栅格的面积），根据公式：Cosα=AC/AB 则可得出此栅格单元的地面粗糙度 M 为：M =“AB 面的面积”/“AC 栅格单元的面积”= （AC * AB ）/ （AC * AC） = 1 / Cosα 地面粗糙度的提取步骤如下： 1) 激活 DEM 主题，选择 Spatial Analysis － Surface Analysis － Slope 命令，提取 DEM 主题的坡度，得到主题 Slope of DEM； 2) 激活主题 Slope of DEM，在 Spatial Analysis 下使用栅格