14地理信息系统arcgis实习教程第十四章

第十四章工程中的土方、纵坡

1 由等高线产生不规则三角网

启动项目D:\gis_ex09\ex14\ex14.mxd，激活data frame1，有三个图层：现状等高线、设计等高线和场地边界（见图14-1）。打开属性表“Attribute of 现状等高线”，可以看到每条等高线的高程数据均在图层属性数据表的contour 字段中，打开属性“Attribute of 设计等高线”也可看到同样的属性字段。

图14-1 data frame1 显示

选用菜单Tools / Exten sions…，加载3D Analyst 扩展模块。选用菜单View / Toolbars / 3D Analyst，加载3D Analyst 工具条。鼠标双击data frame1，在Data Frame（特征设置）对话框的General 标签中将Map Units 和Display Units 均改为Meters。选择3D Analyst / Options…，对3D Analyst 作初始化设置：General 标签：

Working：D:\gis_ex09\ex14\temp\ 输入3D Analyst 的指定工作路径

Analysis mask：None 栅格数据的属性表中将不存在无数据（No data）属性值

Analysis coordinate system：勾选上侧圆点，产生栅格的坐标系统，参照已经使用的

Extents 标签：

Analysis extent：Same As layer“场地边界”下拉选择“场地边界”为栅格范围

Cell size 标签：

Analysis cell：As Specified Below 下拉选择

Cell size：10 栅格单元的大小为10

Number of Rows：37 边界和栅格单元确定后，自动确定栅格的行数

Number of Columns：32 边界和栅格单元确定后，自动确定栅格列数

按“确定”键完成初始化设置。选用菜单3D Analyst / Create / Modify TIN / Create TIN From Features…，在随后的对话框中，作如下选择：

Layers：勾选“现状等高线”和“场地边界”两项，表示由该两个图层共同产生TIN（其中“场地边界”仅起限制TIN 边界的作用）。鼠标选择图层“现状等高线”，再对“Settings for selected layer”对话框进行设置：

Height Source：CONTOUR 下拉选择，高程值源于现状等高线属性CONTOUR

Triangulate as：soft line 下拉选择，使用适合以等高线为数据源的计算方法

Tag Value field： 不选

鼠标选择图层“场地边界”，在Settings for selected layer 对话框内设置：

Height Source： 下拉选择，不要高程值

Triangulate as：soft clip 下拉选择，产生的TIN 模型被裁切在该边界内

Tag Value field: 不选

Output TIN: D:\gis_ex09\ex14\temp\cnt_presen TIN 数据名称及存储路径

按OK 键，软件根据现状等高线产生三维地面模型，默认的显示方式是按高程分类。双击图层cnt_presen，在调出的图层特征对话框中选择Symbology 标签，作如下设置：

图14-2 由现状等高线产生的TIN，按坡度大小分类显示

针对Show：列表框出现的选项（如：Elevation，Edges，Slope 等）选择加左下方Remove 按钮，将他们删除，再点击Add…，弹出Add Render（显示控制列表）对话框，选择Face slope with graduated color ramp，表示用坡度分类来显示三维地表，按Add 键，出现图例，调整图例后，按“确认”键，关闭图层属性对话框。读者可以观察到，根据TIN 模型而产生的坡度分类图的显示效果（见图14-2）。

再次选择菜单3D Analyst / Create / Modify TIN / Create TIN From Features…，在随后的对话框中，作如下选择：Layers：勾选“设计等高线”和“场地边界”。表示由该两个图层共同产生TIN（其中“场地边界”仅起限制TIN 的输出边界的作用）鼠标激活图层“设计等高线”，再对“Settings for selected layer”框进行设置：

Height Source：CONTOUR 下拉选择，高程值源于现状等高线属性CONTOUR

Triangulate as：soft line 下拉选择，使用适合以等高线为数据源的计算方法

Tag Value field： 不选

鼠标激活图层“场地边界”，在Settings for selected layer 对话框内设置：

图14-3 由设计等高线产生的TIN

Height Source： 下拉选择，不要高程值

Triangulate as：soft clip 下拉选择，产生的TIN 模型被裁切在该边界内

Tag Value field: 不选

Output TIN: D:\gis_ex09\ex14\temp\cnt_design TIN 数据名称及存储路径

按OK 键确认后，软件根据设计等高线产生三维地面模型，取名为cnt_design，可以按高程分类显示，也可按坡度分类显示（见图14-3）。

2 计算工程填挖方

选用菜单3D Analyst / Surface analysis / Cut/Fill…（计算填挖方），在弹出的Cut/Fill 对话框进行如下参数设置：

Before surface：cnt_presen 下拉选择，原来的表面

After surface：cnt_design 下拉选择，后来的表面

Z factor：1 纵向比例不夸张

Output cell size：10 已在3D analyst 初始化时指定

Output raster：cut_fill 键盘输入生成的栅格数据名称，路径按初始设定

按OK 键后关闭对话框，系统自动产生填挖方计算栅格数据，并用一个名为cut_fill 的图层显示出来（见图14-4），该图层的图例中Net Gain 表示净填方，Unchanged 表示不填不挖，Net Loss 表示净挖方，No Data 表示缺少合适的数据。打开图层属性表“Attribute of cut_fill”，可以查看到栅格要素属性表的内容，其中Volume 值大于零的表示填方，小于零的表示挖方，等于零的不挖不填，鼠标右键点击字段Volume，再选菜单Statistics...，获得该栅格体积的统计结果，总计（Sum）为22500.00，填方大于挖方。

为了得到更详细的填挖方信息，可以将不规则三角网构成的地面模型转成栅格数据。返回data frame1，选用菜单Tools / Extensions… / Spatial Analyst / Close，勾选View / Toolbars / Spatial Analyst，出现Spatial Analyst 工具条，选择Spatial Analyst / Options…，作初始化设置：