ArcGIS软件中 基于文本数据的地形分析

实验五基于文本数据的地形分析

一、实验背景

克里金插值法，又称空间自协方差最佳插值法，它是以南非矿业工程师D.G.Krige的名字命名的一种最优内插法。克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。它首先考虑的是空间属性在空间位置上的变异分布.确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点的属性值。根据样品空间位置不同、样品间相关程度的不同，对每个样品品位赋予不同的权，进行滑动加权平均，以估计中心块段平均品位。克里金方法是基于这样的一个假设，即被插值的某要素（例如地形要素），可以被当做是一个区域化的变量来看待，所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量，它随所在区域位置的改变而连续地变化，因此，彼此离得近的点之间有某种程度上的空间相关性，而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。克里金方法就是建立在一个预知定义的协方差模型的基础上通过线性回归方法把估计值的方差最小化的一种差值方法。克里金方法具体分成许多种，主要有：普通克里金、简单克里金和通用克里金等等。

二、实验目的

1.熟练掌握克里金差值法，掌握利用高程点要素生成等值线的方法，点的内插是GIS数据处理常用的方法之一，广泛应用于生成等值线。点的内插是用于建立具有连续变化特征现象（例如地面高程、地形、气温）的数值方法。

2 按照点数据samp_pt.txt（坐标和高程数据单位均为m），画出以5m为等高距的等高线，并求在bound图层边界范围内坡度>=25的区域面积。学会ArcToolBox中的栅格计算器、裁剪、坡度以及克里金法。

三、实验数据

1.bound.shp

2.samp_pt.txt

3.高程点数据。Xls

四、实验步骤

1.加载数据

打开ArcMAP软件，右键点击“内容列表”中的“图层”，在弹出的下拉框中点击“添加数据”，在弹出的“添加数据”对话框中，将文件夹连接到湖北省行政区划边界所在的文件夹，选中所要添加的数据，点击“添加”。

2右键点击“内容列表”中的“samp_pt.txt”，在弹出的下拉框中点击“显示xy数据”，此时会弹出一个“显示xy数据”的对话框，x字段选择“x”,y 字段选择“y”,z字段选择“elve”,点击“确定”。此时生成的点数据“samp_pt.txt 个事件”只是临时数据，关闭软件就会消失，因此需要导出，右键数据“samp_pt.txt个事件”，在下拉框中点击“数据”，继续点击“导出数据”，在弹出的“导出数据”对话框中，设置一个储存路径，命名为“文本导出点”，保存类型为“shapefile”点击确定。然后就可以将之前的数据“samp_pt.txt个事件”移除了。

3由于等值线的编辑输入的是栅格数据，而此时文本导出点是矢量数据，因此需要用克里金法进行转换，打开ArcToolBox，打开“3D Analyst工具”——“栅格插值”——“克里金法”，双击“克里金法”，在“克里金法”的对话框中，输入点要素为“文本导出点”，z值字段选择“elve”,输出表面栅格命名为“克里金插值”并为其设置一个存储路径。输出像元大小为5，点击确定。

4.打开ArcToolBox——“3D Analyst工具”——“栅格表面”——“等值线”，双击“等值线”，在“等值线”对话框中，输入栅格是“克里金插值”，输出折线要素命名为“5米等高线”，并为其设置一个存储路径，“等值线间距”设为“5”，起始等值线设为“0”，点击“确定”。

5.打开ArcToolBox——“3D Analyst工具”——“栅格表面”——“坡度”，双击“坡度”，在“坡度”对话框中，输入栅格是“克里金插值”，输出栅格命名为“slope”，并为其设置一个存储路径，“输出测量单位”设为“DEGREE”，z因子设为“1”，点击“确定”。

6.打开ArcToolBox——“Spatial Analyst工具”——“地图代数”——“栅格计算器”，双击“栅格计算器”，在“栅格计算器”对话框中，双击“图层和变量”中的“slope”图层，点击“>=”,在后面输入25，输出栅格命名为“slope25”，并设置一个储存路径，点击“确定”。

7.打开ArcToolBox——“数据管理工具”——“栅格”——“栅格处理”——“裁剪”，双击“裁剪”，在“裁剪”对话框中，输入栅格为“slope25”，输出范围为“bound”数据图层，勾选“使用输入要素裁剪几何”，输出栅格数据集命名为“slope最终”，并设置一个储存路径，点击“确定”。

8.右键点击“内容列表”中“slope最终”，在下拉框中点击“打开属性表”，在属性表中添加一个类型为“双精度”的“面积”字段，具体操作是在非编辑状态下，点击“表选项”，在下拉框中点击“添加字段”，在“添加字段”的对话框中，名称设为面积，类型设为双精度，点击确定。

9.右键点击“面积”那一列字段，在下拉框中点击“字段计算器”，在弹出的“字段计算器”对话框中，双击“字段”中的“COUNT”,在点击“*”，在其后输入“25”，点击确定。此时计算出了在bound图层边界范围内坡度>=25的区域面积为84125.

五、实验总结

在本次实验中，我学会了如何利用高程点数据进行等高线的制作，如何利用栅格计算器进行坡度的选择和如何利用剪裁进行两个图层的编辑。了解了在户外记录数据之后进行的数据处理以及制图步骤，而且，理解每一步的操作是非常重要的，只有理解了每一步操作的作用和理论依据，才会在一个新实验中知道如何熟练运用自己学过的操作，而只靠死记硬背来记忆学过的实验步骤是非常错误的，这样只会做学过的实验，对于新实验，完全不知道怎么做，甚至不知道第一步做什么，所以，在今后的每一个实验，我都应该理解每一步的实验操作，才能在面对新实验时做到游刃有余。