ArcGIS DEM_8.4特征地形要素提取
ArcGIS 8 特征地形要素的提取
汇流累计量图
⑸汇流累计量为0值的提取 计算公式：facc0 = (flowacc1 == 0);
汇流累计量为0值的图
山脊线的提取 ⑹在AarcMap中打开facc0，会发现很多地方并 不是山脊线，因此需要对此数据做如下处理： 利用邻域分析的方法，对facc0进行3*3邻域分 析，求均值，使数据变得光滑，处理后的数据 命名为:neiborfacc0；
洼地填充
洼地填充后的图像
⑶ 基于无洼地的水流方向的计算
选择输入表面栅格数据：fildem;命 名输出栅格数据的文件名： flowdirfill,并选择保存路径。
流向图flowdirfill
⑷ 汇流累计量的计算
选择flowdirfill作为输入的水流方向 数据；输出数据命名为：flowacc1
2）提取等高线
提取的等高线
山体阴影
二值化处理
对邻域分析后的数据重新分级
0.5541
对重新分级后的数据重分类
将进行过二值化处理的 neiborfacc0进行重分类为 Reneibor，将入属性值接 近1的那一类的属性值赋 值为1，其余的赋值为0；
消除负地形区域中的错误
最终提取的山脊线
8 特征地形要素的提取 正负地形的提取
⑴在ArcMap中加载实验区的DEM数据。
⑵在ArcToolbox中 选择统计工具
⑵ 利用邻域分析方法以11*11的窗口计算平 均值。计算结果命名为meandem。
打开统计工具
Meandem
⑶ 在ArcToolbox中选择栅格计算工具
Ｂ为计算出的正地形栅格数据
重分类
⑷在ArcToolbox中选择重分类工具,对运 算结果进行重分类，分级界线为0。将大 于0的区域赋值为1(即为正地形)，小于0 的区域赋值为0，命名为ZDX，另一次将 小于0的区域赋值为1(即为负地形)，大于 0的区域赋值为0，命名为FDX。
arcgis中提取要素类名称
在ArcGIS中提取要素类名称是一项重要的任务，它可以帮助我们更好地理解和管理地理数据。
以下是一个关于如何在ArcGIS中提取要素类名称的800字文章：在地理信息科学中，要素类是一种重要的数据类型，它代表了地理空间数据中的特定实体或对象。
这些实体可以是河流、湖泊、山脉、城市、道路等等。
要素类在GIS（地理信息系统）中占据了核心地位，因为它们为我们提供了理解地理环境的基础信息。
在ArcGIS中，提取要素类名称是一项基本但重要的任务。
通过提取要素类名称，我们可以更好地理解每个要素类的具体含义，并且可以根据这些名称进行更深入的分析和研究。
例如，如果我们想了解某个特定区域内的河流数量或类型，我们可以通过提取这些河流的要素类名称来实现这一目标。
首先，打开ArcGIS软件并加载需要提取要素类名称的地图或数据集。
然后，通过选择适当的工具或方法来提取要素类名称。
一般来说，可以使用ArcGIS中的“属性”工具或“提取”工具来实现这一目标。
接下来，我们需要选择要提取的要素类。
在ArcGIS中，可以通过查看图层列表或使用“选择”工具来选择要素类。
一旦选择了要素类，就可以开始提取它们的名称。
通常，可以通过查看每个要素类的属性或使用特定的提取选项来获取这些名称。
提取完成后，我们可以查看提取的要素类名称并进行分析。
这些名称可以帮助我们了解地理环境中的各种实体和对象，从而为进一步的分析和研究提供基础。
此外，提取的要素类名称还可以用于创建新的地图或数据集，以便更好地展示和分析地理空间数据。
总之，在ArcGIS中提取要素类名称是一项重要的任务，它可以帮助我们更好地理解和管理地理数据。
通过提取要素类名称，我们可以更好地了解地理环境中的各种实体和对象，并为进一步的分析和研究提供基础。
此外，提取的要素类名称还可以用于创建新的地图或数据集，以便更好地展示和分析地理空间数据。
因此，掌握如何在ArcGIS中提取要素类名称对于地理信息科学工作者来说是至关重要的。
基本ArcGIS的地形数据提取与分析
基本ArcGIS的地形数据提取与分析基于ArcGIS10地形数据提取与分析舒城县林业局汪⾃胜摘要：本⽂以森林资源调查⼯作实践为例，详细总结了如何利⽤ArcGIS10软件对纸质地形图，通过扫描、⽮量化⽣成⾼程栅格数据；利⽤⾼程栅格数据进⾏等⾼线加密、⾼程统计、坡向和坡度分析；以及利⽤坡向、坡度等地形因⼦实现⾃动区划图斑的⽅法和过程。
关键词：森林资源调查 ArcGIS 地形分析地形因⼦是划分森林资源调查图斑的重要因⼦，在条件有限的情况下，我们经常是利⽤纸质地形图，通过⼈⼯判定，来确定⼯作图斑的海拔、坡向和坡度。
准确度受判定⼈员的业务⽔平影响较⼤。
利⽤ArcGIS10的⽮量化⼯具和地形数据分析⼯具，可以实现对图斑地形因⼦的⾃动判读，甚⾄可以⾃动区划图斑。
⼀、地形图⽮量化要想利⽤计算机来进⾏地形分析，⾸先应对纸质地形图进⾏扫描⽮量化，将其转化成计算机可以识别的数据格式(见图1)。
图1 地形图灰度栅格图像地形图⽮量化前，需要将纸质图扫描成灰度栅格图像，并对栅格图像进⾏⼆值化处理。
1、在ArcMap中对栅格图像进⾏符号化处理。
分类⽅法：⼿动；类别数：2；调整中断值，直到满意为⽌，记录下中断值；2、重分类。
利⽤ArcToolbox⼯具箱中的“空间分析-重分类”⼯具，根据记录的中断值，对图像进⾏重分类，⽣成⼆值图（见图2）。
图2 重分类⼯具设置和⼆值图3、⽮量化。
加载⽤来保存⽮量化成果的点、线要素类⽂件，在编辑状态下，运⽤ArcScan⼯具开始⽮量化。
（1）根据⽮量化点、线的栅格宽度，在⽮量化设置中设置理想的最⼤线宽等参数。
可以在完成设置后，运⽤“显⽰预览”功能来查看参数设置是否合理(见图3)。
图3 ⽮量化设置和效果预览（2）运⽤“在区域内部⽣成要素”⼯具选择要⽮量化的区域，在弹出的模板对话框中，对点、线要素的模板采⽤默认设置，完成⾃动⽮量化。
（3）运⽤编辑⼯具清理掉错误短线和噪点，对断开的地⽅等进⾏修补。
（4）将等⾼线、道路和⽔系地物进⾏分层，分别保存到等⾼线、道路、⽔系要素类中。
基于ArcGIS的地形特征提取
基于ArcGIS的地形特征提取刘小庆辽宁工程技术大学，辽宁阜新 (123000)E-mail: Lxq_0805@摘要：特征地形要素是构成地表地形与起伏变化的基本框架，ArcGIS具有一个能为三维可视化、三维分析以及表面生成提供高级分析功能的扩展模块3D analyst，基于ArcGIS进行地形特征提取可以更好地实现对地形地貌空间数据的可视化和分析处理。
关键词：ArcGIS；特征地形要素；山脊线；山谷线1．引言随着信息社会的到来，人类社会进入了信息大爆炸的时代。
面对海量信息，人们对于信息的要求发生了巨大变化，对信息的广泛性、精确性、快速性及综合性要求越来越高。
随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来，在此基础上进行空间信息挖掘和知识发现是当前亟待解决的问题。
在常见的GIS系统中，美国ESRI公司的ArcGIS以其强大的分析能力得到用户的青睐，成为主流的GIS系统。
ArcGIS9是美国环境系统研究所（Environment System Research Institute）开发的新一代GIS软件，是世界上最广泛的GIS软件之一。
自从1978年以来，ESRI相继推出了多个版本系列的GIS软件，其产品不断更新扩展，构成适用各种用户和机型的系列产品。
ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。
ArcGIS是一个全面的，可伸缩的GIS平台，为用户构建一个完整的GIS系统提供完整的解决方案。
ArcGIS9的软件特色主要为：1）主图编辑的高度一体化；2）便捷的元数据管理；3）灵活的定制与开发；4）ArcGIS9的新功能：增加了两个基于ArcObject的产品：面向开发的嵌入式ArcGIS Engine和面向企业用户居于服务器的ArcGIS Server。
特征地形要素的提取
A′
A-A′两点间得通视剖面图 深色实线条为可视区,浅色虚线为不可视区
可视域
可视性分析最基本得用途
可视查询 地形可视结构计算(即可视域得计算) 水平可视计算
基于地形表面几何形态分析原理得算法
找出DEM得纵向与横向得两个断面上得极大、极 小值点,作为地形特征线上得备选点; 根据一定得条件或准则将这些备选点划归各自所 属得地形特征线。
基于地形表面流水物理模拟分析原理得算法
点上得汇水量,然后按汇水量单调增加得顺序,由高到低找出区域中 得每一条汇水线
基于地形表面几何形态分析与流水物理模拟 分析相结合得算法
4、 水系得提取
水系提取有关得概念
集水流域 集水出口 子流域 分水岭 水流网络
基于地表径流漫流模型得水系提取算法
四个基本问题
洼地得处理; 平地得处理; 水流方向及水流累积量得确定; 水道起始位置得确定。
经处理后得平地单元格
水流方向及水流累积量得确定
5、 流域得提取
原始DEM数据
经填充后得无洼地DEM
特征地形要素的提取
主要内容
地形特征点得提取 山脊线、山谷线得提取 沟沿线得提取 水系得提取 流域得提取 可视性分析
1、 地形特征点得提取
山顶点(peak) 凹陷点(pit) 脊点(ridge) 谷点(channel) 鞍点(pass) 平地点(plane)等
2、 山脊线、山谷线得提取
山脊线与山谷线构成了地形起伏变化得分界线 (骨架线)
概略DEM得建立 地形流水物理模拟 概略地形特征线提取 地形几何分析 地形特征线精确确定。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
平面曲率与坡位组合法
利用DEM数据提取地面得平面曲率及地面得正负 地形,取正地形上平面曲率得大值即为山脊,负 地形上平面曲率得大值为山谷
ArcGIS实验操作(八)---地形特征提取
ArcGIS实验操作（八）地形特征信息提取数据：在data/Ex8/文件下·dem：分辨率为5米的栅格DEM数据。
·Result文件夹：·shanji：提取的山脊线栅格数据；·shangu：提取的山谷线栅格数据；·hillshade：地形晕渲图。
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。
操作步骤：1.加载DEM数据，设置默认存储路径，使用空间分析模块下拉箭头中的表面分析工具，选择坡向工具（Aspect），提取DEM的坡向数据层，命名为A。
该DEM的坡向数据如下图所示：提取A的坡度数据层，命名为SOA1。
3.求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H：由此可见该最大高程值H为1153.79 使用栅格计算器，公式为（H－DEM），求反地形DEM数据如下：反地形DEM数据层calculation如下（可与原始DEM相比较）：4.基于反地形DEM数据求算坡向值反地形DEM数据层calculation的坡向数据如下：5.提取反地形DEM坡向数据的坡度数据，记为SOA2，即利用SOA方法求算反地形的坡向变率。
6.使用空间分析工具集中的栅格计算器，求没有误差的DEM的坡向变率SOA，公式为SOA=(([SOA1]+[SOA2])－Abs([SOA1] －[SOA2]))/2其中，Abs为求算绝对值，可点击右下侧将其查找出来。
没有误差的DEM的坡向变率SOA如下图所示：7.再次点击初始DEM数据，使用空间分析工具集中的栅格邻域计算工具（NerghborhoodStatistics）；设置统计类型为平均值（mean）邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为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。
8.使用空间分析工具集中的栅格计算器，求算正负地形分布区域，公式为C = [DEM]－[B]。
ArcGIS教程】（3）DEM数据的拼接与提取处理
ArcGIS教程】（3）DEM数据的拼接与提取处理原创君默 GIS小白 2022-01-14 22:08收录于话题#arcgis11#GIS17#数据分析3文章简介引言：在实践操作中我们经常需要选择某块研究区域去进行数据分析与处理，但下载影像往往会包含一些多余图层信息，这时我们就需要运用ArcGis软件工具提取所需要素。
最常见的就是DEM数据的镶嵌与腌膜提取以及坡度坡向的分析了。
请看下面：BEGIN01加载DEM数据如下，这是我下载的某块区域的DEM数据(分辨率为30m)。
下载好数据后解压了把所有栅格数据拖进ArcMap界面即可。
注：（此时各图层是一块一块分开的，从左边图层栏可以看到有好多块数据）02镶嵌DEM数据运行ArcT oolbox，依次打开【数据管理工具】/【栅格】/【栅格数据集】/【镶嵌到新的栅格】（合并DEM数据），对工具双击，从而打开工具栏中进行设置。
投影如果需要可以自定义或者导入原图层坐标信息在进行选择波段数、像元类型等信息时可在原图层属性源中查看(一般波段数都是1)合并Mosaic操作设置完成如下，完成了DEM数据的合并，生成了新图层“2020_Mosaic”。
（已经把所有图层拼接到一起）03腌膜提取DEM添加所需要提取范围的区域面矢量图层，如下图，这是我添加的某个区域的面范围图层注：例如提取青海省西宁市的区域，可以添加西宁市的地级面图层shp文件运行ArcT oolbox，依次打开【空间分析工具】/【提取】/【掩膜提取】，双击调出工作面板。
在工具栏中进行设置。
输入栅格：合并后的DEM影像；输入栅格或掩膜数据：所需要提取要素的面范围。
点击完成，DEM数据腌膜提取成功，如下：下面的是DEM数据的坡度与坡向提取步骤04DEM数据的坡向提取运行ArcT oolbox，依次打开【空间分析】/【表面工具】/【坡向】，双击调出坡向设置面板。
输入栅格选择上一步腌膜提取完成的DEM数据，其它参数默认即可。
arcgis地形因子提取步骤
arcgis地形因子提取步骤ArcGIS是一款强大的地理信息系统软件，可以用于处理和分析地形数据。
地形因子是用来描述地形特征的统计指标，例如高程、坡度、坡向、曲率等。
通过提取地形因子，我们能够更好地理解地形的特征和变化规律。
下面是使用ArcGIS提取地形因子的一般步骤。
步骤一：数据准备首先，需要准备相应的地形数据。
可以使用DEM（数字高程模型）数据作为输入数据。
DEM数据可以从公共地理数据库、地理信息系统软件或其他地形数据源获取。
步骤二：新建工作空间打开ArcGIS软件，新建一个工作空间，将所有的地形数据放在这个工作空间中，以便于管理和分析。
步骤三：生成坡度和坡向通过DEM数据可以计算得到坡度和坡向的值。
在ArcGIS中，可以使用"Slope"和"Aspect"工具来生成坡度和坡向。
首先，在ArcMap中添加DEM数据，然后选择"Spatial Analyst Tools"菜单下的"Surface Analysis"选项，找到"Slope"和"Aspect"工具。
分别运行这两个工具，可以生成对应的坡度和坡向数据。
步骤四：生成高程变化率高程变化率是描述地形粗糙度的指标，反应了地形的起伏和起伏程度。
在ArcGIS中，可以使用"Curvature"工具来生成高程变化率。
同样，在ArcMap中添加DEM数据，然后选择"Spatial Analyst Tools"菜单下的"Surface Analysis"选项，找到"Curvature"工具。
运行该工具后，可以生成高程变化率的数据。
步骤五：生成局部坡度局部坡度是指地形相对于周围环境或整个地形的局部变化情况，能够反映出局部地形的平滑程度和变化特点。
在ArcGIS中，可以使用"Geostatistical Analyst"工具来生成局部坡度。
2024版ArcGIS保姆级教程3如何提取要素
提取完成后，可以在地图视图中 查看提取的要素，同时也可以在 属性表中查看其属性信息。
通过目视检查或空间分析等方法 验证提取结果的准确性和完整性。
05 结果验证与优化 调整
结果验证方法与步骤
目视检查
通过目视检查提取的要素是否与预期相符，包括要素的形 状、大小和位置等。
01
属性表检查
打开提取结果的属性表，检查属性字段 的值是否正确，如名称、类型、面积等。
基于地理处理工具的提取方法
使用“提取”工具
在“地理处理”工具箱中，可以使用“提取”工具来根据 属性或空间位置提取要素。
使用“分析工具”中的提取方法
在“分析工具”工具箱中，提供了多种基于属性和空间位 置的要素提取方法，如“提取值到点”、“多值到点”、 “点距离”等。
使用自定义脚本
通过编写Python或ArcPy脚本，可以实现自定义的要素提 取逻辑和流程，满足特定的业务需求。
数据导入方法与步骤
导入方法：通过ArcGIS的"添加数据"功能，将数 据导入到地图文档中。
01
导入步骤
02
04
2. 点击"添加数据"按钮，在弹出的对话框中选 择要导入的数据文件。
05
3. 根据数据类型和格式，选择正确的导入 选项。
1. 打开ArcGIS，创建一个新的地图文档。
03
06
4. 点击"添加"按钮，将数据导入到地图文 档中。
数据检查与预处理
数据检查
在导入数据后，需要对数据进行检查，以确保数据的完整性和准确性。可以使用 ArcGIS的数据检查工具，如拓扑检查、属性表检查等。
预处理
根据需要对数据进行预处理，如投影转换、坐标系设置、数据裁剪、数据合并等。这些 操作可以在ArcGIS的数据管理工具中找到。
实验五地形模型(基本地形因子)提取
实验五地形模型提取一实验目的（ENVI）利用ENVI软件从DEM数据中提取地貌特性和地形特征，作为通视域分析和三维地形可视化的基础数据并熟练掌握处理步骤。
二实验环境安装ENVY软件的计算机一台。
三实验步骤使用8米的DEM数据和4米的正射影像图，数据情况如下：DEM.tif：8米空间分辨率的DEM数据Orthoimagery.tif：4米空间分辨率的航空正射影像数据Orthoimagery.hdr：头文件（一）地形模型的提取——工具ENVI地形模型工具作用在图像格式的DEM文件1.在Toolbox中，启动/Terrain/Topographic Modeling，选择DEM.tif文件，然后单击OK2.在Topo Model Parameters对话框中，选择地形核大小Topographic Kernel Size为5(分辨率低，地形核大。
）3.在Select topographic Measures to Compute列表中点击，选择要计算的地形模型4.如果选择了“Shaded Relief”，需要输入或计算太阳高度角和方位角。
单击Compute Sun Elevation and Azimuth，输入日期和时间，ENVI会自动地计算出太阳高度角和方位角。
5.选择输出路径及文件名，单击OK按钮，执行地形模型计算。
6.得到的结果是一个多波段图像文件，每一个地形模型组成一个波段在Select topographic Measures to Compute列表中，既可以选择一个地形模型，也可选择多个模型生成一个文件7.在使用时可以打开其中任何一个地形模型，并进行分类。
以下是地形模型的提取结果（二）地形模型的提取——结果1.坡度（Slope）2. 坡向（Aspect）3. 阴影地貌图像（Shaded Relief）4. 剖面曲率（Profile Convexity）5.水平曲率（Plan Convexity）6. 纵向曲率（Longitudnal Convexity）7.横向曲率（Cross Sectional Convexity）8.最小曲率（Minimum Curvature）9. 最大曲率（Maximum Curvature）10. 均方根误差（RMS Error）MAPGIS实验五坡面地形因子的提取一、实验目的了解坡面地形因子的定义，掌握用MAPGIS K9软件提取坡面地形因子的方法。
ArCGIS中DEM地形鞍部提取word版本
2.3 山谷线的提取
（1）在ArcToolbox中选择Spatial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具计算反地形，公式为Abs （dem-2000），得到与原始DEM数据完全相反的反地形数据。如图2-18所示。
注：此步完成后，山谷线的提取和山脊线的提取步骤是一样的，直到最终利用重分类的方法将重新分级的邻域分析后的结果二值化为止。 在这里，是不需要对反地形DEM进行洼地填充的。
图2-1 焦点统计设置
（2）在ArcToolbox中选择Spatial Analyst Tools →Map Algebra →Raster Calculator工具，对原始数据与焦点统计后 的DEM做减法。结果如图2-2所示。
图2-2 减法计算结果
（3）在ArcToolbox中选择Spatial Analyst Tools →Reclass→Reclassify工具，对减法运算结果进行重分类，分级界线 为0。将大于0的区域赋值为1，小于0的区域赋值为0即得到正地形；设置如图2-3所示，结果如图2-4所示。
图2-11 汇流累积量结果图
（4）汇流累积量为0值得提取：在ArcToolbox中选择Spatial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，输 入公式如图2-12所示（公式为上步（3）中汇流累积量==0），计算结果为所有的汇流累积量为0的栅格，结果如图 2-13所示。
图2-14 邻域分析设置
图2-15 0值部分求均值结果
（6）在求均值后的0值汇流累积量数据上单击右键，选择属性，进行重新分级，将数据分为两级，调整临界点， 以等值线图和晕渲图进行判断，属性值越接近1越可能是山脊线位置，确定分界阈值为0.65667。
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素（本文利用ArcGIS将江苏分县图从中国分县图提取出来。
）
工具/原料
电脑
ArcGIS10.3
方法/步骤
1. 打开ArcGIS--右键图层--选择元素--添加--完成。
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
2. 选择所要提取的元素。
点击选择--按属性选择--选择中国县级--输入公
式--确定。
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
3. 设置环境。
右键地理处理--选择环境--按图中进行选择--确定。
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
4. 4
将江苏分县图从中国分县图提取出来。
点击ArcToolsbox--选择分析工具--筛选--按图中所示进行设置--确定。
得到江苏分县图。
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素
利用ArcGIS提取地图元素。
利用GIS进行地形特征提取
－2－
（二）求坡向变率 （1）求取原始 dem 的最大值，即为 H。该图 H 为 1153.79；打开 Spatial Analyst Tool--Map Algebra--Raster calculator，输入公式：1153.79-dem, 得到与原来地形相反的 DEM 数据层，即反地形 DEM 数据，命名为 Hdem. （2）点击 Spatial Analyst Tool--surface--aspect,基于反地形数据 hdem 求坡向值，命名为 Haspect. （3）点 击 Spatial Analyst Tool--surface--slope ， 计 算 反 地 形 坡 向 Haspect 的坡向变率，记为 SOA2。重复上述步骤，由原始 dem 数据求算出的 坡向变率值为 SOA1. （4）再次打开 Spatial Analyst Tool--Map Algebra--Raster calculator， 利用栅格计算器，输入 SOA=（（SOA1）+（SOA2））-Abs（（SOA1）-（SOA2))/2, 输出文件命名为 SOAA，即可求出没有误差的 DEM 的坡向变率。
－4－
四、实验心得 实验心得主要分为实验步骤心得和实验原理心得两部分
（一）实验步骤心得 虽然在做该实验过程中，可以根据教程书进行操作，但是其中一些步骤
在做的时候还是会犯一些问题，我个人认为的注意事项主要如下： （1）输出文件夹的名字不能过程，否则会输出失败。 （2）在栅格计算器中输入公式时，要注意格式，采取英文格式，如果害怕 弄错时，符号之类的可以利用他提供的直接点，会减少失误。 （3）在寻找焦点统计时，应当在 Spatial Analyst Tool 这一栏中寻找，而 不是去 Analyst Tool 中，在这个上面浪费了很多时间。 （二）实验原理心得
arcgis特征地形要素提取
山文本框中填写反地形 的计算公式：Abs (dem-H) 其中H为DEM最大高程值。 输出为“反地形dem” 再由生成的“反地形dem” 进行填洼操作，设置输出路 径，如图。 剩下操作和生成山脊线操作 基本类似。 依次进行流向，流量，汇流 累积量零值的提取，在进行 相应的邻域分析，重分类等 操作。 最终结果如图。
演示结束
特征地形要素提取
测绘121 吴旭祥
山脊线的提取
首先，打开ArcMap， 并载入DEM。 填洼：依次点击 ArcToolBox的Spatial Analyst工具，水文， 填洼，载入DEM并设 置输出名称，点击确定 流向：再点击Spatial Analyst工具的流向， 载入“填洼”，输出为 “流向”。 流量：点击Spatial Analyst工具的流量， 载入刚才的“流向”， 设置输出为“流量”
山脊线的提取
打开Spatial Analyst工 具的栅格计算器。 输入“流量”=0，输 出为“流量0”。计算 结果为所有的汇流累积 量为 0 的栅格。 结果如图。 如果获取的山脊线比较 杂乱，不是很准确，可 以采用领域分析的方法 进行处理。 在进行相应的重分类， 把山脊线数据逼近到 “1”。 再通过表面分析生成 “晕渲图”，与山脊线 相互叠加。最终结果如 图。
ArcGIS DEM_8.5.3 特征地形要素提取之可视性分析
图8.36
阴影图示例
图 8.37
3.阴影化
通过阴影建模工具（在图8.36中勾选“模拟阴影”)， 可以计算出某一特定光照条件下区域内处于其他栅格 单元阴影中的那一部分栅格，它们会被赋值为0，通过 空间分析的重分类(Reclassify)方法可对阴影区和非阴 影区分别赋值生成二值图像。 图8.38 所示区域经过上述处 理后可得阴影二值图。
图8.28
视点分析
(1)选择输入的DEM数据。 (2)输入观察点要素，用于识别观察点位置的 点要素类，允许的最大点数为16。 (3)设置输出栅格位置和名称。输出的栅格将 精确记录从各栅格表面位置进行观察时可见 的观察点。 图8.29即为用10个观测点做得视点分析， 图8.29(a)为输出栅格，图8.29(b)为使用查询 工具查询任一位置的信息，其中记录了观察 这10个点时，可以看见的点（值为1的点)。
，打开视线瞄准线
图8.27
通视分析步骤
(4) 设置完后敲回车键； (5) 在地形表面上分别点击确定观测者和目 标点位置。出现通视线，红色表示不可视、绿 色为可视。
2.视点分析
利用视点分析可以识别从各栅格表面位置进行 观察时可见的观察点，即每一个栅格记录了能 够看到的观察点，此工具可以用于观测哨的位 置选址。 选择【3D Analyst】|【可见性】|【视点分析】， 弹出视点分析对话框（图8.28)。
(a) 图8.31 (b)
8.5.4 提取断面
在工程（如公路、铁路、管线工程等）设 计过程中，常常需要提取地形断面，制作剖面 图。例如，在规划某条铁路时需要考虑线路上 高程变化的情况以评估在其上铺设轨道的可行 性。 剖面图表示了沿表面上某条线前进时表面 高程变化的情况。剖面图的制作可以采用该区 域的栅格DEM、TIN表面或Terrain数据集。 首先在ArcMap 中添加数据，然后在3D Analyst工具条上选择该数据（图8. 32)。
arcgis提取所选要素范围参数
arcgis提取所选要素范围参数我们需要了解什么是要素范围参数。
要素范围参数是指用户在进行地理数据处理时，根据自己的需求指定的范围，用于筛选出符合特定条件的要素。
通过设置要素范围参数，可以实现对要素的空间和属性进行精确的筛选和提取。
在ArcGIS软件中，要素范围参数通常包括以下几个方面：1. 空间范围：用户可以根据自己的需求设置空间范围，比如指定一个矩形范围、一个圆形范围或者一个多边形范围来选择要素。
这样可以实现对地理数据的空间筛选，只选择符合特定空间范围的要素。
2. 属性范围：用户可以根据地理数据的属性字段设置属性范围，比如设置某个字段的取值范围，只选择符合特定属性条件的要素。
这样可以实现对地理数据的属性筛选，只选择符合特定属性条件的要素。
通过设置合适的要素范围参数，用户可以实现对地理数据的精确提取和分析。
下面将介绍具体的操作步骤。
打开ArcGIS软件，并加载需要进行要素提取的地理数据。
在图层列表中选择需要提取要素的图层。
然后，点击工具栏上的“选择”工具，进入要素选择模式。
在工具栏上选择“选择要素使用矩形”或者“选择要素使用多边形”工具，然后在地图上绘制一个矩形或者多边形范围。
接下来，点击工具栏上的“属性查询”按钮，进入属性查询模式。
在属性查询对话框中，选择需要进行属性查询的字段和操作符，并输入需要查询的属性值。
点击“确定”按钮，系统将自动筛选出符合属性条件的要素。
点击工具栏上的“选择”按钮，系统将根据用户设置的要素范围参数，自动筛选出符合条件的要素，并在地图上显示出来。
通过上述步骤，我们可以使用ArcGIS软件中的要素范围参数来提取所选要素。
这一功能可以帮助用户根据自己的需求，准确地选择和提取地理数据，实现对数据的精确分析和应用。
ArcGIS提取所选要素范围参数是一项非常实用的功能，在地理数据处理和分析中起到了重要作用。
通过合理设置要素范围参数，用户可以根据自己的需求，精确地选择和提取地理数据，为后续的分析和应用提供了重要支持。
arcmap dem范围提取
arcmap dem范围提取
在ArcMap中提取DEM（数字高程模型）范围，通常需要使用Spatial Analyst工具中的裁剪功能。
以下是具体的步骤：
1. 准备数据：确保你的DEM数据已经下载并导入到ArcGIS中。
如果DEM数据是压缩包格式，需要先解压缩，然后添加到ArcGIS中。
2. 使用Spatial Analyst工具：打开ArcToolbox，找到Spatial Analyst 工具。
这个工具箱提供了丰富的空间分析和建模工具，用于处理栅格和矢量数据。
3. 选择裁剪工具：在Spatial Analyst工具箱中，你可以选择“提取by 掩膜”（Extract by Mask）工具。
这个工具可以根据一个矢量掩膜来裁剪栅格数据集，也就是你的DEM数据。
4. 创建矢量掩膜：你需要创建一个矢量多边形，这个多边形应该定义了你想要从DEM中提取的范围。
这个多边形可以是手动绘制的，也可以是根据现有数据的边界生成的。
5. 执行裁剪：在“提取by 掩膜”工具中，将你的DEM数据作为输入栅格，刚刚创建的矢量多边形作为掩膜数据。
执行工具后，你将得到一个新的栅格数据集，它只包含原始DEM数据中你指定的范围。
6. 结果查看：完成后，你可以在ArcMap中查看裁剪后的DEM数据，它将只显示你提取的特定区域。
arcgis地形因子提取步骤
arcgis地形因子提取步骤1. 简介地形因子是地理信息科学中的一个重要概念，它描述了地表形态特征对环境和生态系统的影响。
arcgis是一款强大的地理信息系统软件，可以用于提取地形因子。
本文将介绍在arcgis中提取地形因子的步骤。
2. 数据准备在进行地形因子提取之前，需要准备相应的数据。
常用的数据包括数字高程模型（DEM）和其他辅助数据，如坡度、坡向、流向等。
这些数据可以从各种渠道获取，如遥感影像、测绘数据等。
3. DEM预处理在进行地形因子提取之前，通常需要对DEM进行一些预处理操作，以确保数据的质量和准确性。
常见的预处理操作包括去除噪声、填充空白像元、平滑处理等。
3.1 去除噪声DEM数据中常常存在一些噪声，如孤立的高值或低值像元。
这些噪声会影响后续的地形因子提取结果。
可以使用滤波算法，如中值滤波或均值滤波，对DEM进行去噪处理。
3.2 填充空白像元在DEM数据中，有时会存在一些空白像元，即没有高程值的像元。
这些空白像元会影响地形因子的计算结果。
可以使用插值算法，如反距离权重插值或克里金插值，对空白像元进行填充。
3.3 平滑处理DEM数据中的高程值可能存在一些突变或不连续的情况。
这些不连续的地形特征会影响地形因子的计算结果。
可以使用平滑算法，如均值滤波或高斯滤波，对DEM进行平滑处理。
4. 地形因子提取在进行地形因子提取之前，需要根据具体的研究目的选择相应的地形因子。
常见的地形因子包括高程、坡度、坡向、流向、流量等。
4.1 高程高程是地形因子的基本属性，代表了地表的海拔高度。
可以直接从DEM数据中提取高程信息。
在arcgis中，可以使用”Extract Values to Points”工具将高程值提取到点要素中。
4.2 坡度坡度描述了地表的陡峭程度，是地形因子中的重要指标之一。
可以通过计算DEM数据的导数来得到坡度信息。
在arcgis中，可以使用”Slope”工具计算坡度。
4.3 坡向坡向描述了地表的朝向，即地表水流的方向。
DEM坡面地形因子提取与分析
DEM坡面地形因子提取与分析DEM（数字高程模型）是一种数字化的地形模型，它包含了地球表面的高程信息，通常以栅格形式进行存储。
DEM数据的应用十分广泛，可以用于地形分析、水文建模、环境监测等领域。
在DEM数据的基础上，可以提取出各种地形因子，帮助人们了解地形特征、进行地形分析和模拟。
其中，DEM坡面地形因子是指在地形上特定位置上的坡度、坡向、坡长等地形指标。
这些地形因子对于水文模型、土壤侵蚀模拟、地质灾害预测等具有重要作用。
在本文中，将介绍DEM坡面地形因子的提取方法和分析过程。
一、DEM坡度的计算DEM坡度是地形上特定点的高程变化率，它反映了地形的陡缓程度。
坡度的计算可以通过计算升降高度差来得到。
通常采用以下公式来计算坡度：\[ \text{坡度} = \arctan(\sqrt((\Delta Z_x)^2+(\DeltaZ_y)^2)/\Delta d) \]其中，\( \Delta Z_x \)和\( \Delta Z_y \)分别是水平方向和竖直方向的高程差，\( \Delta d \)是间距。
二、DEM坡向的计算DEM坡向是指地形上特定点的最大坡度方向，即水平方向的方向角。
坡向的计算方法有多种，其中最常见的是通过计算水平和竖直高程差的比值，然后再根据不同情况进行角度的划分。
在此不做详细展开，需要根据具体情况选择适用的方法。
三、DEM坡长的计算DEM坡长是指地形上其中一点到邻近下游的最大距离，即沿坡度最大的路径所经过的距离，通常也是用来反映地形地势的陡缓程度。
坡长的计算可以通过得到每个像元到下游的距离，然后再计算像元之间的累计距离。
常见的计算方法有累积高程坡长和累积水平坡长，根据需要进行选择。
四、DEM地形曲率的计算地形曲率是指地形曲率的变化率，它反映了地形的凹凸程度。
地形曲率是坡度和坡向的综合表征，可以通过求取DEM的高程的二阶和二阶导数计算得到。
常见的方法有计算h-和v-曲率，分别表示水平和竖直方向的地形曲率。
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河网分级的生成
河网分级是对一个线性的河流网络以数字标识 的形式划分级别。在地貌学中，对河流的分级是根 据河流的流量、形态等因素进行。不同级别的河网 所代表的汇流累积量不同，级别越高，汇流累积量 越大，一般是主流，而级别较低的河网一般则是支 流。在ArcGIS的水文分析中，提供两种常用的河网 分级方法：Strahler分级和Shreve 分级。
Strahler分级
如图8.26所示，Strahler分级是将所有河网弧 段中没有支流河网弧段定为第1 级，两个1级 河网弧段汇流成的河网弧段为第2级，如此下 去分别为第3级，第4 级，……，一直到河网 出水口。在这种分级中，当且仅当同级别的两 条河网弧段汇流成一条河网弧段时，该弧段级 别才会增加，对于那些低级弧段汇入高级弧段 的情况，高级弧段的级别不会改变；
(2)独立洼地区域的填平
洼地区域中只有一个谷底点，并且该点的8个 邻域点中没有一个是该洼地区域的边缘点。 填平的方法是按水流的反方向采用区域增长 算法，找出独立洼地区域的边界线，即水流 流向该谷底点的边界线。在该洼地边缘线上 找出最小高程点。将独立洼地区域内所有高 程小于该点的值都用这个点的高程值替代。
(3) 栅格河网的形成
利用【Spatial Analyst工具】|【地图代数】|【栅格计算器】
可得到栅格河网。其思想是利用所设定的阈值 对整个区域分析并生成一个新的栅格图层，其 中汇流量大于阈值的栅格设定为1，而小于或 等于阈值的栅格设定为无数据。将计算出来的 栅格河网命名为streamnet；
栅格河网矢量化
流域分割操作
(1)在ArcMap里加载水流方向数据fdirfill和栅 格河网数据streamnet； (2) 在ArcToobox中选择
【Spatial Analyst】|【水文分析】|【河流连接】， 打开河流连接工具（图8- 24)；
流域分割操作
(3)设置相关参数： 【输入河流栅格数据】为Streamnet; 【输入流向栅格数据】为fdirfill； 【输出栅格】为Stream link； (4)单击【确定】，完成操作。Stream link将栅格河 网分成不包含汇合点的栅格河网片段，并对片断进 行记录，其属性表记录着每个片段所包含的栅格个 数（图8.25)。源自Stream link的生成
Stream link记录河网中结点之间的结构 信息。如图8.23所示，Stream link的每 条弧段连接着两个作为出水点或汇合点 的结点，或者连接着作为出水点的结点 和河网起始点。因此通过提取Stream link可以得到每一个河网弧段的起始点和 终止点。
同样，也可以得到该汇水区域的出水点。这些出水点 对于水量、水土流失等研究具有重要意义，而且出水 口位置的确定，为进一步的流域分割做好了准备。 操作如下：
在ArcGIS中的操作
(1) 在ArcMap里加载水流方向数据fdirfill和流域出 水口点数据streamlink； (2) 在ArcToobox 中选择
【Spatial Analyst工具】|【水文分析】|【分水岭】工具；
(3) 设置相关参数：【输入流向栅格数据】为 fdirfill;【输入栅格数据或要素倾泻点数据】为 streamlink; 【输出栅格】为watershed; (4) 单击【确定】，完成操作。
汇水区出水口的确定
在水文分析中，经常基于更小的流域单元进行 分析，因而需要对流域进行分割。流域的分割 首先要确定小级别流域的出水口的位置，可以 利用【Spatial Analyst工具】|【水文分析】|【捕捉倾泻点】 工具寻找。
汇水区出水口的确定
它的思想是：以记录着潜在但并不准确的 小级别流域出水口位置的点数据为基础， 搜索该点一定范围内汇流累积量较高的栅 格点，这栅格点就是小级别的流域的出水 点。
流域(watershed)又称集水区域，是指流经其 中的水流和其他物质从一个公共的出水口排 出从而形成的一个集中的排水区域，如图 8.29所示。也可以用流域盆地(basin)、集水 盆地(catchment) 或水流区域（contributing area) 等来描述流域。
流域的分割
watershed数据显示了每个流域汇水面积 的大小。出水口 （或点）即流域内水流的 出口，是整个流域的最低处。流域间的分 界线即为分水岭。分水线包围的区域称为 一条河流或水系的流域，流域分水线所包 围的区域面积就是流域面积。
1)水流方向矩阵的计算
64 128 32 16 x 8 1 2 4
1)水流方向矩阵的计算
64 128 32 16 x 8 1 2 4
③确定具有最大距离权落差值的方向 如果最大距离权落差值只有一个，那 么就将此值所在方向值作为中心栅格 的水流方向值。如果不止一个，查表 决定。
多流向算法
实验5 水系的提取
提取地表水流网络是DEM水文分析的主要 内容之一。目前河网提取方法主要采用地表 径流漫流模型：首先，在无洼地DEM上利 用最大坡降法得到每一个栅格的水流方向； 然后，依据自然水流由高处往低处的自然规 律，计算出每一个栅格在水流方向上累积的 栅格数，即汇流累积量。
实验5 水系的提取
假设每一个栅格携带一份水流，那么栅格 的汇流累积量就代表该栅格的水流量。基 于上述思想，当汇流量达到一定值的时候 ，就会产生地表水流，所有汇流量大于临 界值的栅格就是潜在的水流路径，由这些 水流路径构成的网络，就是河网。
河网的生成
河网的生成由四个部分组成 (1)河网的生成基于汇流累积量数据，汇流累积量 计算见8.2节，这里用8.2节计算的汇流累计栅格 数据flowacc作为基础数据； (2)设定阈值。不同级别的沟谷对应不同的阈值， 不同研究区域相同级别的沟谷对应的阈值也不尽 相同。所以，在设定阈值时，应通过不断的实验 和利用现有地形图等其他资料辅助检验的方法来 确定合适的阈值；
将【输出栅格】分别命名为Streamostr和Streamoshr；
计算结果分别如图8.27和图8.28所示。 对于stream link和stream order 计算出的栅格数据同 样可以利用ArcToolbox 的【水文分析】工具集中的 【栅格河网矢量化】工具将其转化成矢量数据，便 于进一步的研究和分析。
在ArcGIS中的操作
计算结果如图8.32所示，以流域盆地和矢 量河网的数据作背景。可以看出，以 streamlink作为流域的出水口所得到的集 水区域是每一条河网弧段的集水区域，也 就是最小沟谷的集水区域。
图 8.32
(3)复合洼地区域的填平
洼地区域中有多个谷底点，且各个谷底点 所构成的洼地区域相互邻接(图8.11)。 以复合洼地区域的各个谷底点为起点，按 水流的反方向采用区域增长算法，找出各 个谷底点所在的洼地区域的边缘和它们之 间的相互联系以及各个谷底点所在洼地的 集水出水口的位置。
出水口的位置有2种
在与非洼地区域关联的边上或在与洼地 区域关联的边上。 请大家阅读教程P179图8.11下面的一段 课文，搞清楚填平的方法。
第8章特征地形要素的提取
主要内容
地形特征点的提取 山脊线、山谷线的提取 沟沿线的提取 水系的提取 流域的提取 可视性分析
3. 沟沿线的提取
4. 水系的提取
水系提取有关的概念 集水流域 集水出口 子流域 分水岭 水流网络
利用DEM提取水系的方法
1 用一个矩形窗口扫描DEM矩阵来确定洼地，位 于洼地内的栅格单元标记为水系的组成部分。其 缺点是会产生不连续的水流线。 2 基于地表泾流漫流模型，模拟地表径流在地表 的流动来产生水系。
8.4.2.2
平地的处理
平地区域的存在对水流方向的确定有重要的 影响，Martz和Garbrecht用高程增量叠加算 法设定平坦格网内的水流方向。即对平地单 元格增加一微小增量，每个单元格的增量大 小是不一样的，这样每个单元格就有一个明 确的水流方向以便能够产生合理的汇流水系 。
水流方向及水流累积量的确定
设置相关参数：
【输入水流方向数据】为fdirfill; 【输出栅格】为basin; 单击【确定】，完成操作。 在ArcMap中加载已提取的矢量河网数据 Streamfea，与流域盆地叠加，如图8.31所示。 所有流域盆地的出口都在数据的边界上，利用 流域盆地分析，可将感兴趣的流域划分出来。
图8.31
选择【Spatial Analyst 工具】|【水文分析】| 【栅格河网矢量化】（图8.21)； 设置相关参数：【输入河流栅格数据】为 streamnet；输入由无洼地DEM计算出来的 【流向栅格数据】fdirfill; 【输出折线(polyline)要素】为streamfea， 生成的矢量数据如图8.22所示。
Shreve分级
Shreve分级的第1级河网的定义与Strahler分级是相 同的，不同的是以后的分级，两条1级河网弧段汇流 而成的河网弧段为2级河网弧段，那么对于以后更高 级别的河网弧段，其级别的定义是由其汇入河网弧 段的级别之和，当一条3级河网弧段和一条4级河网 弧段汇流而成的新的河网弧段的级别为7，这种河网 分级到最后出水口的位置时，其河网的级别数刚好 是该河网中所有的1级河网弧段的个数。
基于地表径流漫流模型的水系提取算法
四个基本问题 洼地的处理； 平地的处理； 水流方向及水流累积量的确定； 水道起始位置的确定。
8.4.2.1洼地的处理
(1)平滑处理； (2)填平处理；
填平处理
(1)单格网洼地的填平； (2)独立洼地区域的填平； (3)复合洼地区域的填平。
(1)单格网洼地的填平
河网分级的步骤
(1)在ArcMap里加载水流方向数据fdirfill和 栅格河网数据streamnet； (2) 在ArcToobox中选择【spatial Analyst 工具】【水文分析】|【河网分级】，打开 河网分级工具；
(3)设置相关参数
【输入河流栅格数据】为streamnet; 【输入流向栅格数据】为fdirfill; 分别用Strahler分级和Shreve分级对河网进行分级，