山谷线、山脊线提取
山脊线、山谷线和鞍部点的提取知识讲解
山脊线、山谷线和鞍部点的提取山脊线、山谷线和鞍部点的提取一．实习背景山脊线、山谷线是地形特征线，它们对地形、地貌具有一定的控制作用。
它们与山顶点、谷底点以及鞍部点等一起构成了地形及其起伏变化的骨架结构。
因此在数字地形分析中，山脊线和山谷线以及地形特征点等的提取和分析是很有必要的。
相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部分称为鞍部，鞍部是两个山脊和两个山谷会合的地方。
鞍部点是重要的地形控制点，它和山顶点、山谷点以及山脊线、山谷线等构成的地形特征点线，具有对地形具有很强的控制作用。
因此，对这些地形特征点、线的分析研究在数字地形分析中具有很重要的意义。
同时，由于鞍部点的特殊地貌形态，使得鞍部点的提取方法较山顶点和山谷的提取更难，目前没有什么有效的方法来提取鞍部点，利用水文分析的方法可以来提取一些鞍部点，但是它还是具有一定局限性。
二．实习目的（1）熟练掌握基于DEM利用ArcGIS进行提取相关地形特征的方法与原理；（2）深入认识山脊线、山谷线和鞍部点3个基本地形特征；三．实习内容１.提取ｄｅｍ数据的ＳＯＡ２基于地形表面的几何形态分析方法提取山脊线山谷线3.基于DEM水文分析方法提取山脊线山谷线4.鞍部点的提取四．实习数据DEM五．实习工具Surface Analyst，model工具六．实习步骤1.提取DEM的SOA数据A．求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；通过Spatial Analysis 下的栅格计算器 Calculator，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的 DEM数据层，即反地形DEM数据；B．基于反地形 DEM数据求算坡向值；C．利用 SOA 方法求算反地形的坡向变率，记为 SOA2，由原始DEM数据求算出的坡向变率值为 SOA1；D.在 Spatial Analysis下使用栅格计算器 Calculator，公式为 SOA ＝（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs（[SOA1]-[SOA2]））/ 2，即可求出没有误差的 DEM 的坡向变率，2.利用基于地形表面的几何形态分析方法提取山脊线山谷线（1）山脊线的提取其中在focal statistics中选择3*3的窗口，类型选择为mean,在minus中再次导入DEM，进行计算。
第八章 特征地形要素的提取
大规模的侵蚀沟形态，较小的侵蚀作用，只能产生较小的侵蚀沟。
河流水量的大小直接和流域面积大小有关，除干燥地区以外，一般是 流域面积越大，河流水量越大。
流域长度：主河道从流域出口到分水线的距离。
因而造成地形结构线的
漏判和误判。 所确定地形特征线具有 一定近似性，与实际地 形特征线存在差异。
• 3、基于地形表面流水物理模拟分析原理的算法
方法：汇水量——汇水线（山谷线）——分水线 （山脊线） 缺陷：汇水线误判：高处汇水量少的点被排除；低 处汇水量大的点被误认为是地形特征点。 分水线闭合与实际不符
• 2、模拟法
– 基于地表物质运动的水流模拟方法。
– 基本思想：
在自然表面上，水流沿 最陡方向向下流，并不断 地向下游汇聚。
二、地形特征点的提取
• 1、类型：
– 山顶点（Peak） – 凹陷点（洼地点，Pit） – 脊点（Ridge） – 谷点（Channel） – 鞍点（Pass） – 平地点（坡面点，Plane ）
若与洼地（1）相邻的洼地区域（2）的集水出口，位于洼地（1）、（2）
其他洼地依次处理
（2）平地处理
• 处理方法：
– Martz和Garbrecht（1992）高程增量叠加算法 – 增加栅格高程采样精度的十分之一、千分之一或万分 之一。
（3）水流方向
• 指水流离开此网格时的指向。
（3）水流方向
分水岭（分水线）：两个相邻集水区之间
的最高点连接成的不规则曲线。 流域出水口（集水出口 outlet）：水流离
开集水流域的点。
六、流域的提取
山脊线山谷线提取实验报告
山脊线山谷线提取实验报告实验容描述：山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线），因此它对于地形地貌研究具有重要意义；另一方面，对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分别代表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。
本次实验通过某区域栅格DEM掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及其基于DEM的提取方法与原理；同时，熟练掌握利用ArcGIS软件对这两个地形特征信息的提取方法。
实验原理：1.本实验基于规则格网DEM数据使用平面曲率与坡形组合法提取山脊线和山谷线，首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，提取过程中可以SOA代替平面曲率。
2.主要用到以下理论知识：1）坡向变率：是指在提取坡向基础上，提取坡向的变化率，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect，SOA）。
它可以很好地反应等高线弯曲程度；2）反地形DEM数据：求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H，通过公式（H-DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；3）地面坡向变率SOA：地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小围坡向的最大变化情况。
但是SOA在提取过程中在北面坡将会有误差产生，所以要将北坡坡向的坡向变率误差进行纠正，其公式为：SOA=(( [SOA1]+[ SOA2] )-Abs( [SOA1]-[ SOA2] ))/2其中：SOA1为原始DEM数据层坡向变率，SOA2为反地形DEM数据层坡向变率。
4）焦点统计5）ArcScan自动矢量化流程图、实验步骤：1.相对路径2.加载数据3.提取原始dem的坡向（利用dem数据--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为Aspect）4.提取原始DEM数据的坡向变率（利用3中生成的Aspect图层--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为SOA1）5.提取反地形DEM数据（栅格计算器--输入公式H-DEM）1）找出DEM最大高程值（右键属性---找出数据源中最大值为1153.8）2）栅格计算器提取反地形DEM数据（输入公式1153.8 - "dem"，命名为INdem）6.提取反地形DEM数据的坡向值7.计算反地形DEM数据的坡向变率8.计算进行误差纠正的地面坡向变率（栅格计算器--输入公式(("SOA1" + "SOA2") - Abs("SOA1" - "SOA2")) / 2）9.邻域分析（原始dem--邻域分析--焦点统计focal statistics（统计原始dem的平均值）---设置统计类型为平均值mean，邻域类型为矩形(也可为圆形)，邻域大小为3*3（我发现邻域越大越模糊）(11*11)，则可得到一个邻域为3*3(11*11)的矩形的平均数据层，命名为mean10.计算正负地形分布区域（空间分析--地图代数--栅格计算器---输入公式为"dem" - "mean"，命名为Dvalue(差值)）11.利用栅格计算器提取山脊线（公式为"SOA" > 70 & "Dvalue" > 0这是错的！！要加括号！！("SOA" > 70) &( "Dvalue" > 0)）和山谷线（("SOA" > 70) & ("Dvalue" < 0)）12.利用ArcScan自动矢量化得到山脊线山谷线的矢量图层1）在ArcCatalog中新建（方法有两种：右击文件夹--new--shapefile！或者是右击geodatabase--new--feature class（新建要素类））山脊线图层（名称为shanjiline，类型为线）方法1：new--shapefile方法2：new--feature class（但是这种方法下的线图层，在自动矢量化山脊线后无法读到这个图层，所有还是选择方法1---这是因为栅格图层和矢量图层不能放在同一个geodatabase里面么？？？？？？？）2）打开开始编辑3）勾选扩展工具中的自动矢量化工具ArcScan4)在菜单栏空白处右击勾选ArcScan，打开ArcScan工具条--单击自动矢量化下的生成要素打开生成要素对话框即可生成自动矢量化后的矢量山脊线5)用同样的方法生成矢量山谷线13.制作立体图。
水文分析和地形分析、提取山谷和鞍部点
Arcgis地形分析DEM提取坡度(1)新建地图文档，加载【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程中得到的DEM数据：huainan(2)在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]——[坡度]，参照下图所示，指定各参数：执行后，得到坡度栅格Slope_tingri1：坡度栅格中，栅格单元的值在[0 -60] 度间变化右键点击图层[Slope_TinGrid]，执行[属性命令]，设置图层[符号系统]，重新调整坡度分级。
将类别调整为5，点[分类]按钮，用手动分级法，将中断值调整为：10，20，30，40，60。
DEM提取山顶点1.添加dem数据，制作15m和75m等高线。
2.制作阴影阴影图像【空间分析】----【表面分析】----【地表阴影】，生成地表阴影图像hillsha。
3.提取栅格数据的有效区域。
【空间分析】----【地图制图】----【栅格计算器】。
“要提取的文件名”=“huainan54”>=0，（注意：红色等号是1个=，而不是栅格计算器中的2个==）。
“back”=“huainan54”>=0，生成back文件。
5.按照等高线75m等高线15m，back，hillsha叠放。
1.提取dem数据中的最大值。
【空间分析工具】----【邻域分析】----【块统计】，生成maxpoint文件参数设置如下：Maxpoint7.提取山顶点。
【空间分析】----【地图制图】----【栅格计算器】。
输入命令：sd=（[axpoint]-[淮南54]）==0,生成sd文件。
8.山顶点栅格文件二值化。
【空间分析工具】----【重分类】----【重分类】。
生成re-sd9.生成山顶点栅格数据转换为shapefile。
【转换工具】----【栅格转换】----【栅格数据转点】，生成山顶点矢量文件。
ArcGIS利用水文分析方法提取山脊、山谷线提取方法大致可以分为以下五种：1) 基于图像处理技术的原理；2) 基于地形表面几何形态分析的原理；3) 基于地形表面流水物理模拟分析原理；4) 基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的原理；5) 平面曲率与坡形组合法。
dem 数据生成山脊线的操作流程
dem 数据生成山脊线的操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!DEM数据生成山脊线的操作流程详解在地理信息系统（GIS）中，数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是一种用于表示地形地貌的重要数据类型。
ENVI提取地形特征要素
ENVI 实验六基本地形因子提取一、实验目的1熟悉ENVI软件能够从DEM 中提取地形特征。
2掌握DEM提取地形特征的方法。
二、实验要求完成运用ENVI 进行从DEM 中提取地形特征，包括山顶、山脊、平原、水平面、山沟和凹谷。
三、实验仪器每人计算机一台。
四、实验内容1在Toolbox中，启动/Terrain/Topographic Features，在Topographic Feature Input DEM对话框中，选择DEM.tif 文件，点击OK，打开Topographic Features Parameters 对话框，需要设置一些参数。
（1）坡度容差：1。
以度为单位；（2）曲率容差：0.1；（3）地形核大小：7。
2在Select Feature to Classify 列表中选择所有的地形特征。
3选择输出路径及文件名，单击OK 执行地形特征提取。
4通视域分析：使用Viewshed Analysis Workflow 工具，设置点、线、面作为观测源进行可视域分析。
将通视分析结果输出为矢量和图像结果有三种方法：（1）点观测源a. 在Toolbox 中，启动/Terrain/Viewshed Analysis Workflow，打开文件选择面板File Selection；b. 分别选择对应的文件DEM File：DEM.tif；Image File：Orthoimagery.tif，单击Next进入Viewshed Analysis 面板；c.在Viewshed Analysis 面板中，设置以下几个参数：可视距离Default View Range：1000可视高度Default View Height：100d.默认鼠标的状态是绘制“点注记”，在正射影像上绘制几个观测点。
如果鼠标当前状态是其他，可在工具栏中选择对应的工具绘制：，绘制4 个点；e.选择Any Source （四个观测点的并集），勾选Preview预览结果，红色表示可视区域，黑色表示不可视区域；f.分别选择All Sources（四个观测点的交集），预览结果；g.单击Next进入Viewshed Export面板，可以将通视分析结果输出为矢量和图像结果。
山脊线、山谷线、鞍部点的提取
实例与练习练习1. 利用水文分析方法提取山脊、山谷线1．背景：山脊线、山谷线是地形特征线，它们对地形、地貌具有一定的控制作用。
它们与山顶点、谷底点以及鞍部点等一起构成了地形及其起伏变化的骨架结构。
因此在数字地形分析中，山脊线和山谷线以及地形特征点等的提取和分析是很有必要的。
2．目的：理解基于DEM结合水文分析的方法提取出研究区域的山脊线和山谷线的原理；掌握水流方向、汇流累积量的提取方法以及它们的提取原理；能将水文分析的方法和其它的空间分析方法相结合以解决应用问题。
3．要求：（1）利用水文分析思想和工具提取研究区域的山脊线；（2）利用水文分析思想和工具提取研究区域的山谷线。
4．数据：一幅25m分辨率的黄土地貌DEM数据，数据的区域大概有140 km2。
数据存放于…/ChP11/Ex1中，请将其拷贝到E：/ChP11/Ex1。
结果数据保存在…/ChP11/Ex1/Result 中。
5．算法思想：对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分别表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。
因此，对于山脊线和山谷线就可以利用水文分析的方法进行提取。
基于DEM的这种地形表面流水物理模拟分析的原理是：对于山脊线而言，由于它同时也是分水线，那么对于分水线上的那些栅格，由于分水线的性质是水流的起源点，通过地表径流模拟计算之后这些栅格的水流方向都应该只具有流出方向而不存在流入方向，也就是其栅格的汇流累积量为零。
通过对零值的汇流累积值的栅格的提取，就可以得到分水线，也就得到了山脊线；对于山谷线而言，由于其具有汇水的性质，那么对于山谷线的提取，可以利用反地形的特点，即是利用一个较大的数值减去原始的DEM数据，而得到了与原始地形完全相反的地形数据，也就是原始的DEM中的山脊变成负地形的山谷，而原始DEM中的山谷在负地形中就变成了山脊，那么，山谷线的提取就可以在负地形中利用提取山脊线的方法进行提取。
山谷线山脊线提取
山谷线山脊线提取山谷线、山脊线提取山脊线和山谷线的自动提取arcmap自动提取山脊线和山谷线的方法1平面曲率与坡形组合法基于规则格网的DEM是自动提取山脊线和山谷线的最重要方法。
从算法设计的原则来看，大致可以分为以下五种类型：1)基于图像处理技术的原理；2)基于地形表面几何形态分析的原理；3)基于地形表面流水物理模拟分析原理；4）基于地形表面几何形状分析与流水物理模拟分析相结合的原理；5）平面曲率和坡度形状的组合方法。
平面曲率与坡形组合法提取的山脊、山谷的宽度可由选取平面曲率的大小来调节，方法简便，效果好。
该方法基本处理过程为：首先利用dem数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（soa）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，下面的提取过程以soa代替平面曲率。
具体提取工艺如下：1）激活dem数据，在spatialanalysis下使用surface菜单下的deriveaspect命令，提取dem坡向层面，记为a；2）激活标高a，使用“空间分析”下“曲面”菜单下的“衍生坡度”命令提取标高a的坡度信息，该信息记录为soa1；3）求取原始dem数据层的最大高程值，记为h；通过spatialanalysis下的栅格计算器calculator，公式为（h－dem），得到与原来地形相反的dem数据层，即反地形dem数据；4）根据反地形DEM数据计算坡度方向；5）利用soa方法求算反地形的坡向变率，记为soa2；6）利用空间分析下的网格计算器，公式为SOA=（[soa1]+[soa2]）-ABS（[soa1]-[soa2]）/2，可以得到无误差的DEM坡度变化率SOA；7）激活原始dem数据，在spatialanalysis下使用栅格邻域计算工具neighborhoodstatistics；设置statistictype为平均值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为275×275map，则可得到一个邻域为275×275map的矩形的平均值层面，记为b；8）利用空间分析下的网格计算器，可以得到正、负地形分布区域，公式为C=[DEM]-[b]，9）在spatialanalysis下使用栅格计算器calculator，公式为d＝[c]>0&soa>70，即可求出山脊线；10）同样，在网格计算器中，将公式修改为d=[C]<0&SOA>70，以计算山谷线地形特征信息提取（山谷线、山脊线）方法1：SOA方法soa法原理：山谷线和山脊线实质是平面曲率发生突变的地方，所以用soa来近似平面曲率，提取其中变法大的就是山谷线和山脊线，其中山谷线对应的是负地形中soa较大的值，山脊线对应的是正地形中soa较大的值。
山体基面高度提取量化方法与实现
学校代码13800湖北国土资源职业学院毕业论文论文名称山体基面高度提取量化方法与实现学生姓名学号 91211055专业地理信息系统应用与开发班级 GIS1102指导教师答辩时间2014年6月毕业论文原创性声明本人郑重声明：所呈交毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月摘要山体基面高度的差异影响山体本身对其水热条件的再分配，进而影响山地垂直带谱的结构以及分布，是决定山地垂直带谱分布高度的重要影响因素之一。
但到目前为止，山体基面高度还没有一个准确而科学的定义，并且缺乏一个有效的数字化、定量化的提取方法。
本文以横断山区为例，使用30米分辨率的DEM数据，以山体基面高度特征为基础，通过利用各地形因子进行山体基面高度的提取，这样能够较好的体现出山体基面的分布情况，从而反映山体的基本状态。
首先分别基于水文特征和地形特征提取山脊线、山谷线，以及采用地形地貌单元自动提取的方法提取山体轮廓界线，然后依据提取的主山脊线、主山谷线及山体轮廓界线，划分山体基面高度分区并依据山体基面的分布特征确定各山体的基面高度值。
此方法为大范围的山体基面高度快速而准确提取以及山体效应的定量化研究提供了重要的技术支持。
【关键词】山体基面高度山地垂直带谱横断山区定量化山体效应AbstractMountain basal elevation is the elevation of the base which mountains uplift from. The variation of mountain basal elevation affects the redistribution of water and heat conditions in mountain areas, and the structure and distribution of mountain altitudinal belts. But so far, there has been no accurate and scientific concept of mountain basal elevation and no effective method to quantitatively extract it. This paper takes Hengduan mountains for experimental zone, and uses DEM at resolution of 30m, based on the mountain basal elevation characteristic, by using the mountain base level the height of the terrain factor are extracted, it can better embody the mountain distribution on the surface of the base, which reflects the fundamental state of the mountain. Firstly, extracting main ridge line and main valley line by terrain analysis and hydrological analysis, and using topographical features to extract the boundary of mountains. Then based on the result of extraction, the distribution and the value of mountain basal elevation are determined. The method could promote the extraction of the world's mountain basal elevation and the quantitative research of mass elevation effect.Key words：Mountain Basal Elevation; Mountain Altitudinal Belts; Hengduan Mountains; Quantification; Mass Elevation Effect目录第一章引言 (1)1.1 选题背景与依据 (1)1.2 国内外研究进展 (2)1.3研究基础 (3)1.4 研究内容与技术方案 (4)1.5 论文组织 (4)第二章研究区概况 (5)2.1 地理位置 (5)2.2 地形特征 (5)2.3土壤与植被分布 (6)第三章材料与方法 (7)3.1实验样区简介 (7)3.2实验数据处理方法 (7)3.2.1实验数据预处理 (7)3.2.2实验方法 (9)第四章实验数据处理 (10)4.1山脊线、山谷线的提取 (11)4.1.1 基于地形特征的提取方法 (11)4.1.2 基于水文特征的提取方法 (14)4.1.3 确定最终主山脊线山谷线 (15)4.2 山体轮廓界线的提取 (17)4.2.1 地貌单元自动提取方法 (17)4.3山体基面高度的提取 (18)4.3.1 确定山体基面高度分区 (18)4.3.2 确定分区基面高度值 (19)4.4提取结果与分析 (20)4.4.1提取山体基面高度分区 (20)4.4.2提取结果的分析 (21)第五章结论与讨论 ................................................ 错误!未定义书签。
ArcGis试题及标准答案
1、地国符号化：壑根粥的属性持從、地图的川迩、制图比例尺等因素.来确定地图耍索的?<小力丄2、图层剪切图层拼接图层融合,图^■ 根据一W期切另一图层中的要倉・图层2要索类型的两个或更多的图层合井成-个图层。
图层融合足将具有相同类别的（某个属性字段相同）的要索合井为-•个新的耍素。
3、空何数据：（也號地理数据）是地理信息系统的-个主耍组成用分。
空间数据足指以地球茨潮空间位M为零照的门然、社僉和人丈经济象观数据・町以足图形.B 像、文？、农格、和数字尊。
它是GIS所茨达的现实世界经过模型抽象后的内容.-般通过打描仪、键盘、光盘或英它通汎系统输入GIS.4、网络分析:足Arcgis 1®供的虫耍的空间分析功能. 利用它可以模拟现实世界的网络问题.5、ArcXap ArcToolBox ArcCatalog 定义和功能：ArcXap足Arcgis Desktop中一个主要的应用程存•用干数据输入、編孤査询、分析等操作•实现地图制图、地冈編辑.地图分析。
ArcToolbox足地理处理匸八的集合。
其中的工具能够很好的处理各种空何操作.涵盖数据管理、数据转换、欠址数据分析、栅格数据分析、统计分析等多方面功能。
用户可以根据自己的需要査找. 骨理、执行备类工具。
ArcCatalog 以数据管理为孩心•用F定位.浏览和管理空何数据的应用模块•被称为地理数据的资源管理器。
ArcCataloe纠织用管理所有的GIS数据和信恩。
6、地图文档：在ArcMap中可创建地图.并将地图作为一个文件保存在进盘中.该文件就足地图文档。
札空间插值用用干将离散点的测啟莪据披換为连续的数据曲面•它包括内插和外推两种绰法.洲者足通过C 知点的数据汁算同一区域内其它未知点的数据•后者则 .知区域的数据.求未知区域的数据.8、* 水文分析：流域■「一 :占J〔中的水流和其他物质从一个公共的出水口排出而形成的一个集中的排水区域.水文分析通过建立地农水流摸型.研咒与地农水流和关的备种白然现象•在城市和区域规如农业及森凍.交通道路等许等领城具冇广泛的应用.二、简答题，1、A rcGis中进行欠fit自动追踪需耍使用嘟两个模块？使用的四个曲提条件足什么?Editor and ArcScanArcScan扩展模块必须激活ArcXap中添加了至少…个栅格数据层（TIF IXG图最等）和至少-・个欠扯数据层（对以足点线面等｝栅恪数据必须进行过二値化处理（变为黑白图片） Editor必须启动2、地图矢册化的步•曝右嘟些？地图欠扯化足把柵恪数据转换成矢瑕数据的处理过程。
操作步骤-山脊线和山谷线提取插件
山脊线和山谷线提取插件版本V1.0操作说明1/6山脊线和山谷线提取插件操作说明1引言1.1编写目的编写本使用说明的目的是充分叙述本脚本软件所能实现的功能及其运行环境，以便使用者了解本脚本软件的使用范围和使用方法。
1.2编写背景山脊线和山谷线的提取在很多行业，例如环境保护、水文水利、农业等行业应用很广泛。
目前主要依赖ArcGIS中的空间分析工具来完成，需要使用13个空间分析工具来完成，费时费力，同时会产生许多中间过程文件。
本插件使用Python 语言，基于ArcGIS10进行二次开发，基于DEM数字高程模型，使用1个脚本来实现山脊线和山谷线的提取。
技术问题可以在QQ群讨论：9609331152运行环境2.1软件环境win7及以上版本、ArcGIS10.0及以上版本2.2硬件环境CPU：2.4GHz以上硬盘：至少4G以上的空闲空间内存：至少4G的空闲内存显示器分辨率：1280×600以上山脊线和山谷线提取插件版本V1.0操作说明1/63运行原理本插件运行原理如下图所示：图1：山谷线和山脊线提取脚本运行过程（1）坡向分析对输入的地形图进行坡向分析（Aspect），结果记为A。
結果示例如下：（2）坡度分析Slope对第一步的结果进行坡度分析，结果记为SOA1。
（3）反地形DEM求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；通过栅格计算器计算，公式为H-DEM，得到与原来地形相反的DEM数据层，既反地形DEM。
结果记为rastercalc。
（4）反地形的坡向分析求反地形DEM的坡向。
结果记为Aspect_raste1.（5）反地形的坡度分析求反地形的坡向变率，记为SOA2（6）然后利用soa1和soa2求得没有误差的DEM的坡向变率（注意大小写一致）利用栅格计算器，公式：(([SOA1]+[SOA2])-Abs([SOA1]-[SOA2]))/2，结果记为SOA。
（7）邻域计算Block Statistics设置Statistic type（默认为MEAN平均值），领域的类型默认为矩形（也可以设置为其他类型），领域大小自行设置（可以是3×3，下图设置为275×275）。
ArcGis试题及标准答案
1、地图符号化：要根据数据的属性特征、地图的用途、制图比例尺等因素，来确定地图要素的表示方法。
2、图层剪切图层拼接图层融合：图层剪切：根据一个图层剪切另一图层中的要素。
图层拼接：把具有相同要素类型的两个或更多的图层合并成一个图层。
图层融合是将具有相同类别的（某个属性字段相同）的要素合并为一个新的要素。
3、空间数据：（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。
空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格、和数字等。
它是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入 GIS。
4、网络分析：是Arcgis提供的重要的空间分析功能，利用它可以模拟现实世界的网络问题。
5、ArcMap ArcToolBox ArcCatalog定义和功能：ArcMap是Arcgis Desktop中一个主要的应用程序，用于数据输入、编辑、查询、分析等操作，实现地图制图、地图编辑、地图分析。
ArcToolbox是地理处理工具的集合。
其中的工具能够很好的处理各种空间操作，涵盖数据管理、数据转换、矢量数据分析、栅格数据分析、统计分析等多方面功能。
用户可以根据自己的需要查找、管理、执行各类工具。
ArcCatalog是以数据管理为核心，用于定位、浏览和管理空间数据的应用模块，被称为地理数据的资源管理器。
ArcCatalog组织和管理所有的GIS数据和信息。
6、地图文档：在ArcMap中可创建地图，并将地图作为一个文件保存在磁盘中，该文件就是地图文档。
7、空间插值：常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。
前者是通过已知点的数据计算同一区域内其它未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的数据。
8、流域水文分析：流域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而形成的一个集中的排水区域。
山脊线山谷线提取实验报告
山脊线山谷线提取实验报告实验内容描述：山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线），因此它对于地形地貌研究具有重要意义；另一方面，对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分别代表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。
本次实验通过某区域栅格DEM掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及其基于DEM的提取方法与原理；同时，熟练掌握利用ArcGIS软件对这两个地形特征信息的提取方法。
实验原理：1.本实验基于规则格网DEM数据使用平面曲率与坡形组合法提取山脊线和山谷线，首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，提取过程中可以SOA代替平面曲率。
2.主要用到以下理论知识：1）坡向变率：是指在提取坡向基础上，提取坡向的变化率，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect，SOA）。
它可以很好地反应等高线弯曲程度；2）反地形DEM数据：求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H，通过公式（H-DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；3）地面坡向变率SOA：地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小范围内坡向的最大变化情况。
但是SOA在提取过程中在北面坡将会有误差产生，所以要将北坡坡向的坡向变率误差进行纠正，其公式为：SOA=(( [SOA1]+[ SOA2] )-Abs( [SOA1]-[ SOA2] ))/2其中：SOA1为原始DEM数据层坡向变率，SOA2为反地形DEM数据层坡向变率。
4）焦点统计5）ArcScan自动矢量化流程图、实验步骤：1.相对路径2.加载数据3.提取原始dem的坡向（利用dem数据--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为Aspect）4.提取原始DEM数据的坡向变率（利用3中生成的Aspect图层--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为SOA1）5.提取反地形DEM数据（栅格计算器--输入公式H-DEM）1）找出DEM最大高程值（右键属性---找出数据源中最大值为1153.791870117188）2）栅格计算器提取反地形DEM数据（输入公式1153.791870117188 - "dem"，命名为INdem）6.提取反地形DEM数据的坡向值7.计算反地形DEM数据的坡向变率8.计算进行误差纠正的地面坡向变率（栅格计算器--输入公式(("SOA1" + "SOA2") - Abs("SOA1" - "SOA2")) / 2）9.邻域分析（原始dem--邻域分析--焦点统计focal statistics（统计原始dem的平均值）---设置统计类型为平均值mean，邻域类型为矩形(也可为圆形)，邻域大小为3*3（我发现邻域越大越模糊）(11*11)，则可得到一个邻域为3*3(11*11)的矩形的平均数据层，命名为mean10.计算正负地形分布区域（空间分析--地图代数--栅格计算器---输入公式为"dem" - "mean"，命名为Dvalue(差值)）11.利用栅格计算器提取山脊线（公式为"SOA" > 70 & "Dvalue" > 0这是错的！！要加括号！！("SOA" > 70) &( "Dvalue" > 0)）和山谷线（("SOA" > 70) & ("Dvalue" < 0)）12.利用ArcScan自动矢量化得到山脊线山谷线的矢量图层1）在ArcCatalog中新建（方法有两种：右击文件夹--new--shapefile！或者是右击geodatabase--new--feature class（新建要素类））山脊线图层（名称为shanjiline，类型为线）方法1：new--shapefile方法2：new--feature class（但是这种方法下的线图层，在自动矢量化山脊线后无法读到这个图层，所有还是选择方法1---这是因为栅格图层和矢量图层不能放在同一个geodatabase里面么）2）打开开始编辑3）勾选扩展工具中的自动矢量化工具ArcScan4)在菜单栏空白处右击勾选ArcScan，打开ArcScan工具条--单击自动矢量化下的生成要素打开生成要素对话框即可生成自动矢量化后的矢量山脊线5)用同样的方法生成矢量山谷线13.制作立体图。
基于DEM自动提取山脊线、山谷线方法研究
基于DEM自动提取山脊线、山谷线方法研究作者：栗丹来源：《环球人文地理·评论版》2015年第01期摘要：从数字高程模型中自动提取山脊线和山谷线的技术在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。
传统依靠二维等高线形态分析方法提取的山脊线和山谷线很难得到理想效果。
本文设计出了一种基于水文地貌关系正确的DEM中自动提取山脊线和山谷线方法，同时采用单流向（D8）算法和多流向（Dinf）算法分别对提取山脊线和山谷线结果进行对比分析，得出采用多流向算法提取山脊线和山谷线时，结果与实际地形相符。
关键词：山脊线；算法；地形分析一、引言山脊线、山谷线作为地形特征线对地形、地貌具有一定的控制作用[1] -[3]。
它们与山顶点、谷底点以及鞍部点等一起构成了地形及其起伏变化的骨架结构。
由于山脊线具有分水性，山谷线具有汇水性特征使得它们在工程应用方面具有特殊的意义[4]。
研究人员借助地形表面流水模拟的方法从DEM 数据中自动提取山脊线和山谷线，用于区域地形的水分析[5] 。
因此在数字地形分析中，山脊线和山谷线的提取和分析是具有很大应用价值的[7]。
所以在本实验中，基于水文分析方法在DEM中采用不同算法提取出山脊线和山谷线，是本文研究的一个重点，也是在以往实验基础上的一个创新，通过实验使我们在以后能够利用水文分析的方法与其它空间分析方法相结合以解决实际应用问题。
二、研究方法1.山脊线和山谷线提取技术路线提取山脊线和山谷线可以利用水文分析的方法进行，对分水线和汇水线进行提取是在实际操作中的步骤。
水流的起源点的定义是分水线的性质。
通过提取零值的汇流累积值的栅格，分水线就可以得到。
汇水线由于具有汇水作用而具有较大的上游汇水面积，在提取山谷线时，利用反地形的特点，即利用一个较大的数值减去原始的DEM数据，得到与原始地形完全相反的地形数据，使得原始的DEM中的山脊变成反地形的山谷，而原始DEM中的山谷在反地形中就变成了山脊，再利用山脊线的提取方法就可以实现山谷线的提取。
利用水文分析报告方法提取山脊、山谷线
师大学H a n g z h o u N o r m a l U n i v e r s i t y《GIS分析与建模》实验报告学院班级：理学院地信141实验名称：利用水文分析方法提取山脊线和山谷线学生：文彪学生学号：2014212425授课老师：潭高提交日期：2016年12月1日目录1 实验目的 (3)2 实验步骤 (3)2.1 正负地形提取 (3)2.2 山脊线提取 (9)2.3 山谷线提取 (24)3 总结 (25)3.1 为何进行洼地填充 (25)3.2 与正地形相乘理解 (26)1实验目的●了解基于DEM水文分析方法提取山谷线和山脊线的原理，●掌握水流方向、汇流累积量提取原理及方法2实验步骤2.1正负地形提取原始dem图像2.1.1焦点统计参数如下邻域分析结果图，发现与原图相比，平滑了很多。
2.1.2栅格运算2.1.3重分类2.1.3.1正地形2.1.3.2负地形2.2山脊线提取2.2.1洼地填充洼地填充参数面板，因为是所有的洼地都填充，所以Z limit为默认。
2.2.2无洼地水流反向计算水流方向计算，输入参数为洼地填充好的dem数据，填如输出文件及其路径。
2.2.3汇流累计量计算2.2.4汇流累计量0值提取汇流累积量为0时，表示该地没有雨水聚集，所以应当为山脊。
2.2.53*3领域分析使数据光滑2.2.6Dem等值线图等值线间距为15米2.2.7山体阴影2.2.8Neiborfacc0重分级分类结果与等值线和山体阴影相比，确定最佳分类阈值。
注：可以将Neiborfacc0的0到所设阈值的部分设为no color,这样更加方便与山体阴影比较。
确定所设阈值为0.55412.2.9二值化的neiborfacc0进行重分类2.2.10与正地形相乘2.2.11栅格运算2.2.12重分类2.2.13山脊线提取结果图2.3山谷线提取山谷线提取结果图3总结3.1为何进行洼地填充来个比喻，假如你在沙地上踩两个脚印，那么，在两个脚印的中间的那条线的汇流累积量为0，进行提取的时候，就会误认为该条线为山脊，显然是不合理的，所以要进行洼地填充。
山脊线、山谷线、鞍部点的提取
⼭脊线、⼭⾕线、鞍部点的提取实例与练习练习1. 利⽤⽔⽂分析⽅法提取⼭脊、⼭⾕线1．背景：⼭脊线、⼭⾕线是地形特征线，它们对地形、地貌具有⼀定的控制作⽤。
它们与⼭顶点、⾕底点以及鞍部点等⼀起构成了地形及其起伏变化的⾻架结构。
因此在数字地形分析中，⼭脊线和⼭⾕线以及地形特征点等的提取和分析是很有必要的。
2．⽬的：理解基于DEM结合⽔⽂分析的⽅法提取出研究区域的⼭脊线和⼭⾕线的原理；掌握⽔流⽅向、汇流累积量的提取⽅法以及它们的提取原理；能将⽔⽂分析的⽅法和其它的空间分析⽅法相结合以解决应⽤问题。
3．要求：（1）利⽤⽔⽂分析思想和⼯具提取研究区域的⼭脊线；（2）利⽤⽔⽂分析思想和⼯具提取研究区域的⼭⾕线。
4．数据：⼀幅25m分辨率的黄⼟地貌DEM数据，数据的区域⼤概有140 km2。
数据存放于…/ChP11/Ex1中，请将其拷贝到E：/ChP11/Ex1。
结果数据保存在…/ChP11/Ex1/Result 中。
5．算法思想：对于⽔⽂物理过程研究⽽⾔，由于⼭脊、⼭⾕分别表⽰分⽔性与汇⽔性，⼭脊线和⼭⾕线的提取实质上也是分⽔线与汇⽔线的提取。
因此，对于⼭脊线和⼭⾕线就可以利⽤⽔⽂分析的⽅法进⾏提取。
基于DEM的这种地形表⾯流⽔物理模拟分析的原理是：对于⼭脊线⽽⾔，由于它同时也是分⽔线，那么对于分⽔线上的那些栅格，由于分⽔线的性质是⽔流的起源点，通过地表径流模拟计算之后这些栅格的⽔流⽅向都应该只具有流出⽅向⽽不存在流⼊⽅向，也就是其栅格的汇流累积量为零。
通过对零值的汇流累积值的栅格的提取，就可以得到分⽔线，也就得到了⼭脊线；对于⼭⾕线⽽⾔，由于其具有汇⽔的性质，那么对于⼭⾕线的提取，可以利⽤反地形的特点，即是利⽤⼀个较⼤的数值减去原始的DEM数据，⽽得到了与原始地形完全相反的地形数据，也就是原始的DEM中的⼭脊变成负地形的⼭⾕，⽽原始DEM中的⼭⾕在负地形中就变成了⼭脊，那么，⼭⾕线的提取就可以在负地形中利⽤提取⼭脊线的⽅法进⾏提取。
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。
基于水文分析方法提取山脊线和山谷线
基于水文分析方法提取山脊线和山谷线1.提取思路：基于水文分析方法提取山脊线和山谷线实际上是对分水线和汇水线的提取。
对于山脊线来说，它同时也是分水线，即水流的起始点。
因此通过地表径流计算后，这些栅格的水流方向应该都只具有流出方向而不存在流入方向，也就是说这些栅格的汇流累积量为0，因此通过对0值的提取也就得到了山脊线。
对山谷线的提取，可以对反地形DEM数据提取山脊线，得到的就是实际上的山谷线。
2.基础操作步骤介绍：2.1 正负地形的提取：选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→邻域分析→焦点统计】工具，得到邻域大小为11×11(可以根据需要自行设置)的矩形的平均值数据层Mean_DEM。
选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→地图代数→栅格计算器】工具，输入"DEM" - "Mean_DEM"地图代数公式，得到正负地形分布区域数据层。
选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→重分类→重分类】工具，将大于0的区域赋值为1，小于0的区域赋值为0，得到正地形数据层zhengdixing。
同样，选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→重分类→重分类】工具，将大于0的区域赋值为0，小于0的区域赋值为1，得到负地形数据层fudixing。
2.2 山脊线的提取：选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→水文分析→填洼】工具，对原始DEM进行洼地填充，得到无洼地DEM数据层Fill_DEM。
具，对无洼地DEM数据进行水流方向计算，得到流向数据层FlowDir。
具，计算汇流累积量，得到数据层FlowAcc。
选择【系统工具箱→Spatial Analyst Tools→地图代数→栅格计算器】工具，输入地图表达式"FlowAcc" == 0，提取汇流累积量为0的栅格区域，得到数据层Facc0。
地理信息科学实验：地形特征点的提取
操作方法：
（1）进行邻域分析，求取最大值。 分析窗口设为17。
（具体的分析范围根据地貌类型有所变化，地形破 碎的区域，分析窗口应适当缩小，地形平坦的区 域，分析窗口应适当扩大）
（2）栅格计算并重分类（0即1，其余为 Nodata）。
（3）由于有平顶山的存在，使得部分区域呈现山 顶点聚集状态。
Conversion Tool—From Raster—Raster to Polygon
（4）多边形转为点。
Data management tools—Features— Feature to point
（5）由于邻域分析范围为17*17，则边界部分生 产的山顶点未必为真实山顶点，需手工去除。
2. 鞍部点的提取
2、流域转换为栅格的山脊线
栅格——面——线——栅格——值改为1
3、提取山脊线的高程值，并进行邻域分析求最低 处（候选鞍部点）
山脊线的高程值——邻域分析——候选鞍部点4、计Βιβλιοθήκη 正地形邻域分析——正地形计算
5、鞍部点的计算
[候选鞍部点]*[正地形]==0
6、提取鞍部点，并转化为矢量点
实验7-1：地形特征点的提取
实验内容：
一、地形特征点的提取
山顶点 鞍部点 径流节点
二、地形结构线的提取
山脊线 沟沿线
回顾：1. 山顶点的提取
山顶点：指山的最高点 提取思路：
• 首先，进行邻域分析，提取分析范围内的最大 值作为当前栅格值； • 然后，运用栅格计算，将邻域分析结果减去原 始DEM，若结果为0，则说明该栅格是分析窗口 内的最大值，即山顶点。
两个山脊和两个山谷会合的 地方
怎样提取鞍部点？ 山脊线和山谷线的叠置是否可以？
地形特征信息提取(山脊线、山谷线提取)实验要求
实验项目名称：地形特征信息提取（山脊线、山谷线提取）1、背景地信特征要素，主要是指对地形对地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。
特征地形要素构成地表地形与起伏变化的基本框架。
特征地形要素的提取更多地应用较为复杂的技术方法，如山谷线、山脊线等的提取采用了全局分析法，成为栅格数据地学分析中很具特色的数据处理内容。
自动提取山脊线和山谷线的主要方法都是基于规则格网DEM数据的，算法有多种，其中，平面曲率与坡形组合法方法简便，效果好。
该方法基本处理过程为：首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，提取过程中可以SOA代替平面曲率。
2、目的通过本实例，使学生掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及其基于DEM的提取方法与原理。
同时，熟练掌握利用ArcGIS软件对这两个地形特征信息的提取方法。
3、数据某区域栅格DEM。
4、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。
补充资料：1、坡度变率：地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度，即坡度之坡度（Slope of Slope，SOS）。
坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。
2、反地形DEM数据：求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H，通过公式（H-DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据。
3、地面坡向变率：是指在提取坡向基础上，提取坡向的变化率，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect，SOA）。
它可以很好地反应等高线弯曲程度。
地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小范围内坡向的最大变化情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动提取山脊线和山谷线
arcmap 自动提取山脊线和山谷线的方法1 平面曲率与坡形组合法
基于规则格网DEM是最主要的自动提取山脊线和山谷线的方法，从算法设计原理上来分，大致可以分为以下五种：
1) 基于图像处理技术的原理；
2) 基于地形表面几何形态分析的原理；
3) 基于地形表面流水物理模拟分析原理；
4) 基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的原理；
5) 平面曲率与坡形组合法。
平面曲率与坡形组合法提取的山脊、山谷的宽度可由选取平面曲率的大小来调节，方法简便，效果好。
该方法基本处理过程为：首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，下面的提取过程以SOA代替平面曲率。
具体提取过程为：
1）激活DEM 数据，在Spatial Analysis 下使用surface 菜单下的Derive Aspect 命令，提取DEM 坡向层面，记为A；
2）激活A 层面，在Spatial Analysis 下使用surface 菜单下的Derive Slope 命令，提取A 层面的坡度信息，记为SOA1；
3）求取原始DEM 数据层的最大高程值，记为H；通过Spatial Analysis 下的栅格计算器Calculator，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的DEM 数据层，即反地形DEM 数据；
4）基于反地形DEM 数据求算坡向值；
5）利用SOA 方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2；
6）在Spatial Analysis 下使用栅格计算器Calculator，公式为SOA ＝（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs （[SOA1]-[SOA2]））/ 2，即可求出没有误差的DEM 的坡向变率SOA；
7）激活原始DEM 数据，在Spatial Analysis 下使用栅格邻域计算工具Neighborhood Statistics；设置Statistic type 为平均值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为275×275 MAP，则可得到一个邻域为275×275 MAP的矩形的平均值层面，记为B；
8）在Spatial Analysis 下使用栅格计算器Calculator，公式为C ＝[DEM]-[B]，即可求出正负地形分布区域，
9）在Spatial Analysis下使用栅格计算器Calculator，公式为D ＝[C] >0 & SOA > 70，即可求出山脊线；
10）同理，在栅格计算器Calculator 中，修改公式为D ＝[C] < 0 & SOA > 70，即可求出山谷线
地形特征信息提取（山谷线、山脊线）
方法1：SOA法
SOA法原理：山谷线和山脊线实质是平面曲率发生突变的地方，所以用SOA来近似平面曲率，提取其中变法大的就是山谷线和山脊线，其中山谷线对应的是负地形中SOA较大的值，山脊线对应的是正地形中SOA较大的值。
实现路线：
1）加载数据并求DEM数据的坡向变率SOA1
2）求原始数据的反DEM数据，并求反DEM数据的坡向变率SOA2
3）通过栅格计算器求出没有误差的DEM的坡向变率SOA。
从理论可知，SOA1和SOA2应该是相同的，故通过下面的表达式可以消除误差
SOA = ([SOA1]+[SOA2])-Abs([SOA1]-[SOA2])/2
4）通过正负地形和SOA求解山谷线和山脊线
山脊线对应的是正地形且SOA较大值，表达式如下：
[DEM]-[meandem]>0&SOA<70
山谷线对应的是负地形且SOA较大值，表达式如下：
[DEM]-[meandem]<0&SOA<70
方法2：水文分析法
原理：提取山谷线可以等效与提取河流，所以先进行填洼，然后计算水流方向和汇流量，最后提取的河流就是山谷线了，提取山脊线时只需求反DEM数据的山谷线即可。
再次要说明一下，因为水是向下流的，所以要fill，虽然山谷线没有这要求，可是不填充就得不到连续的线，所以也要fill。
实现路线：
1）加载DEM数据，并对其进行填充。
对填充后的DEM数据作流水方向分析，记为f2流向。
2）对f2流向作累积汇流量分析，记为f2汇流量。
3）对f2汇流量做重分类，把分类值为1的不显示即得到山谷线。
4）山脊线即求反DEM的山谷线。
方法3：几何形态分析与水文分析相结合
原理：对于山脊线而言，由于它同时也是分水线，所以对于山脊线上的栅格是水源的起源点，通过地表径流模拟后这些栅格应该汇流累积量为0。
所以通过对零值的汇流累积值的栅格的提取就可以得到山脊线。
山谷线的提取就是提取反DEM的山脊线。
实现路线：
1）加载DEM数据并生成其反DEM数据。
2）对反DEM数据和方法2中一样作流向和汇流量分析，得到的数据分别记为f3流向和f3汇流。
3）对原始DEM数据做邻域分析，得到meandem。
4）在栅格计算器中写如下表达式即求出山谷线。
[DEM]-[meandem]<0&[f3汇流]==0
5）对原始DEM数据做同样的分析得到山脊线。
其中需要把[DEM]-[meandem]改成大于零。