实验四GIS数字地形分析

合肥工业大学

资源与环境工程学院

《地理信息系统概论》实验报告

实验四

姓名：谭远富

学号：

专业 : 地信09-2班

任课教师 : 赵萍

数字地形分析

一、实验目的

1. 理解DEM和TIN结构，掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法

2. 掌握利用ArcGIS进行数字地形分析的方法及应用能力

二、实验材料

软件：ArcGIS Desktop ---ArcMap（3D分析模块），实验数据：文件夹ex4

三、实验内容及步骤

第1步TIN及DEM 生成

在ArcMap中新建一个地图文档，添加矢量数据：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai

激活“3D Analyst”扩展模块，在工具栏空白区域点右键打开“3D Analyst”

工具

执行工具栏[3D Analyst]中的菜单命令[创建/修改TIN]>>[从要素生成TIN] ；

在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式：

在[从要素生成TIN中]对话框中，在需要参与构造TIN的图层名称前的检查框上打上勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源（Height Source），设定三角网特征输

入（Input as）方式。可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。在这里指定图层“Erhai”的参数“三角网作为”指定为“硬替换”，其它图层参数使用默认值即可。

生成新的图层tin，在“内容列表”中关闭除“TIN”和“Erhai”之外的其它图层的显示，设置TIN的图层（符号）得到如下的效果。

打开Arctoolbox执行[3D Analyst]中的命令[TIN转栅格]，指定相关参数：属性：“高程”，像素大小：50，输出栅格的位置和名称：“TinGrid”

确定后得到DEM数据“TinGrid”，其中，每个栅格单元表示50m×50m的区域。第2步TIN的显示及应用

关闭除“TIN”之外的所有图层的显示，编辑图层“tin”的属性，在图层属性对话框中，点击“符号”选项页，将“边界类型”和“高程”前面检查框中的勾去掉，点击“添加”按钮。

在“添加渲染器”对话框中，将“具有相同符号的边”和“具有相同符号的节点”这两项添加到TIN的显示列表中。

将TIN图层局部放大，认真理解TIN的存储模式及显示方式。

第3步TIN转换为坡度多边形

参考上一步操作，将“具有分级色带的表面坡度”和“具有分级色带的表面坡向”这两项添加到TIN的显示列表中

打开tin的属性对话框，选中坡度，点击[分类] 按钮，在下面的对框中，将“类”

指定为 5，然后在“间隔值”列表中输入间隔值：“ 8, 15，25, 35, 90”，如下图所示：

图层“tin”进行坡度渲染渲染的效果如下图所示：

执行[3D Analyst]工具栏中的命令[TIN转换为要素]，如图所示：

查看矢量图层：中要素属性表，如图所示：

第4步TIN 转换为坡向多边形

参照以上步骤，得到坡向多边形图层，其属性AspectCode的数值（-1,1,2,3,4,5,6,7,8,9）分别表示当前图斑的坡向(平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北、北)，其中1,9 是相同的可以合并为1。

第5步由DEM提取坡度：

加载中前面得到的DEM数据：tingrid 。

打开“3DAnalyst”工具栏，执行[坡度]命令，参照下图所示，指定各参数，点击“确定”后得到坡度栅格Slope_tingri1，其栅格单元的值在0~90度间

变化。

第6步由DEM提取坡向：

关闭“Slope_tingri1”的显示，执行菜单命令：[3DAnalyst]>>[坡向]，按下图所示，指定各参数，得到坡向栅格“Aspect_tingr1”。

第7步提取等高线

加载DEM数据“tingrid”，打开Arctoolbox，执行命令：[3D Analyst工具]>>[栅格表面]>>[等值线]，按下图所示指定各参数，生成等高线图层：“Contour_tingrid1”。

第8步计算地形表面的阴影图

在上一步基础上进行，打开“3D Analyst工具”，执行[山体阴影]命令，按下图

所示指定各参数，生成地表阴影栅格“ HillSha_ting1”

第9步DEM渲染

关闭除“tingrid”和“HillSha_ting1”以外所有图层的显示，并将“tingrid”置于“HillSha_ting1”之上，右键点击“tingrid”，在出现的右键菜单中执行“属性”，在“图层属性”对话框中，参照下图所示设置“符号”

选项页中颜色。

打开工具栏“显示”，设置栅格图层“tingrid”的透明度为：40%左右，得到如下图所示效果。

第10步可视性分析

1.通视性分析

在上一步的基础上进行，打开“3D Analyst”工具栏，从工具栏选择“通视分析工具”。

在出现的“通视分析”对话框中输入“观察点偏移量”和“目标偏移”，即距地面的距离，如图：

在地图显示区中从某点A沿不同方向绘制多条直线，可以得到观察点A到不同目标点的通视性：绿色线段表示可视的部分，红色线段表示不可见部分。

2.可视区分析：移动发射基站信号覆盖分析

在上一步基础上进行，在内容列表区中关闭除“tingrid”之外的所有图层，加载移动基站数据矢量图层“移动基站.shp”

在“3D Analyst”工具栏中，执行[视域]命令，按下图所示指定各参数，生成可视区栅格“Viewshe_ting1移动基站”，其中绿色表示现有发射基站信号已覆盖的区域，淡红色表示无法接收到手机信号的区域

第11步绘制地形剖面

在上一步基础上进行，打开“3D Analyst”工具栏，点击“线插值”工具，跟踪一条线段，这条线段可以从DEM“TINGRID”中得到高程值，点击“创建剖面图”按钮，得到上一步所生成的3D线段的剖面图：

四、实验心得

通过这次试验逐步理解DEM和TIN结构，掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法；掌握利用ArcGIS进行数字地形分析的方法及应用能力，同时还掌握了 TIN向多边形转换，以及提取坡度，坡向，可视性分析，绘制地形剖面等方法。