2022年实验九地形分析——TIN及DEM的生成及应用 .pdf

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1、实验九、地形分析 -TIN 及 DEM 的生成及应用 (综合实验 )一、实验目的DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。通过对本次实习的学习，我们应：a)加深对 TIN 建立过程的原理、方法的认识；b)熟练掌握 ArcGIS 中建立 DEM 、TIN 的技术方法。c)掌握根据 DEM 或 TIN 计算坡度、坡向的方法。d)结合实际，掌握应用DEM 解决地学空间分析问题的能力。二、实验数据高程点 Elevpt_Clip.shp ，高程 Elev_Clip.shp ，边界 Boundary.shp，洱海 Erhai.shp三

2、、实验内容及步骤1. TIN 及 DEM 生成1.1 由高程点、等高线矢量数据生成TIN 转为 DEM在 ArcMap 中新建一个地图文档添加矢量数据：Elevpt_Clip 、Elev_Clip 、Boundary、Erhai （同时选中：在点击的同时按住Shift）激活“3D Analyst ”扩展模块 （执行菜单命令Customize（自定义） Extensions（扩展） ，在出现的对话框中选中3D 分析模块），在工具栏空白区域点右键打开3D 分析 工具栏执行 ArcToolbox 3D Analyst Tools Data ManagementTINCreate TIN 在 Inpu

3、t Feature Class中依次添加 Elevpt_Clip.shp 、 Elev_Clip.shp 、 Boundary.shp以及 Erhai.shp，将 Erhai 的 SF_type 改为 hardreplace，其余保持默认名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - - 确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tin， 在 TOC(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

4、（符号）得到如下的效果。执行工具栏 3D Analyst Tools ConversionFrom TINTIN to Raster ，指定相关参数，以 TINGrid 命名，即已将TIN 转为是 DEM名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1.2 TIN 的显示及应用在上一步操作的基础上进行，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 Edege typ

5、es（边界类型） 和Elevation（高程） 前面检查框中的勾去掉; 点击 Add 添加 按钮在 添加渲染 对话框中，将Edges with the same symbol( 所有边用同一符号进行渲染) 和 Nodes with the same symbol （所有点用同一符号进行渲染） 这名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 两项添加么 TIN的显示列表中确定之后，将TIN 图层局部放大，认真理解TIN 的存储

6、模式及显示方式(1)TIN 转换为坡度多边形新建地图文档，加载图层tin ，参考上一步操作，将Face slope with graduated color ramp（面坡度用颜色梯度表进行渲染） 和 Face aspect with graduated color ramp （面坡向用颜色梯度进行渲染） 这两项添加到TIN 的显示列表中在上面的对话框中，选中Slope（degrees）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - -

7、- - 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 ，如下图所示点击 确定 后关闭图层属性对话框，图层 tin 将根据指定的渲染方式进行渲名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - - 染，效果如下图所示：(2) TIN 转换为坡向多边形参照以上第（ 4）步，得到坡向多边形图层名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

8、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - - 得到的坡向多边形中属性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)用坡度分类三角形形成多边形，执行3D Analyst tool 工具栏中的命令Triangulated Surface Surface Slope ，按下图所示指定各参数，以tinSlopef 命名：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页

9、，共 20 页 - - - - - - - - - (3)Eliminate 合并破碎多边形（选做，需要8-10 分钟）新建地图文档， 加载坡度多边形图层：TinSlopef, 打开 TinSlopef 的属性表， 添加一个字段Area（类型为 Double）左键选择 Area 一列，通过 Calculate Geometry 计算值 操作，计算各个多边形的面积以下的操作将会把面积小于10000 平方米的多边形合并到周围与之有最长公共边的多边形中：执行菜单命令Selection 选择 Select by Attributes通过属性选择，查询”Area” Eliminate，按下图所示指定各参

10、数，以TinSlopef_Elminate 命名将 地 图 适 当 放 大 ， 比 较 原 始 图 层 ： tinSlopef 与 合 并 后 的 图 层 ：tinSlopef_Eliminate 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 20 页 - - - - - - - - - (4)TIN 转换为坡向多边形用坡向分类三角形形成多边形（Surface Aspect） ，参照用坡度分类三角形形成多边形。2. DEM 的应用2.1 坡度： Slope(1) 新建

11、地图文档，加载的DEM 数据： TINGrid(2) 在 ArcToolBox 中，执行命令 3D Analyst tool Raster Surface Slope, 参照下图所示，指定各参数，以Slope 命名名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 20 页 - - - - - - - - - (3) 右键点击图层 Slope ，执行 属性 命令，设置图层符号 ，重新调整坡度分级（分类 5 类： 0-8,8-15,15-25,25-35,35-90 ）名师资

12、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 20 页 - - - - - - - - - 2.2 坡向： Aspect(1) 在上一步的基础上进行，关闭Slope的显示。(2) 执行命令 3D Analyst tool Raster Surface Aspect ，按下图所示，指定各参数,以 Aspect 命名：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1

13、3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 2.3 提取等高线(1) 新建地图文档，加载DEM 数据：tingrid(2) 执行命令 3D Analyst tool Raster Surface Contour，按下图所示，指定各参数,以 Contour 命名：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 20 页 - - - - - - - - - 2.4 计算地形表面的阴影图(1) 在上一步基础上进行，打开3D 分析 工具栏(2) 执行菜单命令： 3

14、D 分析 表面分析 山影，按下图所示指定各参数：(3) 生成地表阴影栅格： Hillshade of tinGrid :名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 20 页 - - - - - - - - - (4) DEM 渲染：如以下第 2 幅图所示， 关闭除 tingrid 和 Hillshade of tingrid 以外所有图层的显示，并将 tingrid 置于 Hillshade of tirngrid 之上，右键点击 tingrid ，在出现的右键菜单

15、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 20 页 - - - - - - - - - 打开工具栏 效果 ，如下图所示，设置栅格图层tingrid 的透明度为：40% 左右。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 20 页 - - - - - - - - -

16、 2.5 可视性分析A.通视性分析(1) 在上一步的基础上进行，打开 3D 分析 工具栏，从工具栏选择 通视线(Line of sight)工具：(2) 在出现的 通视线Line of Sight 对话框中输入观察者偏移量 和 目标偏移量 , 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B.可视区分析：移动发射基站信号覆盖分析(1) 在上一步基础上进行，在内容列表区 TOC 中关闭除tingrid 之外的所有图层， 加名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

17、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 20 页 - - - - - - - - - 载移动基站数据矢量图层：移动基站 .shp(2) 在3D 分析 工具栏中， 执行菜单命令 :3D 分析 表面分析 视域 ，按下图所示指定各参数：(3) 生成可视区栅格： ViewShed of 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 20 页 - - - - - - - - - 2.6 地形剖面(1)在上一步基础上进行，打开 3D 分析 工具栏，点击插入线 工具，跟踪一条线段，这条线段可以从DEM:TINGRID 中得到高程值，(2)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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 20 页 - - - - - - - - -