第九讲 地形分析优秀课件.ppt

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1、第九讲第九讲 地形分析地形分析5/23/20235/23/20231 1第1页，本讲稿共57页概论概论n地形表达n地形分析与其他学科关系l 土木土木l 军事军事l 水文水文l 经管生态经管生态l 农业农业l 地质地质5/23/20235/23/20232 2第2页，本讲稿共57页GIS软件地形分析功能软件地形分析功能坡度坡向地形曲率通视分析 流域分析ArcInfoArcViewIDRISISPANSGRASSILWISPAMAPMFworks5/23/20235/23/20233 3第3页，本讲稿共57页地形分析基础数据地形分析基础数据n数字高程模型（Digital Elevation Mod

2、el,DEM）l 美国美国USGS DEM USGS DEM 数据数据l 我国我国1:11:1万、万、1:51:5万、万、1:251:25万、万、1:501:50万、万、1:1001:100万万 DEM DEM 数据数据n不规则三角网（Irregular Triangle Network,TIN）n等高线（Contour）5/23/20235/23/20234 4第4页，本讲稿共57页地形分析基础数据地形分析基础数据等高线DEM散点DEM三角网DEM5/23/20235/23/20235 5第5页，本讲稿共57页地形制图地形制图n等高线n垂直剖面n地貌晕渲法（阴影）n分层设色法n透视图法5/2

3、3/20235/23/20236 6第6页，本讲稿共57页地形表达：等高线地形表达：等高线5/23/20235/23/20237 7第7页，本讲稿共57页DEM上等高线制作原理上等高线制作原理 以以TINTIN为例为例n内插等值点n寻找等高线的线头和线未n追踪等高线n光滑n等高线注记5/23/20235/23/20238 8第8页，本讲稿共57页地形制图：剖面线地形制图：剖面线5/23/20235/23/20239 9第9页，本讲稿共57页ArcView 剖面线实现剖面线实现n剖面线数据l l 数据文件数据文件l l 绘图绘图n绘图l l 增建增建new theme new theme l l

4、 编辑状态在编辑状态在demdem上绘制线条上绘制线条l l 转换为转换为3d shapefile 3d shapefile 文件，并加到文件，并加到ViewViewl l 在在LayoutLayout中选择中选择Profile graphicProfile graphicl l 绘制剖面线范围绘制剖面线范围l l 输出剖面线输出剖面线5/23/20235/23/20231010第10页，本讲稿共57页ArcView 剖面线实现剖面线实现n数据文件l 加载需绘制剖面线的文件加载需绘制剖面线的文件l 在在Table Table 中选择剖面中选择剖面l 转换为转换为3d shapefile 3d

5、shapefile l 其余同绘线步骤其余同绘线步骤5/23/20235/23/20231111第11页，本讲稿共57页ArcView 剖面线实现剖面线实现5/23/20235/23/20231212第12页，本讲稿共57页地形制图：地貌晕渲法地形制图：地貌晕渲法5/23/20235/23/20231313第13页，本讲稿共57页地貌晕渲图制作地貌晕渲图制作n影响因子l太阳方位角太阳方位角ASAS：光源来向（顺：光源来向（顺0-3600-360）l太阳高度角太阳高度角AHAH：光线与地面夹角（：光线与地面夹角（0-900-90）l坡度坡度S S、坡向、坡向A An相对辐射量 RF=cos(A-

6、AS)sinS cosAH+cosS sinAHRF=cos(A-AS)sinS cosAH+cosS sinAHn照明值计算 0RF10RF 0)TCAI,j+=P Cal_TCA(I,j);return TCAi,j;5/23/20235/23/20234949第49页，本讲稿共57页算法实现：汇水面积算法实现：汇水面积D8 OCallaghan and Mark，1984：For each neighbour points x,y of i,j If(Z x,y Z i,j)If(MaxSlope(x,y)(i,j)Fract_Flow(x,y,i,j)=1.0;Rho8 Fairfie

7、ld and Leymarie，1991：For each neighbour points x,y of i,j dz=(Z x,y-Z i,j)Ran;/Ran是在（0，1）之间的随机数 if(dz 0)If(MaxSlope(x,y)(i,j)Fract_Flow(x,y,i,j)=1.0;5/23/20235/23/20235050第50页，本讲稿共57页算法实现：汇水面积算法实现：汇水面积FMFD Freeman，1991：Sum=0.0;For all neighbour points(xx,yy)lower than(x,y)Sum+=DownSlope1.1(x,y)(xx,y

8、y)Fract_Flow(x,y,i,j)=DownSlope1.1(x,y)(i,j)/SumDinf Tarboton，1994：For each neighbour pointsS(x,y)of(i,j)If(Zx,y Zi,j)Define the triangular facets aspect TFA of(x y);If TFA location in k triangular facets /k=1,2,8 If（TFA (i,j)）Fract_Flow(x,y,i,j)=Drains from(x,y)to(i,j)based on angle 5/23/20235/23/2

9、0235151第51页，本讲稿共57页单流向与多流向算法对比单流向与多流向算法对比D8Rho8FMFDDEMON5/23/20235/23/20235252第52页，本讲稿共57页算法综合比较算法综合比较简单简单简单简单复杂算法设计高高较高较高较低时间效率好好好好较差健壮性简单简单一般一般复杂存储结构差差/一般较好坡向计算精度大大小小小格网结构影响Fairfield and Leymarie，1991OCallaghan and Mark，1984Freeman，1991Tarboton，1997Costa-Cabral and Burges，1994Rho8D8FMFDDinfDEMON5/23/20235/23/20235353第53页，本讲稿共57页ArcView中的中的Hydrology Model5/23/20235/23/20235454第54页，本讲稿共57页5/23/20235/23/20235555第55页，本讲稿共57页5/23/20235/23/20235656第56页，本讲稿共57页5/23/20235/23/20235757第57页，本讲稿共57页