发布时间 : 星期四 文章基于ArcGIS_10.0的DEM分析与可视化__实验报告更新完毕开始阅读
一、实验目的
1、掌握利用ArcGIS三维分析模块进行创建表面的基本方法.。
2、掌握利用ArcGIS三维分析进行各种表面分析的基本方法，并能进行表面创建及景观图制作。 3、掌握地形特征信息的提取方法，能利用ArcGIS软件基于DEM对山脊线和山谷线的提取。 4、掌握三维场景中表面及矢量要素的立体显示其原理与方法，熟练掌握ArcGIS软件表面及矢量要素杂场景中的三维显示及其叠加显示。
5、熟练掌握ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化方法。
6、通过制作某区域的飞行动画，实现对该区域的宏观浏览，掌握地形的三维显示与飞行动化的制作方法。
二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）
计算机硬件：Lenovo Y460N 计算机软件：ArcGIS10.0软件 实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘
三、实验内容与要求
1、表面分析
要求：
（1）熟悉ArcGIS三维分析工具中的表面分析工具。
（2）进一步分析表面，包括计算表面积、体积、坡度、坡向等，设置阴影地貌等以增
强可视化，或者从一个特定的位置或路径设置可视化的更高级别的可视性分析等。
操作：
（1） 计算表面积与体积：
1) 打开“面积与体积统计数据”工具，在对话框中如下图设置，点击“计算统计
数据”，得到面积和体积统计数据。
图1 计算表面积与体积
（2） 坡度的计算:
1) 选择表面分析的坡度工具: “Spatial Analyst 工具”→“表面分析”→“坡度”。
2) 在打开的对话框中如图2设置，生成坡度栅格图像如图3。
图2：“坡度”对话框
图3 坡度栅格图像
（3）坡向的计算：
1) 选择表面分析的坡向工具: “Spatial Analyst 工具”→“表面分析”→“坡向”。 2) 在打开的对话框中设置，生成坡向图像如图4。
图4 坡向图像
（4） 可视性分析：
1) 视线瞄准线的创建：选择
“创建透视线”工具。
2) 在打开的对话框中设置，并选择透视线的点；如图5所示。
图5 视线瞄准线的创建
3) 视域的计算：选择表面分析中的视域工具，在打开的对话框中如图6设置，并
生成示意图。
图6 “视域”对话框
2、地形特征信息提取
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:
（1）打开工具箱，选择“Spatial Analyst 工具”→“表面分析”→“坡向”，提取 DEM
坡向层面，记为 A；
（2） “Spatial Analyst 工具”→“表面分析”→“坡度”，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；利用“Spatial Analyst 工具”→
“地图代数”→“栅格计算器”工具，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）利用“Spatial Analyst 工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，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）利用“Spatial Analyst 工具”→“领域分析”→“块统计”工具，在打开的对话
框中如图7设置，则可得到一个邻域为 11×11 的矩形的平均值层面，记为 B；
图7 “块统计”对话框设置
（8）利用“Spatial Analyst 工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为 C ＝[DEM]-[B]，即可求出正负地形分布区域；
（9）利用“Spatial Analyst 工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为 D ＝
[C] >0 & SOA > 70,即可求出山脊线，如图8所示；
图8 山脊线
（10）同理，利用“Spatial Analyst 工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公
式为 D ＝[C] < 0 SOA > 70,即可求出山谷线，如图9所示。