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中国信息化高级技术培训中心DEM制作、表面分析、插值分析闫磊EMail：arcobjects@126.com中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page2DEM和表面分析五、综合应用四、地统计和插值分析三、空间表面分析本章内容二、DEM制作一、DEM基本含义中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page3一、DEM是什么DEM是“数字高程模型（DigitalElevationModel）”的英文简写。数字地形模型(DTM)：即DigitalTerrainModel，是数字形式表示的地表面，即区域地形的数字表示，它是由一系列地面点的X，Y位置及其相联系的高程Z所组成。这种数字形式的地形模型是为适应计算机处理而产生的，又为各种地形特征及专题属性的定量分析和不同类型专题图的自动绘制提供了基本数据。在专题地图上，第三维Z不一定代表高程，而可代表专题地图的量测值，如地震烈度、气压值，温度，降雨量等。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page4DEM四种表现形式TIN三角网TerrainTin升级（地形）Grid（raster）栅格ASCII文本格式中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page51.2什么是TinTIN规则三角网的英文首字母缩写。一种将地理空间分割为不重叠的相连三角形的矢量数据结构。每个三角形的折点都是具有x、y和z值的采样数据点。这些采样点通过线相连，从而构成Delaunay三角形。TIN用于存储和显示表面模型。。TIN用于表示一个表面，或者说是连续的数据，而不能表示离散的数据TIN通常用于表示大数据应用中的terrain表面，而高程点则允许不规则地分布以容纳表面中具有较大差异的各个区域，并且高程点的值和实际位置将作为结点保留在TIN中。Tin的升级版本为Terrain,Terrain创建见3D分析：练习8：创建和使用terrain数据集中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page61.3表面模型（GRID和TIN）的区别栅格是像元（或像素）的矩形阵列，每个栅格都存储了它所覆盖的表面部分的值。一个指定像元包含一个值，因此，表面的详细程度取决于栅格像元的大小。这两种模型各有优缺点，相比而言，GRID模型比较简单、高效，TIN模型比较精确，数据量，耗内存大。所以，一般GRID模型多用于区域性的、小比例尺的应用，而TIN模型则更常用于精细的、大比例尺的应用。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page7TIN说明TIN通常用于较小区域的高精度建模（如在工程应用中），此时TIN非常有用，因为它们允许计算平面面积、表面积和体积。TIN的最大允许大小视连续的可用内存资源而定。对于Win32系统而言，正常操作条件下，可达到的最大大小为1000到1500万个结点。出于可用性和性能的考虑，强烈建议始终将此大小限制为几百万。如果超出这一大小，则最好使用terrain数据集来表示。由于结点可以不规则地放置在表面上，所以在表面起伏变化较大或需要更多细节的区域，TIN可具有较高的分辨率，而在表面起伏变化较小的区域，则可具有较低的分辨率。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page8Terrain数据Terrain数据集是一种多分辨率的基于TIN的表面数据结构，它是基于作为要素存储在地理数据库中的测量值构建而成的。通常，terrain数据集通过激光雷达、声纳和摄影测量源进行构建。Terrain存储在地理数据库的要素数据集中，其中包含用于构建terrain的要素。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page9DEM获得建立DEM的方法有多种，从数据源及采集方式主要有：根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获；野外测量或者从现有地形图上采集高程点或者等高线，后通过内插生成DEM等方法中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page10要想快速的获取大范围的DEM数据卫星手段是一种好的方法。而且随着卫星传感器的发展，获取的DEM精度越来越高。如目前商业卫星最高分辨率的0.41米GeoEye-1，在使用高质量控制资料时，垂直精度的中误差可达到0.5米，可满足1:5000的地图比例尺生产。目前具有单轨立体成像的卫星传感器主要有：当然还有一些侧轨立体成像的卫星，包括IKONOS,KOMPSAT-2,OrbView-3,QuickBird,SPOT5等。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page1190米和30米DEM下载下载地图:中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page12二、DEM制作1、DEM制作和过程中存在问题2、DEM应用中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page13创建DEM方法1.创建TIN：点、线创建TIN2.TIN转栅格：tin生成栅格DEM3.地形转栅格：点、线创建栅格DEM4.栅格转TIN:栅格DEM转TIN5.栅格转ASCII：栅格DEM转文本6.ASCII转栅格：文本转栅格7.Terrain使用向导创建中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page142.1创建TIN1、使用等值线和离散点（有一个字段标注高程值）加载等值线，一定要选高程字段硬断线提供Z值，那么构建出来的Tin也就会在Hardline处生成节点，表示表面上的不连续性；软断线在参与构Tin时，本身不提供Z值，表示线性要素但并不改变表面坡度的边。比如，要标出当前分析区域的边界，masspoints离散点，生成的TIN没有线，用于点生成tin数据:\10dem\dgxtin\yl.mdb\dgx，操作:创建tin.exe中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page152.1两块等高线创建TIN–Tin的剪裁（中级）数据位置：10dem\特殊两块等高线创建TIN，按照下面的方法，创立Tin，这不是我们需要？？？中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page162.1两块等高线创建TIN–Tin的剪裁（中级）使用矢量和栅格clip、split都不可以的，只有在创建Tin，加入剪裁的面，一起参与创建tin，面的参数设置，如下，使用hardclip多边形参与tin四种方式1.裁切：定义插值的边界，处于裁切多边形之外的输入数据将不参与插值与分析操作。2.删除：定义插值的边界，与裁切多边形的不同之处在于多边形之内的输入数据将不参与插值与分析操作。3.替换：可对边界与内部高度设置相同值，可用来对湖泊或斜坡上地面为平面的开挖洞建模。4.填充：它的作用是对落在填充多边形内所有的三角形赋予整数属性值。表面的高度不受影响，也不进行裁切或删除。数据位置：10dem\特殊中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page17设置界面硬替换中的字段值才有意义数据位置：10dem\特殊，操作见：创建tin.exe中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page182.2Tin-DEMTIN转栅格然后TIN转栅格,生成DEM,直接使用经纬坐标的无法生成grid，Elevaton按原来的值、下面坡度、坡向，Cellsize默认值是图形外接矩形最短边除以250，单位和地图坐标定义，是地理坐标是度为单位，其他以米为单位，一个像素点代表的矢量的大小（高度*宽度），Cellsize越大，粒度越大，影像越小（行数row，col越少），数据精度越低，Cellsize可以浮点数，可以小于1的使用上面分幅数据的tin中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page19Terrain创建必须基于数据集右键向导创建数据:\10dem\dgxtin\yl.mdb\kk\newdgx操作:创建terrain.exe中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page20模型模型位置:\10dem\dgxtin\工具箱.tbx\创建terrain中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page21栅格和ASCII转换中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page222.2、DEM应用获得指定点高程刨面分析中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page23对点填等高值通过Dem给值提取至点ExtractValuestoPoints或则添加表面信息（AddSurfaceInformation）工具插值shape数据使用:\10dem\dgxtin\yl.mdb\GCZJD中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page24基本按钮介绍①在屏幕上创建等高线，是Element，操作在屏幕上点一下②屏幕可视分析，操作是屏幕上划线，绿色是可视、红色是不可视③画点④画线⑤画面⑥断面分析，先划线中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page25三.空间表面分析1.等值线(Contour)2.坡度(Slope)3.坡向(Aspect)4.山体阴影(hillshade)5.视域(Viewshed)6.填挖方(Cut/Fill)9.3表面分析，可以基于Tin，也可以基于Grid，基于tin的效果，比grid要好的多，基于grid还和grid的分辨率有关,ArcGIS10是两个不同的工具中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page263.1.等值线1、等值线(Contour)，可以是从TIN-Contour,或DEM-Contour,相对TIN生成等高线质量好一些，毕竟tin是矢量的。可以用来等高线的加密（度）和抽稀。使用前面的分幅创建的tin中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page27Tin转栅格分辨率要修改中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page283.2坡度分析只能是栅格数据坡度(Slope).地表面在该点的倾斜程度。垂直高/水平距离,如耕地坡度大小，是否适宜耕种，道路两边是否需要加护坡。(且数据必须是投影坐标)实际坡度有两种表示方式方法：（1）坡度(degreeofslope)：既水平面与地形面之间夹角。（2）坡度百分比（percentslope）：既高程增量与水平增量之比的百分数。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page293.3坡向分析坡向(Aspect)，坡向反映了斜坡所面对的方向。坡向指地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角。对于地面任何一点来说，坡向表征了该点高程值改变量的最大变化方向。在输出的坡向数据中，坡向值有如下规定：正北方向为0度，按顺时针方向计算，取值范围为0°～360°。坡向在植被分析、环境评价等领域有重要的意义。在生物学上，生长在朝向北的斜坡上和生长在朝向南的斜坡上的植被一般有明显的差别；建立风力发电站的选址时，需要考虑把它们建在面向风的斜坡上；地质学家经常需要了解断层的主要坡向，或者褶皱露头，来分析地质变化的过程；在确定容易被积雪融水破坏的居民区的位置时，需要识别朝南的坡面，来得到最初融化的积雪的位置。中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page303.3坡向分析结果中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page313.4山体阴影(hillshade)山体阴影(hillshade)：是根据设置的光源对栅格的照明值，太阳方位角、太阳高度角设置，设置的位置不同，结果也不一样，可以用于日照分析，一天日照的时间等，值越小表示，阴影越大中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page323.5视域（中级）在ArcGIS主要两点直线之间是可见的还是遮挡的，必须要选择一个点层，在屏幕上画线，可以实现屏幕上两点可视分析，绿色表示可视，红色表示不可视。注意坐标系统的问题中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page33视域使用数据:\10dem\dgxtin\yl.mdb\视点中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page343.6计算土方量工具(Cut/Fill)（中级）计算土方量工具：主要是用于地形变化后，计算土方量，所以有两个模型数据，红色表示土方增加(需要填的，的，值为小于0），兰色表示土方减少（需要挖的，值为大于0），其他的为没有变化的区域。属性值有增加和减少的土方量，有面积和体积，前一个减去后面,CELLSIZE可以不同使用数据:10dem\dgxtin\tin和tin1中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page35使用数据\10dem\dgxtin\tin,tin1中国信息化高级技术培训中心欢迎你Page36四、空间内插方法空间插值常用于将离散的测量数据转换为连续的数据曲