arcgis斜坡结构信息提取

斜坡结构提取斜坡结构考虑斜坡的坡度坡向与岩层的倾角倾向之间的关系，据此可将斜坡结构分为如下几类：块状岩体、近水平层状坡、顺向飘倾坡、顺向层面坡、顺向伏倾坡、顺斜坡、横向坡、逆斜坡、逆向坡。其中，块状岩体指岩浆岩及变质岩区域的岸坡类型。坡度坡向和倾角倾向都是投影到平面上的度数，正北方向为0和360度，正东方向为90度，正南方向为180度，正西方向为270度。1.总体框架概述斜坡结构图制作流程可分为三大部分：数据预处理、斜坡结构类型自动生成及斜坡结构类型花纹填充。其中最重要的是第二部分，斜坡结构类型自动生成主要在Arcgis中新建Model，将生成斜坡结构类型的工具及步骤系统完整的集合在一个Model中，该Model适用性好。图2-1流程图2.具体操作详细描述（1）数据预处理数据源为DEM和1:5万地质图，从地质图获取的数据是产状点和地质构造线（如断层）。其中，产状点的属性信息包括倾向和倾角，主图外框面是1:1万地形图大小的外框，用于插开始数据预处理等高线地质图斜坡结构类型自动生成斜坡结构类型花纹填充结束值产状时限定范围。斜坡结构类型自动生成需要的初始数据为tingrid、产状点、地质构造线及主图外框面。由DEM生成坡度和坡向，由产状点、地质构造线和主图外框面插值生成倾向和倾角。（2）斜坡结构类型自动生成该步骤是斜坡结构类型生成过程中的重点与难点，结合数据源及期望结果的形式，制作了方便且具有适用性的Model（如下图）。其中，四个深蓝色的椭圆为数据源，需设置数据源的位置，黄色的矩形框为操作步骤，全部为ArcToolbox中的工具，需设置进行该操作的数据的位置及处理结果的存放位置，其余绿色的椭圆为操作处理结果，标有“01234567”的绿色椭圆为最终结果，需设置处理结果的存放位置，所有的数据均为栅格图层。以下为各操作的解释，均为ArcToolbox里的工具按钮：Aspect：求坡向，操作为SpatialAnalystTools-Surface-Aspect，数据源为DEM。Slope：求坡度，操作为SpatialAnalystTools-Surface-Slope，数据源为DEM。IDW_倾向：用反距离权重法插值倾向，操作为3DAnalystTools-RasterInterpolation-IDW，数据源为产状点的倾向，输入阻碍线为地质构造线（如断层、山脊山谷线），可使插值时考虑阻碍线两侧产状各异的情况，辅助数据为主图外框面，可限制插值范围。IDW_倾角：用反距离权重法插值倾角，操作为3DAnalystTools-RasterInterpolation-IDW，数据源为产状点的倾角，输入阻碍线为地质构造线（如断层、山脊山谷线），可使插值时考虑阻碍线两侧产状各异的情况，辅助数据为主图外框面，可限制插值范围。Minus：求“坡向-倾向”的差值，操作为3DAnalystTools-RasterMath-Minus，数据源为坡向和倾向。Abs：求“|坡向-倾向|”的绝对值，操作为SpatialAnalystTools-Math-Trigonometric-Abs数据源为经Minus求取的差值，需要两者差值的绝对值对斜坡结构进行粗分类。重分类：将绝对差值按平面上的0-360度对斜坡结构进行粗分类，操作为SpatialAnalystTools-Reclass-Reclassify，数据源为绝对差值。粗分类时不考虑岩层倾角小于等于5度的情况，顺向坡中的顺向飘倾坡、顺向层面坡及顺向伏倾坡也不考虑，仅按绝对差值分为五大类：绝对差值为0-30和330-360为顺向坡0、30-60和300-330为顺斜坡4，60-120和240-300为横向坡5，120-150和210-240为逆斜坡6，150-210为逆向坡7。坡度倾角：对整个图像求所有坡度大于倾角的像素，符合条件的赋值为1，反之为0，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-GreaterThan，数据源为坡度和倾角。在顺向坡中，按照坡度和倾角的关系，又可将顺向坡分为三类，该操作为得到顺向飘倾坡。坡度=倾角：对整个图像求所有坡度等于倾角的像素，符合条件的赋值为1，反之为0，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-EqualTo，数据源为坡度和倾角。在顺向坡中，按照坡度和倾角的关系，又可将顺向坡分为三类，该操作为得到顺向层面坡。坡度倾角：对整个图像求所有坡度小于倾角的像素，符合条件的赋值为1，反之为0，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-LessThan，数据源为坡度和倾角。在顺向坡中，按照坡度和倾角的关系，又可将顺向坡分为三类，该操作为得到顺向飘倾坡。顺向坡提取：对整个图像提取出重分类结果中的顺向坡，符合条件的赋值为1，反之为0，操作为SpatialAnalystTools-Reclass-Reclassify，数据源为重分类的结果。直接对分类后像素值操作，将原来是0的像素值变换为1，其余的4、5、6和7变换为0，其目的是为了能单独提取出顺向坡中的顺向飘倾坡、顺向层面坡和顺向伏倾坡。混1顺向坡And：求顺向坡中的顺向飘倾坡，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-BooleanAnd，数据源为重分类中的顺向坡和“坡度倾角”操作结果。将两个数据求逻辑与，因为“坡度倾角”操作结果中除包含顺向坡中坡度倾角的像素，还包括其余4、5、6和7斜坡类型中的坡度倾角的像素，求逻辑与后只保留了顺向坡中坡度倾角的像素，赋值为1，其余像素值为0。同时注意，该结果并不是最终的顺向飘倾坡的结果，因为并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。混2顺向坡And：求顺向坡中的顺向层面坡，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-BooleanAnd，数据源为重分类中的顺向坡和“坡度=倾角”操作结果。将两个数据求逻辑与，因为“坡度=倾角”操作结果中除包含顺向坡中坡度=倾角的像素，还包括其余4、5、6和7斜坡类型中的坡度=倾角的像素，求逻辑与后只保留了顺向坡中坡度=倾角的像素，赋值为1，其余像素值为0。同时注意，该结果并不是最终的顺向层面坡的结果，因为并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。混3顺向坡And：求顺向坡中的顺向伏倾坡，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-BooleanAnd，数据源为重分类中的顺向坡和“坡度倾角”操作结果。将两个数据求逻辑与，因为“坡度倾角”操作结果中除包含顺向坡中坡度倾角的像素，还包括其余4、5、6和7斜坡类型中的坡度倾角的像素，求逻辑与后只保留了顺向坡中坡度倾角的像素，赋值为1，其余像素值为0。同时注意，该结果并不是最终的顺向伏倾坡的结果，因为并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。顺层1-2：将顺向层面坡的值从1变换为2，操作为SpatialAnalystTools-Reclass-Reclassify，数据源为“混2顺向坡And”操作结果。该结果顺向层面坡的值为2，其余像素值为0，同时注意并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。伏倾1-3：将顺向伏倾坡的值从1变换为3，操作为SpatialAnalystTools-Reclass-Reclassify，数据源为“混3顺向坡And”操作结果。该结果顺向伏倾坡的值为3，其余像素值为0，同时注意并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。倾角≤5：对整个图像求所有倾角小于等于5度的像素，操作为SpatialAnalystTools-Math-Logical-LessThanEqual，数据源为“IDW_倾角”操作结果。对整个图像中满足倾角小于等于5度的像素赋值为0，其余像素赋值为1，该结果即为近水平层状坡0。Plus12：将顺向飘倾坡和顺向层面坡合并，操作为3DAnalystTools-RasterMath-Plus，该结果并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。Plus123：将顺向飘倾坡、顺向层面坡和顺向伏倾坡合并，操作为3DAnalystTools-RasterMath-Plus，该结果并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。Plus1234567：将具有不同赋值的所有像素合并，操作为3DAnalystTools-RasterMath-Plus，该结果并未考虑倾角小于等于5度的近水平层状坡的情况。Times相乘：将近水平层状坡的情况加入最终结果中，操作为3DAnalystTools-RasterMath-Times，数据源为“倾角≤5”操作结果和“Plus1234567”操作结果。对于“倾角≤5”操作结果，近水平层状坡的值为0，其余像素值为1；而“Plus1234567”操作结果中任何一类斜坡结构中都可能包含近水平层状坡的像素，为此，将两者相乘，则近水平层状坡的像素全部为0，其余类型均保持原值不变，即完整的斜坡结构类型全部被标识了。图2-2生成斜坡结构总流程