ArcGIS实验操作(八)---地形特征提取

ArcGIS实验操作(八

地形特征信息提取

数据:在data/Ex8/文件下

·dem:分辨率为5米的栅格DEM数据。

·Result文件夹:

·shanji:提取的山脊线栅格数据;

·shangu:提取的山谷线栅格数据;

·hillshade:地形晕渲图。

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。

操作步骤:

1.加载DEM数据,设置默认存储路径,使用空间分析模块下拉箭头中的表面分析工具,

选择坡向工具(Aspect,提取DEM的坡向数据层,命名为A。

该DEM的坡向数据如下图所示:

提取A的坡度数据层,命名为SOA1。

3.求取原始DEM数据层的最大高程值,记为H:

由此可见该最大高程值H为1153.79 使用栅格计算器,公式为(H-DEM,求反地形DEM数据如下:

反地形DEM数据层calculation如下(可与原始DEM相比较:

4.基于反地形DEM数据求算坡向值

反地形DEM数据层calculation的坡向数据如下:

5.提取反地形DEM坡向数据的坡度数据,记为SOA2,即利用SOA方法求算反地形的坡

向变率。

6.使用空间分析工具集中的栅格计算器,求没有误差的DEM的坡向变率SOA,公式为

SOA=(([SOA1]+[SOA2]-Abs([SOA1] -[SOA2]/2

其中,Abs为求算绝对值,可点击右下侧将其查找出来。

没有误差的DEM的坡向变率SOA如下图所示:

7.再次点击初始DEM数据,使用空间分析工具集中的栅格邻域计算工具(Nerghborhood

Statistics;设置统计类型为平均值(mean邻域的类型为矩形(也可以为圆,邻域的大小为11×11(这个值也可以根据自己的需要进行改变,则可得到一个邻域为11×11

的矩形的平均值数据层,记为B。

8.使用空间分析工具集中的栅格计算器,求算正负地形分布区域,公式为C = [DEM]-[B]。

9.使用空间分析工具集中的栅格计算器,即可求出山脊线,公式为shanji =

[C]>0&SOA>70。

说明:和(&,它是比较两个或两个以上栅格数据层,如果对应的栅格值均为非0值,则输

出结果为真,(赋值1,否则输出结果为假(赋值0。

选中 shanji 数据层，将属性值为 0 的设为空值，透明显示：

使用表面分析中的 hillshape 工具，创建地形晕渲图 hillshade，叠加在 shanji 数据层之下，地图显示效果更佳。 10. 同上，在栅格计算器中，键入公式 shangu＝[C]<0&SOA>70，可求得山谷线：

将计算结果进行重分类，所有属性不为 1 的栅格属性赋值为 NoData：

将山谷线数据层 re_shangu 与地形晕渲图 hillshade 叠加，地图窗口显示如下：

ArcGIS实验_Ex12_地形指标提取

第九章三维分析 练习1：地形指标提取 一、背景 地形指标是最基本的自然地理要素，也是对人类的生产和生活影响最大的自然要素。地形特征制约着地表物质和能量的再分配，影响着土壤与植被的形成和发育过程，影响着土地利用的方式和水土流失的强度，也影响着城市规划中工农业生产布局的各个方面。地形指标的提取对水土流失、土地利用、土地资源评价、城市规划等方面的研究起着重要的作用。根据研究区域尺度的不同，地形指标有许多因子。基于ArcGIS的地形指标的提取，大多均是基于DEM数据完成。 二、目的 通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解。熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。 三、要求 利用所提供DEM数据，提取得出该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地面粗糙度等四个基本地形指标的栅格图层。 四、数据 本实验采用某区域栅格DEM（..\Chp9\Ex1\）,是一个区域的分辨率为5米的DEM数据，图例是按照其高程值采用渐变色来显示。下文中关于地形指标的提取都是以这个数据为基础。 五、操作步骤 1、坡度变率 地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度（Slope of Slope, 简称SOS）。坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。 坡度变率在一定程度上可以很好反映剖面曲率信息，其提取方法如下： (1) 激活DEM主题，选择Spatial Analysis － Surface Analysis － Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题Slope of DEM（图1），得到结果如图2所示； 图1 提取DEM主题的坡度

地形因子计算详解

第七章1、本章主题编号 2、本章内容概述 （1）概述 ●坡面因子的分类及提取方法 ●确定坡面因子提取的算法基础 ●提取坡面因子的常用分析窗口 （2）坡度、坡向 ●坡度的提取 ●坡向的提取

（3）坡形 ●宏观坡形因子 ●地面曲率因子 ●地面变率因子 （4）坡长 （5）坡位 （6）坡面复杂度因子 3、本章内容 3.1 概述 （1）坡面因子的分类及提取方法 ●坡面因子的分类 按照坡面因子所描述的空间区域范围，可以将坡面因子划分为微观坡面因子与宏观坡面因子两种基本类型。常用的微观坡面因子主要有：坡度、坡向、坡长、坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等。常用的宏观坡面因子主要有：地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数、地表切割深度，以及宏观坡形因子（直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡、台阶形斜坡）等。

按照提取坡面因子差分计算的阶数，可以将坡面因子分为一阶坡面因子、二阶坡面因子和高阶坡面因子。一阶坡面地形因子主要有坡度和坡向因子。二阶坡面因子主要有坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等因子。复合坡面因子有坡长、坡形因子、地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数和地表切割深度等。 按照坡面的形态特征，可将坡面因子进一步划分为：坡面姿态因子，坡形因子，坡位因子，坡长因子以及坡面复杂度因子五大类。 ●提取坡面因子的基本方法 首先将坡面的形态特征或各个坡面因子进行定量化描述，完成求导的数学模型，在此基础上，建立其以DEM为基本信息源进行提取的技术路线，并通过软件实现形成一套易于计算机操作的方法。 （2）确定坡面因子提取的算法基础 ●DEM格网数据的空间矢量表达（如图7.1） 图7.1 DEM格网数据的空间矢量模型

数字地面模型地形指标和地形特征信息的提取

地理教学实验中心 专业实训实习报告 备注：根据实际要求可加附页。电子文本与此等效。

1.坡度和坡向的提取 1）坡向的提取：打开ArcGis里面的ArcToolbox，在工具箱中选择3D分析—栅格表面—双击坡向—输入栅格dem2-输出栅格aspect2 图1.1.1 图1.1.2 2）坡度的提取：同上打开坡度对话框输入栅格dem2—输出slope2 图1.2.1

图1.2.3 2.坡度变率的提取 1）对生成的坡度再求坡度，打开坡度对话框—输入上一步生成的坡度slpoe2-输出sos2 图2.1.1 图2.1.2

3.坡向变率的提取 1）先求反地形--Spatial Analyst工具—地图代数--栅格计算器—输入公式为2375-dem2输出fan-保存OK。 2）将反地形加载到窗口中求反地形的坡向，命名为aspect2 fan 3）求原地形的坡向的坡度soa1，求反地形坡向的坡度命名为soa2 4）打开栅格计算器—输入公式为soa =soa （soa1+soa2-Abs（soa1-soa2））/2。输出结果为soa即为坡向变率. 4.地形起伏度的提取 1）提取最大值：将dem2加载到ArcMap中，启动ArcToolbox—Spatial Analyst工具—邻域分析—焦点统计-输入dem2-输出max，采用矩形窗口大小为11*11，打开统计类型，选中最大值—OK，生成的新的dem与原始dem最小海拔不同，发生了变化， 图4.1.1 2）最小值：邻域分析—矩形邻域大小为为11*11，选中最小值，点击确定生成最小值 3）地图代数--栅格计算器—最大值dem- 最小值dem—选择存储位置，命名为地形起伏度—OK，地形起伏度提取完成。 5.地面粗糙度的提取 1）求取坡度,启动栅格计算器最小值为1，最大值为2.4739

地形因子

第七章 1、本章主题编号 2、本章内容概述 （1）概述 ● 坡面因子的分类及提取方法 ● 确定坡面因子提取的算法基础 ● 提取坡面因子的常用分析窗口 （2）坡度、坡向 ● 坡度的提取 ● 坡向的提取 （3）坡形 ● 宏观坡形因子 ● 地面曲率因子 ● 地面变率因子 （4）坡长 （5）坡位 （6）坡面复杂度因子 3、本章内容 3.1 概述 （1）坡面因子的分类及提取方法 ● 坡面因子的分类 按照坡面因子所描述的空间区域范围，可以将坡面因子划分为微观坡面因子与宏观坡面因子两种基本类型。常用的微观坡面因子主要有：坡度、坡向、坡长、坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等。常用的宏观坡面因子主要有：地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数、地表切割深度，以及宏观坡形因子（直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡、台阶形斜坡）等。 按照提取坡面因子差分计算的阶数，可以将坡面因子分为一阶坡面因子、二

阶坡面因子和高阶坡面因子。一阶坡面地形因子主要有坡度和坡向因子。二阶坡面因子主要有坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等因子。复合坡面因子有坡长、坡形因子、地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数和地表切割深度等。 按照坡面的形态特征，可将坡面因子进一步划分为：坡面姿态因子，坡形因子，坡位因子，坡长因子以及坡面复杂度因子五大类。 ● 提取坡面因子的基本方法 首先将坡面的形态特征或各个坡面因子进行定量化描述，完成求导的数学模型，在此基础上，建立其以DEM为基本信息源进行提取的技术路线，并通过软件实现形成一套易于计算机操作的方法。 （2）确定坡面因子提取的算法基础 ● DEM格网数据的空间矢量表达（如图7.1） 图7.1 DEM格网数据的空间矢量模型 ● 基于空间矢量模型的差分计算 算法主要有数值分析方法、局部曲面拟合算法、空间矢量法、快速傅立叶变换等。其中数值分析方法包含有简单差分算法、二阶差分、三阶差分（带权或不带权）和Frame差分；局部曲面拟合又有线性回归平面、二次曲面和不完全四次曲面（据刘学军，2002）。 （3）提取坡面因子的常用分析窗口 ● 窗口分析（领域分析）的基本原理是：对栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值、标准差等一系列统计计算，或进行差分及与其它层面信息的复合分析等，实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。 ● 在坡面信息提取中，按照分析窗口的形状，可以将分析窗口划分为以下几类： 矩形窗口：以目标栅格为中心，分别向周围八个方向扩展一层或多层栅格。 圆形窗口：以目标栅格为中心，向周围作一等距离搜索区，构成一圆形分析窗口。

9.6.1地形指标提取

地形指标提取 1.背景: 地形指标是最基本的自然地理要素，也是对人类的生产和生活影响最大的自然要素，地形特征广泛应用于诸多研究领域和应用领域。地形指标的提取对水土流失、土地利用、土地资源评价、城市规划等方面的研究起着重要的作用。根据研究区域尺度的不同，地形指标有许多因子。基于ArcGIS的地形指标的提取，大多均是基于DEM数据完成的。 2.目的： 通过本实验，使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解，熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。 3.要求： 利用所提供的DEM数据，提取该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地面粗糙度等四个基本地形指标的栅格图层。 4.实验步骤: （1）坡度变率 地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原则，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度。坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地面高程相对于水平面变化的二阶导数。 坡度变率在一定程度上可以很好的反映剖面曲率信息，其提取方法如下： 1）选中DEM图层数据，选择表面分析中的坡度工具，提取坡度，得到坡度数据层，命名为Slope

2）选中坡度数据层Slope，对其再用上述的方法提取坡度，得到坡度变率数据，命名为SOS

坡度变率 （2）坡向变率 地面坡向变率，是指在提取坡向基础上，提取坡向的变化率，亦即坡向之坡度（SOA），它可以很好的反应等高线弯曲程度。 地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小范围内的最大变化情况。需要注意：SOA在提取过程中在背面坡将会有误差产生。北面坡

基本ArcGIS的地形数据提取与分析

基于ArcGIS10地形数据提取与分析 舒城县林业局汪自胜 摘要：本文以森林资源调查工作实践为例，详细总结了如何利 用ArcGIS10软件对纸质地形图，通过扫描、矢量化生成高程栅格数据；利用高程栅格数据进行等高线加密、高程统计、坡向和坡度分析；以及利用坡向、坡度等地形因子实现自动区划图斑的方法和过程。 关键词：森林资源调查 ArcGIS 地形分析 地形因子是划分森林资源调查图斑的重要因子，在条件有限的 情况下，我们经常是利用纸质地形图，通过人工判定，来确定工作 图斑的海拔、坡向和坡度。准确度受判定人员的业务水平影响较大。利用ArcGIS10的矢量化工具和地形数据分析工具，可以实现对图斑 地形因子的自动判读，甚至可以自动区划图斑。 一、地形图矢量化 要想利用计算机来进行地形分析，首先应对纸质地形图进行扫 描矢量化，将其转化成计算机可以识别的数据格式(见图1)。 图1 地形图灰度栅格图像 地形图矢量化前，需要将纸质图扫描成灰度栅格图像，并对栅 格图像进行二值化处理。 1、在ArcMap中对栅格图像进行符号化处理。分类方法：手动；类别数：2；调整中断值，直到满意为止，记录下中断值； 2、重分类。利用ArcToolbox工具箱中的“空间分析-重分类” 工具，根据记录的中断值，对图像进行重分类，生成二值图（见图2）。

图2 重分类工具设置和二值图 3、矢量化。加载用来保存矢量化成果的点、线要素类文件，在 编辑状态下，运用ArcScan工具开始矢量化。 （1）根据矢量化点、线的栅格宽度，在矢量化设置中设置理想 的最大线宽等参数。可以在完成设置后，运用“显示预览”功能来 查看参数设置是否合理(见图3)。 图3 矢量化设置和效果预览 （2）运用“在区域内部生成要素”工具选择要矢量化的区域， 在弹出的模板对话框中，对点、线要素的模板采用默认设置，完成 自动矢量化。 （3）运用编辑工具清理掉错误短线和噪点，对断开的地方等进 行修补。 （4）将等高线、道路和水系地物进行分层，分别保存到等高线、道路、水系要素类中。

ENVI提取地形特征要素

ENVI 实验六基本地形因子提取 一、实验目的 1熟悉ENVI软件能够从DEM 中提取地形特征。 2掌握DEM提取地形特征的方法。 二、实验要求 完成运用ENVI 进行从DEM 中提取地形特征，包括山顶、山脊、平原、水平面、山沟和凹谷。 三、实验仪器 每人计算机一台。 四、实验内容 1在Toolbox中，启动/Terrain/Topographic Features，在Topographic Feature Input DEM 对话框中，选择DEM.tif 文件，点击OK，打开Topographic Features Parameters 对话框，需要设置一些参数。 （1）坡度容差：1。以度为单位；（2）曲率容差：0.1；（3）地形核大小：7。 2在Select Feature to Classify 列表中选择所有的地形特征。 3选择输出路径及文件名，单击OK 执行地形特征提取。

4通视域分析：使用Viewshed Analysis Workflow 工具，设置点、线、面作为观测源进行可视域分析。 将通视分析结果输出为矢量和图像结果有三种方法： （1）点观测源 a. 在Toolbox 中，启动/Terrain/Viewshed Analysis Workflow，打开文件选择面板 File Selection； b. 分别选择对应的文件DEM File：DEM.tif；Image File：Orthoimagery.tif，单击Next 进入Viewshed Analysis 面板； c.在Viewshed Analysis 面板中，设置以下几个参数： 可视距离Default View Range：1000 可视高度Default View Height：100 d.默认鼠标的状态是绘制“点注记”，在正射影像上绘制几个观测点。如果鼠标当前 状态是其他，可在工具栏中选择对应的工具绘制：，绘制4 个点； e.选择Any Source （四个观测点的并集），勾选Preview预览结果，红色表示可 视区域，黑色表示不可视区域； f.分别选择All Sources（四个观测点的交集），预览结果； g.单击Next进入Viewshed Export面板，可以将通视分析结果输出为矢量和图像结果。

圆明园地形分析教学文稿

构成园林实体的四大要素为地形、水、植物、建筑及构筑物,它们相辅相成,共同形成园林景观,构成园林空间。而地形是构成园林实体非常重要的要素,也是其他诸要素的依托基础和底界面,是构成整个园林景观的骨架,地形布置和设计的恰当与否直接影响其他要素的设计。因此，我将以号称“万园之园”的圆明园为研究对象，试总结圆明园中的各种山水地形。 简介： 圆明园是闻名世界的“万园之园”，先后经历了康熙、雍正、乾隆、嘉庆、道光、咸丰六朝，自1707年始，经过150余年的营建，形成圆明、长春、绮春三园，合称为圆明园。其总平面呈倒.‘品”字形，占地约350hm2，南北宽约2km，东西长约3km，周长约10km。后分别于1860、1900年遭英法联军、八国联军大肆劫掠焚毁，沦为一片废墟，随后又长期遭到土匪、军阀、私民等破坏和盗窃，导致遗珍尽散，名园湮没。 圆明三园，虽经几次焚毁和长期盗毁，但所幸山水格局大体尚在，不论冬叶凋零还是草木蔽葵，均能大致想见旧时万园之园的宏大与精致，其山重水复，烟水迷离，变幻无尽而又整体统一的空间实是平地造园的典范和集大成者。圆明三园由于大部分景点无存，建筑只有约略遗迹，圆明三园的遗存，其最大价值莫过于山水空间的格局，故而不能因为任何原因，破坏这一格局。山水体系的保护是圆明三园保护最为重要的部分。山形水系的完整性是保证圆明园遗址公园的完整性和真实性的最核心的问题，也是证明万园之园的仅剩的最为有力的实证，是山水空间艺术创造的巅峰作品的证明。 下面，我将根据自己的调研体会，试总结圆明三园中的各种地形。 1.平地 平地是指坡度在3%以下的地形。其坡度小，肉眼较难看出，排水较差，在平地类地形中,主要涉及绿化种植地面、土地面、沙石地面、铺装地面等。园林规划中,需要平地条件的规划项目主要有:建筑用地、草坪与草地、花坛群用地、园景广场、集散广场、停车场等。 圆明园中的实例，如绮春园以前的宫殿区。（图2）由绮春园以前的宫门（图1）进入。宫门后草木扶苏，所见的是以前宫殿被毁后留下的平地。但圆明园在平地上，除了布置建筑以外，也会用植物和假山石来分割空间。如原宫殿区遗留的小型土石山和植物群落。 图1 绮春园大门

地形特征信息提取

地形特征提取 1.背景 特征地形要素，主要指对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。特征地形要素构成地表与起伏变化的基本框架。与地形指标的提取主要采用小范围的邻域分析不同的是，特征地形要素的提取更多地应用较为复杂的技术方法，如山脊线、山谷线、沟沿线等的提取采用了全局分析法，成为栅格数据地学分析中很具特色的数据处理内容。 特征地形要素从表示的内容上可分为地形特征点和特征线两大类。地形特征点主要包括山顶点、凹陷点、脊点、谷点、鞍点、平地点等。基于DEM提取地形特征点，可利用3*3或更大的栅格窗口，通过中心格网点与8个邻域格网点的高程关系来进行判断获取。 山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线），因此它对于地形地貌研究具有重要意义。另一方面，对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分别代表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。 自动提取山脊线和山谷线的主要方法都是基于规则格网DEM数据的，从算法设计原理上来分，大致可以分为以下五种： （1）基于图像处理技术的方法 （2）基于地形表面几何形态分析的方法 （3）基于地形表面流水物理模拟分析方法 （4）基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的方法 （5）平面曲率与坡形组合法 其中，平面曲率与坡形组合法提取的山脊线、山谷的宽度可由选取平面曲率的大小来调节，方法简便，效果好。该方法基本处理过程为：首先利用DEM数据提取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊线，负地形上平面曲率的大值即为山谷。实际应用中，由于平面曲率的提取比较复杂繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表示平面曲率，因此，下面的提取过程以SOA代替平面曲率。 2.目的 通过本实例，使读者掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及其基于DEM的提取方法与原理。同时，熟练掌握利用ArcGIS软件对这两个地形特征信息的提取方法。 3.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。 具体提取过程： 1）点击DEM数据，使用表面分析中的坡向（Aspect）工具，提取DEM的坡向数据层，命名为A。

风景园林设计要素地形重点

一、地形 概要: 地形是所有室外活动的基础,在设计的运用中既是一个美学要素,又是一个实用 要素。地形就是地表的表现,如山谷、高山、丘陵、草原以及平原,称为大地形;地形含土丘、台地、斜坡、平地、或因台阶和坡道所引起的水平面变化的地形,称为小地形;起伏最小的称为微地形,总之,地形是外部环境的地表因素。 地形直接联系着众多的环境因素和环境外貌,所以地形能影响某一区域的美学 特征,影响空间的构成和空间感受,也影响景观、排水、小气候、土地的使用,以及影响特定园址中的功能作用。地形还对景观中其他自然设计要素的作用和重要性起支配作用。所以所有设计要素和外加在景观中的其它要素都在某种程度上依赖地形,并相联系。 地形是室外环境中的基础成分,它是连接景观中所有因素和空间的主线。在平坦的地方,地形的作用是统一和协调;在崎岖的地方,它的作用是分割。 地形对室外环境还有其他显著的影响,地形被认为是构成景观任何部分的基本 结构因素。地形能系统的制定出环境的总顺序和形态。因此,在设计过程中的基址分析阶段,正确评估某一已知园址时,最明确的做法是首先对地形进行分析研究,尤其是该地形既不平坦,又不均匀时,基址地形的分析,能知道设计师掌握其结构和方位。同时也暗示风景园林师对各不同的用地、空间以及其他因素与园址地形的内在结构保持一致。 地形还可以作为其它设计因素布局和使用功能布局的基础或场所,它是室外空 间和用地的基础,所以设计程序的首要任务是绘制基础图,然后设计师根据原地形图 画出用地的功能分区图,这一步很重要,因为它的布局会影响室外环境的序列、比例 尺度、特征或主题,以及环境质量。 风景园林师独特而显著的特点之一,就是具有灵敏地利用和熟练的使用地形的 能力。此外,风景园林业还标志着公众的使用和享受而改变和管理地球表面。

地形测量名词解释

名词解释选择题（12题） 1.请给下列名词找到相应的解释：（ C ） 水准面、大地水准面、参考椭球体面、绝对高程、相对高程。 ①经过定位定向的旋转椭球体面，是建立坐标系的基准面。 ②地面点到大地水准面的铅垂距离。 ③地面点到假定高程起算面（任意水准面）的铅垂距离。 ④代替海水静止时水面的平均海水面，是一个特定的重力等位的水准面（面上处处与重力方向线正交）。 ⑤重力位相等的点连成的封闭曲面叫重力等位面。 A.大地水准面：① 参考椭球体面：② 绝对高程：③ 相对高程：④ 水准面：⑤ B.大地水准面：⑤ 参考椭球体面：① 绝对高程：② 相对高程：③ 水准面：④ C.大地水准面：④ 参考椭球体面：① 绝对高程：② 相对高程：③ 水准面：⑤ D.大地水准面：④ 参考椭球体面：① 绝对高程：③ 相对高程：② 水准面：⑤ 2.请给下列名词找到相应的解释：（ A ） 水平角、竖直角、天顶距。 ①测站与两个观测目标所组成的二面角。 ②是瞄准目标的方向线与在同一竖面内水平方向线的夹角。 ③同一铅垂面内，某方向的视线与竖直方向的夹角。

A.水平角：① 竖直角：② 天顶距：③ B.水平角：③ 竖直角：① 天顶距：② C.水平角：② 竖直角：① 天顶距：③ D.水平角：① 竖直角：③ 天顶距：② 3.请给下列名词找到相应的解释：（ B ） 象限角、子午线收敛角、坐标方位角。 ①在平面直角坐标系中，以平行于X轴的方向为基准方向，从基准方向的北端顺时针旋转至某边的水平角。 ②以直线端点的子午线北端或南端起算，量至直线的锐角。 ③地面上两点真子午线间的夹角。 A.象限角：① 子午线收敛角：③ 坐标方位角：② B.象限角：② 子午线收敛角：③ 坐标方位角：① C.象限角：③ 子午线收敛角：② 坐标方位角：① D.象限角：① 子午线收敛角：② 坐标方位角：③ 4.请给下列名词找到相应的解释：（ C ） 水准测量、水准路线、水准点、转点、图根控制点。 ①在水准点之间进行水准测量所经过的路线，是所经路线上各高程点的连线。 ②是水准测量中，用来传递高程的临时点。

地理要素分析

1、气候基本要素（特征描述）：气温、降水 2、气候影响因素 ①太阳辐射（纬度）——基本因素（决定气候带） ②大气环流（风系）——控制因素 ③地面状况（海陆位置及轮廓、地形地势、洋流等）—复杂化 ④人类活动——影响、改造局地气候（利、弊）； 3、影响气温因素 ①太阳辐射：纬位、太阳高度、昼长 ②大气自身条件：削弱、保温 ③地面状况：海陆差异、地形地势（含坡向）、洋流、地面物质（反射率差异） 。 ④人类活动：◇改变大气成分：C02—变暖；氯氟烃—紫外线增加；烟尘—削弱辐射；◇改变下垫面；◇释放废热：城市热岛等。 4、影响气温年较差的因素 ①纬度：低纬＜高纬； ②下垫面性质：海洋＜陆地，沿海＜内陆，植被好＜裸地； ③天气状况：云雨多的地方＜云雨少的地方。 5、影响降水因素： ①大气环流； ②海陆位置（风向）； ③天气系统（及其移动）；

④地形地势（迎、背风坡）； ￥ ⑤洋流； ⑥人类活动（改变地面性质、烟尘凝结核）。 6、气候分布规律描述：南北半球（南北纬）、纬度范围、海陆位置 7、天气状况描述： ①降水（晴朗、阴天、雨雪）； ②气温（高低、变化） ③气压（高低、变化）； ④风（风向、风力大小及变化） 8、气候资源评价：光照、热量、降水、日较差、风、气象灾害等 9、影响日照时间长短的因素 $ ①昼长； ②地势(地势高，日照时间长)； ③天气状况。 10、太阳辐射影响因素： ①纬度（太阳高度）； ②地势； ③天气状况（云量）； ④空气密度（大气透明度）

11、河流水文特征： ①流量（大小、变化：季变、年变）——取决于降水量、流域面积；降水量季节分配、年际变化 ！ ②汛期（长短、季节）——取决于补给源性质、 ③含沙量大小——取决于植被覆盖率 ④结冰期（长短、凌汛）——取决于气候带 ⑤补给源 ⑥水力资源 ⑦性质（内、外流河及流程） 12、河流（水系）特征： ①流向、 ②流程（长短）、 ③流域（大小）、 % ④流速、 ⑤支流、湖泊（分布、多少）、 ⑥河道（形状、曲流） 13、坝址选择： ①峡谷段建坝，工程量小； ②河谷（盆地状）库区，库容量大； ③地质条件好，避开断层、喀斯特地貌； ④少淹农田，少搬村镇

1：10000矢量核心地形要素数据(DLG)生产技术规定

1:10000基础地理信息更新与建库技术设计暂行规定 1:10000矢量核心地形要素生产技术规定Technical specifications for producing 1:10000 digital line graphics (DLG) of fundamental topographic features ( 征求意见稿) 国家测绘局 二○○一年一月

目次 前言 ........................................................................................................................................ I 1范围 (1) 2引用标准 (1) 3术语 (1) 4基本要求及技术指标 (2) 5作业方法与工艺流程 (3) 6数据采集技术要求 (7) 7操作规程 (10) 8质量控制 (14) 9数据更新 (15) 10文件命名和数据组织形式 (16) 11产品归档 (17)

前言 本规程是应1:10000数字化测绘和基础地理信息数据库中对1:10000核心地形要素生产技术规定的需要，根据目前技术水平制定的。 本规程由国家测绘局提出并归口。 本规程起草单位：陕西测绘局 山西省测绘局 本规程主要起草人：曹建成李建平

1:10000基础地理信息更新与建库技术设计暂行规定 1:10000矢量核心地形要素生产技术规定 Technical specifications for producing 1:10000 digital line graphics (DLG) of fundamental topographic features 1 范围 本规程规定了1:10000核心地形要素生产的技术要求、质量控制、工艺流程。适用于1:10000矢量核心地形要素的采集、更新与建库。其它专题矢量要素及相关复合产品的制作也可参照其执行。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本规程中引用而构成为本标准的条文。在本规程出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规程的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。 GB/T 13990-92 1:5000、1:10000航空摄影测量内业规范 ZBCH02-85 1:5000、1:10000地形图航片综合判调作业规程 GB/T 5791-93 1:5000、1:10000地形图图式 GB/T 13923-92 国土基础信息数据分类与代码 GB/T17798-1999地球空间数据交换格式 GB/T××××1:10000矢量地形要素内容与分类 GB/T××××基础地理信息数字产品数据文件命名规定 GB/T××××基础地理信息数字产品元数据 GB/T 13989-92 国家基本比例尺地形图分幅与编号 GB 2260-95 中华人民共和国行政区划代码 GB 917.2-89 国家干线公路路线名称和编号 GB 1945-87 中华人民共和国铁路路线名称代号 SL213-98 水利工程基础信息代码编制规定 3 术语 3.1要素 真实世界现象的抽象。 3.2属性 各要素的相关信息。 3.3矢量数据 由几何元素点、线及多边形所表示的数据。 3.4栅格数据 与特定参照系相对应的空间的规则化棋盘状布置的数据。 3.5节点 零维拓扑元素。

实验09 基于DEM坡面坡向提取与分析 技术文档

实验九基于DEM坡面坡向提取与分析 1.背景 作为地形特征线的山脊线、山谷线对地形、地貌具有一定的控制作用。它们与山顶点、谷底点以及鞍部点等一起构成了地形及其起伏变化的骨架结构。同时由于山脊线具有分水性，山谷线具有合水性特征使得它们在工程应用方面具有特殊的意义。因此在数字地形分析中，山脊线和山谷线的提取和分析是具有很大应用价值的。 2.目的 了解基于DEM坡面地形因子提取的原理；掌握坡度、坡向、坡面曲率因子的提取方法及坡度分级图的制作；能够利用坡面地形因子与其它空间分析方法相结合以解决实际应用问题。 3.要求 （1）技术流程正确，可视化准确、直观、形象； （2）画出实现的技术流程图，对构建关键技术点的目的和意义给出简要说明。 4.数据 一幅25m分辨率的黄土地貌DEM数据，区域面积大约有140 km2。 5.实验内容 （1）坡度 a.添加Dem数据并激活它，打开spatial analyst工具。 b.从【Surface Analysis】菜单中选择【Slope】命令。 c.生成新的坡度主题slope of dem。 d.双击左边的图例，重新调整坡度分级。 （2）坡向 a.在视图目录表中添加DEM并激活它，打开spatial analyst工具。 b.从【Surface Analysis】菜单中选择【Aspect】命令。 c.显示并激活生成的坡向主题Aspect of dem。 （3）坡面曲率因子 平面曲率： a.激活坡向数据。 b.从【Surface Analysis】菜单中选择【Slope】命令。 c.生成平面曲率层面Slope of Aspect。 剖面曲率： a.激活坡度数据。 b.从【Surface Analysis】菜单中选择【Slope】命令。 c.显示并激活生成的剖面曲率层面Slope of Slope。 6.关键技术：提取平面曲率中消除北坡的误差

基于ArcGIS的地形特征提取

基于ArcGIS的地形特征提取 刘小庆 辽宁工程技术大学，辽宁阜新 (123000) E-mail: Lxq_0805@https://www.wendangku.net/doc/a46663640.html, 摘要：特征地形要素是构成地表地形与起伏变化的基本框架，ArcGIS具有一个能为三维可视化、三维分析以及表面生成提供高级分析功能的扩展模块3D analyst，基于ArcGIS进行地形特征提取可以更好地实现对地形地貌空间数据的可视化和分析处理。 关键词：ArcGIS；特征地形要素；山脊线；山谷线 1．引言 随着信息社会的到来，人类社会进入了信息大爆炸的时代。面对海量信息，人们对于信息的要求发生了巨大变化，对信息的广泛性、精确性、快速性及综合性要求越来越高。随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来，在此基础上进行空间信息挖掘和知识发现是当前亟待解决的问题。 在常见的GIS系统中，美国ESRI公司的ArcGIS以其强大的分析能力得到用户的青睐，成为主流的GIS系统。ArcGIS9是美国环境系统研究所（Environment System Research Institute）开发的新一代GIS软件，是世界上最广泛的GIS软件之一。自从1978年以来，ESRI相继推出了多个版本系列的GIS软件，其产品不断更新扩展，构成适用各种用户和机型的系列产品。ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。ArcGIS是一个全面的，可伸缩的GIS平台，为用户构建一个完整的GIS系统提供完整的解决方案。ArcGIS9的软件特色主要为： 1）主图编辑的高度一体化； 2）便捷的元数据管理； 3）灵活的定制与开发； 4）ArcGIS9的新功能：增加了两个基于ArcObject的产品：面向开发的嵌入式ArcGIS Engine和面向企业用户居于服务器的ArcGIS Server。3D Analyst 是ArcGIS8的扩展 模块，主要提供空间数据的三维显示功能。在ArcGIS9中，该模块在3D Analyst的基 础上第一次推出全球3D可视化功能。该模块具有与ArcScene相似的地图交互工具，可以与任何在三维地球表面有地理坐标的空间数据进行叠加显示[1]。 2．背景和原理 特征地形要素，主要是指对地形在地表的空间分析与分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。特征地形要素构成地表地形与起伏变化的基本框架。与地形指标的提取主要采用小范围的邻域分析不同的是，特征要素的提取更多地应用较为复杂的技术方法，如山谷线、山脊线、沟沿线等的提取采用了全局分析法（global process）（算法如图1）[2]，成为栅格数据地学分析中很有特色的数据处理内容。

DEM地形信息提取对比研究_以坡度为例

第33卷第5期 2008年9月 测绘科学 Science of Surveying and M app ing Vol .33No .5 Sep. 作者简介:姜栋(19792),女,山东青岛人,在读硕士,地图制图与地理信息系统专业,研究方向:GI S 与遥感应用。E 2mail:dandili on1017@1631com 收稿日期:2007204228 基金项目:北京市教委科技重点项目(编号:05531830);北京自然科学基金资助项目(基金号:6032003);北京市属市管高等学校人才强教计划资助项目,PHR (I HLB ) D E M 地形信息提取对比研究 ———以坡度为例 姜　栋① ,赵文吉① ,朱红春② ,张有全 ① (①首都师范大学三维信息获取与应用教育部共建实验室,北京　100037;②山东科技大学地科学院,山东青岛　266510) 【摘　要】由于DE M 数据本身多尺度因素,加之地形、地貌特征具有宏观性与区域分异性的特点,直接的信息提 取往往很难达到预期的目的。利用DE M 制作坡度图高效、省力,但其精度有很大的不确定性,同时DE M 制作过程中的误差传播、转移对坡度信息的影响缺少系统的判断依据。选取位于陕北黄土高原上的两个不同地区作为实验样区,在不同DE M 生产的基础上,以高精度的1∶10000DE M 为准值,通过对1∶5万和1∶1万DE M 提取定量地形要素的叠合、比较与统计分析,探讨具有不同地貌类型的区域1∶5万DE M 提取地形信息的精度及其统计意义上的数量百分比关系。【关键词】数字高程模型;坡度;精度【中图分类号】P282 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307(2008)05-0177-03DO I:1013771/j 1issn 1100922307120081051063 1　引言 近年来,DE M 数据生产和分析方法方面取得了巨大进步,但是从不同地形复杂度、不同空间分辨率及不同比例尺的DE M 提取地形信息,特别是地面坡度的精度研究几乎与坡度及DE M 在各领域的广泛应用严重脱节。1∶5万地形图因自身的制图综合和DE M 生产过程中产生的误差,使得基于1∶5万地形图的DE M 对实际地面的描述和模拟产生了极大的误差,利用此DE M 提取的地面坡度势必会使栅格单元内的实际地形复杂度及坡度组成均一化,由此提取的坡度无法真实反映实地地形地貌。研究DE M 提取地面坡度的精度,探求不同空间尺度坡度提取结果的精度对比,并能够得到由低分辨率到高分辨率提取结果的转换关系,实现误差纠正,为广大用户提供基于DE M 提取地面坡度的应用适宜性与结果可信性的基本判别标准、换算标准,十分必要,且相当紧迫。 前人在DE M 的建立、地形信息的提取及地形信息精度方面的研究取得了显著成果。111　地形信息提取及提取精度分析研究方面 一些地形因子可以基于DE M 求取。前人从不同角度进行地形因子方面的研究表明:地形因子的求取可以有多种算法、方法。 坡度和坡向是进行地形特征分析和可视化的基本因子,也是研究集水单元的重要因子。结合其他因子,坡度和坡向可以在各个领域得到广泛应用。Fl orinsky (1998)不仅对坡度、坡向的算法精度作了系统分析,而且进行了平面曲率和剖面曲率方面的分析。提取坡度、坡向的精度依赖于DE M 数据精度、计算方法和DE M 分辨率及地形复杂度。前人研究成果表明:高精度的DE M 能提取精度相对高的坡 度、坡向数据。坡度、坡向数据精度随DE M 分辨率的增大而降低;坡度、坡向与DE M 高程值的标准偏差和平均高程之间呈线性相关。在其他条件相同情况下,坡度的减小在地形复杂地区较单一地形快。汤国安基于不同比例尺的DE M 地形因子精度方面研究表明,1∶50000比例尺DE M 所提取的坡度、地面曲率及沟壑密度均比1∶10000DE M 小,通过对不同比例尺DE M 提取地面坡度精度的研究还建立了 黄土丘陵区1∶50000与1:10000DE M 的坡度转换对比[1,13] 。112　D E M 建立与D E M 精度分析研究方面 DE M 的建立,一般利用同比例尺地形图数字化获取高程与平面数据,然后选择合适的内插方法构建TI N ,再内插 TI N 得到不同栅格分辨率的规则格网DE M [2] 。前人在DE M 建立方面的研究表明:数字化获取的数据与野外实测数据有较大的误差,地形图数字化过程中产生的误差影响DE M 的精度,不同的数据模型、不同的内插算法、不同的空间采样方法及不同的栅格分辨率均对DE M 及其应用精度有不同程度的影响[2]。Suhut (1972)很有深度地揭示了在DE M 建立过程中不同内插技术和数字化过程中可能产生的误差。王光霞等人近来在DE M 精度评估方法的研究与实践方面做出了创新性的成果[3,4]。 2　研究区概况 本次研究在实验样区的选择上,遵循科学性、典型性、数据的可获取性和完整性以及实用性的原则,选取位于陕北的黄土高原上的两个不同区域作为实验样区,它们分别属于典型的黄土丘陵沟壑区和黄土丘陵地形区。 样区一位于陕西省无定河中游左岸,属于典型的黄土丘陵沟壑区代表流域。样区内土壤侵蚀极为剧烈,土地类型复杂,自分水岭至沟底可分为梁峁坡、沟谷坡和沟谷底三部分。梁峁坡坡面较完整,顶部较平坦,坡度多在5°以下,坡长10m 220m;梁峁坡上部,坡度多在20°以下,坡长20m 230m;梁峁坡中下部地形比较复杂,坡度在20°230°之间,坡长15m 220m 。 样区二位于咸阳地区西北角,泾河上游右岸,地形属黄土高原沟壑区,是陕北高原的一部分。样区自然特点是:塬高、沟深、坡陡,水土流失以塬面周边的重力侵蚀为主。按其地形分为:塬面、沟坡、沟谷、河谷(川道)四种类型。其中塬面宽阔平坦,一般在5°以下,是农业生产基地;沟坡多为旧式台田,部分为耕地或牧草地,坡度为10°230°;河谷均呈“V ”字型,坡度为40°270°,陡峭破碎,侵蚀剧烈;河谷分布在泾、黑、南三河沿岸,坡度平缓,水

地形分析

测绘工程专业 地理信息系统实习报告 实习内容：地形分析 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 时间：

一、实验目的 1、熟悉ArcGIS软件的相关功能、应用。加深对ArcGIS的认识与了解； 2、过对本次实验，加深对TIN建立过程的原理、方法的认识； 2、掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法； 3、应用DEM进行提取等高线、绘制地形剖面和通视性分析等应用。 二、实验准备 1、实验数据：存储有地形矢量数据的coverage文件terlk和netln； 2、软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap，ArcCatalog。 三、实验内容及步骤 1、打开ArcCatalog，连接到文件夹“地形分析”，建立一个文件地理数据库，不妨取名为“Terrain Analysis ZT”，并创建一个面要素，作为裁剪边界，如图1所示。 图1 新建文件地理数据库

2、绘制边界要素 打开ArcMap，将所连接的“地形分析”文件夹中的netln数据集、terlk数据集和“裁剪边界”面要素添加到地图中。由于整个地形数据过大，我们只选择大约1/4的数据进行地形分析。 在内容列表中，右击“裁剪边界”面要素，选择编辑要素>>开始编辑，以格网线为捕捉对象，选择大约1/4的地形数据绘制面要素，如图2所示。 图2 绘制边界要素 3、裁剪地形数据 选择菜单栏地理处理>>裁剪菜单命令，在弹出的裁剪对话框中，输入要素中选择“terlk arc”，裁剪要素选择“裁剪边界”，在输出要素类中选择要输出的位置和名称，点击确定即可，如图4所示。

图3 地形数据的裁剪 获取裁剪范围内高程离散点可采用上面方法进行，获得一个点要素类“terlkpoint_Clip”。 4、激活“3D Analyst”扩展模块 由于此次实验，我们需要使用3D Analyst扩展功能。在默认情况下，该功能是处于关闭状态，只有获得了许可，该扩展功能才能够使用。选择菜单栏自定义>>扩展模块菜单命令，在弹出的扩展模块对话框中勾选该功能，如图4所示。 图4 激活“3D Analyst”扩展模块

第七章 坡面地形因子提取

1、本章主题编号 2、本章内容概述 （1）概述 ● 坡面因子的分类及提取方法 ● 确定坡面因子提取的算法基础 ● 提取坡面因子的常用分析窗口 （2）坡度、坡向 ● 坡度的提取 ● 坡向的提取 （3）坡形 ● 宏观坡形因子 ● 地面曲率因子 ● 地面变率因子 （4）坡长 （5）坡位 （6）坡面复杂度因子 3、本章内容 3.1 概述 （1）坡面因子的分类及提取方法 ● 坡面因子的分类 按照坡面因子所描述的空间区域范围，可以将坡面因子划分为微观坡面因子与宏观坡面因子两种基本类型。常用的微观坡面因子主要有：坡度、坡向、坡长、坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等。常用的宏观坡面因子主要有：地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数、地表切割深度，以及宏观坡形因子（直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡、台阶形斜坡）等。 按照提取坡面因子差分计算的阶数，可以将坡面因子分为一阶坡面因子、二阶坡面因子和高阶坡面因子。一阶坡面地形因子主要有坡度和坡向因子。二阶

坡面因子主要有坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等因子。复合坡面因子有坡长、坡形因子、地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数和地表切割深度等。 按照坡面的形态特征，可将坡面因子进一步划分为：坡面姿态因子，坡形因子，坡位因子，坡长因子以及坡面复杂度因子五大类。 ● 提取坡面因子的基本方法 首先将坡面的形态特征或各个坡面因子进行定量化描述，完成求导的数学模型，在此基础上，建立其以DEM为基本信息源进行提取的技术路线，并通过软件实现形成一套易于计算机操作的方法。 （2）确定坡面因子提取的算法基础 ● DEM格网数据的空间矢量表达（如图7.1） 图7.1 DEM格网数据的空间矢量模型 ● 基于空间矢量模型的差分计算 算法主要有数值分析方法、局部曲面拟合算法、空间矢量法、快速傅立叶变换等。其中数值分析方法包含有简单差分算法、二阶差分、三阶差分（带权或不带权）和Frame差分；局部曲面拟合又有线性回归平面、二次曲面和不完全四次曲面（据刘学军，2002）。 （3）提取坡面因子的常用分析窗口 ● 窗口分析（领域分析）的基本原理是：对栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值、标准差等一系列统计计算，或进行差分及与其它层面信息的复合分析等，实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。 ● 在坡面信息提取中，按照分析窗口的形状，可以将分析窗口划分为以下几类： 矩形窗口：以目标栅格为中心，分别向周围八个方向扩展一层或多层栅格。 圆形窗口：以目标栅格为中心，向周围作一等距离搜索区，构成一圆形分析窗口。