GIS数字地形分析.docx

实验五数字地形分析1.实验目的掌握基本地形因子计算、地形特征提取的基本方法和步骤，并进行不同类型地形因子的统计。2.实验数据ＤＥＭ数据3.实验步骤打开ArcMap，并打开dem数据。１.坡度的提取1）空间分析模块中的坡度提取加载ＤＥＭ数据和空间分析模块；Spatial Analyst Tools→surface→slope,打开相应的对话框；通过设置不同的输出像元大小，可以得到不同的坡度提取图。2）三维分析模块中的坡向提取3D Analysist→Raster surface→slope,打开相应的对话框；通过设置不同的输出像元大小，可以得到不同的坡度提取图。2.坡向的提取1）空间分析模块中的坡向提取加载ＤＥＭ数据和空间分析模块；Spatial Analyst Tools→surface→aspect,打开相应的对话框；通过设置不同的输出像元大小，可以得到不同的坡度提取图。2）三维分析模块中的坡向提取3D Analysist→Raster surface→aspect,打开相应的对话框；通过设置不同的输出像元大小，可以得到不同的坡度提取图。3. 计算表面阴影3D Analysist→surface→Hillshade，需要设置太阳方位角和太阳高度角，设定高程转换系数，指定输出栅格单元的大小，指定输出路径好和文件名。4.山脊线、山谷线的提取1）加载原始ＤＥＭ数据；ArcToolbox→Spatial Analyst Tools→Hydrology；2) 洼地填充：Hydrology→Fill，进行原始DEM的洼地填充。在Input surface raster文本框中选择原始DEM数据，将输出数据命名为filldem,Zlimit取默认值，即填充所有洼地。3）无洼地水流方向的计算：Hydrology→Flow Direction，在出现的对话框中将Input Surfaceraster文本框中选择填充过的无洼地DEM数据filldem，设置输出文件名为Flowdirfill. 4)汇流累积量的计算Hydrology→Flow Accumulation，打开汇流累积量计算对话框，选择Flowdirfill作为输入的水流方向数据，输出数据命名为Flowacc1; 5) 汇流累积量为零值的提取Spatial Analyst Tools→Map Algebra→Raster Calculator，在文本框中填写公式：faac0 = (flowacc != 0),单击OK进行计算。6）在ArcMap中打开facc0,会发现有许多的地方并不是山脊线，因此需要对此数据做如下处理：利用；邻域分析的方法（Neighborhood→Block Statistics），对facc0进行3*3邻域分析，求均值（mean），使数据变得光滑，处理后的数据命名为neiborfacc0. 7) Spatial Analyst Tools→surface→Contours和Hillshad命令，分别生成原始DEM的等值线图ctour和晕渲图Hillshad。8）在neiborfacc0数据上单击右键，选择Properties命令，进入symbology选项卡，进行重新分类，将数据分为两级，这时候需要不断调整分级临界点，并以等值线图和晕渲图作为辅助判断。属性值越接近于1的栅格越有可能是山脊线的位置，最终确定的分界阈值为0.5541.9）将进行过二值化的neiborfacc0利用Spatial Analyst Tools→Reclass→Reclassify进行重分类为reneibor,将属性值接近1的那一类的属性值赋值为1，其余的赋值为0. 10) 正地形的提取过程分别是:利用11×11窗口进行提取平均值的邻域分析，结果为meandem；原始DEM与meandem相减并以0为界进行重分类，大于0的属性重新赋值为1，小于0的赋值为0，结果命名为zhengdixing。负地形提取：原始DEM与meandem相减并以0为界进行重分类，大于0的属性重新赋值为0，小于0的赋值为1，结果命名为Fudixing。11）利用Spatial Analyst菜单下的Raster Calculator将重分类后的数据与正地形数据zhengdixing相乘，消除了那些存在于负地形区域中的错误的山脊线。然后将计算结果进行重新分类，所有属性不为1的栅格值赋为NO DATA，即得到了山脊线。5.山谷线的提取对于山谷线的提取，可以利用反地形的特点，即是利用一个较大的数值减去原始的DEM 数据，而得到了与原始地形完全相反的地形数据，也就是原始的DEM 中的山脊变成负地形的山谷，而原始DEM 中的山谷在负地形中就变成了山脊，那么，山谷线的提取就可以在负地形中利用提取山脊线的方法进行提取。1) 在Ar