ArcGIS提取斜坡单元步骤详解要点
arcgis坡向提取
在ArcGIS中进行坡向提取，可以按照以下步骤进行：1. 准备相关数据：需要准备数字高程模型（DEM）和河流等矢量数据。
DEM是描述地表高程的栅格数据，可以通过测量或遥感获取。
河流数据可以包括河流的线状几何信息，例如河道的中心线。
2. 加载数据：打开ArcGIS软件，并加载DEM和河流数据。
在ArcMap中，可以使用“Add Data”按钮将数据添加到地图中。
确保DEM 和河流数据在同一个坐标系下，以保证数据的准确性。
3. 生成坡度数据：在ArcMap中，打开“Spatial Analyst”工具栏，选择“Surface Analysis”按钮，然后选择“Slope”工具。
在“Slope”工具对话框中，可以设置计算坡度的参数，例如输出坡度单位（百分比或度数）、输出坡度数据的存储路径等。
点击“OK”按钮后，ArcGIS会自动计算出每个像元的坡度，并将结果以栅格数据的形式显示在地图上。
4. 提取坡向数据：为了更好地展示地表的坡向方向，可以使用ArcGIS的“Surface Analysis”工具栏中的“Aspect”工具进行坡向矢量提取。
在“Aspect”工具对话框中，可以设置计算坡向的参数，例如输出坡向数据的存储路径、坡向数据的显示符号等。
点击“OK”按钮后，ArcGIS会自动计算出每个像元的坡向，并将结果以矢量数据的形式显示在地图上。
通过坡向矢量提取，可以直观地看到地表的坡向方向。
根据坡向的不同，可以分析地形特征、水文过程等，并为地质勘察、土地利用规划等提供科学依据。
例如，坡向矢量提取可以用于分析山地的水文特征，如降雨径流的形成和径流路径的选择。
此外，坡向矢量提取还可以用于土地利用规划，例如确定适宜的农田和林地分布区域。
在城市规划中，坡向矢量提取可以用于确定适宜的建筑物和道路的布局方向，以减少地质灾害的风险。
坡度坡向的提取算法#精选.
(向下为y轴正方向，向右为x轴正方向)三阶反距离平方权差分[dz/dx] = ((c + 2f + i) - (a + 2d + g) / (8 *x_cell_size)[dz/dy] = ((g + 2h + i) - (a + 2b + c)) / (8 *y_cell_size)slope_radians = ATAN ( √ ( [dz/dx]2 + [dz/dy]2 ) )slope_degrees = A TAN ( √ ( [dz/dx]2 + [dz/dy]2 ) ) * 57.29578rise_run = √ ( [dz/dx]2 + [dz/dy]2 ]if aspect < 0cell = 90.0 - aspectelse if aspect > 90.0cell = 360.0 - aspect + 90.0elsecell = 90.0 - aspect1.加载ArcTutor>Spatial文件夹中的elevation；2.利用Spatial Analyst>Surface Analysis>Slope计算elevation数据的坡度，为避免求反正切函数，可选择Percent；3.利用Spatial Analyst>Surface Analysis>Aspect计算elevation数据的坡向；4.利用绘图工具在数据视图中画一包含3*3个像元的窗口，将其高程数据依次输入Excel中；5.按照坡度坡向的求取公式求坡度坡向；6.验证ArcGIS的坡度坡向求取算法。
坡度（Percent）=rise_run*100；aspect = 57.29578 * atan2 (-[dz/dx],[dz/dy])Erdas提取坡度坡向的算法(向上为y轴正方向，向右为x轴正方向)三阶不带权差分坡度的计算slope (in degrees) =坡度百分比所以坡度百分比为1~200。
arcgis 坡位计算
arcgis 坡位计算摘要：一、arcgis 简介二、坡位计算的方法三、arcgis 坡位计算步骤1.准备工作2.坡度计算3.坡向计算4.坡位计算四、arcgis 坡位计算的应用正文：ArcGIS 是一款由美国环境系统研究所公司（Esri）开发的地理信息系统软件，广泛应用于地图制作、空间分析、数据管理等领域。
在地理学、地质学、环境科学、城市规划等多个领域都有着广泛的应用。
坡位计算是地理信息系统中的一项重要功能，它可以分析地表的倾斜程度和倾斜方向，对于研究地形、地貌、水文、土壤侵蚀等方面有着重要的意义。
在arcgis 中，我们可以通过以下步骤进行坡位计算：首先，进行准备工作。
收集需要计算坡位的地表数据，导入到arcgis 中，并对其进行投影和处理，使其满足计算坡位的要求。
其次，进行坡度计算。
坡度是地表在某一点上的倾斜程度，通常用百分比表示。
在arcgis 中，我们可以通过“地势分析”工具来计算坡度。
然后，进行坡向计算。
坡向是地表倾斜的方向，通常用角度表示。
在arcgis 中，我们可以通过“坡向分析”工具来计算坡向。
最后，进行坡位计算。
坡位是地表在某一方向上的坡度等级。
在arcgis 中，我们可以通过“坡位分析”工具来计算坡位。
ArcGIS 的坡位计算功能在许多领域都有着广泛的应用。
例如，在城市规划中，可以用来分析城市地形，为城市规划和设计提供依据；在地质学中，可以用来分析地质构造，研究地震等地质灾害的发生规律；在环境科学中，可以用来分析土壤侵蚀程度，为水土保持和生态建设提供科学依据。
如何在ArcGIS中利用谷歌高程进行坡度分析
如何在ArcGIS中利用谷歌高程进行坡度分析水经注GIS 2017-09-18 11:05:01高程、坡度和坡向是小班中非常重要的因子，坡度对水土保持规划设计具有决定性的作用，是土地利用规划和治理措施配置首先要考虑的因素。
这里将以“小金县”为例，说明如何利用谷歌高程地形数据对坡度进行分析。
在万能地图下载器中，在软件左上方点击“高程”数据类型可以切换到谷歌在线高程，在软件的右上方点击“区划”可以选择“中国\四川省\阿坝藏族羌族自治州\小金县”显示行政区划和“下载”按钮，点击“下载”按钮会显示“新建任务”对话框。
在“新建任务”对话框中，必须选择需要下载的高程级别，对于高程而言一般选择第11到15级，这里以第15级为例。
点击“导出设置”按钮会显示“导出设置”对话框，可以为高程设置导出参数。
在“导出设置”对话框中，选择坐标投影为“西安80高斯投影”，勾选“边界范围裁剪”选项并设置背景透明。
完成设置之后，点击“确定”完成导出参数设置。
新建任务后，会自动显示“下载列表”，在下载过程中或下载完成后，都可以查看任务的下载状态和下载结果。
下载完成之后，默认会自动打开下载结果，如下图所示。
启动ArcMap后，点击“添加数据”按钮，在显示的“添加数据”对话框中，点击“连接到文件夹”按钮，可以选择数据所在目录。
在“连接到文件夹”对话框中，选择“D:\SGDownload\小金县\小金县_大图\L15”文件夹，点击“确定”完成后会显示高程数据文件。
选择“小金县.tif”文件后，点击“添加”按钮即可打开高程文件。
小金县的高程文件在ArcMap中打开后，效果如下图所示。
要基于高程数据进行坡度分析，需要在ArcMap开启扩展模块，选择“自定义\扩展模块”菜单可以选择需要开启的扩展模块。
选择“3D Analyst”和“Spatial Analyst”模块，即可开启ArcGIS的3D分析和空间分析功能。
点击“ArcToolbox”按钮，可以打开ArcGIS的GIS分析工具箱。
ArcGIS 第7章 坡面地形因子提取
区域水土流失地形因子定量指标的制定
本章结束！
• L指坡长，m指地表面沿流向的水流长度， • θ指水流地区的地面坡度值。
5. 坡 位
• ������ 坡位是指坡面所处的地貌部位。 • ������ 正地形、负地形 • ������ 沟间地(沟壑区<25⁰，塬墚区<15⁰) • 沟谷地 • 沟坡地
6. 坡面复杂度因子
地表粗糙度
• ������ R = S曲面/ S水平 R = 1/cos(S)
坡面因子分类体系
DEM误差分类体系
坡面因子分类体系
提取坡面因子的基本方法
• • • • ������ ������ ������ ������ 明确各个坡面因子的数字特征 建立解译模型 研究基于DEM的提取方法 软件实现
坡面因子提取的算法基础
• ������ DEM格网数据的空间矢量表达
坡面因子提取的算法基础
地面曲率因子
• 地面曲率是对地形表面一点扭曲变化程度的定量化度量因 子，地面曲率在垂直和水平两个方向上的分量分别称为 • 平面曲率和剖面曲率
地面变率因子
• ������ • ������ 坡度变率（SOS） 坡向变率（SOA）
4. 坡 长
• 坡长通常是指在地面上一点沿水流方向到其流向 起点间的最大地面距离在水平面上的投影长度。
简化的差分公式
• fx是X方向高程变化率，fy是Y方向高程变化率
坡 向
坡向的计算
3. 坡 形
指局部地表坡面的曲折程度，宏观上讲，可分为 直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡和台阶形斜坡。 从微观角度上看， 一般可采用地面曲 率因子和地面变率 因子度量地面一点 的弯曲变化程度。
• 宏观坡形因子
arcgis 坡位计算
arcgis 坡位计算摘要：一、arcgis 简介二、坡位计算方法三、arcgis 坡位计算步骤四、注意事项五、总结正文：【一、arcgis 简介】ArcGIS 是由美国环境系统研究所（Esri）公司研发的一套地理信息系统软件，广泛应用于地理数据采集、管理、分析和可视化等领域。
在我国，arcgis 也被广泛应用于城市规划、环境保护、资源调查等多个方面。
【二、坡位计算方法】坡位计算是根据地表的坡度大小来划分地形部位，通常采用的方法有最小二乘法、最大值法、中心值法等。
不同的计算方法得出的坡位结果可能有所差异，需要根据实际需求选择合适的方法。
【三、arcgis 坡位计算步骤】1.准备数据：首先需要准备好用于计算坡位的地理数据，包括高程数据和地类数据等。
2.导入数据：将准备好的数据导入arcgis 软件中，并将其投影转换为统一的坐标系统。
3.计算坡度：利用arcgis 中的Spatial Analyst 工具，通过计算每个像元与相邻像元之间的高差，得到坡度值。
4.划分坡位：根据设定的坡度阈值，将整个区域划分为不同的坡位类型。
5.结果导出：最后将计算得到的坡位结果导出为栅格数据或矢量数据，以便后续分析和应用。
【四、注意事项】1.数据质量：在进行坡位计算前，需要确保输入数据的高程准确性和地类分类正确性。
2.坡度阈值设置：划分坡位的阈值可以根据实际需求进行调整，不同的阈值设置可能导致不同的坡位结果。
3.结果校验：在完成坡位计算后，需要对计算结果进行校验，确保其符合实际情况。
【五、总结】ArcGIS 是一款功能强大的地理信息系统软件，可以用于坡位计算等多种空间分析任务。
arcgis 坡位计算
arcgis 坡位计算摘要：1.引言：介绍ArcGIS 和坡位计算2.坡位计算的概念和原理3.ArcGIS 中进行坡位计算的方法4.坡位计算的应用案例5.总结：坡位计算在ArcGIS 中的重要性正文：【引言】ArcGIS 是一款功能强大的地理信息系统软件，广泛应用于地理空间数据分析、管理、可视化以及地理信息共享等方面。
在地理信息科学和应用领域，地形分析是其中一个重要的研究方向。
坡位计算作为地形分析的重要组成部分，对于了解地表形态和地貌过程具有重要意义。
本文将介绍如何在ArcGIS 中进行坡位计算。
【坡位计算的概念和原理】坡位计算，顾名思义，是指计算地表不同位置的坡度位置。
在地理信息科学中，通常使用坡度和坡向来描述地表的倾斜程度和方向。
坡位计算的原理是基于地表高程数据，通过计算每个像元的坡度和坡向，得出其在地表空间中的位置。
在ArcGIS 中，坡位计算可以借助Spatial Analyst 工具箱中的Hillshade 工具实现。
【ArcGIS 中进行坡位计算的方法】在ArcGIS 中进行坡位计算，需要遵循以下步骤：1.准备高程数据：首先需要一幅包含地表高程信息的数字高程模型（DEM）数据。
2.填充DEM：使用Spatial Analyst 工具箱中的"Fill"工具，对DEM 数据进行填充，生成一个填充后的DEM。
3.计算坡度和坡向：使用Spatial Analyst 工具箱中的"Slope"和"Aspect"工具，分别计算填充后的DEM 的坡度和坡向。
4.创建轮廓线：使用Spatial Analyst 工具箱中的"Contour"工具，根据计算出的坡度和坡向生成轮廓线。
5.提取坡位：使用Spatial Analyst 工具箱中的"Raster to Point"工具，将轮廓线转换为点要素。
然后使用"Distance To"工具，计算每个点要素到某个参考点的距离，即为坡位。
arcgis做高程坡度坡向分析
arcgis做高程坡度坡向分析使用ArcGIS进行高程、坡度、坡向分析是一种常见的地理信息系统（GIS）任务，这需要使用到一系列的GIS工具和功能。
下面将详细介绍如何使用ArcGIS进行这些分析：1.高程分析：在ArcGIS中，可以使用“栅格计算器”（Raster Calculator）工具来对高程数据进行处理。
这个工具允许您对一个或多个栅格图层进行复杂的表达式计算。
例如，可以用来计算地面高程的平均值或最高/最低值等。
!RASTER_DATA! - !RASTER_DATA!这里!RASTER_DATA!是当前栅格的值，使用这个工具就可以找到最高和最低高程。
2.坡度分析：坡度是对地形表面倾斜程度的度量。
在ArcGIS中，可以使用“表面坡度”工具（Slope）来计算坡度。
该工具会生成一个新的坡度栅格图层，其值介于0（水平）到90（垂直）之间。
对于计算坡度，需要使用表面工具库中的“坡度”工具，可以选择“显示坡度栅格图层”、“创建坡度栅格图层”、“创建坡度栅格图层并按比例填充颜色”等选项。
3.坡向分析：坡向定义为地形表面上每个点处的下坡方向。
在ArcGIS中，可以使用“表面坡向”工具（Aspect）来计算坡向。
该工具将生成一个新的坡向栅格图层，其中每个像素的值表示该点处的下坡方向，范围从0（北）到360（东），然后循环到0（北）。
对于计算坡向，需要使用表面工具库中的“坡向”工具，可以选择“显示坡向栅格图层”、“创建坡向栅格图层”等选项。
以上这些计算都是在栅格计算器中完成的，这需要先打开栅格计算器，然后输入相应的公式进行计算。
除了上述的方法，还可以使用空间分析扩展模块中的“重分类”工具对坡度图层进行分类处理，比如将坡度分为“平坦”、“缓坡”、“陡坡”等几类。
这需要使用到“重分类”工具中的“分割为类别”选项。
在完成以上步骤之后，别忘了添加一个图例来展示你的各个图层。
在“属性”窗口中选择“符号系统”，然后选择你需要的颜色和样式即可。
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斜坡单元
地质灾害危险性区划中常用的单元类型有网格单元、地域单元、均一条件单元、子流域单元、斜坡单元等。
其中: 网格单元形状较规则，便于实现快速剖分，离散后得到的矩阵形式的数据有利于进一步运算，但是不能完全反映地势起伏，与地质环境条件联系不够紧密; 均一条件单元没有考虑不同区域的地质环境条件差异; 子流域单元适用于泥石流灾害危险性区划，对滑坡、崩塌等则不适用。
斜坡单元是滑坡、崩塌等地质灾害发育的基本单元，并且在各类控制或影响因素中，河流和沟谷的发育阶段对滑坡、崩塌的形成具有明显的控制作用，因此采用基于幼年期沟谷划分的斜坡单元作为评价单元，可以与地质环境条件紧密联系，综合体现各类控制或影响因素的作用，使评价结果更贴近于实际。
因此，在满足DEM 精度要求的前提下，斜坡单元划分较适用于地质灾害危险性区划【1】。
斜坡单元划分原理
斜坡单元划分的实质是基于DEM 的地表水文分析，包括正反地形无洼地DEM 的生成、水流方向的提取、汇流累积量的计算、河网的生成、集水流域的生成等关键步骤，其基本原理是利用正反地形分别提取山谷线和山脊线( 分别对应于汇水线和分水线)，把生成的集水流域与反向集水流域融合，再经后期处理人工修改不合理的单元，最终得到的由汇水线与分水线所组成的区域即为斜坡单元。
斜坡单元划分流程见图【1】。
ArcGIS划分斜坡单元操作步骤
1、生成无洼地DEM
——原理：DEM 是一种比较光滑的地形表面模型，由于DEM 误差以及一些真实地形的存在，使DEM表面存在一些凹陷的区域，在进行水流方向计算时往往会导致不合理的甚至错误的水流方向，因此计算前应先对原始DEM数据进行洼地填充，得到无洼地的DEM。
基本过程是: 首先，利用水流方向数据计算出DEM 数据中的洼地区域和洼地深度;其次，依据洼地深度并参考真实地形，确定填充阈值对洼地进行填充; 再次，一次洼地填充完毕后又会产生新的洼地，因此需要重复上述过程，反复填充【1】。
——操作：填洼
选择空间分析工具/水文分析/填挖
输入DEM，输出填挖后的DEM
注：如果要保证结果尽量精确的话，请参照【2】“11.1 无洼地DEM生成”进行操作。
2、水流方向提取
——原理：对于每个格网，水流方向是指水流离开此格网时的指向。
在ArcGIS 中，水流的流向是通过计算中心格网与邻域格网的最大距离权落差来确定的，因此可通过无洼地DEM 直接提取水流方向【1】。
——操作：提取水流方向
选择空间分析工具/水文分析/流向
输入填洼后的DEM，输出流向
流向图
3、流量提取
——原理：在DEM 的每个网格节点处赋予不同深度的水位，按照水流从高处流往低处的自然规律，根据区域地形和水流方向计算每个节点处流过的水量，从而得到该区域的汇流累积量【1】。
——操作：
选择空间分析工具/水文分析/流量
输入流向栅格，输出流量栅格（注：输出数据类型要选择“INTEGER”，否则后面的河网无法生成）。
流量栅格图
4、河网生成
——原理：河网是基于汇流累积量数据生成的。
根据试验结果和地形等资料辅助检验，设定汇流累积量的阈值，其中不同级别的沟谷对应于不同的阈值，级别相同而所处区域不同的沟谷阈值也不相同，将大于阈值的栅格属性赋值为1，小于或等于阈值的栅格属性设置为无数据( 空值) ，即可获得河网的栅格文件，再通过栅矢转换生成河网图。
阈值设置越小绘制的河网越精细，因此可根据不同的精度要求来设置阈值【1】。
——操作：
选择空间分析工具/条件分析/设为空函数
输入流量栅格；
表达式为“value<阈值”（注：阈值是一个经验值，可以在流量栅格像素范围内<见下图>选择多个不同的阈值，如1000、5000、10000等，生成河网后与实际比较，河网越接近实地的阈值肯定越合适。
经验之谈：最好有一张配准的分辨率比较高的遥感地图，如spot5，这样可以直接将生成的河网叠加到遥感图上，逐片比较一下河网与遥感图上的冲沟和河流是否重叠的比较好）；
输入条件为false时所取的栅格数据或常量：如果要保留value>5000以上像元的原值的话，就输入流量栅格；如果要让value>5000的所有像元都取值1，请输入“1”。
注：输入1时是带双引号的1，即“1”，不能直接单独输入1，否则报错。
输出河网栅格。
上述设为空函数界面输入的参数含义为：
所有流量值小于5000的栅格都设为空，其余流量大于等于5000的则设为值“1”。
（实际含义就是大于等于5000的栅格在实际地貌中可能对应冲沟或者河流；当然可以进一步给河网分级，实际依据的也是每个栅格单元的不同流量数据）。
河网栅格
河网栅格和遥感地图叠加后确定河网划分是否合理，借此调节流量阈值的设定。
5、生成河流连接（Stream Link）
——原理：Stream link是记录着河网中的一些节点之间的连接信息，主要记录着河网的结构信息。
如下图所示，Stream link的每条弧段连接着两个作为出水点或汇合点的结点，或者连接着作为出水点的结点和河网起始点。
因此通过Stream link的计算，即得到每一个河网弧段的起始点和终止点。
同样，也可以得到该汇水区域的出水点。
这些出水点具有很重要的水文作用，对于水量、水土流失等研究具有重要意义。
而且，这些出水口点的确定，也为进一步的流域分割准备了数据【2】。
——操作：
选择空间分析工具/水文分析/河流连接
输入河流栅格；输入流向栅格；输出河流连接栅格
河流连接栅格图
6、集水流域生成（Watershed）
——原理：对于低级的集水区的生成，可以使用hydrology工具集中的watershed工具生成。
其思想如下：先确定一个出水点，也就是该集水区的最低点，然后结合水流方向数据，分析搜索出该出水点上游所有流过该出水口的栅格，直到所有的该集水区的栅格都确定了位置，也就是搜索到流域的边界，分水岭的位置【2】。
——操作：
选择空间分析工具/水文分析/分水岭
输入流向栅格，输入要素倾泻点数据（实际就是上一步生成的河流连接栅格）；选择倾泻点字段为“V ALUE”；输出集水流域栅格
集水流域栅格图
7、集水流域面矢量生成
——原理：栅矢转换功能获得集水流域的矢量文件，以便于和反向集水流域合并生成最后的斜坡单元。
——操作：
选择转换工具/由栅格转出/栅格转面
输入集水流域栅格；选择字段“V ALUE”；输出集水流域面文件。
8、反转DEM
——原理：通过对正DEM以上步骤的水文分析，实际是提取了山脊线；通过反转DEM，再经过以上相同步骤提取集水流域，实际就是提取了山谷线；将两次分析生成的山脊线和山谷线合并，就生成了我们需要的斜坡单元。
反转DEM就是高的变低的，低的变高的，将DEM 反过来。
——操作：
选择空间分析工具/地图代数/栅格计算器
用正DEM的最高高程（通过正DEM的高程分布范围可知，见下图）减去DEM。
输出反转DEM。
反转后的DEM
9、依样画葫芦，获得反集水流域面文件
用反转DEM重复步骤1-7，直到最后获得反集水流域面文件。
反集水流域面文件
10、生成斜坡单元
——原理：将正反两个集水流域面文件合并。
当然，为确保与实际相吻合，有些不合理的部分肯定需要人工修改。
——操作：
选择菜单“地理处理/合并”
输入正集水流域和反集水流域面文件；输出斜坡单元面文件。
斜坡单元面文件
OK，万事大吉，评估一下斜坡单元的精度，在满足需要的情况下，就可以进行相关单元评价了！！！
参考资料：
【1】尚慧, 倪万魁, 程花. 斜坡单元划分在彭阳县地质灾害危险性区划中的应用[J]. 中国水土保持SWCC, 2011年第3 期.
【2】ArcGIS_9_教程_第11章_水文分析（百度文库里有）。