arcgis之地形5山脊山谷线提取
arcgis 山体范围提取
arcgis 山体范围提取摘要：1.引言2.ArcGIS 简介3.山体范围提取的方法4.提取山体范围的步骤5.结论正文：【引言】在地理信息系统(GIS) 中，山体范围提取是一项非常重要的任务。
山体是地球表面的重要地貌特征之一，对于地理学、地质学、环境科学等领域的研究都具有重要意义。
ArcGIS 是一款功能强大的GIS 软件，可以进行山体范围提取等空间分析任务。
本文将介绍如何使用ArcGIS 提取山体范围。
【ArcGIS 简介】ArcGIS 是由美国Esri 公司开发的一款GIS 软件，具有强大的空间数据处理和分析能力，被广泛应用于地理学、地质学、环境科学、城市规划等领域。
ArcGIS 包括桌面、服务器和移动端等多个平台，支持多种数据格式和空间分析算法，可以满足不同用户的需求。
【山体范围提取的方法】山体范围提取的方法有很多种，其中比较常用的方法是基于DEM(数字高程模型) 的山体提取方法。
该方法通过对DEM 进行处理，提取出山体的轮廓线和高度等信息，从而确定山体的范围。
【提取山体范围的步骤】下面是使用ArcGIS 提取山体范围的具体步骤:1.准备数据：需要一幅包含地形信息的DEM 数据，可以使用遥感影像、地形图等数据源获取。
2.填充DEM:使用ArcGIS 中的"Fill"工具，对DEM 数据进行填充，以生成完整的地形表面。
3.计算坡度：使用ArcGIS 中的"Slope"工具，计算填充后的地形表面的坡度。
4.确定山体范围：根据坡度的大小，将地形表面划分为平地、缓坡、陡坡和山峰等不同区域。
可以使用ArcGIS 中的"Raster Calculator"工具进行操作。
5.提取山体轮廓线：对山峰区域进行处理，提取出山体的轮廓线。
可以使用ArcGIS 中的"Hillshade"工具，将山峰区域转换为轮廓线。
6.聚合轮廓线：对提取出的山体轮廓线进行聚合，以生成最终的山体范围。
山脊线、山谷线和鞍部点的提取知识讲解
山脊线、山谷线和鞍部点的提取山脊线、山谷线和鞍部点的提取一．实习背景山脊线、山谷线是地形特征线，它们对地形、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。
因此在数字地形分析中，山脊线和山谷线以及地形特征点等的提取和分析是很有必要的。
相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部分称为鞍部，鞍部是两个山脊和两个山谷会合的地方。
鞍部点是重要的地形控制点，它和山顶点、山谷点以及山脊线、山谷线等构成的地形特征点线，具有对地形具有很强的控制作用。
因此，对这些地形特征点、线的分析研究在数字地形分析中具有很重要的意义。
同时，由于鞍部点的特殊地貌形态，使得鞍部点的提取方法较山顶点和山谷的提取更难，目前没有什么有效的方法来提取鞍部点，利用水文分析的方法可以来提取一些鞍部点，但是它还是具有一定局限性。
二．实习目的（1）熟练掌握基于DEM利用ArcGIS进行提取相关地形特征的方法与原理；（2）深入认识山脊线、山谷线和鞍部点3个基本地形特征；三．实习内容１.提取ｄｅｍ数据的ＳＯＡ２基于地形表面的几何形态分析方法提取山脊线山谷线3.基于DEM水文分析方法提取山脊线山谷线4.鞍部点的提取四．实习数据DEM五．实习工具Surface Analyst，model工具六．实习步骤1.提取DEM的SOA数据A．求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；通过Spatial Analysis 下的栅格计算器 Calculator，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的 DEM数据层，即反地形DEM数据；B．基于反地形 DEM数据求算坡向值；C．利用 SOA 方法求算反地形的坡向变率，记为 SOA2，由原始DEM数据求算出的坡向变率值为 SOA1；D.在 Spatial Analysis下使用栅格计算器 Calculator，公式为 SOA ＝（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs（[SOA1]-[SOA2]））/ 2，即可求出没有误差的 DEM 的坡向变率，2.利用基于地形表面的几何形态分析方法提取山脊线山谷线（1）山脊线的提取其中在focal statistics中选择3*3的窗口，类型选择为mean,在minus中再次导入DEM，进行计算。
山脊线山谷线提取实验报告
山脊线山谷线提取实验报告实验容描述：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。
本次实验通过某区域栅格DEM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。
实验原理：1.本实验基于规则格网DEM数据使用平面曲率与坡形组合法提取山脊线和山谷线，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，负地形上平面曲率的大值为山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表征平面曲率。
因此，提取过程中可以SOA代替平面曲率。
2.主要用到以下理论知识：1）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（Slope of Aspect，SOA）。
它可以很好地反应等高线弯曲程度；2）反地形DEM数据：求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H，通过公式（H-DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；3）地面坡向变率SOA：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，提取地表局部微小围坡向的最大变化情况。
但是SOA在提取过程中在北面坡将会有误差产生，所以要将北坡坡向的坡向变率误差进行纠正，其公式为：SOA=(( [SOA1]+[ SOA2] )-Abs( [SOA1]-[ SOA2] ))/2其中：SOA1为原始DEM数据层坡向变率，SOA2为反地形DEM数据层坡向变率。
4）焦点统计5）ArcScan自动矢量化流程图、实验步骤：1.相对路径2.加载数据3.提取原始dem的坡向（利用dem数据--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为Aspect）4.提取原始DEM数据的坡向变率（利用3中生成的Aspect图层--空间分析--表面分析--坡度工具，命名为SOA1）5.提取反地形DEM数据（栅格计算器--输入公式H-DEM）1）找出DEM最大高程值（右键属性---找出数据源中最大值为1153.8）2）栅格计算器提取反地形DEM数据（输入公式1153.8 - "dem"，命名为INdem）6.提取反地形DEM数据的坡向值7.计算反地形DEM数据的坡向变率8.计算进行误差纠正的地面坡向变率（栅格计算器--输入公式(("SOA1" + "SOA2") - Abs("SOA1" - "SOA2")) / 2）9.邻域分析（原始dem--邻域分析--焦点统计focal statistics（统计原始dem的平均值）---设置统计类型为平均值mean，邻域类型为矩形(也可为圆形)，邻域大小为3*3（我发现邻域越大越模糊）(11*11)，则可得到一个邻域为3*3(11*11)的矩形的平均数据层，命名为mean10.计算正负地形分布区域（空间分析--地图代数--栅格计算器---输入公式为"dem" - "mean"，命名为Dvalue(差值)）11.利用栅格计算器提取山脊线（公式为"SOA" > 70 & "Dvalue" > 0这是错的！！要加括号！！("SOA" > 70) &( "Dvalue" > 0)）和山谷线（("SOA" > 70) & ("Dvalue" < 0)）12.利用ArcScan自动矢量化得到山脊线山谷线的矢量图层1）在ArcCatalog中新建（方法有两种：右击文件夹--new--shapefile！或者是右击geodatabase--new--feature class（新建要素类））山脊线图层（名称为shanjiline，类型为线）方法1：new--shapefile方法2：new--feature class（但是这种方法下的线图层，在自动矢量化山脊线后无法读到这个图层，所有还是选择方法1---这是因为栅格图层和矢量图层不能放在同一个geodatabase里面么？？？？？？？）2）打开开始编辑3）勾选扩展工具中的自动矢量化工具ArcScan4)在菜单栏空白处右击勾选ArcScan，打开ArcScan工具条--单击自动矢量化下的生成要素打开生成要素对话框即可生成自动矢量化后的矢量山脊线5)用同样的方法生成矢量山谷线13.制作立体图。
arcgis 山体范围提取
arcgis 山体范围提取摘要：1.ArcGIS山体范围提取概述2.所需数据和软件3.操作步骤详解4.结果分析和优化5.总结与展望正文：【1.ArcGIS山体范围提取概述】ArcGIS是一款功能强大的地理信息系统软件，广泛应用于地图制作、空间数据分析等领域。
在山体范围提取方面，ArcGIS提供了一系列工具和方法，可以帮助我们准确、高效地获取山体边界。
本文将详细介绍如何利用ArcGIS软件进行山体范围提取，以期为相关领域的研究提供参考。
【2.所需数据和软件】在进行山体范围提取前，我们需要准备以下数据和软件：1.高分辨率遥感影像：如光学遥感影像、雷达遥感影像等，用于获取山体的地形信息。
2.DEM数据（数字高程模型）：用于精确描绘山体的三维形态。
3.ArcGIS软件：版本应为ArcGIS 10.x及以上。
【3.操作步骤详解】步骤1：数据预处理1) 对遥感影像和DEM数据进行配准，确保数据坐标系统一致。
2) 对遥感影像进行地形阴影消除和辐射校正，提高山体范围提取的精度。
步骤2：山体范围提取1) 使用ArcGIS中的“山体分析”工具（Spatial Analyst Tools > Mountain Analyst > Slope Analysis），计算研究区域内的坡度。
2) 根据计算得到的坡度值，设置合适的阈值，将研究区域划分为山地区域和非山地区域。
3) 对山地区域进行聚类分析，提取山体范围。
步骤3：山体边界优化1) 使用ArcGIS中的“面域细化”工具（Spatial Analyst Tools > Surface > Facet），对提取的山体范围进行边界细化。
2) 对细化后的山体边界进行平滑处理，以提高视觉效果。
步骤4：结果分析与优化1) 利用ArcGIS软件，将提取的山体范围导出为Shapefile格式。
2) 对提取结果进行精度评估，如与其他参考数据（如实地调查数据、地形图等）进行对比，分析提取结果的准确性和可靠性。
ArcGIS中利用水文分析提取山脊线山谷线
ArcGIS中利用水文分析提取山脊线山谷线1 流程图利用水文分析提取山脊线及山谷线，山脊线相当于分水线，山谷线相当于山谷线。
分水线是水流的起源点，这些栅格的水流方向只存在流出方向而不存在流入方向，所以汇流累积量为零。
通过对零值的提取就可以得到山脊线。
山谷线相当于汇水线要用反地形求出，即用较大值减去DEM，DEM中山脊线就成为山谷线，山谷线变为山脊线，用求山脊线的方法求出山谷线，分别利用正反地形求交验证。
DEM进行填洼，利用水文分析求出流向流量，再提取出汇流累积量为零得值与正地形求交，即得到分水线也就是山脊线。
用反地形求流向流量提取汇流累积量为零的部分与负地形求交就是山谷线。
图1-1 流程图2 操作步骤2.1 正负地形求取（1）加载DEM数据，在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools → Neighb orhood→Focus Statistics工具，输入dem，利用11*11窗口计算平均值。
设置如图2-1所示。
图2-1 焦点统计设置（2）在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools ◊Map Algebra ◊Raster Calculator工具，对原始数据与焦点统计后的DEM 做减法。
结果如图2-2所示。
图2-2 减法计算结果（3）在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools ◊Reclass◊Reclassify工具，对减法运算结果进行重分类，分级界线为0。
将大于0的区域赋值为1，小于0的区域赋值为0即得到正地形；设置如图2-3所示，结果如图2-4所示。
将大于0的区域赋值为0，小于0的区域赋值为1即得到负地形，设置如图2-5所示，结果如图2-6所示。
图2-3 正地形重分类设置图2-4 正地形结果图图2-5 负地形重分类设置图2-6负地形结果图2.2 山脊线的提取（1）填洼：加载DEM数据，在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools ◊Hydrology◊Fill工具，输入DEM进行填洼，设置如图2-7所示。
arcgis 山体范围提取
ArcGIS山体范围提取1. 任务概述ArcGIS是一款功能强大的地理信息系统软件，可以用于空间数据的处理、分析和可视化。
山体范围提取是指利用ArcGIS软件中的工具和功能，从地理数据中提取出山体的范围和边界信息。
本文将详细介绍如何使用ArcGIS进行山体范围提取的步骤和方法。
2. 数据准备在进行山体范围提取之前，需要准备相应的地理数据。
一般来说，山体范围提取需要使用高程数据和地形数据。
高程数据可以通过数字高程模型（DEM）来获取，常用的DEM数据包括SRTM、ASTER GDEM等。
地形数据可以是矢量数据，如山脉、山峰的矢量图层，也可以是栅格数据，如山体的坡度、坡向等栅格图层。
3. 数据导入在ArcGIS中，可以通过多种方式将数据导入到软件中，包括导入矢量数据和栅格数据。
对于高程数据和地形数据，一般采用栅格数据的形式导入。
导入数据后，可以在ArcGIS的图层管理器中查看和管理导入的数据。
4. 创建掩膜在进行山体范围提取之前，需要创建一个掩膜，用于限定提取范围。
掩膜可以是一个矢量图层或栅格图层，根据具体需求选择合适的形式。
掩膜可以手动绘制，也可以根据已有的矢量或栅格数据生成。
掩膜的目的是将提取范围限定在特定的区域内。
5. 提取山体范围在ArcGIS中，可以使用多种方法进行山体范围的提取。
下面将介绍两种常用的方法。
5.1 基于高程阈值的提取基于高程阈值的提取是一种简单而直接的方法。
通过设置一个高程阈值，将高程大于该阈值的区域提取出来，即可得到山体的范围。
具体步骤如下：1.打开ArcGIS软件，导入高程数据和掩膜图层。
2.在ArcGIS的工具箱中，选择“Spatial Analyst Tools” -> “MapAlgebra” -> “Raster Calculator”。
3.在“Raster Calculator”对话框中，输入表达式，如“Con(“elevation” > 1000, 1, 0)”（其中，“elevation”为高程数据的图层名称，“1000”为高程阈值）。
实习15 山脊线、山谷线和鞍部点的提取
实习目的
熟练掌握基于DEM利用ArcGIS进行提取相关 地形特征的方法与原理； 深入认识山脊线、山谷线和鞍部点3个基本地形 特征；
实习工具
山脊线和山谷线提取
方法1 基于地形表面几何形态 近似为SOA>70与正地形 spatial analyst -Surface Analysis /3D analyst-Raster Surface[只有 相关地形因子提取，无栅格运算]
方法2 DEM水文分析
鞍部点态
SOA>70与正地形 SOA=(([SOA1]+[SOA2])-abs([SOA1]-[SOA2]))/2 C=[DEM]-[DEMmean] 山脊线 C>0 & SOA>70 山谷线 C<0 & SOA>70 鞍部点 Shanji×Shangu×(C>0),并转为矢量 × × 并转为矢量
实习15
山脊线、山谷线 和鞍部点的提取的提取
Data（下载完在 下载完在ArcCatalog中查看是否能打开 中查看是否能打开） 下载完在 中查看是否能打开 一、山脊线、山谷线提取 Ex9.5.2 Ex11.6.1 二、鞍部点的提取 Ex11.6.2 实习报告要求【公用其中的一个数据（数据说明）完成】 1 运用model表达整体的思路； 2 说明相关参数的意义； 3 并分析山脊线、山谷线、鞍部点的地形特点及其与等高线弯 曲方向的关系。
实习意义与实习方法
实习意义与实习方法
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， 使它们在地形分析中具有特殊的意义。
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（NerghborhoodStatistics）；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]。
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致可以分为以下五种：
1) 基于图像处理技术的原理；
2) 基于地形表面几何形态分析的原理；
3) 基于地形表面流水物理模拟分析原理；
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原理；
5) 平面曲率与坡形组合法。
平面曲率与坡形组合法提取的山脊、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，负地形上平面曲率的大值为
山谷。
实际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度
上可以很好地表征平面曲率。
因此，下面的提取过程以 SOA代替平面曲率。
具体提取过程为：
1）激活 DEM 数据，在 Spatial Analysis 下使用surface 菜单下的Derive Aspect 命令，提取 DEM 坡向层面，记为 A；
2）激活 A 层面，在 Spatial Analysis 下使用 surface 菜单下的 Derive Slope 命令，提取A 层面的坡度信息，记为 SOA1；
3）求取原始 DEM 数据层的最大高程值，记为 H；通过 Spatial Analysis 下的栅格计
算器Calculator，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的 DEM 数据层，即反地
形 DEM 数据；
4）基于反地形 DEM 数据求算坡向值；
5）利用 SOA 方法求算反地形的坡向变率，记为 SOA2；
6）在Spatial Analysis 下使用栅格计算器 Calculator，公式为SOA ＝
（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs（[SOA1]-[SOA2]））/ 2，即可求出没有误差的 DEM 的坡向变率SOA；
7）激活原始 DEM 数据，在 Spatial Analysis 下使用栅格邻域计算工具 Neighborhood Statistics；设置 Statistic type 为平均值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为 275×275 MAP，则可得到一个邻域为 275×275 MAP的矩形的平均值层面，记为 B；
8）在 Spatial Analysis 下使用栅格计算器 Calculator，公式为 C ＝[DEM]-[B]，即可求出正负地形分布区域，
9）在 Spatial Analysis下使用栅格计算器 Calculator，公式为 D ＝[C] >0 & SOA > 70，即可求出山脊线；
10）同理，在栅格计算器 Calculator 中，修改公式为 D ＝[C] < 0 & SOA > 70，即可
求出山谷线。