坡度分析
坡度分析的原理
坡度分析的原理坡度分析是一种地理信息系统（GIS）中常用的空间分析方法，用于研究区域地形的平坦度和倾斜程度。
在地理学、地质学和土地利用规划等领域，坡度分析广泛应用于地形和水文模拟、地貌研究、土地资源规划以及环境保护等方面。
坡度是指地面某一点相对于水平面的倾斜程度，通过测量地面上两点间的高差和水平距离，可以计算得到坡度的数值。
坡度分析是通过计算每个格网单元（像元）的坡度数值，并将其表达为图像或数据集的形式，从而得到区域地形的坡度信息。
坡度分析的原理可以分为三个主要步骤：数字高程模型（DEM）的建立、邻域分析和坡度计算。
首先，需要建立数字高程模型（DEM），DEM是一种用于将地理表面表示为离散点高程值的数学模型。
DEM可以通过多种方法获得，包括全球卫星定位系统（GPS）测量、地面测量仪器（如激光雷达）以及航空航天影像等。
DEM将地形特征转化为高程数值的形式，为后续的坡度计算提供了基础数据。
其次，进行邻域分析，这一步骤用于确定每个格网单元的相邻单元。
一般来说，邻域分析可以通过在DEM上进行滑动窗口操作来实现。
滑动窗口以某个像元为中心，在周围建立一个窗口，并计算窗口中心像元与周围像元的相对位置和高程差异。
通过邻域分析，可以建立每个像元与周围像元的邻接关系，从而为后续的坡度计算提供支持。
最后，利用邻域分析得到的结果，进行坡度计算。
坡度计算使用的常用公式是计算相邻两点间高程差异的比值，即坡度的正切值，通常用百分比或度数表示。
一般公式为：坡度= ArcTan（√（ΔX²+ ΔY²）/ ΔZ）* 100其中，ΔX和ΔY表示相邻两像元之间的水平距离，ΔZ表示相邻两像元之间的高差。
由于计算坡度时需要使用正切函数，所以坡度结果一般以百分比或度数的形式呈现。
坡度分析的结果可以表示为等高线图或栅格图，通过不同颜色或高程值的表示，可以直观地展示地形的坡度变化。
坡度较小的区域通常表示平坦或缓坡地形，而坡度较大的区域则表示陡坡或山脉等地形。
CAD地形在Arcgis中作坡度分析
CAD地形在Arcgis中作坡度分析/Sophia【版本】ArcGis10.5（安装时建议关闭防火墙及杀毒软件））【思路】一提取等高线二利用等高线生成TIN或DEM三利用TIN或DEM作坡度及坡向分析【详细步骤】前置工作：在CAD中绘制等高线：图层干净无杂线，等高线属性自带标高；导出DGX.dwg在CAD中绘制范围线：图层干净无杂线，XY坐标与DGX.dwg对应；导出FWX.dwg（如已有CAD，将地形图层中的等高线选中复制- 新建CAD - 粘贴到原坐标- 新文件）一提取等高线文件1. 启动Arcmap，添加CAD数据文件Layer（右键）- Add Data - DGX.dwg（无法找见文件时点look in右边+）2. 只提取具有高程属性的等高线① Polyline图层（右键）- 属性- Drawing layer选项卡- 只勾选DGX图层，确定② 菜单Selection - Select by Attributes弹出菜单layer中选择Polyline，属性列表找到Elevation属性，双击选择，编辑条件表达式“Elevation”>0 （筛除操作中失去高程的等高线）③ 导出等高线数据为.shp 文件在Polyline 图层中：右键 - Data - Export Data 导出数据后提示是否添加进来，选择是二利用等高线生成TIN或DEM1. shp生成TIN文件工具栏- 3D Analyst - 数据管理- TIN - Create TIN【参数设置】Input Feature Class：选择刚刚生成的shp文件Height source: 选择“Elevation”；其他默认生成TIN文件后，直接添加进来，方便后续操作；TIN右键属性即可调整颜色显示2. 生成DEM文件工具栏- 3D Analyst - 转换- 由TIN转出- TIN转栅格(TIN to Raster)【参数设置】采样距离：OBSERVATIONS 1000（出图锯齿则调高该数值）3. 将需要区域提取出来① 添加FWX.dwg数据文件② 将范围线转为裁切需要的面(Polyline to Polygon)工具栏- 数据管理- 要素(Features) - 要素转面(Feature to Polygon)选择输入和输出的要素，完成，生成的面会自动导入GIS③工具栏- Spatial Analyst -提取分析(Extraction) - 按膜(Mask)提取【参数设置】输入栅格：DEM输入栅格数据或要素膜数据：FWXPolygon.shp提取区域也可以在Arcgis里直接绘制边界面文件.shp对生成的TIN进行裁切三利用TIN或DEM作坡度及坡向分析1. 利用DEM生成坡度图Spatial Analyst - Surface - Slope【参数设置】Input Raster：选择输入DEM图层Output measurement：degree2. 以图片形式输出坡度分析图① 将Arcgis窗口切换到版面视图（layout view）菜单Insert - Legend，选择坡度分析图层Slope（窗口中其他图层务必关闭），一直单击“下一步”直到结束，将“Legend”移动到图中合理位置同理可以添加其他图释要素，如指北针、比例尺等② 输出图片菜单File - Export Map，选择保存的图片类型及分辨率，完成【附录】TIN裁切：https:///view/130e0a18680203d8cf2f247f.html。
基于ArcGIS的坡度分析
2. 272557 0. 590865
> 25°
…
…
14. 79
…
…
59 总计
59 23075094
0. 000224 0. 000132 小流域平均坡度 s 11. 381183
3 结语 利用 ArcGIS 软件对数据处理和空间分析功能可
算出研究区的最高 、最低海拔和平均海拔等各项属性 数据 。该技术具有数据存储 、查询 、图形计算 、统计分 析 、属性和图形数据输出 、模型应用等功能 。ArcGIS 图 形空间叠加和分析功能为水土保持工作提供一种新技 术 、新方法 。
图 3 研究区的坡度重分类栅格图
由此可见 ,与传统方法相比 ,利用 ArcGIS 的空间 分析功能分析研究区的坡度组成情况和平均坡度的优 点为 : ①分析结果误差较小 。分析结果可满足用户对 精度 、尺度的要求 ,减少了分析结果的随机性 、多样性
参考文献 : [1 ]王勇 ,鄢铁平 ,刘岩松. GIS 在水土保持规划设计中的应用 [J ] . 中国
中 ,s 为研究区平均坡度 ;si 为量测的坡度值 ;fi 为该坡 度分布面积占总研究区的比例数 ,即权重 ;n 为划分坡 度的个数 。
由此可以看出 ,传统方法存在着以下几个弊端 : ① 分析结果精确度低 。典型坡向线的确定存在着很大的 人为主观因素 ,即操作结果随操作人员素质 、经验的不 同而异 ,操作结果具有随机性和多样性 ,从而导致操作 结果的精确度较低 。 ②工作效率低 。细化测量单元面 积 、提高测量精度虽然可减小操作结果的误差 ,但同时 也带来大量的计算工作 ,这项工作如果用人工的方法 来完成 ,所要消耗的工作时间非常多[3] 。 2. 2 利用 ArcGIS 分析功能计算平均坡度
湘源控规_ArcGIS高程坡度坡向分析
点击红圈内“添加”，可以分析坡度、坡向，过程与高程分析基 本一致。
最后导出地图，大家都懂的。GIS10.0可以导出分类多（即色 彩多）、分辨率高的图，这是相对于9.3最大的优点。
然后确定输出的路径、文件名等，如图，点击蓝色箭头所指处，最好 不要改变路劲，把新建的TIN命名。
然后点击“确定”
之后，如果正常，会在箭头所指圈圈内显示“创建TIN”字样
创建成果。在左侧“内容列表”“图层”中右键单击新创建的 TIN，点击“属性”。
在图层属性的“符号系统”中，勾掉“边类型”以去掉等高线，然后 可以根据个人爱好和需要选择分类数量、分类方法（方法很多，不赘 述）和颜色，还可以在左下角红圈内选择是否显示阴影效果。
• 打开ArcMap，点击“地理处理”，在下拉 菜单中点击“Arctoolbox”,如图所示：
打开“3D Analyst 工具”中的“TIN管理”，点击“创建TIN”， 出现对话框后，点击红色箭头所指处（即输入要素）
打开“我的文档”中ArcGIS文件夹，找到要分析的CAD文件， 双击，点击Polyline，添加之
二、ArcGIS10.0 地形分析
ArcGIS10.0与之前流行的9.3区别较大，对地 形分析而言，主要在于工具栏的位置发生了很 大变化；但是内核、基本思路基本一致，利用 GIS软件进行地形分析，按照以前给出的9.3的 教程，实质是利用CAD块文件中的带有标高属 性的Polyline建立TIN（不规则三角形），然后 对TIN的特性（属性）进行编辑而得到想要的 结果。
2. 根据实际情况，输入要转化高程的最低值和最高值。因为地形图高程 点成千上万，某一个点或某几个点高程值出错是常有的事，此步骤就是 为了避免出错的高程点产生过大或过小的高程值。
arcgis基于地形数据的坡度分析
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。
如何利用地形数据对坡度进行分析呢，本文即将揭晓。
软件准备：locaspace viewer：/soft/detail/39338.html?ald arcgis10.1：/s/1nvpUniD数据准备：基于地形数据分析，就得用到DEM地形数据了，如果你已经拥有了高程点、等高线、矢量边界，那就可以自己制作一个地形数据了，如何制作地形数据呢，可以参考这篇帖子：/123zxc/p/5915332.html 如果没有上述制作地形数据的基础数据，也不要着急，可以直接在locaspace viewer这个软件里下载。
该软件集成了Google Earth、天地图等影像和三维地形的在线地图地形服务，并支持影像地形免费下载，使用起来很方便（有软件使用问题可以加官方群：181261077）。
下载方法参考帖子：/123zxc/p/5913482.html中的地形数据下载部分，可以下载全球较高精度的地形数据。
数据有了，软件齐了，可以开始坡度分析了。
下图是在locaspace viewer中下载下来的DEM数据加载到arcgis中的效果图，下面还叠加了该地区的高清影像（也可通过locaspace viewer免费下载）。
加载好了数据之后找到ArcToolbox工具-》3D Analyst工具-》栅格表面-》坡度功能，如下图：点击坡度功能，弹出了坡度分析对话框，如下图前两项很常规，输入栅格地形数据，选择输出路径，输出的文件名带上拓展名，比如上图中的podu4.tif，输出单位默认DEGREE就好，重点是这个z因子的确定，当输入了栅格后，z因子那会弹出警告，警告内容上图所示，咱们可以看一下arcgis所给出的帮助里是怎么解释z因子这个参数的：Z 因子 (可选)一个表面 z 单位中地面 x,y 单位的数量。
坡度分析文字说明
坡度分析文字说明
坡度(slope)是地面特定区域高度变化比率的量度。
坡度的表示方法有百分比法、度数法、密位法和分数法四种，其中以百分比法和度数法较为常用。
本文计算的为坡度百分比数据。
如当角度为45度（弧度为π/4）时，高程增量等于水平增量，高程增量百分比为100%。
坡向(aspect)是指地形坡面的朝向。
坡向用于识别出从每个像元到其相邻像元方向上值的变化率最大的下坡方向。
坡向可以被视为坡度方向。
坡向是一个角度，将按照顺时针方向进行测量，角度范围介于0（正东）到360（仍是正东）之间，即完整的圆。
不具有下坡方向的平坦区域将赋值为-1（arcgis处理时为-1，其他可能为0）。
坡度、坡向计算一般采用拟合曲面法。
拟合曲面一般采用二次曲面，即3×3的窗口，如下图所示。
每个窗口的中心为一个高程点。
坡度分析跟坡向分析一样。
坡度分析是利用栅格数据周边像元的高程值大小的变化率。
gis帮助没有讲取的平均值还是最大最小。
最后需要验证一下。
输出坡度时可以有两个选择，一个是度、一个是百分比坡降，百分比坡降在河流坡降比中适合用。
输出结果情况一般是未定义z值的问题。
然后根据上面的说明，计算过程中按照m来计算的。
经纬度是无法计算距离的。
所以我又改了一下坐标系。
数据框转换成平面直角坐标系再试一次。
用投影栅格工具转换坐标系，注意、不要有中文字符！。
坡度和坡度角
道路设计：坡度 角是道路设计中 重要的参数，用 于确定道路的倾 斜度和排水系统 的布置。
排水系统：坡度 决定了排水系统 的水流速度和流 向，坡度角的大 小影响排水沟的 设计和施工难度。
防洪排涝：在城 市排水设计中， 合理利用坡度和 坡度角，可以有 效地防止洪水、 内涝等自然灾害 的发生。
景观设计：在景 观设计中，可以 利用坡度和坡度 角的变化，创造 出优美的景观效 果，提高城市的 环境品质。
人为因素的影响
道路设计：道路的坡度与坡度角受到设计者的理念和习惯影响 施工方法：施工方法的选择会影响到坡度和坡度角的实现 维护管理：道路的维护和保养也会影响坡度和坡度角的变化 交通流量：交通流量的大小对坡度和坡度角的要求不同
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汇报人：XX
坡度和坡度角的影响因素
第五章
地形地貌的影响
地形起伏：坡度的变化影响水流、土壤侵蚀等自然现象
坡度角大小：影响土壤的发育和植物生长，进而影响生态系统的结构和功能
地貌类型：不同的地貌类型对坡度和坡度角有不同的影响，如山地、平原、河流等 地形地貌的演变：地形地貌的长期变化会对坡度和坡度角产生影响，如河流的冲刷、 山地的抬升等
土木工程中的应用
道路设计：坡度角是道路设计中重要的参数，用于确定道路的排水和行车安全。
斜坡稳定性分析：坡度角的大小影响斜坡的稳定性，土木工程师需要根据坡度角的大 小进行斜坡稳定性分析。
土压力计算：在挡土墙设计中，坡度角是计算土压力的重要参数。
边坡防护：根据坡度角的大小，采取相应的边坡防护措施，如植草防护、挡土墙等。
土壤和地质的影响
土壤类型：不同类型的土壤对坡度和坡度角的影响不同，例如沙土和粘土的稳定性不同
土壤湿度：土壤湿度对土壤的承载能力和稳定性有影响，进而影响坡度和坡度角
基于DEM的坡度分析及矢量坡度图制作
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浙江 测 绘 ２ ０ ０ ８年 第 ２期
的权属界 限 已发生变 化 ， 丘范 围无法确 定 ， 然而重 新 进 行权属 界 限认 定 由于速度 较慢 又需 要产权 单位 配 合， 不能适 应建 库工 作需要 。 我们 采取 先确定 房屋 幢
关 键词 ： Ｅ ； 度 分析 ； 度 图 Ｄ Ｍ度 图制作 过程 中 ，坡 度 的获取 方法
是 ： 先通 过 等 高线 图 ， 工 描绘 坡 度 图 ， 根据 坡 首 手 再
２ ． ３坡度图
坡 度 图是 以 格 网点 坡 度 或面 元坡 度 为 基础 ， 利
的制 作 ， 可 以将 栅格 坡度 图转 换为矢 量坡 度 图。 也
３ 利 用 Ｄ Ｍ 进 行 坡 度 分 析 Ｅ
３１基 于 ＤＥ 提 取 坡 度 ． Ｍ
随着地 理信 息 系统 的发展 和 ３ 分析 技术 水平 Ｄ
不 断提 高 ， Ｍ 数 据获 取 比较 容易 ，利 用 ＤＥ 数 ＤＥ Ｍ 据 进 行坡 度分 析 、 作坡 度 图成 为 可 能 ， 制 这样 做 ， 既 提 高 了效 率 又可保证 坡度 图的准确 性 。
坡度 是地表 斜 面对水平 面 的倾斜 程度 ，一般 定 义 为 地 表水 平 面 和实 际 地 形 表 面 之 间 夹 角 的正 切
值 。 是 地形 曲 面 函数 ｚ （，） 东西 、 北 方 向 它 ＝ｆｘＹ 在 南 上 高程变 化 率 的 函数 ， Ｓｏ ｅ ａｃ ｎ 即 ｌｐ ＝ ｒｔ Ｖ￣－ ｙ， ａ ｇ ｆ ｆ － ｘ是 ｘ方 向高程 变化 率 ， 是 Ｙ方 向高程 变化率 。 地形 以坡度 的形式显 示 出丘陵 、 山地 、 平原 等地 貌 特征 。 在土地 利用 现状调 查 中 。 坡度 、 向 、 坡 高程是 决定 土地 质量 的重要 因素 ，准确 地掌 握土 地资 源 的 坡度 情况 ， 是土地 利用 现状 调查 的一项 重要 工作 。
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1.坡度分析
1）打开3D analyst tools→surface analysis→slope，打开如下图：
在input surface中输入需要进行坡度分析的DEM文件，设置输出象元大小和相应的输出文件名。
2）点击ok，完成操作，结果如下图：
3）坡度分级参照高程分级方法。
4）计算坡面曲率
打开3D analyst tools→surface analysis→slope，打开如图，在input surface中输入坡度分析结果slope，参数如下：
生成结果如图：
2.坡向分析
1）打开3D analyst tools→surface analysis→aspect，打开如下对话框：
输入参数如图，其中在input surface中输入需要进行坡向分析的DEM数据文件。
2）结果如图：
3）计算平面曲率
打开3D analyst tools→surface analysis→slope，打开如图，在input surface中输入坡度分析结果slope，参数如下：
生成结果如图：。