arcgis基于dem的坡度提取原理
利用ArcGis生成DEM并制作坡度图的方法
利用ArcGis生成DEM并制作坡度图的方法作者：刘欣刘梦段婷婷来源：《中国科技博览》2015年第03期[摘要]介绍了如何利用ArcGis建立数字高程模型的作业过程，探讨了坡度分级图的意义及制作坡度分级图的制作流程。
[关键词]ArcGis；DEM；坡度分级图中图分类号：E994 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0042-01坡度作为重要的地形定量指标，是土地利用分析的主要技术指标，更是实施耕地保护、退耕还林的重要依据。
在以往的工作中，采用人工量取的方式逐个图斑获取坡度信息，再对坡度、坡向进行统计和分析。
采用这种方法获取坡度数据耗时长、工作量大、精度低，数据的准确性也得不到保证；用人工计算的方法对坡度、坡向进行统计和分析精度低、效率低。
因此，地图的数字化产品和建立DEM数字高程模型进行坡度、坡向分析方法逐步得到开发应用。
DEM（DigitalElevationModel），即数字高程模型，是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和高程属性特征的数字描述。
DEM的制作是通过对等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。
在地理信息系统中，地形要素可以由DEM直接或间接导出，如坡度、坡向等等，因此，DEM是一种重要的数据组织形式。
目前，国内外最常用的DEM制作方法有：①由全野外测量数据构建。
这种方法虽然精度非常高，但耗时长，成本很高，更新困难，应用范围也比较小；②将现有地形图数字化，生成数字格网模型。
这种方法成本低、耗时短、更新周期短，应用范围广，但精度较低；③摄影测量和遥感的方法。
即利用两相邻像对，在全自动摄影测量系统的支持下，通过输入地面控制点、相对定向和绝对定向以及影像自动相关匹配，生成DEM数据。
本文讨论的是第二种方法。
虽然精度不如另外两种方法，但在有数据支持的情况下，综合考虑成本、周期，在实际工作中是最常用的一种方法。
基于dem的坡度提取原理
基于dem的坡度提取原理基于DEM的坡度提取原理概述：数字高程模型（DEM）是一种用于描述地表地形高程信息的数字化模型。
基于DEM的坡度提取是利用DEM数据计算出地表坡度信息的过程。
坡度是地表高程变化的一种度量，它对地形特征的描述具有重要意义。
本文将介绍基于DEM的坡度提取原理及其应用。
一、DEM数据DEM数据是通过测量或遥感技术获取地表高程信息，并以数字化方式表示的数据。
DEM数据以栅格的形式存储，栅格单元中的数值表示该位置的地表高程。
DEM数据通常包含高程、行列号和地理坐标等信息。
二、坡度的定义坡度是地表高程变化的一种度量，是指地表在水平方向上单位距离上升或下降的高度差。
坡度的计算可以描述地表地形的陡峭程度和变化趋势。
三、坡度计算方法1. 三点法三点法是一种常用的坡度计算方法。
对于DEM数据中的每个栅格单元，以其为中心，选取周围的3×3个栅格单元，计算这9个栅格单元的高程差值，并根据高程差值和栅格单元之间的距离，计算出坡度值。
2. 四邻域法四邻域法是一种简化的坡度计算方法。
对于DEM数据中的每个栅格单元，以其为中心，选取周围的上、下、左、右四个栅格单元，计算这四个栅格单元的高程差值，并根据高程差值和栅格单元之间的距离，计算出坡度值。
3. 八邻域法八邻域法是一种更精确的坡度计算方法。
对于DEM数据中的每个栅格单元，以其为中心，选取周围的上、下、左、右以及四个对角线方向上的八个栅格单元，计算这八个栅格单元的高程差值，并根据高程差值和栅格单元之间的距离，计算出坡度值。
四、坡度的应用坡度是地表地形的重要特征之一，它在多个领域具有广泛的应用价值。
1. 地质研究坡度可以用于地质研究中的地貌分析和地质灾害评估。
通过提取DEM数据中的坡度信息，可以揭示地区的地形特征、地表演化过程以及地质灾害潜在风险等。
2. 水资源管理坡度对水资源管理具有重要意义。
坡度的大小直接影响水流速度和径流量。
通过提取DEM数据中的坡度信息，可以研究流域的水文特征、水资源分布和径流方向，为水资源管理和水文模型建立提供重要依据。
坡度坡向的提取算法
坡度坡向的提取算法坡度和坡向是地形分析中的重要参数，用于描述地表的陡峭程度和方向。
坡度是指地面上其中一点的高程变化与水平距离之比；坡向是地面其中一点的最大上升率所对应的方向。
坡度和坡向的提取算法可以分为基于DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）和基于地图数据两种方法。
一、基于DEM的坡度和坡向提取算法：1.基于邻域方法的算法：-邻域方法是最简单直观的坡度和坡向提取算法。
它用其中一点周围的高程信息进行计算。
-坡度的计算可以通过求解一阶导数的总体梯度来实现，即将DEM网格转换为连续函数，并计算其梯度。
-坡向的计算可以通过计算DEM网格在横向和纵向方向上的导数，并根据求解出的导数来计算方向。
2.基于三角网格的算法：-三角网格是指将地表划分为许多小三角形，并且每个小三角形的节点均有确定的坐标和高程值。
-这种算法将DEM通过三角剖分得到三角网格，并通过计算每个小三角形的高程差和边长来求解坡度。
-坡向的提取可以通过计算每个小三角形的法向量来实现。
3.基于插值方法的算法：-插值方法是一种基于数据点之间的插值运算来推断未知值的方法。
-坡度和坡向的提取可以通过对DEM高程数据进行插值，并计算插值后数据的导数来实现。
-常用的插值方法包括反距离加权插值和克里金插值等。
二、基于地图数据的坡度和坡向提取算法：1.基于等高线的算法：-等高线是地图上连接同一高程点的线，通过等高线的间距和形状可以判断地形的陡峭程度。
-坡度的提取可以通过计算等高线的间距和高程差来实现。
-坡向的提取可以通过等高线的方向来判断，通常等高线会指向高程减少的方向。
2.基于流向的算法：-水流会沿着最陡峭的方向流动，因此流向可以用于推断坡度和坡向。
-该算法通过计算每个像素点的流向，然后根据流向来推断该点的坡度和坡向。
-常用的流向计算算法包括D8算法和D∞算法等。
以上是坡度和坡向的提取算法的一些简要介绍，实际的算法还需要考虑数据的精度、计算效率等因素，并结合具体应用做一些优化。
实验5 基于DEM坡面地形因子提取
实验五 DEM坡面地形因子提取
一、实验目的
1、了解基于DEM坡面地形因子提取的原理；
2、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；
3、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。
二、实验数据
一幅5m分辨率的黄土地貌DEM数据。
三、实验步骤
1、D em数据加载及工作区设定
1、加载Dem数据，如图所示；
2、设定工作区；
2、坡度提取1、提取坡度
2、坡度3度等间距分级
3、土地利用模式分级
3、坡向提取
4、提取坡面曲率因子
Plan_curv
Profile_curv
Curvatu_slop
Plan_curv与Hillside叠加
Profile_curv与Hillside叠加
Curvatu_slop与Hillside叠加
5、提取坡度变率因子，即提取坡度的坡度
6、提取坡向变率因子，即提取坡向的坡度。
高程提取坡度
高程提取坡度1. 介绍高程提取坡度是地理信息系统（GIS）中的一个重要任务。
它通过分析数字高程模型（DEM）或其他高程数据，计算地表的坡度信息。
坡度是指地表在水平方向上的倾斜程度，是地形地貌特征的重要描述指标之一。
坡度信息在地质、土地利用规划、生态学和水资源管理等领域具有广泛的应用。
本文将详细探讨高程提取坡度的原理和方法。
2. 高程数据获取要进行高程提取坡度的分析，首先需要获取高程数据。
高程数据可以通过多种方式获取，例如航空遥感、卫星遥感、测绘测量等。
其中，数字高程模型（DEM）是最为常用的高程数据形式。
DEM是用栅格矩阵的形式描述地表高程的数据集，每个栅格单元包含一个高程数值。
可以通过DEM来计算地表的坡度。
3. 高程坡度计算方法计算地表的坡度可以使用多种方法，下面介绍两种常用的方法。
3.1 三角法三角法是一种简单且常用的高程坡度计算方法。
它基于三角形的性质来计算坡度，即通过比较相邻栅格单元的高程值来判断坡度。
具体步骤如下： 1. 选择一个栅格单元，计算其相邻栅格单元的高程差值。
2. 使用三角函数计算出相邻栅格单元之间的坡度。
3. 重复以上步骤，直到计算完所有栅格单元的坡度。
三角法的计算比较简单，但它假设地表的变化足够平缓，可能忽略了地形中的复杂变化。
对于较复杂的地形，可以使用更精确的方法来计算坡度。
3.2 斜度算法斜度算法是一种更精确的高程坡度计算方法。
它基于地表曲面的切线来计算坡度。
具体步骤如下： 1. 对DEM进行滤波平滑处理，以去除一些噪声。
2. 计算DEM的梯度或倾斜度，即计算每个栅格单元的高程变化率。
3. 使用梯度或倾斜度来计算坡度。
斜度算法考虑到了地形的复杂变化，因此在计算坡度时更加准确。
但斜度算法计算量较大，需要注意计算效率。
4. 坡度数据的应用获取坡度数据后，可以应用于多个领域。
4.1 地质研究地质研究中，坡度是一个重要的地貌指标。
通过分析坡度数据，可以揭示地质构造、地貌演化和地质风险等信息。
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。
gis坡度生成高程 -回复
gis坡度生成高程-回复GIS坡度生成高程是一种常用的地理信息系统（GIS）分析技术，可以根据地形数据计算地表坡度。
在地理学、地质学、土地规划等领域，坡度是一个重要的地理指标，可以用于土地利用评估、水资源管理、土壤侵蚀监测等应用。
本文将一步一步介绍GIS坡度生成高程的原理和操作步骤。
一、GIS坡度生成高程的原理GIS坡度生成高程是基于数字高程模型（DEM）数据进行分析的。
DEM 是一个地理数据集，它记录了地表在不同位置的高程信息。
在GIS中，DEM 数据可以是从卫星遥感图像、激光雷达数据或地形测量仪等设备获取的。
根据DEM数据，可以计算出不同地点的坡度。
坡度是地表高程变化的程度。
在地理学中，坡度可以通过计算地表高程的梯度来表示。
梯度是指地表高程在水平距离单位上的变化。
二、坡度计算公式计算坡度的常用方法是通过计算DEM数据集中相邻点之间的高程差来得到。
具体的计算公式是：坡度= arctan（（z2 - z1）/ d）其中，z1和z2是两个相邻点的高程值，d是两个相邻点之间的水平距离。
三、GIS坡度生成高程的步骤1. 导入DEM数据：首先，在GIS软件中导入DEM数据集。
可以通过打开文件、导入数据或通过GIS软件的菜单选项实现。
2. 创建新的栅格数据：根据需求，可以选择创建新的栅格数据，用于存储计算得到的坡度结果。
3. 指定DEM数据集：在工具箱或菜单选项中，选择计算坡度的工具。
在工具界面中，选择导入的DEM数据集。
4. 计算坡度：在工具界面中，设置输出数据的路径和文件名，并选择计算坡度的方法。
一般来说，可以选择使用计算公式中的梯度计算方法，也可以选择其他坡度计算算法。
5. 运行坡度分析工具：点击工具界面中的运行按钮，开始进行坡度分析。
这个过程可能需要一些时间，具体时间取决于DEM数据集的大小和计算机性能。
6. 查看结果：坡度分析完成后，可以查看并分析坡度结果。
通常情况下，坡度结果以栅格图层的形式显示在GIS软件的地图窗口中。
arcgis 坡度与坡向 原理
arcgis坡度与坡向原理随着科技的进步，地理信息系统（GIS）的应用已经渗透到我们生活的方方面面。
其中，ArcGIS作为GIS领域的翘楚，其强大的空间分析功能备受瞩目。
在这篇文章中，我们将深入探讨ArcGIS中坡度与坡向的原理，以及它们在实践中的应用。
一、坡度与坡向的基本原理坡度与坡向是描述地形表面特征的两个重要参数。
简单来说，坡度描述了地形的倾斜程度，而坡向描述了地形的朝向。
在ArcGIS中，这两个参数可以通过空间分析工具中的“表面分析”模块进行计算。
1.坡度：坡度是地形表面某一点处的倾斜度，通常以度为单位。
在ArcGIS中，坡度的计算基于数字高程模型（DEM），通过分析DEM 中相邻像素的高程差，可以得出每个像素的坡度值。
2.坡向：坡向描述了地形表面某一点处斜面的朝向，通常以北为0度，顺时针方向增加角度。
同样基于DEM数据，ArcGIS会计算出每个像素的坡向值。
二、坡度与坡向的应用场景1.水文分析：通过对流域的坡度与坡向进行分析，可以更好地理解水流的方向和速度，从而为水文模型的建立提供依据。
2.土地利用规划：通过对城市或乡村地区的坡度与坡向进行分析，可以更合理地规划土地利用方式，例如在陡峭地区规划森林或自然保护区，在平缓地区规划建设用地。
3.矿产资源勘探：通过对矿区的坡度与坡向进行分析，可以辅助地质学家判断矿产资源的分布和储量。
4.环境影响评估：在进行大型工程项目时，如高速公路、水库等，可以通过分析项目区域的坡度与坡向，预测工程对周边环境的影响。
三、总结通过ArcGIS中坡度与坡向的原理及应用的探讨，我们可以看到这两个参数在地形分析中的重要地位。
了解并掌握ArcGIS中的坡度与坡向计算方法，有助于我们在实际工作中更好地应用GIS技术，为资源管理、环境保护、城市规划等领域提供科学依据。
同时，随着GIS技术的不断发展，我们期待看到更多创新的应用模式，为人类社会的可持续发展做出贡献。
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arcgis基于dem的坡度提取原理ArcGIS基于DEM（数字高程模型）提取坡度的原理主要涉及对地面高程数据的分析。
以下是具体的原理和步骤：
1. 坡度计算：坡度是描述地面高程变化的一个指标，其计算是基于每一个栅格单元的高程变化率。
在DEM数据中，每一个栅格单元都有一个对应的高程值，通过计算相邻栅格单元之间的高程差，可以得到该栅格单元的坡度值。
2. 方向分析：除了坡度值，还可以分析地面的方向。
通过比较每一个栅格单元与其相邻栅格单元的高程差异，可以确定该栅格单元的坡向，即高程值最大的方向。
3. 提取坡度图层：基于DEM提取的坡度图层展示了地面的坡度分布情况。
坡度值越小，地势越平坦；坡度值越大，地势越陡峭。
这种图层对于地貌分析、水土流失研究、土地利用规划等应用具有重要的参考价值。
4. 动态更新：随着GIS数据的更新，相应的DEM和坡度图层也会进行动态更新，以反映最新的地形信息。
这种实时性对于自然灾害预警、土地利用变化监测等应用至关重要。
5. 与其他数据的集成：提取的坡度图层可以与其他类型的地理数据（如土地利用类型、水文数据等）进行集成，以进行更深入的综合分析。
总之，基于DEM提取坡度是利用地理信息系统（GIS）技术对数字高程数据进行处理和分析的一种方法，其原理主要基于高程变化率的计算和方向分析。
这种方法能够提供丰富的地形信息，对于多种应用领域具有重要意义。