在ArcGIS中构建生成三维地形地貌
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。
ArcGIS9教程_第9章三维分析
ArcGIS9教程_第9章三维分析第九章三维分析相当长的⼀段时间⾥，由于GIS理论⽅法及计算机软硬件技术所限，GIS以描述⼆维空间为主，同时发展了较为成熟的基于⼆维空间信息的分析⽅法。
但是将三维事物以⼆维的⽅式来表⽰，具有很⼤的局限性。
在以⼆维⽅式描述⼀些三维的⾃然现象时，不能精确地反映、分析和显⽰有关信息，致使⼤量的三维甚⾄多维空间信息⽆法加以充分利⽤。
随着GIS技术以及计算机软硬件技术的进⼀步发展，三维空间分析技术逐步⾛向成熟。
三维空间分析相⽐⼆维分析，更注重对第三维信息的分析。
其中第三维信息不只是地形⾼程信息，已经逐步扩展到其它更多研究领域，如降⾬量、⽓温等。
ArcGIS具有⼀个能为三维可视化、三维分析以及表⾯⽣成提供⾼级分析功能的扩展模块3D Analyst，可以⽤它来创建动态三维模型和交互式地图，从⽽更好地实现地理数据的可视化和分析处理。
利⽤三维分析扩展模块可以进⾏三维视线分析和创建表⾯模型（如TIN）。
任何ArcGIS 的标准数据格式，不论⼆维数据还是三维数据都可通过属性值以三维形式来显⽰。
例如，可以把平⾯⼆维图形突出显⽰成三维结构、线⽣成墙、点⽣成线。
因此，不⽤创建新的数据就可以建⽴⾼度交互性和可操作性的场景。
如果是具有三维坐标的数据，利⽤该模块可以把数据准确地放置在三维空间中。
ArcScene是ArcGIS三维分析模块3D Analyst所提供的⼀个三维场景⼯具，它可以更加⾼效地管理三维GIS数据、进⾏三维分析、创建三维要素以及建⽴具有三维场景属性的图层。
此外，还可以利⽤ArcGlobe模型从全球的⾓度显⽰数据，⽆缝、快速地得到⽆限量的虚拟地理信息。
ArcGlobe能够智能化地处理栅格、⽮量和地形数据集，从区域尺度到全球尺度来显⽰数据，超越了传统的⼆维制图。
利⽤交互式制图⼯具，可以在任何⽐例尺下进⾏数据筛选、查询和分析，或者把⽐例尺放⼤到合适的程度来显⽰感兴趣区域的⾼分辨率空间数据，例如航空相⽚的细节。
arcgis地形位指数的计算步骤
arcgis地形位指数的计算步骤一、数据准备需要准备高程数据，可以是数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）或高程点数据。
在ArcGIS中，常用的DEM 格式有Grid、TIN和ASCII。
如果使用高程点数据，则需要将其转换为DEM格式。
二、创建TPI表面1. 打开ArcGIS软件，新建一个地理处理工具箱。
2. 在工具箱中，选择“Spatial Analyst Tools”-“Surface”-“Topographic Position Index”。
3. 在弹出的对话框中，选择输入DEM数据，并设置输出路径和文件名。
4. 点击“运行”按钮，开始创建TPI表面。
三、计算TPI值1. 在ArcGIS软件中，打开刚刚创建的TPI表面。
2. 在“空间分析”菜单中，选择“提取值”-“提取多点值”。
3. 在弹出的对话框中，选择要提取TPI值的点数据，设置输出路径和文件名。
4. 点击“运行”按钮，开始计算TPI值。
四、可视化TPI结果1. 在ArcGIS软件中，打开刚刚计算得到的TPI值数据。
2. 在“图层”菜单中，选择“新建图层”。
3. 在弹出的对话框中，选择TPI值字段作为符号化属性，设置符号化方法和颜色渐变方案。
4. 点击“确定”按钮，生成TPI结果的可视化图层。
五、分析TPI结果1. 在ArcGIS软件中，打开TPI结果的可视化图层。
2. 在“工具”菜单中，选择“统计”-“汇总统计”。
3. 在弹出的对话框中，选择TPI值字段作为统计字段，设置统计方法和输出路径。
4. 点击“确定”按钮，生成TPI结果的统计数据。
六、解读TPI结果1. 根据TPI结果的可视化图层，可以直观地观察到地形的高低和坡度变化情况。
2. 根据TPI结果的统计数据，可以计算出地形的平均高度、最大高度、最小高度等指标。
3. 根据TPI结果的统计数据，可以绘制频率分布直方图，进一步分析地形的特征。
ArcGIS地形位指数的计算步骤包括数据准备、创建TPI表面、计算TPI值、可视化TPI结果、分析TPI结果和解读TPI结果。
利用ArcGIS制作真实地形图的方法
多媒体教学2015 年 第 14 期在中学地理教材上有许多地理信息均以地图的形式表达出来，且部分地理信息只能通过地图的形式加以呈现。
地图对于地理的学习非常重要，地图有地理学的“第二语言”之称。
近年来，对于等高线地形图的判读与应用归纳和总结的文章较多，然而很少有地理教师关注如何从出题者的角度科学地制作出一幅地形真实且精度较高的地形图，进而使原创试题设计更加合理。
一、地形图的分类地形图描述了地表形态高低起伏的变化特征，一般包括等高线地形图、分层设色地形图和地形剖面图。
其中，把陆地表面海拔相等的点连接成的线叫等高线，把海洋或者湖泊中深度相同的各点连接成的线叫等深线。
在绘有等高线或等深线的地形图上，按照不同的高度和深度，着上深浅不同的各种颜色，使得地表形态和海底起伏状况清晰可见，这种地形图叫分层设色地形图，一般而言，对于黑白灰着色没有明确的要求，彩色中，往往以绿色、黄色、棕色等表示平原、高原和山地，以深浅不同的蓝色表示海洋的深度。
地形剖面图则是根据等高线地形图沿着某一方向的直线所作的垂直断面图，这种地形图可以直观地表示地面上沿着某一方向地形的起伏状况。
下面将从这三个层次依次介绍地形图的制作过程。
二、数据来源要想制作一幅真实且具有一定精度的地形图，前提是获取相应精度的地形高程数据。
一般而言，高程数彭云龙（江苏省南师附中新城初中黄山路分校, 江苏 南京 210019）利用制作真实地形图的方法摘要：新课程改革使地理信息技术进入中学地理教材，这要求中学地理教师需加深对地理信息技术的了解和应用。
GIS技术在中学地理教学中应用广泛，本文以地形图的制作为例，探讨一线地理教师地形图制作过程中的不足，并分析地形图的种类，最后依次介绍了GIS技术在不同种类地形图制作中的具体过程。
关键词：ArcGIS；地形图；等高线据的来源有两个途径：一是携带专业设备进行野外测量，然后在室内利用一定的插值方法进行空间插值得到高程数据；二是可以从权威机构共享的数据库中下载得到。
浅较基于ArcGIS的两种DEM生成方法
浅较基于ArcGIS的两种DEM生成方法数字高程模型（DEM）是新一代的地形图，地貌和地物不再用直观的等高线和图例符号在纸上表达，而是通过储存在磁性介质上的大量密集的地面点的空间坐标和地形属性编码，以数字的形式描述。
DEM以数字的形式按一定的组织结构组织在一起，表示实体地形特征空间分布的模型，是地形形状大小起伏的数字描述。
由于生成DEM的数据获取方式不同、生成算法各异等原因，DEM的生成方法很多，最常用的生成方法就是对现有地形图进行数字化，以获取原数据，并用于构建不规则三角网从而建立DEM或直接通过内插的方法建立DEM。
本文将对这两种生成DEM的方法进行实验，依据高程吻合度等质量评价标准对这两种方法生成的DEM进行对比。
1 实验数据和研究方案根据数字化地形图数据分别以构TIN法和TOPO法生成DEM，并对其比较，找出其区别和优缺点。
其中通过构建不规则三角网生成DEM时对分别以无骨架点数据构TIN和增加骨架点数据构TIN两种方法生成的DEM进行对比，找到更高质量的构TIN方案；在TOPO法建立DEM中，通过对DEM生成参数的设置，建立更佳的DEM，对构TIN法生成的DEM与TOPO法建立的最佳DEM进行对比。
2 DEM建立方法2.1 构TIN法（以Delaunay三角网为例）不规则三角网表示数字高程模型既能减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算效率方面优于纯粹基于等高线的方法。
单纯以等高线构建DEM会出现平顶，沟谷、山脊不明显等缺点，不能够很好地表现微地形特征。
为了克服这些缺点，需在等高线数据基础上增加骨架点数据来弥补。
骨架点就是分布于整个图内，弥补等高线不能反映出的具体特征地形的一系列特征点。
与没有骨架点的DEM晕渲图相比，平顶、沟谷、山脊不明显等缺点，已经较好地得到了改善。
包含骨架点数据生成的DEM比不包含骨架点数据生成的DEM在山顶、沟谷、山脊等方面优秀，包含骨架点生成TIN得到DEM的相同抽取点高程误差的均方差小于不包含骨架点生成TIN得到的DEM的抽取点高程误差的均方差。
ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程
ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程ARCSCENE是一种功能强大的三维GIS软件，它可以帮助用户将现实世界的地理信息制作成虚拟现实的可视化效果。
下面是一份关于如何使用ARCSCENE进行三维GIS虚拟现实可视化制作的教程，帮助初学者了解基本的操作步骤。
第一步：数据准备第二步：打开ARCSCENE软件在你的电脑上打开ARCSCENE软件。
如果你已经安装了ARCSCENE软件，可以直接点击桌面上的程序图标打开软件。
第三步：导入地理信息数据从菜单栏中选择“文件”，然后选择“导入”选项。
在弹出的对话框中，选择要导入的地理信息数据文件，然后点击“打开”按钮。
ARCSCENE会将数据导入到软件中。
第四步：创建场景在导入地理信息数据后，需要创建一个场景来展示数据。
在菜单栏中选择“场景”选项，然后选择“新建场景”。
在弹出的对话框中，设置场景的名称、坐标系统、单位等参数，然后点击“确定”按钮。
第五步：调整视角在创建场景后，你可以通过鼠标操作来调整视角。
在左上方的工具栏中选择“三维漫游”工具，然后通过拖动鼠标来改变视角。
也可以使用键盘上的方向键来调整视角。
第六步：添加图层在菜单栏中选择“插入”选项，然后选择“添加数据”。
在弹出的对话框中，选择要添加的图层文件，然后点击“打开”按钮。
添加的图层将会在场景中显示出来。
第七步：设置图层属性在添加图层后，需要对图层进行一些属性设置。
通过右键点击图层名称，在弹出的菜单中选择“属性”选项。
在弹出的对话框中，你可以设置图层的颜色、透明度、阴影等属性。
第八步：添加效果除了基本的图层显示外，你还可以添加一些效果来提升可视化效果。
通过菜单栏中的“效果”选项，可以添加光照、阴影、雾效等。
点击“效果”选项后，弹出一个对话框，你可以在其中选择并设置各种效果。
第九步：保存和导出这里仅仅是一个简单的ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程，帮助初学者快速入门。
实际操作过程中可能会遇到更多的问题和挑战，建议多加练习和尝试，深入了解软件的各种功能和工具，以便能够更好地运用ARCSCENE进行三维GIS虚拟现实可视化制作。
基于ArcScene的三维地形可视化及其应用
基于ArcScene的三维地形可视化及其应用肖海红（神华（北京）遥感勘查有限责任公司北京 100085）【摘要】三维地形可视化是目前众多领域的研究热点，可广泛应用于山地、丘陵、沙漠等领域的各种工程规划和优化设计。
本文主要介绍了基于ArcScene平台的地形三维可视化的技术流程和三维动画制作方法。
以北京市房山区大安山地区为例，论述了三维地形场景在北京市矿产资源开发状况遥感动态监测和调查项目中的应用和作用。
【关键词】三维地形可视化DEM TIN 三维动画1 引言三维地形可视化技术是指在计算机上对数字地形模型中的地形数据进行逼真的三维显示、模拟仿真、简化、多分辨率表达和网络传输等内容的一种技术[1]，它可用直观、可视、形象、多时角、多层次的方法，快速逼真的模拟出三维地形的二维图像，使地形模型和用户有很好的交互性，使用户有身临其境的感觉。
三维地形逼真模拟在地形漫游、土地规划、三维地理信息系统等众多领域都有着广泛的应用[2]。
结合项目的实际需求，我们制作了北京市密云县潮白河中上游区和房山区大安山两地区的三维地形场景，并按照一定比例尺和飞行路线生成了研究区域的虚拟三维影像动画，对项目的深入研究和完善都起到了重要作用。
2 项目介绍北京市矿产资源开发状况遥感动态监测项目，是北京市国土资源局委托我公司充分应用遥感技术、地理信息技术和全球定位技术搭建可视化平台，对北京市密云县潮白河中上游区砂石开采现状、房山区大安山地区煤矿开采现状，及其对矿山环境的影响，进行试点调查和监测。
其目的在全市范围内进行推广，以矿产资源的非法开采和矿山环境严重破坏现象监测为主题，采用形象的图形图像语言和简便的计算机表达方式，为北京市国土资源局及其相关处室进行矿产资源的开发和管理，提供科学依据。
本项目的主要研究方法：（1）收集2004 年10月、2005年10月、2006年4月和2006年11月的不同时相、不同种类和不同比例尺的遥感图像，包括法国高分辨率SPOT5卫星数据、美国高分辨率QuickBird数据、IKONOS数据以及航空遥感数据。
ARCGIS地形分析实例
ARCGIS地形分析实例ARCGIS是一款功能强大的地理信息系统软件，可以进行各种地理分析和空间数据可视化。
地形分析是其中的一项重要功能，可以帮助我们了解和探索地表的形态和特征。
下面将以ARCGIS为工具，介绍几个地形分析的实例。
一、降水分析1.数据准备：获取地区的降水数据以及地形数据（DEM）。
2.数据处理：将DEM数据导入ARCGIS，通过提取工具提取地形的坡度和坡向信息，利用插值和空间差值方法处理降水数据。
3.分析结果：通过生成栅格图层和矢量图层，能够直观地展示降水分布和形成原因，从而进行水资源的合理利用和管理。
二、洪水模拟1.数据准备：获取洪水事件的历史数据以及地形数据。
2.数据处理：将洪水事件的历史数据与DEM数据结合，利用水文模型进行洪水模拟，得到不同时间段的洪水淹没范围和深度信息。
3.分析结果：通过制作淹没范围和深度的等值线图、三维地图和栅格图层，能够对洪水灾害的潜在风险进行评估，从而为防洪和减灾提供决策支持。
三、地质地貌分析1.数据准备：获取地质地貌的相关数据，如地质地貌图、地下水位、岩石类型等。
2.数据处理：将地质地貌图导入ARCGIS，通过DEM数据计算地形的高程、坡度和坡向信息，并与其他地质地貌数据进行相互分析。
3.分析结果：通过生成等高线、三维地形和地质地貌分布图等，能够对地区的地质地貌特征进行定量和定性的描述，从而为环境保护、土地利用和城市规划提供参考。
四、地表动态变化分析1.数据准备：获取地表动态变化的现场调查数据或遥感影像数据。
2.数据处理：将现场调查数据或遥感影像数据导入ARCGIS，利用图像处理和特征提取工具，计算地表的变化率和变化趋势。
3.分析结果：通过生成变化向量图、变化热点图和变化面积图等，能够定位地表动态变化的重点区域和趋势，从而为环境监测和资源管理提供科学依据。
以上实例展示了ARCGIS在地形分析中的应用。
通过ARCGIS的功能和工具，我们可以方便地进行各种地形分析，揭示地表的形态、特征和变化。
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如何在ArcGIS中构建生成三维地形地貌场景
一、为什么要用三维地形地貌场景
地理信息与人类的生产生活息息相关，人类的诸多活动都离不开地形。
如何更好的表达真实地形供人类实践活动所用，一直是人们追求的目标。
在古代，人类用符号、线条在绢、丝、布、兽皮、纸等介质上标绘地形。
所用的符号各种各样，如用△代表山峰，用数字标注海拔，用线条表示行进路线等等。
在不同的历史时期和不同的区域，符号系统有很大的区别。
到了近代逐渐形成了统一的图例，平面地图被广泛应用在更行各业中，这种方式最大的缺点是不直观，缺乏真实感。
为了更直观更形象的表达地理信息，人们用到了沙盘，它除了平面方位之外，还能表达空间上的方位，因为它是真实三维地形地貌的微缩场景。
二、什么是三维虚拟仿真技术
三维地形虚似可视化仿真技术是指在计算机上对数字地形模型中的地形数据实时的进行三维逼真显示、模拟仿真、简化和多分辨率表达等内容的一项技术。
它涉及到遥感与测绘、现代数学、计算几何、地理信息系统、计算机图形学等众多学科领域，在游戏交互、土地与城市规划、战场环境仿真、飞行器导航与地形提示和警告系统等众多领域有广泛应用。
三、如何在ArcGIS中构建生成三维地形地貌
首先，请确保水经注万能地图下载器软件版本为X3.0build1469及以上，然后我们只需要以下几步说明如何在ArcGIS(ArcSence)中构建生成“察隅县”虚拟三维地形地貌场景。
第一步：下载卫星影像和高程数据
这里我们按行政区划下载的方式同时下载“察隅县”的谷歌高清卫星影像和高程数据。
在软件的右上角点击选择“区划”并按省市县的方式依次选择“察隅县”，然后在显示的行政区域范围中点击“下载”按钮显示“新建任务”对话框。
在“新建任务”对话框中勾选“下载高程”，在级别中一般选择15到19级，这里我们只选择第15级，如下图所示。
如果需要按边界裁剪、设置背景颜色或背景透明等更多设置，点击对话框中的“导出设置”即可，设置好之后点击“确定”按钮即可同时开始下载影像和高程数据，如下图所示。
第二步：在ArcGIS中加载影像和高程数据
启动ArcSence软件并点击“Add Data”按钮先将卫星影像添加到场景中，如下图所示。
第三步：构建生成三维地形地貌场景
在影像图层上单击鼠标右键并点击“Properties...”菜单，会显示“Layer Properties”对话框，在该对话框的“Base Heights”功能选项卡中打开高程数据并作相应的参数设置，如下图所示。
点击确定之后，软件会对影像和高程数据进行三维地形地貌构建，完毕之后即可对三维场景进行360度旋转漫游，三维地形地貌效果图如下图所示。