《地理信息系统》课程教学资源（实验指导）实习七 DEM建立与应用

实习七DEM建立与应用、实习目的DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。通过对本次实习的学习我们应：1、加深对DEM建立过程的原理、方法的认识；2、熟练掌握ARCVIEW中建立DEM、TIN的技术方法。3、结合实际、掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。二、实习准备1、软件准备：Arcview2、数据准备：文件feapt-clipl.dbf，feapt-clipl.shp，feapt-clipl.shx，文件terlk-clip1.dbf,terlk-clip1.shp，terlk-clip1.shx，文件夹cal2和info。三、实习内容1、DEM及TIN的建立(1)由采样点数据建立表面1）在视图目录表中添加并激活采样点层面feapt-clip1.shp。2）从【Surface】菜单中选择【InterpolateGrid】命令。3）在出现的Output Grid Specification对话框中设定输出主题的范围、栅格单元大小及栅格行、列数。4）接下来出现的InterpolateSurface对话框中，从Method列表中选择Spline（注意：在菜单中只有IDW和Spline两种内插方法可以选择）。在ZValueSE图1由采样点生成的表面

实习七 DEM 建立与应用 一、 实习目的 DEM 是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的 一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。通过对本次实习的学习， 我们应： 1、 加深对 DEM 建立过程的原理、方法的认识； 2、 熟练掌握 ARCVIEW 中建立 DEM、TIN 的技术方法。 3、 结合实际、掌握应用 DEM 解决地学空间分析问题的能力。 二、 实习准备 1、 软件准备：Arcview 2、 数据准备：文件 feapt-clip1.dbf ，feapt-clip1.shp，feapt-clip1.shx，文件 terlk-clip1.dbf，terlk-clip1.shp，terlk-clip1.shx，文件夹 cal2 和 info。 三、 实习内容 1、 DEM 及 TIN 的建立 (1) 由采样点数据建立表面 1) 在视图目录表中添加并激活采样点层面 feapt-clip1.shp。 2) 从【Surface】菜单中选择【Interpolate Grid】命令。 3) 在出现的 Output Grid Specification 对话框中设定输出主题的范围、栅格 单元大小及栅格行、列数。 4) 接下来出现的 Interpolate Surface 对话框中，从 Method 列表中选择 Spline （注意：在菜单中只有 IDW和 Spline 两种内插方法可以选择）。在 Z Value 图 1. 由采样点生成的表面

品国图2.Surface层面与原始DEM相减的结果及其统计值Field列表中选择Elev（高程）字段，单击OK。5）生成新的栅格主题SurfacefromSoilsamp.shp（如图1）。6）将得到的结果层面与原始的DEM层面（MapCalculation1）相减，得到结果层面如图2所示：由点、线数据生成TIN转为GRID(2)1)添加并激活点层面feapt-clip1和线层面terlk-clip1。2)点击【Surface】菜单下的【CreateTINfromfeatures】；3)在“CreateNewTIN”对话框中定义每个主题的数据使用方式在“CreateNewTIN”对话框中，对某一个主题需要指定高程源（HeightSource），以何种表面特征输入（Inputas），以及选某一个值的字段来作为属性信息（可以为None）。（见图3）4)确定生成文件的名称及其路径，生成新的层面tin-point。（见图4）5)点击【Theme】菜单下的【Converttogrid】，确定生成文件的名称及其路径，生成新的Grid层面。（见图5）6)将新生成的Grid层面与原始的DEM层面（MapCalculation1）相减，得到结果层面如图6所示：2、DEM的应用(1）：地形指标的提取ON图6.图新生BIM摄N维NA相摄的结课极其统计

Field 列表中选择 Elev（高程）字段，单击 OK。 5) 生成新的栅格主题 Surface from Soilsamp.shp（如图 1）。 6) 将得到的结果层面与原始的 DEM 层面（Map Calculation1）相减，得到 结果层面如图 2 所示： (2) 由点、线数据生成 TIN 转为 GRID 1) 添加并激活点层面 feapt-clip1 和线层面 terlk-clip1。 2) 点击【Surface】菜单下的【Create TIN from features】； 3) 在“Create New TIN”对话框中定义每个主题的数据使用方式； 在“Create New TIN”对话框中，对某一个主题需要指定高程源（Height Source），以何种表面特征输入（Input as），以及选某一个值的字段来 作为属性信息（可以为 None）。（见图 3） 4) 确定生成文件的名称及其路径，生成新的层面 tin-point。（见图 4） 5) 点击【Theme】菜单下的【Convert to grid】，确定生成文件的名称及其 路径，生成新的 Grid 层面。（见图 5） 6) 将新生成的 Grid 层面与原始的 DEM 层面（Map Calculation1）相减， 得到结果层面如图 6 所示： 2、 DEM 的应用 (1) 地形指标的提取 图 5. 图由4. TIN 生成的TINDEM 图 2. Surface 层面与原始 DEM 相减的结果及其统计值 图 6. 图新生成的 3. 生成 TIN DEM过程中的 层面与原始Create New TIN DEM 相减的结果及其统计 对话框

O图7.提取坡度1)坡度具体的方法步骤如下：I、添加Dem数据并激活它。II、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令。III、生成新的坡度主题slopeofDem。IV、双击左边的图例，在弹出的Legend Editor对话框中可重新调整坡度分级（如图7)。2)坡向具体的方法步骤如下：Iv在视图目录表中添加dem并激活它。II、从【Surface】菜单中选择【DeriveAspect】命令。III、显示并激活生成的坡向主题AspectofDem（如图8）

1) 坡度 具体的方法步骤如下: I、 添加 Dem 数据并激活它。 II、 从【Surface】菜单中选择【Derive Slope】命令。 III、 生成新的坡度主题 slope of Dem。 IV、 双击左边的图例，在弹出的 Legend Editor 对话框中可重新调整坡 度分级（如图 7）。 2) 坡向 具体的方法步骤如下: I、 在视图目录表中添加 dem 并激活它。 II、 从【Surface】菜单中选择【Derive Aspect】命令。 III、 显示并激活生成的坡向主题 Aspect of Dem（如图 8）。 图 7. 提取坡度

t0eaeP图8.提取坡向3)平面曲率激活坡向数据。I、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令。II、图9.提取平面曲率III、生成平面曲率层面SlopeofAspect。（见图9）4)剖面曲率具体的方法步骤如下：1激活坡度数据。II、从【Surface】菜单中选择【DeriveSlope】命令

3) 平面曲率 I、 激活坡向数据。 II、 从【Surface】菜单中选择【Derive Slope】命令。 III、 生成平面曲率层面 Slope of Aspect。（见图 9） 4) 剖面曲率 具体的方法步骤如下: I、 激活坡度数据。 II、 从【Surface】菜单中选择【Derive Slope】命令。 图 8. 提取坡向 图 9. 提取平面曲率

图3009图10.提取剖面曲率II、显示并激活生成的剖面曲率层面SlopeofSlope（如图10）。提取等高线(2)具体的方法步骤如下：I、在视图目录表中添加dem并激活它。II、从【Surface】菜单中选择【CreateContours】命令。III、在出现的ContoursParameters对话框中输入等高距Contourinterval和基础等高线的值BaseContours。2OES图11.提取等高线IV、生成等高线主题ContoursofDem（如图11）。(3）地形表面的阴影图具体的方法步骤如下：

III、 显示并激活生成的剖面曲率层面 Slope of Slope（如图 10）。 (2) 提取等高线 具体的方法步骤如下: I、 在视图目录表中添加 dem 并激活它。 II、 从【Surface】菜单中选择【Create Contours】命令。 III、 在出现的Contours Parameters对话框中输入等高距Contour interval 和基础等高线的值 Base Contours。 IV、 生成等高线主题 Contours of Dem（如图 11）。 (3) 地形表面的阴影图 具体的方法步骤如下: 图 10. 提取剖面曲率 图 11. 提取等高线

I、在视图目录表中添加dem并激活它。II、从【Surface】菜单中选择【ComputeHillshade】命令。III、在ComputeHillshade对话框（如图12）中，输入计算HillshadeConpute HillshsIpupaiameters lot hilthadeA2mwh(0-360)31)Alitude10-90945Dance图12ComputeHillshade对话框D0BH图13.提取地表阴影图的参数值。IV、生成地表阴影主题HillshadeofDem（如图13）。(4）可视性分析1)通视性分析在Arcview中，进行通视性分析有两种具体操作第一种操作：例如：分析某区域内S与P两点间的通视情况。I、添加Dem或TIN主题作为通视性分析的地形表面并激活它。从工具栏选择 Line of sight 工具II、III、在出现的Lineof Sight对话框中输入观察者Observer与目标@Line oE SicheXDefine heigst offtetrOKDbserver[30Teaget15Carcel图14Lineof sight对话框

I、 在视图目录表中添加 dem 并激活它。 II、 从【Surface】菜单中选择【Compute Hillshade】命令。 III、 在 Compute Hillshade 对话框（如图 12）中，输入计算 Hillshade 的参数值。 IV、 生成地表阴影主题 Hillshade of Dem（如图 13）。 (4) 可视性分析 1) 通视性分析 在 Arcview 中，进行通视性分析有两种具体操作 第一种操作： 例如：分析某区域内 S 与 P 两点间的通视情况。 I、 添加 Dem或 TIN 主题作为通视性分析的地形表面并激活它。 II、 从工具栏选择 Line of sight 工具 。 III、 在出现的 Line of Sight 对话框中输入观察者 Observer 与目标 图 12 Compute Hillshade 对话框 图 13. 提取地表阴影图 图 14 Line of sight 对话框

物Target距地面的距离（如图14），单击OK。IV、按住鼠标左键，屏幕上将会出现十字光标，将光标从观察点S移向目标点P，然后释放光标。在观察点到目标点之间将会出现一条视线，其中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色。并且，在Arcview窗口底部的状态栏显示了从观察点到目标点是否可视。若不可视，在视线上将会用圆点表示第一个障碍物的位置，它的xy坐标将会在状态栏显示（如图15）。第二种操作：I、从【File】菜单中选择【Extensions】命令。II、在Extensions的对话框中选择VisibilityTools选项。图17A-A间的通视情况示意CArailableiaridXSolnotaGidOKCance-图16AvailableGrids对话框II、在Areview工具条中出现Line ofsight 工具IV、选择此工具，在AvailableGrids对话框中选择栅格主题，例

物 Target 距地面的距离（如图 14），单击 OK。 IV、 按住鼠标左键，屏幕上将会出现十字光标，将光标从观察点 S 移向目标点 P，然后释放光标。在观察点到目标点之间将会出现一 条视线，其中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色。并且，在 Arcview 窗口底部的状态栏显示了从观察点到目标点是否可视。若不 可视，在视线上将会用圆点表示第一个障碍物的位置，它的 xy 坐标将 会在状态栏显示（如图 15）。 第二种操作： I、 从【File】菜单中选择【Extensions】命令。 II、 在 Extensions 的对话框中选择 Visibility Tools 选项。 III、 在 Arcview 工具条中出现 Line of sight 工具 。 IV、 选择此工具，在 Available Grids 对话框中选择栅格主题，例 图 16 Available Grids 对话框 图 17 A-A′间的通视情况示意 A A′

如：Dem作为通视性分析的地形表面（如图16）。V.在出现的SetVisibilityParameters对话框中输入观察者与目标物距地面的距离。单击OK。VI、6.按住鼠标左键，将光标从观察点A移向目标点A’，然后释放光标。在观察点到目标点之间将会出现一条视线，其中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色（如图17）。同时，Arcview会自动绘出A一A’两点间的通视面图（如图18)。DXaAN图15S、P两点间通视情况示意CLine e Siah Visibiaity rofieK-A国LineofSightVisibityProfle9E0ROO囍000Distance186166F81图18AA＇两点间的通视剖面图（红色实线条为可视区，绿色虚线为不可视区）2)可视区分析具体操作如下：I、在视图目录表中添加Dem作为可视区分析的地形表面

如：Dem 作为通视性分析的地形表面（如图 16）。 V、 在出现的 Set Visibility Parameters 对话框中输入观察者与目 标物距地面的距离。单击 OK。 VI、 6．按住鼠标左键，将光标从观察点 A 移向目标点 A′，然 后释放光标。在观察点到目标点之间将会出现一条视线，其 中可视的部分为红色，不可视的部分为绿色（如图 17）。同 时，Arcview 会自动绘出 A—A′两点间的通视剖面图（如 图 18）。 2) 可视区分析 具体操作如下： I、 在视图目录表中添加 Dem 作为可视区分析的地形表面。 图 18 A—A′两点间的通视剖面图 （红色实线条为可视区，绿色虚线为不可视区） A A′ 图 15 S、P 两点间通视情况示意 S P

II、创建或添加一个点主题point.shp包含观测点。III、同时激活Dem和point.shp主题。IV、从【Surface】菜单中选择【CalculateViewshed】命令。1ENOSOA2SAAWES图19可视区分析V、生成可视区栅格主题visibilityofpoint（如图19）。(5）水文分析1)洼地填充操作步骤如下：I、激活视图目录表中的Dem。II、从【Hvdro】菜单中选择【Fillsinks】命令。III、在视图目录表中显示生成的FilledDem，既为填充过洼地的Dem数据。3)水流方向计算在Arcview中提取水流方向的步骤如下：I、从视图目录表中激活FilledDem。II、从【Hydro】菜单中选择【FlowDirection】命令。III、显示新生成的水流流向数据FlowDirection（见图20）

II、 创建或添加一个点主题 point.shp 包含观测点。 III、 同时激活 Dem 和 point.shp 主题。 IV、 从【Surface】菜单中选择【Calculate Viewshed】命令。 V、 生成可视区栅格主题 visibility of point（如图 19）。 (5) 水文分析 1) 洼地填充 操作步骤如下： I、 激活视图目录表中的 Dem。 II、 从【Hydro】菜单中选择【Fill sinks】命令。 III、 在视图目录表中显示生成的 Filled Dem，既为填充过洼地的 Dem 数据。 3) 水流方向计算 在 Arcview 中提取水流方向的步骤如下： I、 从视图目录表中激活 Filled Dem。 II、 从【Hydro】菜单中选择【Flow Direction】命令。 III、 显示新生成的水流流向数据 Flow Direction（见图 20）。 图 19 可视区分析

AN图20提取水流方向4)流水累积量计算流水累积量的步骤如下：I、从视图目录表中激活FlowDirection。II、从【Hydro】菜单中选择【FlowAccumulation】命令。III、显示新生成的流水累积量数据主题FlowAccumulation。双击此主题的图例，在出现的LegendEditor对话框（见图21）中，单击GcndlitaxFAY口LooddTeeLraureEDelsaFeidVaasey-fzeyhon3ValnlizalSutialO-31342222-3134222231342.227-626844441342222-6268444462904.444-94036.6674449402586734026.667-12536854026.667-125368.886125368.88xOASSLEO156711.111StandardDewaron+LX-EBreal ClamesAt1SidDevACokerRarreFoundvaluesordddd.SoetorancedOKCarce图21LegendEditor对话框Classify按钮，在出现的Classification对话框中选择标准偏差StandardDeviation为分类类型，单击OK。提取的FlowAccumulation主题（见图22）显示了地面水系的分布状况

4) 流水累积量 计算流水累积量的步骤如下： I、 从视图目录表中激活 Flow Direction。 II、 从【Hydro】菜单中选择【Flow Accumulation】命令。 III、 显示新生成的流水累积量数据主题 Flow Accumulation。双击此主 题的图例，在出现的 Legend Editor 对话框（见图 21）中，单击 Classify 按钮，在出现的 Classification 对话框中选择标准偏差 Standard Deviation 为分类类型，单击 OK。 提取的 Flow Accumulation 主题（见图 22）显示了地面水系的分布状况。 图 20 提取水流方向 图 21 Legend Editor 对话框