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(1) 利用栅格图,进行高程点、等高线矢量化、赋高程属性。 (2) 离散点插值形成规则网DEM,输出为GeoTiff,尝试选择不同的插值参数。 (3) 离散点三角化成TIN网.。 (4) GeoTiff格式的规则网DEM数据处理、裁剪等操作。 (5) 规则网转TIN网,并进行三维可视化。 (6) TIN网转规则网。 (7) 规则网追踪等值线。
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实习一 DEM 基本数据处理
1. 实习内容
(1) 利用栅格图,进行高程点、等高线矢量化、赋高程属性。
(2) 离散点插值形成规则网 DEM,输出为 GeoTiff,尝试选择不同的插值参数。
(3) 离散点三角化成 TIN 网.。
(4) GeoTiff 格式的规则网 DEM 数据处理、裁剪等操作。
(5) 规则网转 TIN 网,并进行三维可视化。
(6) TIN 网转规则网。
(7) 规则网追踪等值线。
2. 操作分析
2.1 等高线矢量化
Step1:在 ArcCatalog 中新建文件地理数据库,在该库中新建高程点点要素和等高线线
要素,如图 1.1。
图 1.1 新建要素类
Step2:在 ArcMap 中添加 Go.tif 数据,加载编辑器工具条,对新建要素开始编辑,使
用贝塞尔工具照着已有栅格数据进行等高线线要素的描绘,接着进行高程点点要素的标注,
最后给要素添加属性,如图 1.2。
图 1.2 等高线矢量化
2.2 离散点插值
ArcGIS 中四类常见插值方法对比:
插值方法
特点
基本参数
克里金法
(1)克里金利用一定的
数学函数对特定点或是给
定搜索半径内的所有点进
行 拟 合 来 估 计 每 个 点 的
值。
(2)该方法的假设前提
是采样点间的距离和方向
可反映一定的空间关联,
并 用 它 们 来 解 释 空 间 变
异。适用于已知数据含距
离 和 方 向 上 的 偏 差 的 情
况,常用于社会科学研究
及地质学中。
Input points:选择输入的点数据源。
Z value field:选择用来插值的属性数据字
段。
Kriging method:选择一种克里金插值方
法,包括普通克里金和泛克里金。普通克
里金是应用最普遍的,它假定均值是未知
的常数;泛克里金用于已知数据趋势的情
况,并能够对数据进行科学的判断来描述
它。
Semivariogram model:选择插值所使用的
模型。
Search radius type:选择搜索半径类型,包
括可变半径和固定半径。
反距离权重
(1)该方法的假设前提
是每个采样点间都有局部
影响,并且这种影响与距
离大小成反比。即离目标
点越近的点其权值越大。
(2)这种方法适用于变
量影响随距离增大而减小
的情况。如计算某一超市
的消费者购买力权值,由
于 人 们 通 常 喜 欢 就 近 购
买,所以距离越远权值越
小。
Input points:选择输入的点数据源。
Z value field:选择用来插值的属性数据字
段。
Power:设置幂数(幂即距离的指数。幂
越大,点的距离对每个处理单元的影响越
小。幂越小,表面越平滑。通常认为,幂
的合理范围是 0.5~3)。
Search radius type:选择搜索半径类型,
包 括 Variable 可 变 半 径 和 Fixed 固 定 半
径。
Number of points:设置最大搜索半径内用
作输入的点数。
Maximumu distance:指定最大搜索半径,
如果在达到最大搜索半径时,搜索到的点
数还没有达到指定的数目,此时将停止搜
索。
样条函数法
(1)这种方法通过一定
的数学函数对采样点周围
的特定点进行拟合获取光
滑曲面,其结果通过所有
采样点且曲率最小。
(2)该方法适用于渐变
的表面属性,如高程、水
深、污染聚集度等。不适
合在短距离内属性值存在
较大变化的地区。
Input points:选择输入的点数据源。
Z value field:选择用来插值的属性数据字
段。
Spline type:选择样条类型,包括 Tension
张力样条插值和 Regularized 规则样条插
值。规则样条允许用来控制表面的平滑
度。一般在需要计算插值表面的二阶导数
时,使用规则样条。其中,规则样条中的
权重值用来控制表面的平滑度。权重指定
三阶导数的系数,以使表面的曲率最小。
权重值越大,表面越平滑,一阶导数(坡
度 ) 表 面 也 越 平 滑 。 通 常 , 权 重 值 取
0~0.5。张力样条中的权重值用来调整表
面弹力。当加权值为 0 时,为标准的薄板
样条插值。权重值越大,表面弹性越大。
典型的权重值为 0、1、5 和 10。
Weight:设置权重值。
Number of points:指定输入栅格单元插值
时使用的最少点数;在计算表面时,点数
控制了各个区域中点的平均数目。区域指
大小相等的矩形,区域的数目由输入数据
集中点的总数除以点数。当数据不是均匀
分布时,各个区域中所包含的点的个数与
指定的点数会有所出入。如果某区域中包
含的点数少于八个,区域将会扩张直至包
含了八个点。
自然邻域法
(1)类似于反距离权重
法,是一种权平均算法。
但是它并不利用所有的距
离加权来计算插值点。
(2)自然邻域法对每个
样 本 点 做 Delauney 三 角
形,选择最近的点形成一
个凸集,然后利用所占面
积的比率来计算权重。
(3)该方法适用于样本
点分布不均的情况。
Input points:选择输入的点数据源。
Height source:选择输入的高程数据源。
cell size:指定输出栅格单元的大小。
Output Raster:指定输出路径及文件名。
Step1:添加离散点数据,打开 3D Analyst->栅格插值,试用不同的插值方法进行内插,
如图 1.3 所示使用普通克里金的球面函数设置输出,设置 Z 值字段为 RASTERVALU,输
出结果如图 1.4 所示。
图 1.3 克里金法参数设置
图 1.4 克里金法插值结果
Step2:右击生成的插值结果,选择属性,查看其空间参考,如图 1.5 所示;再取消重
新选择数据->导出数据,如图 1.6 所示,设置空间参考为当前原始栅格数据集,选择导出
的路径并命名后,选择数据格式为 TIFF,保存即可输出生成 GeoTiff 数据,如图 1.7 所示。
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玛卡巴卡姆
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