1/24練習(xí)一、地形指標(biāo)提取通過本實(shí)驗(yàn)，加深對各基本地形指標(biāo)的概念及其應(yīng)用意義的理解。熟練掌握使用地形指標(biāo)是最基本的自然地理要素，也是對人類的生產(chǎn)和生活影響最大的自然要素。地形特征廣泛應(yīng)用于諸多研究和應(yīng)用領(lǐng)域。地形指標(biāo)的提取對水土流失、土地利用、土地資源評價(jià)、城市規(guī)劃等方面的研究起著重要的作用。根據(jù)研究區(qū)域尺EMDEM中關(guān)于地形指標(biāo)的提取都是以這2/24ArcGIS9.2利用所提供DEM數(shù)據(jù)，提取該區(qū)域坡度變率、坡向變率、地形起伏度、地面粗地面坡度變率，是地面坡度在微分空間的變化率，是依據(jù)坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基礎(chǔ)上對地面每一點(diǎn)再求算一次坡度。即坡度之坡度(SlopeofSlope，簡稱SOS)。坡度是地面高程的變化率的求解，因此，坡度變率表征了地表面高程相對于水平面變化的二階導(dǎo)數(shù)。坡度變率在一定程度上可以很好的反映剖面1)選中DEM圖層數(shù)據(jù)，選擇表面分析中的坡度(Slope)工具，提取坡度，得A．選擇表面分析的坡度工具(Slope)，見圖2，彈出Slope對話框(圖3)3/24C．在Outputmeasurement中選擇坡度單位(度/Degree或百分?jǐn)?shù)/Percent)。E．在Outputcellsize中指定輸出圖的柵格單元大小(默認(rèn)與輸入DEM相同)。4/245/24地面坡向變率，是指在提取坡向基礎(chǔ)上，提取坡向的變化率，亦即坡向之坡度 (SlopeofAspect，SOA)。它可以很好地反映等高線彎曲程度。地面坡向變率在所提取的地表坡向矩陣的基礎(chǔ)上沿襲坡度的求算原理，提取地表局部微小范圍內(nèi)坡90度和270~360度，在正北方向附近，如15度和345度兩個(gè)坡6/24alyst柵格計(jì)算器RasterCalculator。公式為(H-DEM)，得到與原來地形相反A．加載SpatialAnalyst模塊，打開SpatialAnalyst下的柵格計(jì)算器(圖7)。BDEMredem.79-[dem]輸入公式編輯器中(圖8)。注意，在公式編輯器中如果引用Layers7/24CEvaluate到反地形DEM數(shù)據(jù)，記為redem(圖9)8/24A．在3DAnalyst下選擇表面分析的坡向工具(Aspect)，見圖10，彈出“Aspect”對話框(圖11)。B．選擇輸入表面數(shù)據(jù)(Inputsurface)，即第一步做的反地形DEM數(shù)據(jù)。EOKDEM據(jù)求算坡向值，記為redemaspect(圖12)9/24SOASOADEM據(jù)求算出的SOA2(圖13)。10/24BDEM，先求算坡向值記為aspect(圖14)11/24Caspect，即得到原始DEM數(shù)據(jù)的坡向變率SOA1(圖15)12/24SpatialAnalystRasterCalculator，公式為SOA=13/24地形起伏度是指特定的區(qū)域內(nèi)，最高點(diǎn)海拔高度與最低點(diǎn)海拔高度的差值。它地形起伏度的計(jì)算，可先求出一定范圍內(nèi)海拔高度的最大值和最小值，然后對可。可以使用SpatialAnalyst中的柵格鄰域計(jì)算工具NeighborhoodlystNeighborhoodStatistics(圖18)。設(shè)置Statistictype為最大值，鄰域的類型為矩形(也可以為圓)，鄰域的大小為11×11(這個(gè)值也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行改變)，A)。14/2415/24Statistictype最小值，即可得到DEM數(shù)據(jù)的16/24如圖22。17/2418/24地面粗糙度是特定的區(qū)域內(nèi)地球表面積與其投影面積之比。它也是反映地表形根據(jù)地面粗糙度的定義，求每個(gè)柵格單元的表面積與其投影面積之比，可以用如下方法來完成。如圖23，假如ABC是一個(gè)柵格單元的縱剖面，α為此柵格單元的度，則AB面的面積為此柵格的表面積，AC面為此柵格的投影面積(也即是此柵格的面積)，根據(jù)公式：19/24練習(xí)二、地形特征信息提取征信息提取20/24脊線和山谷線這兩個(gè)基本地形特征信息的理論及其基于DEM特征地形要素，主要是指對地形在地表的空間分布特征具有控制作用的點(diǎn)、線或面狀要素。特征地形要素構(gòu)成地表地形與起伏變化的基本框架。與地形指標(biāo)的提的技術(shù)方法，如山谷線、山脊線、溝沿線等的提取采用了全局分析法(globalprocess)，成為柵格數(shù)據(jù)地學(xué)分析中很具特色的數(shù)據(jù)處理內(nèi)容。特征地形要素從表示的內(nèi)容上可分為地形特征點(diǎn)和特征線兩大類。地形特征點(diǎn)主要包括山頂點(diǎn)(peak)、凹陷點(diǎn)(pit)、脊點(diǎn)(ridge)、谷點(diǎn)(channel)、鞍21/24ArcGIS9.2利用所給區(qū)域DEM數(shù)據(jù)，提取該區(qū)域山脊線、山谷線柵格數(shù)據(jù)層1)點(diǎn)擊DEM數(shù)據(jù)，使用表面分析中的坡向(Aspect)工具，提取DEM的坡向數(shù)據(jù)層，命名為A。2)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)層A，使用表面分析中的坡度(Slope)工具，提取數(shù)據(jù)層A的坡度3)求取原始DEM數(shù)據(jù)層的最大高程值，記為H；使用空間分析工具集中的柵格計(jì)算器(RasterCalculator)，公式為(H-DEM)，得到與原來地形相反的數(shù)據(jù)層，4)基于反地形DEM數(shù)據(jù)求算坡向值。5)利用SOA方法求算反地形的坡向變率，記為SOA2。6)使用空間分析工具集中的柵格計(jì)算器(RasterCalculator)，公式為A7)再次點(diǎn)擊初始DEM數(shù)據(jù)，使用空間分析工具集中的柵格鄰域計(jì)算工具 鄰域的類型為矩形(也可以為圓)，鄰域的大小為11×11(這個(gè)值也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行改變)，則可得到一個(gè)鄰域?yàn)?1×11的矩形的平均值數(shù)據(jù)層，記為B。8)使用空間分析工具集中的柵格計(jì)算器(RasterCalculator)，公式為C=[DEM]-[B]，即可求出正負(fù)地形分布區(qū)域(圖25)22/2