如何做一張漂亮的高程、坡度、坡向分析圖（附練習(xí)數(shù)據(jù)下載）

gfergfer 2022-11-06 發(fā)布于遼寧

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一、數(shù)據(jù)來源介紹

1. 數(shù)字高程數(shù)據(jù)

數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（https://www./Default.aspx）。

2. 公主嶺市行政邊界數(shù)據(jù)

行政邊界數(shù)據(jù)來源于阿里云數(shù)據(jù)可視化平臺（https://datav.aliyun.com/portal/school/atlas/area_selector?spm=a2crr.23498931.0.0.746015dd4tAp17），該網(wǎng)站可下載我國各省份、各地市、各區(qū)的行政邊界，不過下載下來的并不是.shp格式的而是.json格式的。

二、數(shù)據(jù)預(yù)處理

1. 公主嶺市行政邊界數(shù)據(jù)預(yù)處理

JSON格式是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，采用完全獨立于編程語言的文本格式來存儲和表示數(shù)據(jù)，沒有辦法直接在ArcGIS中使用，需要我們使用另一個網(wǎng)站進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，這個網(wǎng)站的名字叫做Geoconverter（https://geoconverter./）。

點擊灰底白色向上箭頭的小圖標（列表第三，Vector File to...），在之后的頁面當中，第一行填入.json格式的數(shù)據(jù)，第二行選擇要轉(zhuǎn)換成什么格式的數(shù)據(jù)，填入完成后點擊CONVERT，在之后的頁面中點擊左下角綠色的DOWNLOAD RESULT下載即可。

2. 數(shù)字高程數(shù)據(jù)預(yù)處理

利用按掩膜提取工具對公主嶺市數(shù)字高程數(shù)據(jù)進行裁剪。

工具位置: Spatia Analyst 工具 -> 提取分析 -> 按掩膜提取

三、數(shù)據(jù)處理

1. 計算坡度

利用坡度工具和數(shù)字高程數(shù)據(jù)計算坡度。坡度工具用于為每個像元計算值在從該像元到與其相鄰的像元方向上的最大變化率。實際上，高程隨著像元與其相鄰的八個像元之間距離的變化而產(chǎn)生的最大變化率可用來識別自該像元開始的最陡坡降。

該工具會將一個平面與要處理的像元或中心像元周圍一個 3 x 3 的像元鄰域的 z 值進行擬合。該平面的坡度值通過最大平均值法來計算。坡度值越小，地勢越平坦；坡度值越大，地勢越陡峭。

如果鄰域內(nèi)某個像元位置的 z 值為 NoData，則將中心像元的 z 值指定給該位置。在柵格的邊緣上，至少有三個像元（在柵格范圍外）的 z 值為 NoData。中心像元的 z 值將被指定給這些像元。最后得出與這些邊緣像元擬合的 3 x 3 平面的扁率，不過這通常會使坡度減小。

在進行坡度分析的時候，有可能會出現(xiàn)如下問題，Z因子出現(xiàn)黃色感嘆號，明明DEM數(shù)據(jù)是正常的，但是處理得到的數(shù)據(jù)大部分坡度值大于80，如下圖所示。

這里我們給Z因子設(shè)置一個合適的數(shù)值即可。

DEM水平坐標（x，y）的單位為度（°），而高程坐標為米（m），兩者的單位不一致，則是需要使用z因子來轉(zhuǎn)換的。z因子具體填寫什么數(shù)值，跟具體緯度位置有關(guān)；如果z因子填寫不正確，那么坡度分析結(jié)果也是錯誤的。z因子轉(zhuǎn)換說明如下所示：

當輸入柵格位于球面坐標系中，例如采用十進制度時，z 因子的正確使用尤為重要。如果輸入表面柵格不在投影坐標系中，則從山體陰影中得到的輸出看起來通常會很奇怪。這是由于在水平地面單位與高程 z 單位之間的測量存在差異。由于經(jīng)度的長度隨著緯度而變化，因此需要為該緯度指定一個適當?shù)?z 因子。

如果 x,y 單位是十進制度而 z 單位是米，則適用于特殊緯度的正確的 z 因子如下：

而公主嶺緯度范圍在北緯43.1614560001°~44.1599840083°之間，所以Z因子選用0.00001171即可。

2. 計算坡向

利用坡度工具和數(shù)字高程數(shù)據(jù)計算坡向，坡向用于識別出從每個像元到其相鄰像元方向上值的變化率最大的下坡方向。坡向可以被視為坡度方向。輸出柵格中各像元的值可指示出各像元位置處表面的朝向的羅盤方向。將按照順時針方向進行測量，角度范圍介于 0（正北）到 360（仍是正北）之間，即完整的圓。不具有下坡方向的平坦區(qū)域?qū)①x值為 -1。坡向數(shù)據(jù)集中每個像元的值都可指示出該像元的坡度朝向。