來自：http://blog.csdn.net/kikitamoon/article/details/7881163
我們可以利用“表面分析（surface）”工具量化及可視化地形地貌。
坡向（aspect）：獲得栅格表面的坡向。求得每個像元到其相鄰像元方向像元值的變化率最大的下坡方向。
等值線（contour）：根據栅格表面建立等值線（等值線圖）的線要素類。
等值順序列（contour list）：根據栅格表面建立所選等值線值的要素類。
含障礙的等值線（contour with barriers）：根據栅格表面建立等值線。如果包含障礙要素，則允許在障礙兩側獨立生成等值線。
曲率（curvature）：計算栅格表面的曲率，包括剖面曲率和平面曲率。
填挖方（cut fill）：計算兩表面間體積的變化。通常用于執行填挖操作。
山體陰影（hillshade）：通過考慮照明源的角度和陰影，根據表面栅格建立地貌暈渲。
視點分析（observer point）：識别從各栅格表面位置進行觀察時可見的觀察點。
坡度（slope）：判斷栅格表面的各像元中的坡度（梯度或 z 值的最大變化率）。
視域（viewshed）：确定對一組觀察點要素可見的栅格表面位置。
下面分類來看一下這些工具：
一、 各種等值線工具
1） 等值線（contour）
根據栅格表面資料建立等值線線要素類。可以指定起算線和間隔。
2） 等值線清單（contour list）
根據栅格表面建立所指定等值線值的要素類。
3）含障礙的等值線（contour with barriers）
根據栅格表面建立等值線。如果包含障礙要素，則允許在障礙兩側獨立生成等值線。
tips： 關于等值線的品質問題
少數情況下，所建立等值線的輪廓可能會呈方形或不均勻，看起來猶如沿着栅格像元的邊界。出現這種情況可能是因為各栅格的值為整數且恰好落在等值線上。這并不是個問題，該等值線不過是原樣呈現資料而已。
如果希望等值線更平滑，可行的方法包括對源資料進行平滑處理或調整起始等值線。
二、表面特征相關工具
1） 坡向（aspect）
此工具求得每個像元到其相鄰的各個像元方向的 z 值上變化率最大的下坡方向。
從概念上講，坡向工具将根據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 值拟合出一個平面。該平面的朝向就是待處理像元的坡向。
輸出栅格的值将是坡向的羅盤方向。坡向由 0 到 359.9 度之間的正度數表示，以北為基準方向按順時針進行測量。會為輸入栅格中的平坦（具有零坡度）像元配置設定 -1 坡向。
2） 坡度（slope）
坡度是指各像元中 z 值的最大變化率。
從概念上講，該工具會将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 值進行拟合。該平面的坡度值通過最大平均值法來計算。
如果鄰域内某個像元位置的 z 值為 nodata，則将中心像元的 z 值指定給該位置。如果直接鄰域（3 x 3 視窗）中的中心像元為 nodata，則輸出将為 nodata。
确定輸出坡度資料的測量機關（度或百分比）。
degree — 坡度傾角，機關：度，範圍：0 ~ 90。
percent_rise — 高程增量百分比，也稱為百分比坡度，範圍：0 ~ ∞。
該工具可與其他類型的連續資料（如人口）配合使用，用來識别值的急劇變化。
關于工具的詳細算法：http://help.arcgis.com/zh-cn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/na/009z000000vz000000/
3） 曲率（curvature）
主要輸出結果為每個像元的表面曲率。曲率是表面的二階導數，或者可稱之為坡度的坡度。曲率為正說明該像元的表面向上凸。曲率為負說明該像元的表面開口朝上凹入。值為 0 說明表面是平的。
可供選擇的輸出曲率類型為：剖面曲率（沿最大斜率的坡度）和平面曲率（垂直于最大坡度的方向）。
從應用的角度看，該工具的輸出可用于描述流域盆地的實體特征，進而便于了解侵蝕過程和徑流形成過程。坡度會影響下坡時的總體移動速率。坡向将決定流向。剖面曲率将影響流動的加速和減速，進而将影響到侵蝕和沉積。平面曲率會影響流動的彙聚和分散。
三、 填挖方（cut fill）
計算兩表面間體積的變化。通常用于執行填挖操作。
預設情況下，将使用專用渲染器來高亮顯示執行填挖操作的位置。該渲染器将被挖的區域繪制成藍色，将被填的區域繪制成紅色。沒有變化的區域将顯示為灰色。
四、 山影（hillshade）
此工具考慮的主要因素是太陽（照明源）在天空中的位置。看下此工具的參數設定：
方位角（azimuth）指的是太陽的角度方向，是以北為基準方向在 0 到 360 度範圍内按順時針進行測量的。90º 的方位角為東。
此工具預設方向角為 315º (nw)。
高度（altitude）指的是太陽高出地平線的角度或坡度。高度的機關為度，範圍為 0（位于地平線上）到 90（位于頭上）之間。
此工具預設值為 45 度。
model sahdows
通過對選擇 model sahdows，可計算局部照明度以及像元是否落入陰影内。陰影值為0，所有其他像元的編碼為介于 1 和 255 之間的整數。
z 因子（z factor）
z 機關與輸入表面的 x,y 機關不同時，可使用 z 因子調整 z 機關的測量機關。計算最終輸出表面時，将用 z 因子乘以輸入表面的 z 值。
如果 x,y 機關和 z 機關采用相同的測量機關；則 z 因子為 1。這是預設值。此外，z 因子還可用于地形誇大。
例如，如果 z 機關是英尺而 x,y 機關是米，則應使用 z 因子 0.3048 将 z 機關從英尺轉換為米（1 英尺 = 0.3048 米）
關于工具的詳細算法：http://help.arcgis.com/zh-cn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/na/009z000000z2000000/
五、可見性分析
1） 視點分析
視點工具生成的是在觀測點處能夠看到哪些位置的像元的二進制編碼資訊。觀察點被限制為最多16 個。此工具僅支援點要素輸入。
可見性資訊存儲在 value 項中。如果要顯示通過視點 3 能看到的所有栅格區域，就打開輸出栅格屬性表，然後選擇視點 3 (obs3) 等于 1 而其他所有視點等于 0 的記錄。
例如，如下是7個觀測點的可視性分析結果的屬性表：
2） 視域
視域工具會建立一個栅格資料，以記錄可從輸入視點 或 視點折線要素 位置看到每個區域的次數。該值記錄在輸出栅格表的 value 項中。
tips：控制可見性分析
通過在要素屬性資料集中指定不同的項，可限制所檢查的栅格區域。共有九項：spot、offseta、offsetb、azimuth1、azimuth2、vert1、vert2、radius1 和 radius2。
附圖幫助了解：
這些值的預設值：
<col>
選項
預設值
參數意義
spot
使用雙線性插值進行估計
觀測點位置的高程
offseta
1
觀測點高（例如，儀器高），必須為正數
offsetb
各像元高(例如，目标高），必須為正數
azimuth1
觀測起始方位角
azimuth2
360
觀測終止方位角
vert1
90
觀測起始豎直角
vert2
-90
觀測終止豎直角
radius1
起始可見半徑
radius2
無窮大
終止可見半徑
如果視點要素資料集是點要素類，則每個觀測點都可具有屬性表中的唯一一組觀測限制。如果視點要素資料集是折線要素類，則沿輸入折線的每個折點都會使用屬性表的折線記錄中包含的相同觀測限制。如果某項不存在，将使用預設值。
o了，關于表面分析的工具，總結到此結束。
posted on
2014-02-13 15:29
gisoracle
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