ArcGIS实验Ex19黄土地貌鞍部地提取.docx

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ArcGIS实验Ex19黄土地貌鞍部地提取

第十一章水文分析

练习2：

黄土地貌鞍部的提取

一、背景

相邻两山头之间呈马鞍形的低凹局部称为鞍部，鞍部是两个山脊和两个山谷会合的地方。

鞍部点是重要的地形控制点，它和山顶点、山谷点以与山脊线、山谷线等构成的地形特征点线，具有对地形具有很强的控制作用。

因此，对这些地形特征点、线的分析研究在数字地形分析中具有很重要的意义。

同时，由于鞍部点的特殊地貌形态，使得鞍部点的提取方法较山顶点和山谷的提取更难，目前没有什么有效的方法来提取鞍部点，利用水文分析的方法可以来提取一些鞍部点，但是它还是具有一定局限性。

二、目的

结合水文分析的思想来提取研究区域的地形鞍部点；开拓思维，拓展水文分析工具的应用，学会利用水文地质分析的思想来解决一些地形、地貌等方面的问题。

三、要求

结合水文地质分析的方法和空间分析的方法提取研究区域的地形鞍部点。

四、数据

一幅25m分辨率的黄土地貌DEM数据，数据的区域大概有59km2。

数据存放于…/ChP11/

Ex2中，请将其拷贝到E：

/ChP11/Ex2。

结果保存在…/ChP11/Ex2/Result中。

五、算法思想

算法思想：

由于鞍部是两个山脊和两个山谷会合的地方，那么对于鞍部点的提取，就可以采用分别提取山脊线和山谷线，然后再计算出山脊线与山谷线的交点，所求出的交点便是鞍部点的位置。

六、操作步骤

1、正地形、等高线和晕渲图的提取

同山脊线与山谷线的提取中一样，由于鞍部点的整体位置是处于山脊上的，需要提取出正地形以舍弃那些在负地形上的错误的提取结果。

正地形的提取过程与完全一样。

提取过程分别是：

利用11×11窗口进展提取平均值的邻域分析，结果为meandem〔图1〕；原始DEM与meandem相减〔图2〕，并以0为界进展重分类，大于0的属性重新赋值为1，小于0的赋值为0，结果命名为zhengdixing，图3、4所示。

利用spatialanalyst菜单下的surfaceanalysis菜单中的contour和hillshade工具分别提取研究区域的等高距为40m的等高线数据ctour〔图5〕和研究区域的晕渲图hillshade〔图6〕。

图1用11×11窗口进展提取平均值的邻域分析

图2原始DEM与meandem相减

图3以0为界进展重分类

图4重分类的结果

图5等高距为40m的等高线数据ctour

图6研究区域的晕渲图hillshade

2、山脊的提取

山脊的提取与练习1脊的提取过程是完全一样的，分别是进展洼地填充、然后在无洼地的DEM上提取水流方向、基于水流方向计算汇流累积量数据、提取汇流累积量数据等于零的栅格。

提取过程产生的各个数据分别为：

filldem〔图7〕、flowdir〔图8〕、flowacc〔图9〕以与flowacc0〔图10、11〕。

图7洼地填充

图8在无洼地的DEM上提取水流方向

图9基于水流方向计算汇流累积量数据

图10提取汇流累积量数据等于零的栅格

图11山脊线

3、山谷的提取

山谷的提取也与练习1谷的提取过程是完全一样的，分别是基于原始DEM计算出反地形DEM数据〔计算中是利用原始DEM减去常数3000〕、基于反地形DEM数据提取水流方向数据、基于水流方向数据进展汇流累积量数据、提取汇流累积量数据等于零的栅格。

提取过程中产生的数据分别为：

fandem〔图12、13〕、flowfdirfan〔图14〕、flowaccfan〔图15〕以与fanfacc0〔图16〕。

图12基于原始DEM计算出反地形DEM数据

图13反地形DEM数据

图14基于反地形DEM数据提取水流方向数据

图15基于水流方向数据进展汇流累积量数据

图16山谷线

4、鞍部点的提取

（1）将提取出的山脊线数据flowacc0和山谷线数据fanfacc0利用spatialanalyst菜单下的rastercalculator的工具进展相乘运算，如图17，运算结果命名为anbuqu〔图18〕。

图17rastercalculator工具进展相乘运算

图18山脊线数据和山谷线数据的相乘结果anbuqu

（2）将上一步中提取出的数据anbuqu和正地形数据zhengdixing利用spatialanalyst菜单下的rastercalculator的工具进展相乘运算，就得到了鞍部点的栅格形式数据，命名为rasteranbu〔图19〕。

图19鞍部点的栅格形式数据

（3）将栅格数据rasteranbu进展重分类，所有0值和NODATA数据赋为NODATA数据，属性为1的值保持不变，重分类之后数据为rasteranbu2，如图20所示。

图20重分类数据

（4）将栅格数据rasteranbu2转成矢量结构数据anbudian，如图21，并配合等高线数据和晕渲图对矢量形式的鞍部点数据进展编辑，剔除那些处于研究区域边缘以与部的伪鞍部点，如图22，并重新设计鞍部点的图例。

将伪鞍部点数据剔除完毕之后，停止编辑并保存结果。

最后得到的鞍部点数据如图23所示。

图21栅格数据转成矢量结构数据

图22剔除那些处于研究区域边缘以与部的伪鞍部点

图23鞍部点数据