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此文档的主要内容是利用ArcGis以及dem数据进行平面地形因子的提取，三维立体成像以及水纹分析。主要研究对象为泰宁县城。
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基于ArcGis的泰宁城区地理状况分析与展示
摘要:随着科技的发展，地理信息行业的软件发展也越来越迅速，给进行地理研究的学者
们带来了诸多方便。本文将举一些简单的例子，通过利用ArcGis软件对泰宁dem以及遥感数据进行处理，来更直观得了解当地地理情况。
关键字: ArcGis，数据处理，高程，三维，水纹 正文
1.引言
大三上半年，gis班级全体同学至泰宁进行野外考察活动，收集了泰宁城区的一些资料，在考察的同时也对3S技术有了新的学习和了解。在活动结束之后，我们汇集了大家辛苦所采集的泰宁城区数据，也获得了泰宁的dem图像。在这篇文章中，将主要利用泰宁的dem图像，对泰宁城区的地形因子作提取，以多元的方式和视角来重新认识泰宁。
泰宁位于福建省西北部，武夷山脉中段的杉岭支脉东南侧。北靠邵武，东连将乐，南邻明溪，西接建宁，西北紧贴江西黎川。县处东经116°53′～117°24′,北纬26°34′～27°08′。东西宽约43公里，南北长约61公里。县内海拔最高达1700多米，最低180米，地形多属山地和丘陵[4]。县城距福建铁路枢纽站邵武1小时路程，距武夷山机场2.5小时，穿境而过的福银高速公路建成通车，形成泰宁到南昌2.5小时、到福州3小时、到武汉5小时、到上海7小时的交通经济圈；已列入铁道部和省“十一五”规划的向莆高速铁路也将在泰宁设点建站，可望在2013年建成通车，泰宁的交通区位条件日趋改善。
这篇文章中的数据源有，泰宁dem图像，泰宁741波段遥感图。 2.平面地形因子的提取 2.1泰宁等高线的提取
[5]
2.1.1整个泰宁县的等高线提取
地形图上的等高线，可以正确地表示地面上各点的海拔高度、坡度的大小以及地貌形态等。根据它可以计算地面坡度、估算水库库容、平整土地、设计道路以及国防施工等等，有很大的实用价值。
从等高线的疏密，可以判断地面的坡形： ①等高线密集的地方，表示陡坡； ②等高线稀疏的地方，表示缓坡；
③等高线间隔均匀，表示上下坡度均匀一致，是均匀坡；
④自下而上，等高线由密而疏，表示山下部坡较陡，山上部坡渐缓，是凸形；
⑤自下而上，等高线由疏而密，表示山下部坡较缓，山上部坡较陡，是凹形坡。
方法：通过空间分析工具条，依次点击Spatial Analysis → surface analysis → contour??
从提取的等高线中得知整个泰宁县中间地势较低且较平缓，周边地势较高且较陡。泰宁是山区，泰宁城区被群山围绕。(下图等高距为100米)
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图1 泰宁县高程图
2.1.2泰宁城区等高线提取
本文中主要将针对泰宁城区进行地理分析，故首先通过ArcGis对泰宁城区的dem和遥感数据进行截图。
方法：利用mask工具进行裁剪。将高程图中的泰宁城区部分裁剪出来。
①对原有的dem高程影像图进行裁剪 利用toolbox中的spatial analyst tools → extraction → extract by mask，打开extract by mask对话框进行裁剪。
②再对裁剪后的泰宁地区数据重复1中的操作生成等高线更为密集的高程图。
图2 泰宁城区等高线图 （等高距10米）
由上图能够看到，泰宁城区处在群山之中，地势较低且平坦。
3坡度
3.1坡度的提取
在ArcGis软件中提取的坡度是指过该点的切平面与水平面的夹角。坡度表示了地表面在该点的倾斜程度。不过在实际应用中，坡度有两种表示方法，一种就是如上所表示的含义（degree of slope），即水平面与表面之间的夹角；另一种则表示坡度百分比（percent slope），
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即高程增量与水平增量之比的百分数，也可说是切平面与水平面夹角的正切值。
方法：利用dem图像做坡度分析，利用空间分析工具栏，依次点击Spatial Analysis → surface analysis → slope
图3 泰宁坡度图
上图中，颜色越深，表示坡度越大，也就意味着地形越抖。又可以得出同样的结论，即泰宁城区的地形平缓。 3.2对坡度的重分类
为了使在纸质文件上的效果图看得更清楚，我们将上面的坡度图进行重分类。
方法：Spatial Analysis → Reclassify，打开Reclassify对话框，点击classify按钮，在弹出的classification对话框中，classes选项右边的下拉列表框中选择分类数量4。
图4 泰宁坡度重分类图
绿色为坡度最大的范围，即最陡的地方；其余的颜色越深则表示坡度越陡。 4泰宁城区地形图
4.1泰宁城区地形模拟图
为了更直观得认识泰宁城区的地形，我们可以在等高线的基础上，增加山体阴影，这样处理而得的效果图就如地形模拟图，更加直观，表达地形信息更有效。并且这里将提取有效数据区域，作为等高线三维掩膜。
方法：地形模拟制作：spatial analysis → surface analysis → hillshd??。 掩膜：spatial analysis → raster calculator，在弹出的对话框中输入：back = [dem] >= 0。（Dem
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为裁剪后的泰宁高程图。）
图5 泰宁山体阴影图
将泰宁的山体阴影图像与google earth中的截图可
5.泰宁城区的山体顶点提取
背景：山顶点指那些在特定邻域范围内，该点都比周围点高的区域。山顶点是地形的重要特征点，它的分布与密度反映了地貌的发育特征，同时也制约着地貌发育。因此，如何基于DEM数据正确有效地提取山顶点，在数字地形分析中具有重要意义[1]。
方法：
①在对等高线三维背景进行掩膜之后，将等高线图层、掩膜图层、地形模拟图按照由上到下的次序进行排列。
②单击spatial analyst → neighborhood statistics 在弹出的对话框中设置参数。Input data选择泰宁的dem图层，statistic type选择maximum，neighborhood选择rectangle。输出文件命名为maxpoint。这个操作是在计算最大值。
③单击spatial analyst → raster calculator??，输入计算公式：sd = ([maxpoint] - [extract]) == 0，提取山顶点区域。
④选择上一步操作所得到的sd图层，单击spatial analyst → reclassify，设置参数，重分类sd数据。设置参数如下：input raster选择sd，reclass field选择value，set values to reclassify对话框中如样图设置，输出文件名为re_sd。
表1 sd数据重分类表
⑤选择re_sd数据层，单击spatial analyst → convert → raster to features??，在弹出的对话框中input raster选择re_sd，field选择value，output geometry type选择point，输出矢量山顶点数据。
以下为成图结果：
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