01流程圖

利用水文分析提取山脊線及山谷線，山脊線相當(dāng)于分水線，山谷線相當(dāng)于山谷線。分水線是水流的起源點(diǎn)，這些柵格的水流方向只存在流出方向而不存在流入方向，所以匯流累積量為零。通過對(duì)零值的提取就可以得到山脊線。

山谷線相當(dāng)于匯水線要用反地形求出，即用較大值減去DEM，DEM中山脊線就成為山谷線，山谷線變?yōu)樯郊咕€，用求山脊線的方法求出山谷線，分別利用正反地形求交驗(yàn)證。

DEM進(jìn)行填洼，利用水文分析求出流向流量，再提取出匯流累積量為零得值與正地形求交，即得到分水線也就是山脊線。用反地形求流向流量提取匯流累積量為零的部分與負(fù)地形求交就是山谷線。

將山脊線與山谷線求交得到鞍部點(diǎn)。

圖1-1 流程圖

02操作步驟

2.1 正地形、等高線和暈渲圖的提取

(1)加載DEM數(shù)據(jù)，在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools → Neighborhood→Focus Statistics工具，輸入dem，利用11*11窗口計(jì)算平均值。設(shè)置如圖2-1所示。

圖2-1 焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)設(shè)置

(2)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra →Raster Calculator工具，對(duì)原始數(shù)據(jù)與焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)后的DEM做減法。結(jié)果如圖2-2所示。

圖2-2 減法計(jì)算結(jié)果

(3)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Reclass→Reclassify工具，對(duì)減法運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行重分類，分級(jí)界線為0。將大于0的區(qū)域賦值為1，小于0的區(qū)域賦值為0即得到正地形；設(shè)置如圖2-3所示，結(jié)果如圖2-4所示。

圖2-3 正地形重分類設(shè)置

圖2-4 正地形結(jié)果圖

(4)生成等值線：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Surface→Contour工具，輸入原始DEM數(shù)據(jù)生成間距為40的等值線。設(shè)置如圖2-5所示，結(jié)果如圖2-6所示。

圖2-5 生成等值線設(shè)置

圖2-6 生成等值線結(jié)果圖

(5)生成山體陰影：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Surface→hillshade工具，輸入原始DEM，其他設(shè)置按默認(rèn)如圖2-7所示，結(jié)果如圖2-8所示。

圖2-7 生成山體陰影設(shè)置

圖2-8 DEM暈渲圖

2.2 山脊線的提取

(1)填洼：加載DEM數(shù)據(jù)，在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Hydrology→Fill工具，輸入DEM進(jìn)行填洼.

(2)流向計(jì)算：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools → Hydrology → Flow Direction工具，輸入填洼后的DEM，得到流向數(shù)據(jù)，設(shè)置如圖2-9所示，結(jié)果如圖2-10所示。

圖2-9 流向生成設(shè)置

圖2-10 生成流向結(jié)果圖

(3)匯流累積量：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Hydrology→Flow Accumulation工具，輸入流向數(shù)據(jù)，得到流量數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖2-11所示。

圖2-11 匯流累積量結(jié)果圖

(4)匯流累積量為0值得提取：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，輸入公式如圖2-12所示，結(jié)果如圖2-13所示。

圖2-12 提取匯流累積量為0的值

圖2-13 匯流累積量為0值的結(jié)果

(5)利用鄰域分析方法，對(duì)提取出來的0值結(jié)果進(jìn)行3x3鄰域分析，求均值，是數(shù)據(jù)光滑。設(shè)置如圖2-14所示，結(jié)果如圖2-15所示。

圖2-14 鄰域分析設(shè)置

圖2-15 0值部分求均值結(jié)果

(6)在求均值后的0值匯流累積量數(shù)據(jù)上單擊右鍵，選擇屬性，進(jìn)行重新分級(jí)，將數(shù)據(jù)分為兩級(jí)，調(diào)整臨界點(diǎn)，以等值線圖和暈渲圖進(jìn)行判斷，屬性值越接近1越可能是山脊線位置，確定分界閾值為0.5541.設(shè)置如圖2-16所示。

圖2-16 對(duì)均值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類

(7)將屬性直接近1的的一類屬性值設(shè)為1，其余的設(shè)為0。

(8)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，將重分類后的數(shù)據(jù)與正地形數(shù)據(jù)相乘，可以消除存在于負(fù)地形區(qū)域的錯(cuò)誤山脊線。然后將計(jì)算結(jié)果重分類，屬性部位1的柵格設(shè)為NODATA，就得到了山脊線，結(jié)果如圖2-17所示。

圖2-17 計(jì)算出研究區(qū)域的山脊線

2.3 反地形山脊的提取

(1)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具計(jì)算反地形，公式為Abs(dem-2000)，得到反地形數(shù)據(jù)。如圖2-18所示。

圖2-18反地形數(shù)據(jù)

(2)流向計(jì)算：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Hydrology→Flow Direction工具，輸入反地形數(shù)據(jù)，得到流量數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖2-19所示。

圖2-19 生成流向結(jié)果圖

(3)匯流累積量：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Hydrology→Flow Accumulation工具，輸入流向數(shù)據(jù)，得到流量數(shù)據(jù)，設(shè)置如結(jié)果如圖2-20所示。

圖2-20 匯流累積量結(jié)果圖

(4)匯流累積量為0值得提取：在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，結(jié)果如圖2-21所示。

圖2-21 匯流累積量為0值的結(jié)果

(5)利用鄰域分析方法，對(duì)提取出來的0值結(jié)果進(jìn)行3x3鄰域分析，求均值，是數(shù)據(jù)光滑。結(jié)果如圖2-22所示。

圖2-22 0值部分求均值結(jié)果

(6)在求均值后的0值匯流累積量數(shù)據(jù)上單擊右鍵，選擇屬性，進(jìn)行重新分級(jí)，將數(shù)據(jù)分為兩級(jí)，調(diào)整臨界點(diǎn)，以等值線圖和暈渲圖進(jìn)行判斷，屬性值越接近1越可能是山脊線位置，確定分界閾值為0.65667。

(7)將屬性直接近1的的一類屬性值設(shè)為1，其余的設(shè)為0。

(8)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，將重分類后的數(shù)據(jù)與負(fù)地形數(shù)據(jù)相乘，可以消除存在于正負(fù)地形區(qū)域的錯(cuò)誤山脊線。然后將計(jì)算結(jié)果重分類，屬性部位1的柵格設(shè)為NODATA，就得到了山谷線，結(jié)果如圖2-23所示。

圖2-23 計(jì)算出研究區(qū)域的山谷線

2.4 鞍部點(diǎn)的提取

(1)在ArcToolbox中選擇Spacial Analyst Tools →Map Algebra→Raster Calculator工具，將山脊線數(shù)據(jù)與山谷線數(shù)據(jù)相乘，得到結(jié)果為鞍部區(qū)。結(jié)果如圖2-24所示。

圖2-24 鞍部區(qū)結(jié)果圖

(2)鞍部區(qū)與正地形數(shù)據(jù)相乘得到鞍部點(diǎn)的柵格數(shù)據(jù)，重分類柵格數(shù)據(jù)所有0值賦為NoData，屬性為1的值保持不變，得到重分類柵格鞍部點(diǎn)。在ArcToolbox中選擇Convertion Tools →From Raster→Raster to Point工具，得到矢量的點(diǎn)。結(jié)果如圖2-25所示。

圖2-25 柵格鞍部點(diǎn)轉(zhuǎn)為矢量結(jié)果

(3)配合等高線和暈渲?jǐn)?shù)據(jù)，刪除處于樣區(qū)邊緣以及內(nèi)部的偽鞍部點(diǎn)，最后得到鞍部點(diǎn)如圖2-26所示。

圖2-26 最終得到的鞍部點(diǎn)結(jié)果圖

2.5 制作專題圖

打開Layerout view對(duì)話框，分別添加dem，山脊山谷線結(jié)果，插入圖名圖例比例尺指北針等地圖制圖要素，調(diào)整后制作專題圖表，結(jié)果如圖2-27所示。

圖2-27 鞍部點(diǎn)專題圖

文章轉(zhuǎn)載于：CSDN，作者：BigSun1993

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總結(jié)

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