一、实验目的1、掌握利用ArcGIS三维分析模块进行创建表面的基本方法.。2、掌握利用ArcGIS三维分析进行各种表面分析的基本方法，并能进行表面创建及景观图制作。3、掌握地形特征信息的提取方法，能利用ArcGIS软件基于DEM对山脊线和山谷线的提取。4、掌握三维场景中表面及矢量要素的立体显示其原理与方法，熟练掌握ArcGIS软件表面及矢量要素杂场景中的三维显示及其叠加显示。5、熟练掌握ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化方法。6、通过制作某区域的飞行动画，实现对该区域的宏观浏览，掌握地形的三维显示与飞行动化的制作方法。二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：LenovoY460N计算机软件：ArcGIS10.0软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘三、实验内容与要求1、表面分析要求：（1）熟悉ArcGIS三维分析工具中的表面分析工具。（2）进一步分析表面，包括计算表面积、体积、坡度、坡向等，设置阴影地貌等以增强可视化，或者从一个特定的位置或路径设置可视化的更高级别的可视性分析等。操作：计算表面积与体积：打开“面积与体积统计数据”工具，在对话框中如下图设置，点击“计算统计数据”，得到面积和体积统计数据。图1计算表面积与体积坡度的计算:选择表面分析的坡度工具:“SpatialAnalyst工具”→“表面分析”→“坡度”。在打开的对话框中如图2设置，生成坡度栅格图像如图3。图2：“坡度”对话框图3坡度栅格图像（3）坡向的计算：选择表面分析的坡向工具:“SpatialAnalyst工具”→“表面分析”→“坡向”。在打开的对话框中设置，生成坡向图像如图4。图4坡向图像可视性分析：视线瞄准线的创建：选择“创建透视线”工具。在打开的对话框中设置，并选择透视线的点；如图5所示。图5视线瞄准线的创建视域的计算：选择表面分析中的视域工具，在打开的对话框中如图6设置，并生成示意图。图6“视域”对话框2、地形特征信息提取要求：利用所给区域DEM数据，提取该区域山脊线、山谷线栅格数据层。操作:（1）打开工具箱，选择“SpatialAnalyst工具”→“表面分析”→“坡向”，提取DEM坡向层面，记为A；（2）“SpatialAnalyst工具”→“表面分析”→“坡度”，提取A层面的坡度信息，记为SOA1；（3）求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；利用“SpatialAnalyst工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；（4）基于反地形DEM数据求算坡向值；（5）利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2；（6）利用“SpatialAnalyst工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为SOA＝（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs（[SOA1]-[SOA2]））/2，即可求出没有误差的DEM的坡向变率SOA；（7）利用“SpatialAnalyst工具”→“领域分析”→“块统计”工具，在打开的对话框中如图7设置，则可得到一个邻域为11×11的矩形的平均值层面，记为B；图7“块统计”对话框设置（8）利用“SpatialAnalyst工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为C＝[DEM]-[B]，即可求出正负地形分布区域；（9）利用“SpatialAnalyst工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为D＝[C]>0&SOA>70,即可求出山脊线，如图8所示；图8山脊线（10）同理，利用“SpatialAnalyst工具”→“地图代数”→“栅格计算器”工具，公式为D＝[C]<0SOA>70,即可求出山谷线，如图9所示。图9山谷线3、表面创建及景观图制作要求：（1）利用所给等高线数据建立景区栅格表面；（2）在ArcScene三维场景中，实现表面与其它要素叠加三维显示；（3）设计各要素如道路、水系等的符号化显示；（4）综合考虑表面及各要素，生成美观大方的区域景观图；操作：（1）启动ArcScene,打开场景文件Exercise3.sxd，自动添加以下数据层：等高线数据层Arc_Clip，道路数据层Arc_Clip_road，水系数据层Arc_Clip_river，休憩地数据层Arc_Clip_urb；（2）创建区域TIN表面。选择“3DAnalyst工具”→“TIN管理”→“创建TIN”工具，在打开的对话框中设置（如图10），生成地形表面景观图，如图11所示；图10设置“创建TIN”对话框图11地形表面景观图（3）创建栅格表面.关闭显示所有已添加