如何利用ArcGIS生成DEM數字高程模型數據？

ArcGIS做地形分析的基本步驟其實是非常簡單的，網上也有非常多的教程進行闡述，其實大家按這個步驟也基本能做出來，但問題就出現在每個人所使用的基礎數據都多多少少有不同的問題，因此在操作過程當中就不同程度的受阻，因此本教程先列出最基本的操作步驟，再對所使用的數據及各操作步驟可能出現的問題進行分析并逐一列出解決方法。 ArcGIS地形分析的基本步驟如下： 1. 整理并添加帶有高程屬性的CAD等高線或者高程點； 2. 將導入的等高線或高程點數據轉換為ArcGIS可編輯的Shapefile文件； 3. 進一步整理、檢驗、修正Shapefile文件中的數據錯誤； 4. 使用整理好的Shapefile生產數字高程三角模型TIN文件； 5. 將TIN文件轉換為柵格數字高程模型DEM文件； 6. 基于DEM即可進一步進行基于地形的坡度、坡向、起伏度、匯水特征等專項分析了。 ArcGIS地形分析的核心是數字高程模型DEM數據，基于地形的高程、坡度、坡向、起伏度、匯水分析等都是基于DEM數據的，所以本教程首先重點介紹如何生成獲得DEM數據。 ? DEM的全稱是Digital Elevation Model，非常直接的翻譯，就是“數字”、“高程”、“模型”三個詞的直接拼接，可謂是簡單粗暴好理解，可到底什么是“數字高程模型”這個概念可能是經常困擾大家的問題，貌似很高大上，尤其是一些學術論文，經常只寫其英文名，還是簡稱——DEM，可謂是故作高深，搞得不明真相的童鞋越發(fā)糊涂。其實很簡單，高程這個概念不用說，“數字模型”就是把高程數字化后的模型嘛，數字化就是在電腦里面顯示就是數字化咯，數字高程模型就是在電腦里面進行顯示的高程數據嘛。 ? 搞建筑規(guī)劃的童鞋肯定都是知道現狀地形圖里面的高程點、等高線的，從某種程度上來說高程點、等高線就是高程數據的一種數字模型，DEM只是把高程進行連續(xù)面狀數字化了，那對應的等高線就是線狀高程數字化模型，高程點就是點狀高程數字化，這樣就明白為什么我們可以用等高線或者高程點生成DEM了吧。當然DEM不只是用高程點或者等高線生產的，還有衛(wèi)星遙感數據等渠道可以獲取，這個后面會講到。 在ArcGIS里面用高程點或等高線生成DEM也不是直接生成，需要通過先生產TIN文件，在將TIN文件裝換為DEM。 有童鞋可能要問TIN文件又是什么鬼，為什么不可直接生成DEM，而非要先生成TIN文件呢？ ? TIN的全稱是Triangulated Irregular Network，翻譯過來就是它的中文名——“不規(guī)則三角網”，其實也是一種數字模型，當然,TIN文件可以是表達高程的數字模型，也可以是表達其他數據的數字模型本文里面的TIN文件當然就是表達高程的數字模型了，它和DEM的區(qū)別就在于他是矢量的，而DEM是柵格的！為什么會這樣呢？ 因為我們知道CAD里面的高程點和等高線都是矢量的，我們把它們導入ArcGIS后依然還是矢量的，我們要把矢量的點狀高程點或者線狀等高線高程數據轉換為連續(xù)面狀的DEM高程數據模型是需要插值的（什么是插值？簡單理解就是在空白地方增加數據，點狀、線狀轉換為面狀就是要增加數據的過程?。?，而這個插值過程是不可直接將矢量插值為柵格數據的，所以要先插值生成TIN格式的矢量數字三個網絡模型，再將其轉化為柵格數字高程模型DEM文件。 好了，關于ArcGIS地形分析里面兩個核心數據TIN和DEM已經說清楚了，再來看看我們熟悉又讓人琢磨不透的CAD高程數據吧。 ? 我們普遍的CAD高程數據基本就兩種：高程點、等高線。做ArcGIS地形分析對CAD高程點和等高線的要求都是必須帶有高程屬性！ ? 高程點的高程屬性比較簡單，如圖3.3所示，我們在CAD現狀地形圖中的大部分高程點都是如圖這種高程點圖塊，圖塊帶有一個高程點及其高程值標注，此時我們雙擊這個高程點標注文字是不可像傳統(tǒng)文字那樣編輯的。 ? ArcGIS也是不可直接識別CAD中這樣的圖塊，所以我們不可直接將這一的高程點導入ArcGIS,需要我們進行處理——炸塊！ ? 但要注意的是此處的炸塊不是用CAD中的X命令，如果用X命令對這個塊進行炸裂，會發(fā)現整個圖塊就消失了，這是很多童鞋在處理這樣高程點時會遇到的問題，準確的做法是通過湘源控規(guī)（請自行安裝）里面的“工具-圖塊-炸屬性塊”對高程點圖塊進行炸塊處理。輸入這個工具命令后，會提示是刪除還是保留隱藏屬性，這里可以默認即可。 ? 炸屬性塊后根據不同情況會有不同顯示，但標注高程點的文字肯定是會單獨顯示的,我們通過雙擊也發(fā)現是可以像傳統(tǒng)文字那樣進行編輯修改了，這正是我們需要用到的數據。 等高線的屬性數據相對復雜一些，圖中綠色的線即是我們需要提取使用的地形等高線，其中比較細的等高線叫做基本等高線，也叫首曲線，是一副地形圖中按基本等高距繪制出的等高線；其中比較粗的等高線叫加粗等高線，也叫計曲線，是按每隔五條基本等高線加粗的一條等高線，主要是為了便于判讀和計算高程使用。 CAD高程點和等高線的添加 ? 如前文所述，需要在CAD中準備好帶高程的高程點和等高線數據。通常我們的現狀地形圖是多種圖層疊加的，需要首先將這兩個數據所在圖層單獨分離出來（也有是所有圖元被合并在一個圖層的，這種比較麻煩些，后面會講怎么操作），圖層的分離可以在CAD里面提前做好了再導入ArcGIS，也可以導入ArcGIS轉換為Shapefile后再做分層處理，此處主要講一下如何導入ArcGIS后做分層處理（CAD比較簡單，直接單獨按圖層單獨挑選并寫塊即可，但是如果數據量大的話在CAD里面會比較卡頓，所以建議先導入ArcGIS再做分離）。 ? 首先需要在CAD里面明確高程點和等高線各自的圖層名，如本教程所采用數據對應的圖層名分別為GCD、DGX。打開ArcGIS for Desktop中的其中一個軟件ArcMAP，添加準備好的CAD現狀地形圖。