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图3-2河道轮廓绘制结果 3.4数据转换 由于ArcGIS栅格计算器不能对矢量数据进行操作，因此，需要将表示河道轮廓的面要素文件（矢量数据）转换为栅格数据。具体操作如下：打开ArcToolbox，单击转换工具->转为栅格->要素转栅格，在弹出的对话框中选择输入要素，即预转换的要素文件，设置输出栅格的保存路径和名称，设置输出栅格数据集的象元大小，单击确定完成转换。 待处理的原始数据为地形高程数据（.dem形式），同理，ArcGIS无法识别该格式的数据，也无法使用栅格计算器对其进行处理，因此需将其转换为栅格数据。具体操作如下：打开ArcToolbox，单击转换工具->转为栅格->DEM转栅格，在弹出的对话框中输入USGSDEM文件，即待转换的地形高程数据文件，设置输出栅格的保存路径和名称，还可以根据需要设置输出数据类型（FLOAT或INTEGER）和Z因子，单击确定完成转换。 3.5地形高程数据处理 ArcToolbox空间分析工具中的栅格计算器可用于创建和执行地图代数表达式以输出一个新的栅格数据[5]。打开栅格计算器后，先创建地图代数表达式，可以使用系统提供的常用条件分析工具、数学工具、三角函数工具和逻辑判断工具，可以在图层和变量列表中选择要用在表达式中的栅格数据集，可以单击工具对话框中相应的按钮或通过键盘直接输入，将数值和数学运算符添加到表达式中。 通过河道测量数据读取和数据转换，已完成了地形处理数据源的准备。接下来可通过栅格计算器对转换后的地形高程数据进行处理。具体操作如下：打开ArcToolbox，点击空间分析工具-->地图代数-->栅格计算器，在弹出的对话框中创建如下地图代数表达式： Con(IsNull("hedao_sg"),"yuanshi_sg","yuanshi_sg"-20) 上述表达式中使用了条件分析工具Con(,)和逻辑判断工具IsNull()，其含义是：判断表示河道轮廓的栅格数据集是否为空，若为空则取待处理的栅格数据集；若不为空，则待处理的栅格数据集中河道对应部分高程值下降20米。其中，hedao_sg表示河道轮廓的栅格数据集；yuanshi_sg是由地形高程数据转换而成的待处理栅格数据集。 此外，还需要将环境中的处理范围设置为与原始栅格数据集相同，并根据需要设置栅格分析中的象元大小，最后设置输出栅格的路径和名称，点击确定完成地形高程数据的处理。处理前后在ArcGIS中的对比结果如图3-3和图3-4所示： 图3-3河道地形处理前 图3-4河道地形处理后 ArcGIS中打开的栅格数据集颜色不同则表示的高程值也不同，颜色越深则高程值越低，由图3-3和图3-4不难看出，河道部分高程值已成功下降。 3.6处理结果导出 地形高程数据在ArcGIS中处理完毕后是栅格数据集的形式，为了方便在其他软件中使用处理结果，需将其导出并转换成标准的.dem格式。具体操作如下：在内容列表中右键点击处理结果数据集，单击数据->导出数据，在弹出的对话框中根据需要对范围、空间参考、象元大小、压缩类型、导出位置、名称、格式等进行设置后点击保存，可将该栅格数据集导出为tif格式，并在GlobalMapper中打开查看其三维显示效果，如图3-5所示： 图3-5河道处理结果的三维显示效果 此外，还需要在GlobalMapper软件中做相应的转换，将tif格式的地形高程数据处理结果转换成标准的.dem格式。 4结语 本文简要介绍了ArcGIS10.0地理信息系统平台和数字高程模型，介绍了ArcMap、ArcToolbox等常用的ArcGIS桌面应用程序。此外，描述了通过ArcGIS10.0对河道地形高程数据进行处理的流程，并以存有河道测量点X坐标、Y坐标、高程值的EXCEL表格和数字高程模型作为数据源，结合实例对流程中的各个步骤进行了详细描述。通过河道测量数据函数法插值处理、河道轮廓绘制、数据读取和转换、地形高程数据处理等步骤，本文实现了对河道地形高程数据的处理，给出了地形处理的结果并将其转换成标准的.dem格式，以方便在其他软件中使用。该种地形高程数据处理方法简单易行，且能在一定程度上降低河道测量的时间和成本，能在水利工程测量工作和地形高程数据处理中发挥积极的作用。 【参考文献】 [1]邢超,李斌等.ArcGIS学习指南—ArcToolbox[M].北京:科学出版社,2010:前言. [2]牟乃夏,刘文宝,王海银,戴洪磊.ArcGIS10地理信息系统教程——从初学到精通[M].北京:测绘出版社,2012:3-5. [3]贾亚红,白洁,贾亚敬,宇文海龙.数字高程模型的制作及应用[J].西部资源,2011,1:58-61. [4]胡跃进.全站仪的误差分析及精度控制在水利工程测量中的研究[J].价值工程,2015,2:57-58. [5]栅格计算器[EB/OL].[2014-10-05]. [6]汤国安,刘学军,闾国年.数字高程模型及地学分析的原理与方法[M].北京:科学出版社,2005:2-6. |
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