如何在ArcGIS中利用谷歌高程进行坡度分析

2017-9-18 11:02:34 0人评论 328次浏览 分类:技术文章

高程、坡度和坡向是小班中非常重要的因子,坡度对水土保持规划设计具有决定性的作用,是土地利用规划和治理措施配置首先要考虑的因素。

这里将以“小金县”为例,说明如何利用谷歌高程地形数据对坡度进行分析。

在万能地图下载器中,在软件左上方点击“高程”数据类型可以切换到谷歌在线高程,在软件的右上方点击“区划”可以选择“中国\四川省\阿坝藏族羌族自治州\小金县”显示行政区划和“下载”按钮,点击“下载”按钮会显示“新建任务”对话框。


1选择小金县行政区划.jpg


在“新建任务”对话框中,必须选择需要下载的高程级别,对于高程而言一般选择第11到15级,这里以第15级为例。

点击“导出设置”按钮会显示“导出设置”对话框,可以为高程设置导出参数。


2新建下载任务.jpg


在“导出设置”对话框中,选择坐标投影为“西安80高斯投影”,勾选“边界范围裁剪”选项并设置背景透明。

完成设置之后,点击“确定”完成导出参数设置。


3导出高程参数设置.jpg


新建任务后,会自动显示“下载列表”,在下载过程中或下载完成后,都可以查看任务的下载状态和下载结果。


4查看高程下载进度.jpg


下载完成之后,默认会自动打开下载结果,如下图所示。


5查看下载结果.jpg


启动ArcMap后,点击“添加数据”按钮,在显示的“添加数据”对话框中,点击“连接到文件夹”按钮,可以选择数据所在目录。


6启动ArcGIS.jpg


在“连接到文件夹”对话框中,选择“D:\SGDownload\小金县\小金县_大图\L15”文件夹,点击“确定”完成后会显示高程数据文件。


7连接文件夹.jpg


选择“小金县.tif”文件后,点击“添加”按钮即可打开高程文件。


8打开高程数据.jpg


小金县的高程文件在ArcMap中打开后,效果如下图所示。


9打开高程数据预览.jpg


要基于高程数据进行坡度分析,需要在ArcMap开启扩展模块,选择“自定义\扩展模块”菜单可以选择需要开启的扩展模块。


10打开ArcGIS扩展模块.jpg


选择“3D Analyst”和“Spatial Analyst”模块,即可开启ArcGIS的3D分析和空间分析功能。


11开启3D分析和空间分析功能.jpg


点击“ArcToolbox”按钮,可以打开ArcGIS的GIS分析工具箱。


12开启ArcToolbox工具箱.jpg


在“ArcToolbox”中,双击“3D Analyst 工具\栅格表面\坡度”菜单,会显示“坡度”对话框。


13选择坡度分析.jpg


在该对话框中,点击“输入栅格”的下拉列表可以选择刚才打开的“小金县.tif”文件,在“输出栅格”中可以设置结果保存路径,这里将结果保存到与原文件同目录中,并命名为“坡度_输出栅格”,点击“确定”按钮开始基于谷歌地球的高程数据进行坡度分析。


14坡度分析参数设置.jpg


注意:

在该对话框中,前两项很常规,但Z因子参数需要注意。

如果在下载高程时,没有将“坐标投影”设置为西安80或北京54等平面坐标而是经纬度坐标的话,当输入了栅格后Z因子会弹出警告,这是因为在水平地面单位(度)与高程Z单位(米)之间度量单位不统一的原因。

由于经度的长度随着纬度而变化,因此需要为该纬度指定一个适当的Z因子。如果X、Y单位是十进制而Z单位是米,则一些适用于特殊纬度的适当Z因子参考值,如下表所示:


纬度(Latitude),单位:度Z因子(Z-Factor)
00.00000898
100.00000912
200.00000956
30
0.00001036
400.00001171
500.00001395
600.00001792
700.00002619
800.00005156


坡度分析结果如下图所示,如绿色到红色的渐变,坡度越来越大。


15坡度分析结果.jpg


那么坡度分析出来了,到底有什么作用呢?

1984年中国农业区划委员会颁发《土地利用现状调查技术规程》对耕地坡度分为五级,即≤2°、2°~6°、6°~15°、15°~25°、>25°等地面坡度,不同级别对耕地利用的影响不同:

≤2°:一般无水土流失现象。

2°~6°:可发生轻度土壤侵蚀,需注意水土保持。

6°~15°:可发生中度水土流失,应采取修筑梯田、等高种植等措施,加强水土保持。

15°~25°:水土流失严重,必须采取工程、生物等综合措施防治水土流失。

>25°:为《水土保持法》规定的开荒限制坡度,即不准开荒种植农作物,已经开垦为耕地的,要逐步退耕还林还草。

坡度分析与国家标准和政策挂钩了,那这分析完的结果意义就十分重大了,这里可以根据上述情况,把坡度分为五级。

在坡度分析结果中单击鼠标,选择“属性”菜单,如下图所示。


16查看图层属性.jpg


在“图层属性”中选择“符合系统”功能项,类别选择“5”,然后点击“分类”按钮设置分类。


17设置参数并点击分类.jpg


这里根据前面提到的耕地坡度等级参数值,将中断值设置为5个等级,如下图所示。


18手动分类.jpg


分类参数设置完成之后,点击“确定”按钮,会根据设置参数分析结果。


19参数设置结果.jpg


最后的分析结果,如下图所示。


20分析结果.jpg


这里可以非常清楚的看到坡度分析结果,然后结合该地区的高清影像,就可以看出来哪些地方不符合国家的耕地标准,哪些地方应该退耕还林,哪些地方适合作为耕地等。