实习目的

使用Arctoolbox-3D Analyst工具-表面三角化中的工具进行TIN表面分析。

实习内容

两个TIN之间拉伸,提取TIN数据范围,剖面分析,定位异常三角形顶点(测量值),抽稀TIN结点(相当于随机采样数据选择重要点),坡向分析,坡度分析,表面差异,等高线

实习步骤

一、两个TIN之间拉伸

两个表面在水平方向重叠,在垂直方向拉伸。可以是点拉伸为三维的垂线,也可以是线拉伸为面,也可以是面拉伸为多面体。在地质构造可视化中有很好应用。

1、用vipoints的spot字段生成第一个TIN表面myTIN01;

DEM分析坡度_DEM分析坡度


2、打开viponts属性表,增加字段myspot2,用字段计算器设置其值为spot-50.

DEM分析坡度_结点_02


3、用myspots字段生成第二个TIN表面myTIN02;

DEM分析坡度_DEM分析坡度_03


4、启动3D Analysts工具—表面三角化—在两个TIN之间拉伸。

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输入TIN:myTIN1

输入TIN:myTIN02

输入要素类:vipoints

5、结果显示。每个点在两个面之间拉伸成为垂直线段。

DEM分析坡度_数据_05


二、提取TIN数据范围

1、启动3D Analysts工具—转换—由TIN转出—TIN范围;

DEM分析坡度_DEM分析坡度_06


2、输出三维面。

DEM分析坡度_3D_07


3、将面作为输入要素,在两个TIN之间拉伸。(注意:这个面的高程不使用)

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三、剖面分析

在ArcMap中创建一个剖面线Cavesurvey

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2、在ArcScene中启动3D Analysts工具—功能性表面——堆栈剖面

DEM分析坡度_结点_11


输入参数(注:可保存为图形;剖面生成适用于格网DEM)

4、用拉伸方法生成垂直剖面。

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总结:拉伸的本质是,在两个面(TIN)之间,选择点、线、面,以此位置在两个面之间拉伸连接。只使用点线面的位置,而不使用他们的高程。点拉伸成线、线拉伸成面,面拉伸成封闭多面体。

另外,点线面要素图层中可以有多个要素。基于多个面也可拉伸成多个封闭多面体。

四、定位异常三角形顶点(测量值)

1、启动3D Analysts工具—表面三角化—定位异常值。

DEM分析坡度_数据_14


给出两种过滤器,当知道有效值的区间时,可使用“应用应限制”

参数设置中,最小绝对值设为197,意味着小于197的点被视为异常值;最大绝对值设为280,意味着大于280的被视为异常值。

2、显示结果。

DEM分析坡度_数据_15


关于应用比较过滤器(超出临近测量值的高度差和坡度差)(相当于单点邻域检测):

(1)基于泰森多边形,搜寻一点的自然临近点;这意味着,中间有一个转换,即TIN转换为Voronoi图。每一个点都有一个V多边形,公用边就对应另一个点。

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(2)参数含义:

Z容差:表示某一点与临近点的高程差(绝对值)。本例中,检测X点,有6个点临近,就有6个值。

默认为0(即假定两点高程应该相等). 超过这个值,有可能是异常值。

坡度差:表示某一点与临近点高程差(绝对值)与两点之间距离的百分比。如果临近有6个点,就有6个值。

默认150(大约为56度).超过这个值,就可能是异常值。

超出容差比:默认为0.5,即有50%的两个值。本例中,如果有3个差值同时超出0和150,就确定为异常值。

(或者理解为,检查点与一半的临近点点差异太大,显得异常。)

异常值限制:异常点搜索的最大数目。默认2500个点,查过这数目,不在查找。

(容差比控制项目的理解:“超出容差比用来确定测试点的邻近区域中点的数量,必须超出其坡度或高度容差才能将该点视为异常值。”(原文):翻译有误!实际上,是两个容差同时超出,才可确定为异常点。)

实验:z容差设为2,坡度容差设为17(相当于10度),其他参数默认值。

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图中异常点是三维点。属性表中Reson值2,表示用的比较过滤器(0硬过滤,1两种过滤同时,2比较过滤)五、抽稀TIN结点(相当于随机采样数据选择重要点)

在一定精度或者定点数限制内,减少顶点数。

1、启动3D Analysts工具—表面三角化—抽稀TIN结点。

提供两种抽稀方法:

一是按照z容差和最大点数。(1)相当于层次法选择重要点。(2)边界点作为必选点;(3)如果达到了最大点数,精度还没达到,仍然生成,但会给出一条警告(格网DEM转TIN时,返回失败)。(4)如果z容差选择0,意味着不减少顶点。

DEM分析坡度_结点_20


二是计数法。只给定一个参数,不关精度如何,达到这个点数就停止。相当于迭代法,每次选择距离三角形面最远的点。

另外,如果选择复制隔断线,则约束线段上所有节点都选择,并且不受最大点数限制。

DEM分析坡度_结点_21


结果显示。

DEM分析坡度_3D_22


六、坡向分析

1、启动3D Analysts工具—表面三角化—表面坡向;

DEM分析坡度_3D_23


其中,类明细表按照规定格式填写,自定义分类。

结果显示。

DEM分析坡度_结点_24


按照类别——唯一值显示。

DEM分析坡度_DEM分析坡度_25


其中,按照默认类别:

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注意:编码相同的相邻三角形将合并为一个多边形。

七、坡度分析

1、启动3D Analysts工具—表面三角化—表面坡度;

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2、结果显示。

DEM分析坡度_数据_28


3、按照类别——唯一值显示。

DEM分析坡度_数据_29


其中的默认分类含义:

DEM分析坡度_结点_30


本例中,没有第8和9类。坡度相同的相邻三角形合并。

八、表面差异

表面差异可以计算两个TIN之间变化的体积、面积、表面积。

为了便于比较,利用cavesurvy生成一个约束TIN。这里为myTINC03.

DEM分析坡度_数据_31


1、启动3D Analysts工具—表面三角化—表面差异。

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参数设置:

输入表面:这里选择TIN01

参考表面:选择TIN03

输出要素类:用多边形表示TIN01的变化情况。之上(代码1),之下(代码-1),重叠无变化(代码0)

输出TIN文件夹:选择实习15

TIN基本名称:存放高度变化后的TIN(差异TIN)。

输出栅格:通过线性内插,将差异TIN转化为格网DEM

栅格像元大小:默认值可更改。

2、结果显示。

DEM分析坡度_3D_34


其中,蓝色表示第一个面比第二个面增加(之上),绿色表示第一个面比第二个面减少(之下),灰色表示没有变化。可以查询表面积、面积、体积。

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九、等高线

1、启动3D Analysts工具—表面三角化—等值线

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参数:等高距20,最低等高线200,计曲线设为5*20(表示每隔5条画一条)。

2、结果显示。

DEM分析坡度_3D_38


3、分类显示。

DEM分析坡度_DEM分析坡度_39

实习小结

1.两个表面在水平方向重叠,在垂直方向拉伸。可以是点拉伸为三维的垂线,也可以是线拉伸为面,也可以是面拉伸为多面体。在地质构造可视化中有很好应用。
2.拉伸的本质是,在两个面(TIN)之间,选择点、线、面,以此位置在两个面之间拉伸连接。只使用点线面的位置,而不使用他们的高程。点拉伸成线、线拉伸成面,面拉伸成封闭多面体。另外,点线面要素图层中可以有多个要素。基于多个面也可拉伸成多个封闭多面体。
3.抽稀TIN结点可以在一定精度或者定点数限制内,减少顶点数。
4.表面差异可以计算两个TIN之间变化的体积、面积、表面积。