明暗等高线制作

明暗等高线制作

内容提要：

本案例是根据所提供的DEM 数据，首先从DEM 中提取一定等高距的矢量等高线，利用数学分析工具对数据进行坡向处理、根据坡向对等高线进行分类，然后进行栅格数据转化为矢量数据处理，最后通过叠加分析工具将矢量数据与等高线融合，进而生成明暗等高线。

关键词：DEM ；坡向；明暗等高线

引 言：在研究中，等高线仅仅能表示出地面地形的起伏状态，而明暗等高线不仅尅便是其地形相关信息，还可以表示出立体形态，将阴坡阳坡鲜明的表现出来，供读者容易辨别实际地表形态。 相关背景介绍：

等高线是地图上最常用的表示地貌的方法，但其不足之处是所表示的地形立体感不强，并非所有读者都能准确读出它所描述的实际地表形态。对于如何用等高线表示地貌的立体形态，1895年，波乌林（J. Pauling ）提出明暗等高线法，又称波乌林法。其基本论点主要建立在以下三方面：

1、根据斜坡所对的光线方向确定等高线的明暗程度；

2、将受光部分的等高线印为白色，背光部分的等高线印为黑色； 3、地图的底色饰为灰色。 主题内容： 1. 建立模型

（1）在ArcMap 中打开自定义菜单，选择扩展模块, 加载Spatial Analyst模块】

（2）右键单击ArcToolbox ，添加工具箱，右键单击工具箱，在New 子菜单中选择模型，生成一个新的模型。

（3）(在【ArcToolBox 】中，选择【Spatial Analyst Tool】||【表面分析】|| 【坡向】工具，拖至模型生成器窗口中。

（4） 在模型生成器窗口中右键，选择【创建变量】||【栅格数据集】, 右键单击【栅格数据集】||【重命名】，在弹出的对话框中输入DEM ，将原始的【栅格数据集】重命名为DEM 。单击添加连接图标

，连接DEM 和坡向图形要素。

（5）找到【Spatial Analyst Tool】||【数学】||【逻辑】||【小于】、【大于】工具，将它们拖至模型生成器窗口，右键单击【大于】||【打开】，在弹出的对话框中的【输入栅格数据和常量值2】文本框中输入45，同理在【小于】对话框中【输入栅格数据或常量值2(2)】文本框中输入225，如下图：

(6) 单击添加连接坡向生成的上图形要素和【大于】、【小于】图形要素。如下图所示：

(7) 将【数学】||【加】拖至模型生成器窗口，单击添加连接图标，分别连接【大于】、【小于】生成的栅格图形要素和【加】图形要素。如下图所示

：

(8) 加载【转换工具】||【由栅格转出】||【栅格转面】工具，单击添加连接图标，连接步骤(7)生成的结果和【栅格转面】图形要素。

(9) 加载【Spatial Analyst Tool】||【表面分析】||【等值线】工具，双击【等值线】 工具，在【等值线间距】中设置等高距为50, 如下图所示：

(10) 单击添加连接图标，连接DEM 与【等值线】图形要素。

(11) 加载【Spatial Analyst Tool 】||【分析工具】||【叠加分析】||【标识】工具，单击添加连接图标，先后连接步骤(9)生成的等高线和步骤(8)生成的多边形矢量数据。如下图：

(12). 右键单击【DEM 】||左键单击选择【打开】，输入本案例所提供的DEM 数据 ，这时模型中的工具变为黄色。点击【模型】下的【保存】命令，保存模型。

2. 设置参数

右键单击模型图标

选择【属性】||【参数】，对话框中选择改模型中用到的参数

【DEM 】, 【输出要素类】，【输入栅格数据或常量值2】，【输入栅格数据或常量值2(2)】。

3. 颜色配置

（1）运行模型后，在ArcMap 中打开生成的结果，如下图所示：

(2) 进行颜色设置，在ArcMap 的【视图】菜单下选择【属性框属性】命令，弹出【属性框属性】对话框，进入【框架】选项卡，将【背景】设为【Grey 】40%,设置如图

(3) 在图层下方右键单击，点击【属性】打开【图层属性】对话框，选择【符号系统】，【类别】选项卡中选择【惟一值】；【值字段】选项卡中选【gridcode 】；然后点击【添加所有值】按钮，将值为1的线表示为白色，值为2的线表示为黑色，设置如下图：

(4) 明暗等高线结果如下图：

结尾：

通过明暗等高线制作实例，了解一个复杂模型的建立过程，全面掌握建模的每一 个步骤，包括在图解模型中放置对象图形、设置参数、连接对象等。 Production of light and shade contour lines Yuan Zhanliang

School of Surveying & Land Information Engineering, Henan Polytechnic University

Abstract:This case is according to the DEM data provided , we extracted vector contour lines of certain contour interval from DEM .first, using mathematical analysis tools to aspect to the data,th-en according to the aspect to classify contour, and transforming raster data into vector data ,finall-y the vector data and contour lines are fused by the overlay analysis tool, and then the light and sh-ade contour lines are generated.

Key words：DEM ；Peak;light and shade contour lines； aspect

二、案例使用说明的基本结构 1. 教学目的与用途

适用的课程：地理信息系统原理与应用。 授课对象：专业型硕士研究生。

教学目标：熟练掌握利用ArcMap 空间建模工具制作明暗等高线，了解ArcToolbox 中的每个工具数据分析处理功能。 2. 启发思考题

①制作明暗等高线的意义。

②在处理其他数据时，除了制作明暗等高线，要得到表现出其他特定性质的数据，应该怎么建立模型，在课后处理数据时候要用一定的模型意识。 3. 分析思路

首先是根据DEM 数据提取等高线以及山体阴坡阳坡数据，当然这些步骤，然后通过叠加融合处理形成明暗等高线。当然这些处理步骤都是通过模型构建器实现的。 4. 理论依据与分析

案例中用到的主要理论有等值线提取，表面分析工具、数学分析工具以及叠加分析工具。等值线是将表面上相邻的具有相同值的点连接起来的线，如地形图上的等高线、气候图上的等温线。首先，要从DEM 中提取一定等高距的矢量等高线。将区域分为受光部分和背光部分，可以对原始的全栅格DEM 数据进行坡向提取，并根据坡向对等高线的分类，进而生成明暗等高线地图。背光和受光栅格要根据入射光的方向进行确定，例如假定光源位置定位于地面西北方向，则坡向为0°～45°、225°～360°时地表面为受光面，用白色表示；坡向为45°～225°时地表面为背光面，用黑色表示。将其二值化——即以0和1表示，再转化为矢量与等高线融合。 5. 背景信息

该案例已经完成。 6. 关键要点

案例分析中的关键：分析提取山顶点需要用到哪些分析分析工具。

案例教学中的关键知识点、能力点：理解明暗等高线、表面分析工具、叠加分析工具以

及数学分析工具等原理，并能够熟练地制作明暗等高线。 7. 建议课堂计划

1课时 8. 相关附件

数据（…\明暗等高线\DEM） 9. 其它教学支持（可选项）

计算机需要安装ArcGIS9.3或ArcGIS9.3以上版本软件，支持多媒体技术。