栅格数据的空间分析——表面分析

表面分析3主要用于获取数据中暗含的空间特征、格局等信息，例如，等高线、坡度、坡向、可视性、山体阴影等。

1.等值线：

等值线是指将栅格表面上相邻的具有相同值的点连接起来的线，比如，地形中的等高线、气温图中的等温线等。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→等值线】工具，在弹出的对话框中进行设置。

• 等值线间距：在文本框中输入输出的等值线的间距值；
• 起始等值线：为可选项，是指输出的等值线的起始值；
• Z因子：为可选项，是指等值线的变换系数，默认值为1。

2.坡向：

坡向指地表上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向上的夹角。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→坡向】工具，在弹出的对话框中进行设置。

3.坡度：

坡度指地表上一点的切平面与水平地面的夹角。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→坡度】工具，在弹出的对话框中进行设置。

• 输出测量单位：为可选项，用于选择坡度的表示方法。其中，DEGREE表示坡度倾角以度为单位进行计算，PERCENT_RISE表示坡度百分比，默认设置为DEGREE。

4.曲率：

曲率指地表面上一点扭曲变化程度的定量化度量因子，是地表面的二阶导数，可以看做是坡度的坡度。地面曲率在垂直和水平方向上又分别称为剖面曲率和平面曲率。
曲率为正表示该点的表面向上凸，曲率为负表示表面开口朝上凹入，曲率为零表示表面是平的。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→曲率】工具，在弹出的对话框中进行设置。

5.山体阴影：

山体阴影示根据假想的照明光源对高程栅格中的每个栅格像元计算照明值。山体阴影图可以很好的表达地形的立体形态，还可以方便的提取地形遮蔽信息。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→山体阴影】工具，在弹出的对话框中进行设置。

• 方位角：为可选项，太阳方位角以正北方向为0°，按顺时针方向度量。由于人眼的视觉习惯，默认值为315°，即西北方向；
• 高度角：为可选项，太阳高度角表示的是光线与水平面的夹角。由于人眼的视觉习惯，默认值为45°
• 模拟阴影：为可选项，不选择则输出的栅格值考虑本地光照入射角而不考虑阴影的影响，选择则输出栅格同时考虑光照入射角度和阴影。输出值范围为0-255,0表示最暗区域。

6.填挖方：

通过给定两条表面，填挖方工具会生成一个栅格数据来显示表面的变化情况。值为正表示表面被移除，值为负表示表面被填充。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→填挖方】工具，在弹出的对话框中输入不同时期的两个栅格表面即可。

7.视点和视域分析：

• 视域分析：

视域分析可以用来确定输入栅格中能够从一个或多个视点看到的像元数。输出栅格数据属性表中的VALUE字段记录了从每个栅格表面位置可以看到的视点个数。如果只有一个视点时，则将能看到该视点的像元值赋值为1，无法看到的赋值为0。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→视域】工具，进行设置。

• 折射系数：为可选项，表示空气中可见光的折射系数，默认值为0.13。

• 视点分析：

视点分析不仅包含每个视点能够看到的栅格信息，还会精确识别从每个栅格表面位置可以看到哪些视点。
选择【系统工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→视点分析】工具，进行设置。

8.视线分析和提取断面：

在ArcGIS主菜单空白处右击，在弹出的菜单中选择【3D Analysis】选择，加载3D Analysis工具条。
单击工具条上的【创建视线】按钮，在地形表面分别点击确定观察点和目标点的位置，从而创建一条视线，可以得到沿线的实现遮挡情况。
然后点击工具条上的【剖面图】按钮，弹出剖面图对话框。