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1、第十四章 工程中的土方、纵坡1 由等高线产生不规则三角网启动项目 D:gis_ex09ex14ex14.mxd,激活 data frame1,有三个图层:现状 等高线、设计等高线和场地边界(见图 14-1)。打开属性表“ Attribute of 现状等高 线 ”,可以看到每条等高线的高程数据均在图层属性数据表的 contour 字段中,打 开属性“ Attribute of 设计等高线”也可看到同样的属性字段。图 14-1 data frame1 显示鼠标双击 data frame1,在 Data Frame(特征设置)对话框的 General 标签中将 Map Units 和 Displa
2、y Units 均改为 Meters。 选择 3D Analyst / Options,对 3D Analyst 作初始化设置:General 标签:Working:D:gis_ex09ex14temp 输入 3D Analyst 的指定工作路径Analysis mask:None 栅格数据的属性表中将不存在无数据(No data)属 性值Analysis coordinate system:勾选上侧圆点,产生栅格的坐标系统,参照已经使 用的Extents 标签:Analysis extent:Same As layer“场地边界” 下拉选择“场地边界”为栅格范围Cell size 标签:An
3、alysis cell:As Specified Below 下拉选择Cell size:10 栅格单元的大小为 10Number of Rows:37 边界和栅格单元确定后,自动确定栅格的行数Number of Columns:32 边界和栅格单元确定后,自动确定栅格列数按“确定” 键完成初始化设置。选用菜单 3D Analyst / Create / Modify TIN / Create TIN From Features,在随后的对话框中,作如下选择:Layers:勾选“ 现状等高线 ”和“场地边界”两项,表示由该两个图层共同 产生 TIN(其中“场地边界”仅起限制 TIN 边界的作用
4、)。鼠标选择图层“ 现状 等高线”,再对“ Settings for selected layer”对话框进行设置:Height Source: CONTOUR 下拉选择,高程值源于现状等高线属性 CONTOURTriangulate as:soft line 下拉选择,使用适合以等高线为数据源的计算方法Tag Value field: 不选鼠标选择图层“场地边界”,在 Settings for selected layer 对话框内设置:Height Source: 下拉选择,不要高程值Triangulate as:soft clip 下拉选择,产生的 TIN 模型被裁切在该边界内Tag V
5、alue field: 不选Output TIN: D:gis_ex09ex14tempcnt_presen TIN 数据名称及存储路径按 OK 键,软件根据现状等高线产生三维地面模型,默认的显示方式是按高 程分类。双击图层 cnt_presen,在调出的图层特征对话框中选择 Symbology 标签, 作如下设置:图 14-2 由现状等高线产生的 TIN,按坡度大小分类显示针对 Show:列表框出现的选项(如:Elevation ,Edges ,Slope 等)选择加左 下方 Remove 按钮,将他们删除,再点击 Add,弹出 Add Render(显示控制列 表)对话框,选择 Face
6、slope with graduated color ramp,表示用坡度分类来显示三 维地表,按 Add 键,出现图例,调整图例后,按“确认”键,关闭图层属性对话 框。读者可以观察到,根据 TIN 模型而产生的坡度分类图的显示效果(见图 14-2)。再次选择菜单 3D Analyst / Create / Modify TIN / Create TIN From Features,在随后的对话框中,作如下选择:Layers:勾选“设计等高线” 和“场地边界”。表示由该两个图层共同产生TIN(其中“场地边界” 仅起限制 TIN 的输出边界的作用) 鼠标激活图层“设计等高线” ,再对“Setti
7、ngs for selected layer”框进行设置:Height Source: CONTOUR 下拉选择,高程值源于现状等高线属性 CONTOURTriangulate as:soft line 下拉选择,使用适合以等高线为数据源的计算方法Tag Value field: 不选鼠标激活图层“场地边界”,在 Settings for selected layer 对话框内设置:图 14-3 由设计等高线产生的 TINHeight Source: 下拉选择,不要高程值Triangulate as:soft clip 下拉选择,产生的 TIN 模型被裁切在该边界内Tag Value fiel
8、d: 不选Output TIN: D:gis_ex09ex14tempcnt_design TIN 数据名称及存储路径按 OK 键确认后,软件根据设计等高线产生三维地面模型,取名为 cnt_design, 可以按高程分类显示,也可按坡度分类显示。2 计算工程填挖方选用菜单 3D Analyst / Surface analysis / Cut/Fill(计算填挖方),在弹出的 Cut/Fill 对话框进行如下参数设置:Before surface:cnt_presen 下拉选择,原来的表面After surface:cnt_design 下拉选择,后来的表面Z factor:1 纵向比例不夸张
9、Output cell size:10 已在 3D analyst 初始化时指定Output raster:cut_fill 键盘输入生成的栅格数据名称,路径按初始设定按 OK 键后关闭对话框,系统自动产生填挖方计算栅格数据,并用一个名为 cut_fill 的图层显示出来(见图 14-4),该图层的图例中 Net Gain 表示净填方, Unchanged 表示不填不挖,Net Loss 表示净挖方,No Data 表示缺少合适的数据。 打开图层属性表“ Attribute of cut_fill”,可以查看到栅格要素属性表的内容,其中 Volume 值大于零的表示填方,小于零的表示挖方,等于
10、零的不挖不填,鼠标右键 点击字段 Volume,再选菜单 Statistics.,获得该栅格体积的统计结果,总计(Sum)为 22500.00,填方大于挖方。 为了得到更详细的填挖方信息,可以将不规则三角网构成的地面模型转成栅格数据。返回 data frame1,选用菜单 Tools / Extensions / Spatial Analyst / Close, 勾选 View / Toolbars / Spatial Analyst,出现 Spatial Analyst 工具条,选择 Spatial Analyst / Options,作初始化设置:图 14-4 计算产生的填挖方栅格图Gen
11、eral 标签:Working:D:gis_ex09ex14temp Spatial Analyst 的指定工作路径Analysis mask:None 栅格数据的属性表中将不存在无数据(No data)属性值 Analysis coordinate system:勾选上侧圆点,产生栅格的坐标系参照已经使用的 Extents 标签:Analysis extent:Same As layer“场地边界” 下拉选择“场地边界”为栅格范围Cell size 标签:Analysis cell:As Specified Below 下拉选择Cell size:10 栅格单元的大小为 10Number o
12、f Rows:37 边界和栅格单元确定后,自动确定栅格的行数Number of Columns:32 边界和栅格单元确定后,自动确定栅格列数按“确定” 键完成初始化后,选择菜单 3D Analyst / Convert / TIN to Raster, 在随后的对话框中作如下选择:Input TIN:cnt_presen 下拉选择 TIN 模型Attribute:Elevation 用高程值作为栅格单元的取值Z factor:1.0000 纵向比例为 1cell size:10 指定栅格单元的大小Output raster:D:gis_ex09ex14tempgrd_presen 产生栅格数据
13、的名称及存储路径图 14-5 现状地形三角网转化成栅格按 OK 键关闭对话框。系统将 TIN 数据 cnt_presen 转成栅格 grd_presen,用户可以根据自己的喜好为栅格图层设置不同的显示方式,图 14-5 是将栅格分为 9 类的显示效果。用同样的方法将 TIN 数据 cnt_design 转成栅格 grd_design,即设计的不规则三角网地面模型也转成栅格式地面模型(见图 14-6),这二组栅格的 单元值都是高程。图 14-6 设计地形三角网转化成栅格 计算设计高程和现状高程之差。选用菜单 Spatial Analyst / Raster Calculator,系统出现 Ras
14、ter Calculator 对话框,用双击鼠标方法实现如下操作:grd_design - grd_presen按 Evaluate 按钮,系统产生填挖方栅格图层 Calculation。系统自动将输出的 栅格分为 9 类,其中颜色较深的部分为挖方,颜色较浅的部分为填方,图例的文字说明表示每个单元的纵向填挖量。因栅格单元的取值是浮点的实数,没有要素属性表,需用重新分类方法转化成取值为整数的栅格才能计算填挖方。可根据自己喜好对显示进行修改。由于 Calculation 图层是由 Raster Calculator 计算产生的,是一个临时图层, 每次退出 ArcMap 后,临时图层的数据不再保存。
15、如果计算得到的 Calculation 图 层需要以后再使用,就需要将其转化为永久图层。在目录栏中单击选择 Calculation图层,单击鼠标的右键,在弹出的菜单中选择 Make Permanent,系统弹出对话框,要求输入存档的文件名,如输入“ Calculation”,单击“ 确定”,完成将临时栅格 文件转换为永久栅格文件。图 14-7 将 TIN 转换成栅格再产生填挖方图层3 填挖方计算小结一般情况下,不规则三角网(TIN)是从高程点产生的,如果靠传统地图建立 TIN,就要利用等高线,这时软件就在等高线上取出典型的、关键的样本点, 将这些点连起来形成 TIN,这比直接从高程点产生 TI
16、N 在计算方法上多了一个自 动选取样本点的步骤。一般情况下显示 TIN 时表达高程,但是也可以直接表达坡度,还可以直接进 行简单的填挖方计算。如果要进行细致的填挖方计算,就要将 TIN 转换成栅格再 计算。转换、计算过程产生的栅格一般是浮点型,没有属性表,如果需要,可以用 Spatial Analyst 再转换。4 利用二维线状要素生成三维纵剖面地图文档gis_ex09studentex14.mxd 已打开,激活 data frame2,可以看到 TIN 图层“地形”,线状矢量图层“道路”,该图层的要素是二维的。鼠标双击 data frame2,在 data Frame 属性对话框的 General 标签 中将 Map Units 和 Display Units 均改为 Meters。图 14-8 data frame2 的显示4