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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
