城市规划GIS技术应用指南（ch06）

地形分析和构建技术

- 城市规划GIS技术应用指南（ch06）
地形坡度坡向分析
- 坡度分析
- - 对TIN数据的坡度分析
  - 对栅格地表面的坡度分析步骤
- 坡向分析
- - 对TIN数据的坡度分析
  - 对栅格地表面的坡向分析
道路纵断面分析和设计
构建规划地表面和场地填挖分析
- 构建规划地表面
- 填挖方分析
本章小结
写文小结

地形坡度坡向分析

坡度分析

对TIN数据的坡度分析

步骤1：启动 ArcMap ，加载 TIN 数据【chp06＼练习数据＼坡度坡向和纵断面分析＼原始地表面】
步骤2：在【目录】面板中，浏览到【工具箱＼系统工具箱＼3DAnalysis Tools \ Terrain 和 TIN 表面＼表面坡度】，双击该工具，启动【表面坡度】对话框，
设置【输入表面】为【原始地表面】。
→设置【输出要素类】为【chp06＼练习数据＼坡度坡向和纵断面分析＼三维建模． mdb \分析过程数据＼地表面坡度】。
设置【坡度单位】为【 DEGREE 】，即"度"。另一个可选项是【 PERCENT ，即"百分比"。认可其他默认设置，点【确定】开始计算。计算结果是一个多边形要素类，其【 Sl -opeCode 】属性记录的是坡度的分级，具体分为1-9级，1级对应0-10度，每级递升10度。设置如下图所示.
对它作基于【 SlopeCode 】的【唯一值类型】符号化后如下图所示。

对栅格地表面的坡度分析步骤

步骤1:启动ArcMap,加载栅格数据[chp06\练习数据\坡度坡向和纵断面分析\三维建模. mdb\原始地表面]
步骤2：在[目录]面板中，浏览到[工具箱\系统工具箱\3D Analysis Tools\栅格表面\坡度]，双击该工具，启动[坡度]对话框，或者在[搜索]面板中，输入坡度，点击坡度工具
步骤3：选择所需的内容，过程如下图所示

坡向分析

对TIN数据的坡度分析

步骤1：启动 ArcMap ，加载栅格数据【chp06＼练习数据＼坡度坡向和纵断面分析＼三维建模． mdb 原始地表面】
步骤2：在【搜索】面板中，输入表面坡向，双击表面坡向工具，输入内容如下图所示

对栅格地表面的坡向分析

步骤：在【搜索】面板中，输入坡向，双击坡向工具，输入内容如下图所示

道路纵断面分析和设计

步骤1：启动 ArcMap ，加载 TIN 数据【chp06＼练习数据＼坡度坡向和纵断面分析＼原始地表面】和栅格数据【chp06＼练习数据＼坡度坡向和纵断面分析＼三维建模． mdb 用地规划图】。
步骤2：显示【3D Analyst 】工具条。在任意工具条上点右键，在弹出的菜单中选择【3D Analyst 】，显示【3D Analyst 】工具条
步骤3：绘制两条代表道路中心线的3D线。

（1）在【3DAnalyst】工具条中，将【图层】栏设置为【原始地表面】。
（2）点击【线插值】工具鱼，然后如图6-10中偏南边的选线，从左向右描出一号方案的道路选线。
（3）点击【选择元素】工具，然后双击描出的道路中心线，显示【属性】对话框，将颜色改为蓝色，宽度改为【3】。如下图所示

类似地，再绘制一条二号方案的道路选线，将颜色改为【红色】，宽度改为【3】如下图中偏北边的选线
步骤4：生成现状纵断面图。

（1）点击【选择元素】工具，选中两条道路中心线（按住 Ctrl 键不放，可以允许选择多个要素）。
（2）点击【创建剖面图】工具，显示【剖面图标题】对话框，如图下所示。图中 x 轴代表长度， Y 轴代表高程。从图中，可以非常明显地看到两个方案的坡度差异。

右键点击【剖面图标题】对话框中的空白区域，在弹出菜单中选择【高级属性．…】,点击左侧列表中的资料】项，右侧表格中显示了道路纵断面数据，结果如下图所示

构建规划地表面和场地填挖分析

构建规划地表面

构建规划地表面的基本思路是：

首先勾出场地边界线；
然后清除场地边界线内的地形；
接下来根据竖向规划，绘制所有二维的标高控制线，并将其叠加到现状地表面以形成现状的三维标高控制线；
之后，逐折点调整标高控制线的折点标高至规划标高；
最后，用规划的三维标高控制线更新地形即可。

步骤1：准备工作：
启动 ArcMap ，新建一个空白地图。复制【原始地表面】成【规划地表面】。在【目录】面板中，找到并右键点击 TIN 数据【chp06＼练习数据＼规划地表面构建＼原始地表面】，在弹出菜单中选择【复制】，然后再右键点击【规划地表面构建】目录，在弹出菜单中选择【粘贴】，重命名复制的数据为【规划地表面】。如下图所示

步骤2：启动【 TIN 编辑】工具条和3D analyst工具条。
在任意工具条上点右键，在弹出菜单中选择【 TIN 编辑】，显示【 TIN 编辑】。同理，在任意工具条上点右键，在弹出菜单中选择【3D analyst】，显示【 3D analyst】
步骤3：加载 TIN 数据【规划地表面，并在【内容列表】面板中，点击该图层下的【硬边】前的符号，显示【符号选择器】对话框，将硬边的【颜色】改为黑色，宽度改为【2】，使其更清楚地显示。过程如下图所示

步骤4：把刚刚新建的规划地表面加入arcmap中，如下图所示

步骤5：加载栅格数据【chp06＼练习数据＼规划地表面构建＼三维建模． mdb ＼用地规划图】,并将其置于【规划地表面】图层之上。调整【用地规划图】图层的透明度。打开【图层属性】对话框，调整其【显示】选项卡的【透明度】为【50】，此时透过【用地规划图】图层可以看到地形。如下图所示

步骤6：添加场地外边界线。
场地外边界线用于规定地形改变的外边界，例如边坡或挡土墙的外边界。场地外边界拥有原始地形的高程，在 TIN 模型中是硬断线类型。

（1）点击【 TIN 编辑】工具条中的【添加 TIN 线】按钮，显示【添加 TIN 线】对话框，设置【线类型】为【硬断线】，设置【高度源】为【自表面】，如下图所示。意味着绘制的 TIN 硬断线将跟着地形走。
（2）注意：绘制场地外边界线。注意尽量一次完成， ArcGIS 在该功能中没有回退操作。

步骤7：清除场地外边界线内的所有 TIN 断线。
点击【 TIN 编辑】工具条中的【除 TIN 结点】工具旁的下拉按钮，选择
【按区域删除 TIN 结点】。然后沿着场地外边界线内部绘制一个多边形，多边形内部的所有 TIN 结点将被删除，删除后如下图所示。

步骤8：删除外边界线内的所有 TIN 断线
进一步删除边界线内的剩余 TIN 断线。点击【删除 TIN 断线】工具，逐条删除
边界线内的剩余 TIN 断线，删除过程中 TIN 会实时更新。

步骤9：绘制规划的二维标高控制线。

竖向规划一般用道路的控制点标高来控制地形，因此我们主要沿道路绘制规划的二维标高控制线。

在【chp06＼练习数据＼规划地表面构建＼三维建模． mdb ＼分析过程数据】下新建要素类【标高控制线（无标高）】，注意要在【新建要素类】对话框中勾选【坐标包括 Z 值（ Z )。用于存储3D数据。】

（1）设置【输人表面】为【原始地表面】，因为要获取原始地表面的标高。设置【输人要素类】为【标高控制线（无标高）】。
（2）设置【输出要素类】为【chp06＼练习数据＼规划地表面构建＼三维建模． mdb ＼分析过程数据＼标高控制线（带高程）】。
（3）勾选【仅插值折点】，否则系统将每隔一段距离新添一个折点并赋予它标高。

（4）点击完成，如下图所示（注：图片备注有误）

步骤10：新建要素类标高控制线（无标局）
编辑【标高控制线（无标高）】要素类。，按图中所示绘制标高控制线。这些控制线主要是道路中线或边线、坡脚线、坡顶线。

步骤11：

（1）在【目录】面板中，浏览到【工具箱＼系统工具箱＼3DAnalysis Tools ＼功能性表面＼插值 Shape 】，双击该工具，启动【插值 Shape 】对话框。
也可以在【搜索】面板中，输入插值 Shape，设置如下图所示。
绘制标高控制线
（2）设置【输人表面】为【原始地表面】，因为要获取原始地表面的标高。设置【输人要素类】为【标高控制线（无标高）】。
（3）可以设置【输出要素类】为【chp06＼练习数据＼规划地表面构建＼三维建模． mdb ＼分析过程数据＼标高控制线（带高程）】，下图选择了别的路径。
（4）勾选【仅插值折点】，否则系统将每隔一段距离新添一个折点并赋予它标高。

步骤12：设置每个标高控制线折点的规划标高。

（1）启动编辑【标高控制线（带高程）】。

（2）点击编辑工具，双击某条标高控制线，进入编辑折点状态，显示【编辑折点】工具条
（3）点击【草图属性】工具囚，显示【编辑草图属性】对话框，在该对话框中可以逐个折点地编辑其坐标和标高（ Z )
此处参考书本内容所示

步骤13：用【标高控制线（带高程）】更新规划地形
在【目录】面板中，浏览到【工具箱＼系统工具箱＼3D Analysis Tools \ TIN 管理＼编辑 TIN 】，双击该工具，启动【编辑 TIN 对话框，设置如图6-22所示。其中【 SF _ type 】设置为【硬断线】,【 height _ field 】设置为【 SHAPE 】,【 use _ z 】设置为【 true 】，意味着用几何的 Z 值作为高程属性。点【确定】后得到更新好的规划地形。在 ArcScene 下查看完成后的规划地表面，基于该地表面制作的三维用地规划图,过程如下图所示

可以参考书 TIN 数据"chp06＼练结果示例＼规划地表面构建＼规划地表面（最终效果）"比较完成后的结果。

填挖方分析

本小节将根据上节构建的[规划地表面]和[原始地表面] TIN,进行填挖方分析。B步骤1:启动ArcMap, 加载之前构建的[原始地表面]和[规划地表面]，也可以直接加载随书数据中提供的示例数据“chp06\练习数据\填挖方分析\规划地表面(最终效果）也可接着上文继续练习
步骤2：在[目录]面板中，浏览到[工具箱\系统工具箱\3D Analysis Tools\ Terrain和TIN表面\表面差异]，双击该工具，启动[表面差异]对话框，或者采用在[搜索]面板中，输入表面差异，点击表面差异工具，输入需要选择的内容，过程如下图所示

步骤3：打开[填挖分析]要素类的属性表(图6-26)。其中[体积]字段代表每个多边形的填挖量，[编码]字段代表填或挖，其值为0代表没有填挖，1代表填，–1代表挖。对[填挖分析]图层进行[唯–值类别]的符号化，[值字段]取[编码]。调整其透明度为50%，最终效果如图6-27所示(其中浅色代表挖，深色代表填)，效果如下图所示

步骤4：计算填挖量
打开填挖分析要素类的属性表，对[编码]字段作分类汇总。右键点击[编码]字段，在弹出菜单中选择[汇总…],对[体积]字段求总和，打开汇总表

本章小结

本章总结了一套快速构建规划地表面的方法，具体步骤是：
(1）勾出场地边界线；
(2）清除场地边界线内的地形；
(3）根据竖向规划，绘制所有二维的标高控制线，并将其叠加到现状地表面以形成现状的三维标高控制线；
(4）逐折点调整标高控制线的折点标高至规划标高；
(5）用规划的三维标高控制线更新地形即可。

写文小结

第一次写文，文章必然有缺少和不足之处。本文虽旨在记录学习arcgis的过程，但同时也欢迎大家在评论区留言，补充本文不足之处，互相学习交流，在此共勉。

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