ARCGIS实习报告.docx

实习指导书
空间数据库建设课程设计
题目基于TIN构造的空间插值方法对比
班级 0644151
姓名张毫杰
专业地理信息科学
指导张卫国宋自影
河南城建学院
测绘与城市空间信息学院
目录
Ⅰ、实习目的 1
Ⅱ、实习步骤 1
一、生成离散样本点数据 1
1、Excel转属性表 1
2、属性表生成样本点数据 3
3、样本点数据的导出 5
二、样本点检验与筛选 6
1、样本点检验 6
2、删除离群值点 7
三、空间插值 9
1、IDW(反距离权重)插值法 10
2、Kringing(克里金)插值法 11
四、DEM生成等高线 12
五、DEM转TIN 14
1、IDW和Kringing栅格模型生成TIN 14
2、要素的立体显示 16
3、设置场景属性 17
六、样本点生成TIN 18
七、三维图像可视化 20
八、结果对比分析 22
Ⅲ、遇到的问题及解决途径 22
Ⅳ、实习心得 23
Ⅴ、参考文献 23
Ⅰ、实习目的
通过对相关知识的学习,我们明白数字高程模型在数据处理方面的重要性,坡度、坡向以及立体土地的挖土、石方量的计算,还是建筑物,山体之间的可通视性分析,精确的数字高程模型都是人们所需要的。然而,不同的获取手段将得到精度不同的数据,空间插值便是获取DEM主要手段之一。本次实习主要使用不同的空间插值方法,使用同一样本点数据对本学校的高程地形进行模拟,而采用的插值方法为IDW(反距离权重)法、Kringing(克里金插值)法和线性内插法简介或直接生成数字高程模型。对于反距离权重法和普通克里金插值法,其带估计属性值都是由已知点的属性值加权得来,可用由公式算出,两者的不同之处便在于已知点的权重计算,
反距离权重法的权值比较简单,仅为距离的n次方的倒数,其中n为大于等于1的数值,而克里金的权重较为复杂,我们首先可以确定学校的高程点在空间上是至少符合准二介平稳假设及本征假设的,这一点是显而易见的,在此基础上又可以得出数据是符合标准正态分布的,因此便根据无偏性和方差最小的原则,借助变差函数求解出各点的权值。线性内插法是用三个相邻的点构成的三角形数据带入方程,联立求解,而三角形的选择是根据其三条边长度尽可能相等和三个角都是锐角的原则进行选取,从而将整个平面划分成若干连续的三角形。
通过对三种方法的对比分析,得到最后的结果,并对结果进行分析。
Ⅱ、实习步骤
一、生成离散样本点数据
1、Excel转属性表
本次实习以河南城建学院地形为例,利用空间插值法求出在给定的离散点坐标及其高程的情况下,不同的插值方法所生成地形效果的对比,以IDW(反距离权重法)和Kringing(克里金)插值法为例,首先查看Excel表格中的数据
图一
在给定的数据表中,Z对应了该点的高程值,X,Y分别为其平面坐标。在ArcGis中导入这些数据,在投影坐标系下令其生成不同的点,操作如下:
使用ArcToolbox->Conversion->Excel>Excel to Table 工具,将Excel表格转换为属性表
2、属性表生成样本点数据
将X,Y,Z的坐标信息用表格中的数据显示出来,相关参数设置如下:
结果如下图
3、样本点数据的导出
将表格生成的数据转换为SHP格式的数据,在ArcGis中,右键点击该图层,在下拉选项中选择Data—>Export data,选择已准备好的文件夹导出
图一
二、样本点检验与筛选
1、样本点检验
如图一显示,样本点的数量比较多,相应的会有一些测量误差较大的点,在后期的数据生成中,应该将那些误差较大或者时测量错误的数据即使删除。接下来便使用地统计分析的相关知识,对数据进行初步检验,检测其是否是正态分布,寻找数据离群值,将误差较大的数据删除。
从直方图和正态QQ图可以看出离散点数据大致符合正态分布
2、删除离群值点
使用直方图来寻找数据离群值,在直方图中当一个柱状条被选中时,改柱状条对应的离散点便会高亮显示,当某一高亮数据单独出现在其他数据周围或者某一高亮的数据群中出现单独的其他数据时,即出现如下图所示的情况,可判断那些点
便是误差较大的数据,将这下孤立的离群数据删除。