题库一：GIS数据采集、编辑与处理

题目4：三维景观图制作

现有某一景区下列数据：

（1） 景区等高线矢量数据Arc_Clip；

（2） 景区道路矢量数据Arc_Clip_road；

（3） 景区水系矢量数据Arc_Clip_river；

（4） 景区休憩地数据层Arc_Clip_urb；

请实现该景区三维景观图制作，要求：

（1） 建立Geodatabase数据库，将上述数据到Geodatabase。要求所有矢量数据必须存放于Geodatabase矢量数据集中。

（2） 在ArcScene三维场景中，实现景区地形表面与其它要素叠加三维显示；

（3） 设计各要素如道路、水系等的符号化显示；

（4） 综合考虑表面及各要素，生成美观大方的区域景观图。

关键技术点参考答案

给出该技术流程者酌情加5-10分

（1） 创建区域TIN表面；

1） 选择并点击3D Analyst菜单栏中的Create\Modify Tin选项栏中的Create TIN From Features 命令（图4.1），弹出由要素创建对话框（4.1）；

2） 在Layer 框中勾选等高线图层Arc_Clip，在右边的Height Source 中选择Elevation字段，在Triangulate as中选择 soft line。

3） 检查平三角，并提出平三角的简单消除方法。提到该技术点可酌情加3-5分。

4） 指定输出路径及文件名即可生成的地形表面景观（图4.3）。

（2） 创建栅格表面（用到该技术着酌情加3-5分），生成DEM如图4.4。

（3） 建立三维景观图（请依据表达的准确、直观、形象程度给分）。

依次打开需要叠加显示的道路、水系、休憩地要素图层的属性对话框，设置其基准高程为区域TIN表面（或DEM表面），实现要素与地形的三维叠加显示。

若应用到通过设置各图层数据高程转换系数，以增强地形三维起伏程度，酌情可加1-3分。

未作道路、水系、休憩地要素符号化设置，或符号化处理不合理，酌情扣1-10分。

1.1 制图类

1.1.1 题目说明

使用SuperMap Deskpro或SuperMap Deskpro.NET软件配置一幅地图，可以是二维地图，也可以是三维地图，数据自备，要求地图美观专业，地图显示流畅。

1.1.2 题目要求

（1）软件版本要求：SuperMap Deskpro 6或SuperMap Deskpro.NET 6R。

（2）数据格式要求：数据源使用文件型*.sdb/*.sdd 或者 *.udb/*.udd，工作空间使用*.smwu、*.sxwu、*.smw 或者 *.sxw。

（3）配置地图过程中涉及到桌面软件的功能点，至少包括如下列表中的6个，但不限于这些功能点。

（1）将其他格式的矢量数据转换为SuperMap的数据格式；

（2）通过查询、复制数据的功能对转换过来的数据进行合理分层；

（3）通过符号编辑器制作点状符号；

（4）通过线型编辑器制作线型符号；

（5）通过填充符号编辑器制作填充样式符号；

（6）为图层设置风格样式；

（7）为图层制作专题图；

（8）为标签专题图设置文本显示效果，包括但不限于：避让、流动等；

（9）为图层设置合适的可见比例范围；

（10）设置布局，包括但不限于：表格、鹰眼等，并打印成pdf格式的文件；

（11）为三维场景设置观测视角，包括但不限于：观测角度、方位等；

（12）为三维场景设置屏幕贴图、加载模型图层等；

（13）为三维场景设置地球所处的环境，包括但不限于：地球的大气环境，地球表面的雾环境等；

（14）为三维场景设置风格样式；

（15）设置三维飞行路径。

1.1.3 作品提交要求

1）提交原始数据并附数据说明文档；

2）提交成果数据并附数据说明文档，数据说明文档包括数据应用介绍、图层分层说明、属性字段含义；

3）提交制图报告，包括制图过程说明，地图优化说明。

1.1.4 作品评选规则

http://www.supermap.com.cn/gb/services/trainplan.htm

第六节第六节空间分析

主要内容

1,量算分析

2,缓冲区分析

3,叠加分析

4,三维分析

11,量算分析,量算分析

量算距离

量算面积

量算角度

22,缓冲区分析,缓冲区分析

什么是缓冲区

根据指定的距离在点,线和多边形实体的周围自动建

立一定宽度的区域范围.

如何建立缓冲区

建立缓冲区(建立缓冲区(11))

鼠标右键选中某个(或几个)几何对象,在

弹出的快捷菜单中进行选择.

建立缓冲区(建立缓冲区(22))

在对话框中进行参数的设置

生成的缓冲区添加到地图窗口显示结果

33,叠加分析,叠加分析

什么是叠加分析

在两个数据集之间进行的一系列的几何运算

SuperMap提供了五种叠加分析

裁剪分析

合并分析

擦除分析

求交分析

同一分析

SuperMapSuperMap的五种叠加分析的五种叠加分析

裁剪分析裁剪分析

Clip运算是用一个Clip数据集从一个被剪取数据集中

抽取部分特征(点,线,面)集合的运算.

合并分析合并分析

合并运算是将两个数据集求并集后输出为一个数据

集,在这里只限于两个面数据集之间进行合并

擦除运算是用来擦除掉被擦除数据集中与Erase

数据集中多边形相重叠部分(点,线,面)的操

作.

擦除分析擦除分析

求交分析求交分析

求交运算是求两个数据集的交集的操作.两个数据

集中相交的部分将被输出到结果数据集中,其余部

分将被删除.

同一分析同一分析

是对两个数据集进行相交运算.保留第一数据集的

所有部分,去除第二数据集中与第一个数据集没有

重叠的部分.

例:求青海省的湖泊分布情况例:求青海省的湖泊分布情况

根据全国湖泊分布图,青海省行政区域图计算出青

海省境内的湖泊分布图

使用裁剪或者求交分析

第一数据集为"Lake"

第二数据集为"青海"

例:求青海省以及省内的湖泊分布情况例:求青海省以及省内的湖泊分布情况

根据全国湖泊分布图,青海省行政区域图计算出青

海省以及省内的湖泊分布图.

使用同一分析

第一数据集为"青海"

第二数据集为"Lake"

44,三维分析,三维分析

三维建模

三维可视化

三维建模三维建模

二维数据集->三维数据集

TIN数据集->DEM数据集

创建TIN数据集

TIN数据集->等值线

二维数据集-二维数据集->>三维数据集三维数据集

将二维数据集转换成三维数据集

可以将二维点,线转换为三维点,线从而进行三维浏览

TINTIN数据集-数据集->DEM>DEM数据集数据集

把TIN数据集转变为格网DEM 数据集

根据高程,坡度,坡向值生成DEM

指定分辨率(系统默认是生成结果为500*500的栅格数目

计算的分辨率)

创建创建TINTIN数据集数据集

把点(线)数据集转变成TIN数据

重采样距离

缩放比例

TINTIN数据集-数据集->>等值线等值线

将TIN数据集生成等高线数据集

等高距

光滑度

三维可视化三维可视化

三维数据可视化(三维点,线)

地形三维可是视化(TIN,DEM)

城市三维可视化(面数据)

三维窗口可视化设置

三维数据可视化(三维点,线)三维数据可视化(三维点,线)

将从二维数据转换生成的三维点,线进行三维显示

鼠标右键点击该数据集,选择浏览三维模型

选择高程字段

地形三维可是视化(地形三维可是视化(TINTIN,,DEMDEM))

将TIN,DEM数据集进行三维显示

鼠标右键点击该数据集,选择浏览三维模型

城市三维可视化(面数据)城市三维可视化(面数据)

模拟城市房屋三维显示

创建二维面数据集

准备贴图图片*.BMP格式

创建高程,贴图字段(TEXTUTR,HEADTEXTER)

鼠标右键点击该数据集,选择浏览三维模型

三维窗口可视化设置(三维窗口可视化设置(11))

三维场景设置

雾化效果设置

环境光颜色

背景设置

光源设置

光源位置

光照方向

光照颜色

三维窗口可视化设置(三维窗口可视化设置(22))

旋转

淹没模拟

飞行模拟

添加数据集

三维图层控制

保存三维场景

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专题一:TIN与DEM

TIN是数字高程模型(DEM)的一种表达方式.

一,数字高程模型(DEM)的概念

数字高程模型(DEM),也称数字地形模型(DTM),是一种对空间起伏变化的连

续表示方法.由于DTM隐含有地形景观的意思,所以,常用DEM,以单纯表

示高程.

尽管DEM是为了模拟地面起伏而开始发展起来的,但也可以用于模拟其它二

维表面的连续高度变化,如气温,降水量等.对于一些不具有三维空间连续分布

特征的地理现象,如人口密度等,从宏观上讲,也可以用DEM来表示,分析和

计算.

DEM有许多用途,例如:在民用和军用的工程项目(如道路设计)中计算挖

填土石方量;为武器精确制导进行地形匹配;为军事目的显示地形景观;进行越

野通视情况分析;道路设计的路线选择,地址选择;不同地形的比较和统计分析;

计算坡度和坡向,绘制坡度图,晕渲图等;用于地貌分析,计算浸蚀和径流等;

与专题数据,如土壤等,进行组合分析;当用其它特征(如气温等)代替高程后,

还可进行人口,地下水位等的分析.

二,DEM的表示方法

(1)拟合法

拟合法是指用数学方法对表面进行拟合,主要利用连续的三维函数(如富立叶

级数,高次多项式等).但对于复杂的表面,进行整体的拟合是不可行的,所以,

通常采用局部拟合法.

局部拟合法将复杂表面分成正方形的小块,或面积大致相等的不规则形状的

小块,用三维数学函数对每一小块进行拟合,由于在小块的边缘,表面的坡度不

一定都是连续变化的,所以应使用加权函数来保证小块接边处的匹配.

用拟合法表示DEM虽然在地形分析中用的不多,但在其它类型的机助设计

系统(如飞机,汽车等的辅助设计)中应用广泛.

(2)等值线

56

等值线是地图上表示DEM的最常用方法,但并不适用于坡度计算等地形分

析工作,也不适用于制作晕渲图,立体图等.

(3)格网DEM

格网DEM是DEM的最常用的形式,其数据的组织类似于图像栅格数据,只

是每个象元的值是高程值.即格网DEM是一种高程矩阵(如下图).其高程数据

可直接由解析立体测图仪获取,也可由规则或不规则的离散数据内插产生.

格网DEM的优点是:数据结构简单,便于管理;有利于地形分析,以及制作

立体图.其缺点是:格网点高程的内插会损失精度;格网过大会损失地形的关键

特征,如山峰,洼坑,山脊等;如不改变格网的大小,不能适用于起伏程度不同

的地区;地形简单地区存在大量冗余数据.

100 110 120 140 110 105 90

120 115 130 135 120 110 100

135 120 120 130 130 120 110

145 130 115 120 120 115 118

150 140 135 130 135 120 110

145 135 150 140 138 125 120

(4)不规则三角网DEM(TIN)

不规则三角网DEM直接利用原始采样点进行地形表面的重建,由连续的相互

联接的三角面组成(如图4—4),三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点

的密度和位置.不规则三角网DEM的优点是:能充分利用地貌的特征点,线,

较好地表示复杂地形;可根据不同地形,选取合适的采样点数;进行地形分析和

绘制立体图也很方便.其缺点是:由于数据结构复杂,因而不便于规范化管理,

难以与矢量和栅格数据进行联合分析.

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专题四:创建TIN

1. 从矢量数据创建TIN

TIN通常由矢量数据创建生成的,可以用带有高程值的点,线,多边形来生

成TIN.但也并不是所有的矢量Feature都带有高程值.

可以使用一种或多种矢量数据一次创建TIN,也可以分步进行,也就是先用

一种矢量数据创建TIN,然后使用add Feature to TIN来修改TIN.

常用的是从高程测样点生成TIN,这些点就成为TIN中的顶点,它们决定了

整个平面的形状.

往TIN中加入的线称为breakline,可以有高程值也可没有高程值,它们就

成了TIN中三角形的边.Breakline可以是溪流,边界,道路等等.Breakline可

以分为两种:soft和hard

hard breakline:表示在TIN表面上坡度不连续,往TIN中加入hard breakline

通常会带来坡度的突然变化.例如山坡上的一条路.

Soft breakline:将边加入了TIN,但是不影响地表的形状.例如政界线.

加入多边形包括四种类型:clip,erase,replace,fill

clip:定义了插值的边界,落在边界外的数据就被除去了.例如行政界限.

Clip的边界成为新的边界.也有soft和hard的区别,与上同理.

Erase:落在边界内的数据被除去.

Replace:用插入的ploygon代替原来的该区域的地形表面.例如湖.

Fill:给区域所有三角形赋整数值.内不改变地形表面的高度.

2. 从栅格数据创建TIN

convert raster to TIN.

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专题五:三维动画制作

一,如何制作动画

在ArcScene 中提供了制作动画的工具条,能够制作数据动画,视角动画和

场景动画.动画是由一条或多条轨迹组成,轨迹控制着对象属性的动态改变,例

如,场景背景颜色的变化,图层视觉的变化或者观察点的位置的变化.轨迹是由

一系列帧组成,而每一帧是某一特定时间的对象属性的快照,是动画中最基本的

元素.在ArcScene中可以通过以下几种方法生成三维动画:

1,通过创建一系列帧组成轨迹来形成动画:在动画工具条中提供了创建帧的

工具,如下图:

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我们可以通过改变场景的属性(例如场景的背景颜色,光照角度等),图层

的属性(图层的透明度,比例尺等)以及观察点的位置来创建不同的帧.然后用

创建的一组帧组成轨迹演示动画.其中,动画功能会自动平滑两帧之间的过程.

比如,可以改变场景的背景颜色由白变黑,同时改变场景中光照的角度来制作一

个场景由白天到黑夜的动画.

2,通过录制导航动作或飞行创建动画:点击动画控制器上的录制按钮开始

录制,在场景中通过导航工具进行操作或通过飞行工具进行飞行,操作结束后点

击录制按钮停止录制.这个工具类似录相器,将场景中的导航操作或飞行动作的

过程录制下来形成动画.

3,通过捕捉不同视角,并自动平滑视角间过程创建动画:通过导航工具将

场景调整到某一合适的视角,用动画工具条上的捕捉视角命令捕捉此时的视角,

然后将场景调整到另一个合适的视角,再次用捕捉命令捕捉视角,依次可捕捉多

个视角.动画功能会自动平滑两视角间的过程,形成一个完整的动画过程.

4,通过改变一组图层的可视化形成动画效果:通过动画制作工具条中的创

建组合动画命令,选择图层组,控制一组图层的可视化生成动画效果.例如,可

以用一组显示洪水淹没过程的图层生成洪水演进的动画效果.

5,通过导入路径的方法生成动画:选择场景中存在的路径要素,用动画工

具条中的沿路径飞行命令制作沿路径飞行的动画效果,此时可以设置飞行时的一

些参数来控制飞行过程中的视觉效果.或用图层沿路径移动命令制作某一图层沿

路径移动的动画轨迹.

以上是五种基本的动画制作方法,动画制作完成后,可以通过动画控制器中

63

的播放按钮演播动画.

二,编辑和管理动画属性

动画的帧或轨迹创建完成之后,我们还可以用动画管理器编辑和管理组成动

画的帧和轨迹.另外,通过它我们也能改变帧的时间属性,并可预览动画播放效

果.下图是动画管理器.

三,保存动画

我们在ArcScene中制作的动画可以存储在当前的场景文档中,即动画可以

保存在SXD文档中;也能存储成独立的ArcScene动画文件(*.asa)用来与其他

的场景文档共享;同时我们也能将动画导出成一个AV I文件,被第三方的软件

调用.

*********************************************************************************************************数字高程模型(DEM)

数字高程模型是描述地表起伏形态特征的空间数据模型，由地面规则格网点的高程值构成的矩阵，形成栅格结构数据集。********************************************************

题库二：GIS空间分析与应用

题目2：表面创建

某一地区土壤中存在某种重金属污染，工作人员在野外采集了50个样点，并记录了每个样点的坐标和土壤重金属污染含量。（50分）

（1）请将这些采样点定位到地图上。如下图所示：

（2）请绘制出该区域的重金属含量分布图

（3）当土壤中该重金属含量超过0. 09时，将会对人身体产生危害，请将该区域标识出来

（4）统计受到重金属污染区的土地利用类型及其面积

（5）专题制图：请将受到重金属污染的地区制作专题图，并将污染区内的土地利用类型和面积制作成统计图表。

参考答案：

给出该技术流程者酌情加5-10分

（1） 使用ArcMap主菜单下的Tools→Add Xy data命令，完成数据导入（3分）

（2） 对采样数据进行内插

A. 设置空间分析环境：Spatail anayst→Options，设置分析范围为boundary.shp，analysis mask也为boundary.shp （2分）

B. 由于数据不符合正态分布，所以使用反距离权或者样条函数内插 （5分）

Spatail Anayst→Interpolate to Raster→Inverse Distance Weighted 或者Spline工具生成表面

C． 利用Spatail Anayst→Rater Calculator工具，对内插表面提取值大于0.09的地区（3分）

值为1的地区即是。使用Spatail Anayst→Reclassify工具，将值为0地区变成无数据区。（2分）

（3）使用ArcToolbox→Spatial Analyst Tools→Zonal→Zonal Statistics as Table工具，设置如下：（5分）

做好后表会自动添加到ArcMap中，打开table表，可以查找到相关信息

（4）使用Tools菜单→Graphs→Create工具进行统计图制作（5分）

制作专题图如下：（10分）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1971e341a8956bec0975e389.html